MATLAB应用与实验教程(第4版)

本书以MATLAB7.11版为蓝本，重点讲述了MATLAB的功能及其在电气与电子信息类相关专业领域中的应用。全书共分9章，主要内容包括：MATLAB系统环境，MATLAB应用基础，MATLAB绘图，MATLAB数值计算与符号计算，Simulink仿真工具箱，控制系统工具箱，信号处理工具箱，通信工具箱，以及SimPowerSystem工具箱。每章后面都配有实验指导，紧扣教学内容，使读者能够通过上机操作及时有效地掌握该章的主要内容。本书配有电子教案、例题源程序等丰富的教学资源，以帮助读者快速掌握并应用MATLAB。本书可作为普通高等院校理工科专业本科生"MATLAB应用"课程的教材，也可供广大科技工作者阅读使用。

第1章MATLAB系统环境1
1.1什么是MATLAB1
1.2MATLAB7.11操作界面3
1.3MATLAB8.5(R2015a)操作界面6
1.4MATLAB帮助系统9
1.4.1MATLAB的帮助命令9
1.4.2帮助窗口11
第2章MATLAB应用基础13
2.1变量及其操作13
2.2MATLAB数组与矩阵运算18
2.2.1冒号表达式18
2.2.2矩阵的建立19
2.2.3矩阵的拆分20
2.2.4MATLAB数据的运算21
2.2.5特殊矩阵25
2.3数学函数26
2.4M文件26
2.4.1脚本文件26
2.4.2函数文件27
2.5程序控制结构30
2.5.1顺序结构30
2.5.2选择结构31
2.5.3循环结构33
2.6实验一MATLAB运算基础34
2.6.1实验目的34
2.6.2实验内容35
2.6.3实验参考程序35
2.7实验二M函数与M文件的编写与应用36
2.7.1实验目的36
2.7.2实验内容37
2.7.3实验参考程序37
2.8实验三选择与循环结构程序设计38
2.8.1实验目的38
2.8.2实验内容38
2.8.3实验参考程序39
第3章MATLAB绘图42
3.1二维图形42
3.1.1基本的绘图命令42
3.1.2轴的形式与刻度设置43
3.1.3图形的标注、网格及图例说明45
3.1.4绘制二维图形的其他函数49
3.2三维图形52
3.2.1绘制三维曲线的基本函数52
3.2.2三维曲面53
3.3使用绘图工具绘制图形55
3.4使用向导创建图形用户界面56
3.5实验四绘图函数的应用64
3.5.1实验目的64
3.5.2实验内容64
3.5.3实验参考程序65
第4章MATLAB数值计算与符号计算67
4.1曲线拟合与插值运算67
4.2数值微积分71
4.2.1数值微分71
4.2.2数值积分72
4.3线性方程组求解74
4.3.1直接解法74
4.3.2迭代解法76
4.4常微分方程的数值求解78
4.5MATLAB符号计算80
4.5.1符号计算基础81
4.5.2符号导数及其应用87
4.5.3符号积分89
4.5.4符号方程求解90
4.6级数92
4.7实验五数值工具箱与符号工具箱的应用93
4.7.1实验目的93
4.7.2实验内容93
4.7.3实验参考程序94
第5章Simulink仿真工具箱97
5.1Simulink建模的基本知识97
5.1.1Simulink简介97
5.1.2Simulink下常用模块库简介98
5.1.3Simulink下其他工具箱模块库102
5.2Simulink建模与仿真103
5.2.1建立Simulink模型103
5.2.2建模实例107
5.3使用命令操作对系统进行仿真110
5.4Simulink仿真的应用实例演示112
5.5子系统及其封装技术117
5.5.1子系统的建立118
5.5.2模块封装方法118
5.6S函数的设计与应用121
5.6.1用MATLAB语言编写S函数121
5.6.2S函数的应用123
5.7实验六Simulink仿真应用127
5.7.1实验目的127
5.7.2实验内容127
5.7.3实验参考程序128
第6章控制系统工具箱132
6.1线性系统模型132
6.1.1连续系统的传递函数模型(tf对象)132
6.1.2连续系统的零极点增益模型(zpk对象)133
6.1.3连续系统的状态空间模型(ss对象)134
6.1.4线性离散时间系统的数学模型135
6.1.5模型的转换136
6.1.6部分分式展开139
6.1.7模型的连接140
6.1.8模型的属性143
6.2控制系统的时域分析149
6.2.1阶跃响应和冲激响应149
6.2.2控制系统的根轨迹分析方法154
6.3控制系统的频域分析159
6.3.1函数bode160
6.3.2函数nyquist160
6.3.3其他常用频域分析函数162
6.4控制系统仿真实例分析165
6.5实验七线性系统分析与设计183
6.5.1实验目的183
6.5.2实验内容183
6.5.3实验参考程序183
第7章信号处理工具箱187
7.1信号及其表示188
7.1.1工具箱中的信号产生函数188
7.1.2离散时间信号的表示193
7.1.3几种常用离散时间信号的表示194
7.2信号的基本运算195
7.2.1信号的相加与相乘195
7.2.2序列移位与周期延拓运算196
7.2.3序列翻转与序列累加运算197
7.2.4两序列的卷积运算197
7.2.5两序列的相关运算197
7.2.6信号的能量和功率198
7.3线性时不变系统198
7.3.1二次分式模型的系统描述及转换函数198
7.3.2线性时不变系统的响应199
7.4傅里叶变换201
7.4.1傅里叶变换形式201
7.4.2MATLAB中的傅里叶变换函数202
7.5IIR数字滤波器的设计方法204
7.5.1冲激响应不变法204
7.5.2双线性变换法205
7.5.3IIR数字滤波器的频率变换设计法206
7.6FIR数字滤波器设计209
7.6.1窗函数设计法210
7.6.2频率抽样法212
7.6.3MATLAB的其他相关函数214
7.7信号处理的图形用户界面工具217
7.7.1主窗口218
7.7.2SPTool菜单功能介绍218
7.7.3信号浏览器222
7.7.4滤波器浏览器224
7.7.5频谱浏览器224
7.7.6滤波器设计器225
7.8实验八数字信号处理实验225
7.8.1实验目的225
7.8.2实验内容226
7.8.3实验参考程序226
第8章通信工具箱231
8.1MATLAB信源编/解码方法234
8.1.1标量量化234
8.1.2预测量化236
8.2差错控制编/解码方法238
8.3调制与解调242
8.4误码率分析界面247
8.5通信模块集251
8.5.1随机数据源255
8.5.2噪声发生器258
8.5.3序列发生器260
8.5.4压缩和扩展262
8.5.5编码和解码264
8.5.6差错参数设置编/解码266
8.5.7具体实例268
8.6实验九通信系统仿真实验272
8.6.1实验目的272
8.6.2实验内容272
8.6.3实验参考程序273
第9章SimPowerSystems工具箱279
9.1SimPowerSystems工具箱模块库简介279
9.2仿真应用实例283
9.3实验十SimPowerSystems工具箱应用296
9.3.1实验目的296
9.3.2实验内容296
9.3.3实验参考仿真框图与程序297
参考文献310