MATLAB教程及實訓（第2版）

內容簡介

本書整套應是基於MATLABR2010a版，以教程和實訓緊密結合的形式，深入淺出地介紹了MATLAB的套用。教程部分比較系統地介紹了MATLAB7.10的運行環境、MATLAB的基本運算、數據的可視化、MATLAB符號運算、MATLAB程式設計、MATLAB高級圖形設計、Simulink仿真環境、線性控制系統的分析等內容，以先講勸想循解後實例的方式，圖文並茂，突出套用。實訓部分與教程內容相互配合，先提出知識要點，然後按部就班指導操作，在操作中提出修改，後給出自我練習，方便學生循序漸辯夜罪進地上機操作，並對學生的記己鍵掌握程度進行檢驗。

圖書目錄

前言

第1篇MATLAB教程

第1章MATLAB R2010a概述2

1.1MATLAB R2010a 簡介3

1.1.1MATLAB的系統結構3

1.1.2MATLAB的特點3

1.1.3MATLAB的工具箱4

1.2MATLAB R2010a的開發

環境5

1.2.1MATLAB R2010a的環境

設定5

1.2.2選單和工具列5

1.2.3通用視窗8

1.3MATLAB R2010a 的其他

管理17

1.3.1MATLAB的檔案格式17

1.3.2設定搜尋路徑19

1.4一個簡鞏榜放嘗單的實例20

1.5MATLAB的文字處理工具

Notebook23

1.5.1Notebook的安裝和啟動24

1.5.2Notebook的使用25

1.6MATLAB R2010a 的幫助

系統26

1.6.1使用幫助瀏覽器26

1.6.2使用幫助命令27

1.6.3其他幫助29

習題29

第2章MATLAB的基本運算31

2.1數據類型31

2.1.1常數和譽備己恥變數32

2.1.2整數和浮點數33

2.1.3複數34

2.2矩陣和數組的算術運算35

2.2.1數組的創建35

2.2.2數組的操作37

2.2.3矩陣和數組函式41

2.2.4矩陣和數組的算術運算44

2.2.5稀疏矩陣49

2.3字元串51

2.3.1創建字元串51

2.3.2字元串函式53

2.4日期和時間56

2.4.1日期和時間的表示格式56

2.4.2日期時間函式57

2.5結構體和元胞數組58

2.5.1元胞數組58

2.5.2結構體61

2.6多維數組64

2.7關係運算和邏輯運算67

2.7.1邏輯變數67

2.7.2關係運算68

2.7.3邏輯運算68

2.7.4運算符優先權70

2.8數組的信息獲取70

2.9 多項式71

2.9.1多項式求根和求值72

2.9.2多項式的算術運算72

2.9.3多項式的擬合與插值75

習題78

第3章數據的可視化81

3.1二維繪圖81

3.1.1繪圖的一般步驟81

3.1.2基本繪圖函式82

3.1.3多個圖形的繪製86

3.1.4設定曲線繪製方式、坐標軸

和圖形注釋88

3.2特殊圖形和坐標的繪製94

3.2.1特殊圖形繪製94

3.2.2特殊坐標軸圖訂烏形繪製100

3.3MATLAB的圖形視窗101

3.3.1圖形視窗界面101

3.3.2圖形的列印和輸出104

3.4基本三維繪圖命令106

3.4.1三維曲線圖106

3.4.2三維曲面圖106

3.4.3設定視角和色彩108

MATLAB教程及實訓第2版

習題110

第4章符號運算112

4.1符號對象的創建和使用112

4.1.1創建符號對象113

4.1.2符號常量和符號變數114

4.1.3符號表達式115

4.1.4符號矩陣115

4.2符號對象的運算116

4.2.1符號對象的基本運算116

4.2.2任意精度的算術運算117

4.3符號表達式的變換119

4.3.1符號表達式中的自由符號

變數119

4.3.2符號表達式的化簡120

4.3.3符號表達式的替換122

4.3.4計算反函式和複合函式123

4.3.5多項式符號表達式124

4.4符號微積分、極限和級數125

4.4.1符號表達式的微積分125

4.4.2符號表達式的極限127

4.4.3符號表達式的級數127

