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內容簡介: |
本书以MATLAB R2023b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SimPowerSystems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。
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關於作者: |
贺超英,女,1975年4月出生。2004年毕业于湖南大学控制理论与控制工程专业,硕士。自2004年7月至今,任中南林业科技大学自动化系专任教师,讲师。
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目錄:
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目 录
第1章 MATLAB系统环境1
1.1 什么是MATLAB1
1.2 MATLAB 7.11操作界面3
1.3 MATLAB R2015a和MATLAB R2023b操作界面6
1.4 MATLAB帮助系统9
1.4.1 MATLAB的帮助命令9
1.4.2 帮助窗口10
第2章 MATLAB应用基础12
2.1 变量及其操作12
2.2 MATLAB数组与矩阵运算17
2.2.1 冒号表达式17
2.2.2 矩阵的建立18
2.2.3 矩阵的拆分18
2.2.4 MATLAB数据的运算20
2.2.5 特殊矩阵24
2.3 数学函数24
2.4 数据的获取25
2.4.1 readtable基于文件创建表25
2.4.2 writetable将表写入文件26
2.4.3 imread从图形文件读取图像27
2.5 M文件28
2.5.1 脚本文件28
2.5.2 函数文件30
2.6 实时脚本32
2.7 程序控制结构33
2.7.1 顺序结构33
2.7.2 选择结构34
2.7.3 循环结构36
2.8 实验一 MATLAB运算基础37
2.8.1 实验目的37
2.8.2 实验内容37
2.8.3 实验参考程序38
2.9 实验二 M函数与M文件的编写与应用39
2.9.1 实验目的39
2.9.2 实验内容39
2.9.3 实验参考程序40
2.10 实验三 选择与循环结构程序设计41
2.10.1 实验目的41
2.10.2 实验内容41
2.10.3 实验参考程序42
第3章 MATLAB绘图45
3.1 二维图形45
3.1.1 基本的绘图命令45
3.1.2 轴的形式与刻度设置46
3.1.3 图形的标注、网格及图例说明47
3.1.4 绘制二维图形的其他函数52
3.2 三维图形56
3.2.1 绘制三维曲线的基本函数56
3.2.2 三维曲面56
3.3 使用绘图工具绘制图形59
3.4 使用向导创建图形用户界面59
3.5 实验四 绘图函数的应用67
3.5.1 实验目的67
3.5.2 实验内容67
3.5.3 实验参考程序68
第4章 MATLAB数值计算与符号计算70
4.1 曲线拟合与插值运算70
4.2 数值微积分74
4.2.1 数值微分74
4.2.2 数值积分75
4.3 线性方程组求解77
4.3.1 直接解法77
4.3.2 迭代解法79
4.4 常微分方程的数值求解81
4.5 MATLAB符号计算83
4.5.1 符号计算基础83
4.5.2 符号导数及其应用90
4.5.3 符号积分92
4.5.4 符号方程求解93
4.6 级数97
4.7 实验五 数值工具箱与符号工具箱的应用98
4.7.1 实验目的98
4.7.2 实验内容98
4.7.3 实验参考程序99
第5章 Simulink仿真工具箱102
5.1 Simulink建模的基本知识102
5.1.1 Simulink简介102
5.1.2 Simulink下常用模块库简介103
5.1.3 Simulink下其他工具箱模块库107
5.2 Simulink建模与仿真108
5.2.1 建立Simulink模型108
5.2.2 建模实例112
5.3 使用命令操作对系统进行仿真115
5.4 Simulink仿真的应用实例演示117
5.5 子系统及其封装技术122
5.5.1 子系统的建立122
5.5.2 模块封装方法123
5.6 S函数的设计与应用125
5.6.1 用MATLAB语言编写S函数125
5.6.2 S函数的应用128
5.7 Stateflow132
5.7.1 基本的Stateflow图创建并运行132
5.7.2 使用状态动作、转移动作和转移标签定义图行为136
5.7.3 组合使用转移和连接节点以创建分支路径139
5.7.4 通过定义图形函数重用逻辑模式140
5.7.5 使用真值表对组合逻辑建模141
5.7.6 状态机(Stateflow)实例143
5.8 实验六 Simulink仿真应用148
5.8.1 实验目的148
5.8.2 实验内容148
5.8.3 实验参考程序149
第6章 控制系统工具箱152
6.1 线性系统模型152
6.1.1 连续系统的传递函数模型(tf对象)152
6.1.2 连续系统的零极点增益模型(zpk对象)153
6.1.3 连续系统的状态空间模型(ss对象)154
6.1.4 线性离散时间系统的数学模型155
6.1.5 模型的转换155
6.1.6 部分分式展开159
6.1.7 模型的连接160
6.1.8 模型的属性163
6.2 控制系统的时域分析169
6.2.1 阶跃响应和冲激响应169
6.2.2 控制系统的根轨迹分析方法173
6.3 控制系统的频域分析179
6.3.1 bode函数179
6.3.2 nyquist函数180
6.3.3 其他常用频域分析函数181
6.4 控制系统仿真实例分析184
6.5 实验七 线性系统分析与设计202
6.5.1 实验目的202
6.5.2 实验内容202
6.5.3 实验参考程序202
第7章 信号处理工具箱206
7.1 信号及其表示207
7.1.1 工具箱中的信号产生函数207
7.1.2 离散时间信号的表示212
7.1.3 几种常用离散时间信号的表示213
7.2 信号的基本运算213
7.2.1 信号的相加与相乘213
7.2.2 序列移位与周期延拓运算214
7.2.3 序列翻转与序列累加运算215
7.2.4 两序列的卷积运算215
7.2.5 两序列的相关运算216
7.2.6 信号的能量和功率216
7.3 线性时不变系统216
7.3.1 二次分式模型的系统描述及转换函数217
7.3.2 线性时不变系统的响应217
7.4 傅里叶变换220
7.4.1 傅里叶变换形式220
7.4.2 MATLAB中的傅里叶变换函数221
7.5 IIR数字滤波器的设计方法223
7.5.1 冲激响应不变法223
7.5.2 双线性变换法223
7.5.3 IIR滤波器的频率变换设计法224
7.6 FIR数字滤波器设计227
7.6.1 窗函数设计法228
7.6.2 频率采样法230
7.6.3 MATLAB的其他相关函数232
7.7 信号处理的图形用户界面工具235
7.7.1 主窗口235
7.7.2 SPTool菜单功能介绍236
7.7.3 信号浏览器240
7.7.4 滤波器浏览器241
7.7.5 频谱浏览器242
7.7.6 滤波器设计器242
7.8 实验八 数字信号处理实验243
7.8.1 实验目的243
7.8.2 实验内容243
7.8.3 实验参考程序244
第8章 通信工具箱249
8.1 MATLAB信源编/解码方法252
8.1.1 标量量化252
8.1.2 预测量化254
8.2 差错控制编/解码方法256
8.3 调制与解调260
8.4 误码率分析界面265
8.5 通信模块集268
8.5.1 随机数据源272
8.5.2 序列发生器275
8.5.3 压缩和扩展277
8.5.4 编码和解码279
8.5.5 差错参数设置编/解码281
8.5.6 具体实例283
8.6 实验九 通信系统仿真实验287
8.6.1 实验目的287
8.6.2 实验内容287
8.6.3 实验参考程序288
第9章 SimPowerSystems工具箱294
9.1 SimPowerSystems工具箱模块库简介294
9.2 仿真应用实例298
9.3 实验十 SimPowerSystems工具箱应用310
9.3.1 实验目的310
9.3.2 实验内容311
9.3.3 实验参考仿真框图与程序312
参考文献324
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