4.5符號積分變換128

4.5.1Fourier變換128

4.5.2Laplace變換129

4.5.3Z變換131

4.6符號方程的求解132

4.6.1代數方程的求解132

4.6.2微分方程的求解133

4.7符號函式的可視化134

4.7.1符號函式計算器134

4.7.2泰勒級數計算器134

4.8綜合舉例135

習題136

第5章程式設計和M檔案138

5.1程式控制138

5.1.1分支控制語句138

5.1.2循環控制語句140

5.1.3錯誤控制語句143

5.1.4流程控制命令144

5.2M檔案結構146

5.2.1M檔案的一般結構146

5.2.2M檔案編輯/調試器

視窗147

5.2.3M腳本檔案和M函式

檔案148

5.3函式的使用150

5.3.1主函式和子函式150

5.3.2函式的輸入/輸出參數152

5.3.3局部變數、全局變數和

靜態變數154

5.3.4嵌套函式、私有函式和

重載函式155

5.3.5函式的工作過程和P碼

檔案156

5.4函式句柄和inline對象157

5.4.1函式句柄158

5.4.2inline對象160

5.5函式繪圖160

5.5.1fplot命令161

5.5.2函式繪圖命令161

5.6數值分析162

5.6.1求最小值和過零點163

5.6.2數值積分164

5.6.3微分方程組數值求解165

習題166

第6章MATLAB高級圖形設計169

6.1句柄圖形對象169

6.1.1句柄圖形對象體系169

6.1.2句柄圖形對象的操作170

6.2圖形用戶界面174

6.2.1圖形用戶界面概述175

6.2.2設計一個簡單的GUI

界面175

6.2.3回調函式和GUI程式

檔案179

6.2.4按鈕、滾動條和文本框

控制項181

6.2.5單選按鈕、複選框和

面板184

6.2.6下拉選單、列表框、坐標軸

和ActiveX控制項186

6.2.7選單的設計188

6.3對話框190

6.3.1輸入框190

6.3.2輸出框191

6.3.3檔案管理框192

6.4圖像和聲音193

6.4.1圖像193

6.4.2聲音197

6.5視頻與動畫設計197

6.5.1視頻197

6.5.2以電影方式創建動畫199

6.5.3以對象方式創建動畫200

6.6綜合套用舉例200

習題203

第7章Simulink仿真環境205

7.1Simulink的概述205

7.2Simulink的工作環境206

7.2.1一個簡單的Simulink

實例206

7.2.2Simulink的模型視窗207

7.2.3Simulink的工作原理208

7.2.4Simulink的模組庫208

7.3建立模型209

7.3.1創建模型209

7.3.2仿真參數的設定211

7.3.3常用模組的設定213

7.3.4仿真結構參數化218

7.3.5使用命令創建和運行

Simulink模型218

7.4Simulink的套用實例220

7.4.1Simulink在電工基礎中的

套用實例221

7.4.2Simulink在數字電路中的

套用實例222

7.4.3Simulink在控制系統中的

套用實例223

7.5模型的調試224

7.5.1Simulink調試器224

7.5.2在調試器視窗中調試

模型226

7.6子系統與封裝227

7.6.1創建子系統227

7.6.2封裝子系統228

7.6.3定義自己的模組庫231

7.7S函式的設計與套用231

7.7.1S函式簡介231

7.7.2S函式的工作原理232

7.7.3M檔案S函式的模板

格式233

7.7.4創建S函式236

7.8綜合實例介紹238

習題239

第8章線性控制系統的分析241

8.1控制系統的數學模型241

8.1.1創建系統的模型並相互

轉換241

8.1.2系統的模型參數246

8.1.3系統模型的連線和簡化249

8.1.4將Simulink模型結構圖

轉化為系統模型253

8.2時域分析的MATLAB實現254

8.2.1使用拉普拉斯變換和逆

變換計算時域回響254

8.2.2線性系統的時域分析254

8.2.3線性系統的結構參數與時域

性能指標257

8.3頻域分析的MATLAB實現 260

8.3.1線性系統的頻域分析260

8.3.2頻域分析性能指標262

8.4根軌跡分析的MATLAB實現264

8.4.1線性系統的根軌跡分析264

8.4.2根軌跡設計工具265

8.5穩定性分析的MATLAB實現266

8.5.1根據閉環特徵方程判定系統

穩定性266

8.5.2用頻率特性法判定系統

穩定性267

8.5.3用根軌跡法判定系統

穩定性268

8.6穩態誤差分析的MATLAB

實現269

8.7狀態分析的MATLAB實現269

8.7.1狀態空間的線性變換270

8.7.2狀態轉移矩陣272

8.7.3線性系統的能控性和能

觀性273

8.7.4狀態反饋極點配置274

8.8線性定常系統分析與設計的

圖形工具275

8.8.1線性定常系統仿真圖形

工具LTI Viewer275

8.8.2SISO設計工具sisotool277

8.9綜合實例介紹279

習題280

第2篇MATLAB實訓283

第1章MATLAB R2010a概述

實訓284

1.1實驗1熟悉MATLAB R2010a

的開發環境284

1.2實驗2使用Notebook290

1.3實驗3使用MATLAB的

“幫助”292

1.4自我練習295

第2章MATLAB基本運算實訓296

2.1實驗1向量的運算296

2.2實驗2矩陣和數組的運算297

2.3實驗3字元串和日期型數組

的操作300

2.4實驗4多項式的運算301

2.5實驗5元胞數組和結構體303

2.6自我練習305

第3章數據的可視化實訓306

3.1實驗1繪製二維曲線並標註

文字306

3.2實驗2在同一視窗中繪製多條

曲線309

3.3實驗3繪製特殊圖形310

3.4實驗4繪製三維圖形311

3.5自我練習313

第4章符號運算實訓314

4.1實驗1符號表達式的創建和算術

運算314

4.2實驗2符號表達式的運算316

4.3實驗3符號表達式的微積分和

積分變換318

4.4實驗4符號方程的求解319

4.5自我練習321

第5章程式設計和M檔案實訓322

5.1實驗1使用函式調用並調試

程式322

5.2實驗2使用M腳本和M函式

檔案325

5.3實驗3使用函式句柄進行數值

分析327

5.4自我練習328

第6章MATLAB高級圖形設計

實訓329

6.1實驗1創建多控制項的用戶

界面329

6.2實驗2創建多媒體用戶

界面335

6.3自我練習338

第7章Simulink仿真環境實訓339

7.1實驗1連續系統模型的分析

和校正339

7.2實驗2使用S函式創建模型

並調試344

7.3自我練習348

第8章線性控制系統的分析實訓349

8.1實驗1創建控制系統的

數學模型349

8.2實驗2簡化連線系統的

數學模型352

8.3實驗3對控制系統性能進行

分析354

8.4實驗4使用線性系統的圖形

工具分析358

8.5自我練習361

習題答案362

第1章MATLAB R2010a概述362

第2章MATLAB基本運算362

第3章數據的可視化363

第4章符號運算365

第5章程式設計和M檔案367

第6章MATLAB高級圖形設計369

第7章Simulink仿真環境371

第8章線性控制系統的分析374

附錄377

附錄A程式的調試377

A.1直接檢測377

A.2出錯提示377

A.3使用M檔案調試器視窗

調試378

A.4專用調試命令381

附錄BM檔案剖析383

B.1代碼分析383

B.2Profiler分析工具384

B.3M檔案性能最佳化385

例題索引386

參考文獻389

MATLAB教程及實訓（第2版）

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