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第1章 MATLAB入门1

1.1 MATLAB的简介及历史1

1.1.1 MATLAB的简介1

1.1.2 MATLAB的发展历史2

1.1.3 MATLAB 7的新功能3

1.1.4 MATLAB的语言基础5

1.2 MATLAB的安装和启动6

1.2.1 MATLAB的安装7

1.2.2 MATLAB的启动7

1.2.3 MATLAB开发环境配置8

1.3 MATLAB操作界面介绍8

1.3.1 任务栏9

1.3.2 启动按钮9

1.3.3 命令窗口9

1.3.4 命令历史窗口9

1.3.5 当前目录浏览器10

1.4 MATLAB数学运算知识10

1.4.1 MATLAB矩阵10

1.4.2 MATLAB的数据类型11

1.4.3 MATLAB矩阵存储方式13

1.5 MATLAB工具箱简介14

1.6 MATLAB帮助查询功能16

1.6.1 MATLAB帮助浏览器16

1.6.2 help函数和doc函数17

第2章 MATLAB数值运算19

2.1 基本算术运算19

2.1.1 基本算术运算符19

2.1.2 常用数学函数20

2.2 向量及其运算21

2.2.1 向量的生成21

2.2.2 向量的基本运算22

2.2.3 点积、叉积及混合积的实现23

2.3 矩阵及其运算24

2.3.1 矩阵的生成24

2.3.2 矩阵的基本数学运算27

2.3.3 矩阵的基本函数运算29

2.3.4 矩阵分解函数31

2.3.5 特殊矩阵的生成33

2.3.6 矩阵的一些特殊操作34

2.4 数组及其运算37

2.4.1 基本数组运算37

2.4.2 数组函数运算38

2.4.3 数组逻辑运算38

2.5 多项式及其运算39

2.5.1 多项式的表示方法39

2.5.2 多项式的运算方法40

第3章 MATLAB编程基础42

3.1 编程概述42

3.2 流程控制44

3.2.1 选择结构45

3.2.2 循环结构47

3.2.3 其他流程控制语句48

3.3 脚本文件49

3.4 函数文件51

3.4.1 基本结构51

3.4.2 输入输出参数52

3.4.3 子函数和私有函数52

3.4.4 局部变量和全局变量53

3.4.5 函数执行规则54

3.5 M文件调试54

3.5.1 M文件出错信息54

3.5.2 M文件调试命令55

3.6 M文件性能分析57

第4章 MATLAB图形用户界面与绘图59

4.1 二维图形59

4.1.1 基本绘图命令59

4.1.2 特殊的二维函数命令64

4.2 三维图形66

4.2.1 基本的三维绘图命令66

4.2.2 特殊的三维绘图命令69

4.3 图形处理的基本技术71

4.3.1 坐标轴的调整72

4.3.2 文字标示73

4.3.3 图例注解74

4.3.4 图形的保持75

4.3.5 网格控制76

4.3.6 图形窗口的分割76

4.4 图形窗口77

4.4.1 图形窗口的创建与控制77

4.4.2 图形窗口的菜单操作77

4.5 图形用户界面（GUI）操作82

4.5.1 GUI设计原则和一般步骤82

4.5.2 GUI设计向导83

第5章 MATLAB与其他语言的接口设计89

5.1 MATLAB与C语言的程序接口89

5.1.1 MATLAB中调用C程序90

5.1.2 C中调用MATLAB程序93

5.2 MATLAB与VB语言的程序接口95

5.3 MATLAB混合编程96

第6章 Simulink仿真与电路分析应用99

6.1 Simulink简介99

6.1.1 概述99

6.1.2 环节库及框图的建立99

6.1.3 仿真方法和参数的设定102

6.1.4 仿真的运行105

6.2 电路仿真概要106

6.2.1 MATLAB及Simulink分别进行电路仿真106

6.2.2 PowerSystem Blocksets模块集及Powerlib窗口108

6.3 一般电路仿真110

6.3.1 动态电路仿真110

6.3.2 正弦稳态电路仿真115

6.3.3 Powergui模块在电路仿真中的应用117

第7章 MATLAB在信号与系统中的应用119

7.1 连续信号和系统119

7.1.1 连续信号的表示和运算119

7.1.2 连续系统的冲激响应、阶跃响应及MATLAB实现123

7.2 傅里叶分析125

7.2.1 傅里叶变换及MATLAB实现125

7.2.2 傅里叶变换的性质及MATLAB实现128

7.3 离散信号和系统134

7.3.1 离散时间信号134

7.3.2 离散信号的运算136

7.3.3 离散系统的单位响应136

7.4 利用MATLAB求LTI系统的响应137

7.4.1 利用MATLAB求LTI连续系统的响应137

7.4.2 利用MATLAB求LTI离散系统的响应138

7.5 用MATLAB实现拉普拉斯逆变换和逆Z变换140

7.5.1 拉普拉斯逆变换140

7.5.2 逆Z变换142

第8章 MATLAB在控制系统中的应用144

8.1 控制系统的传递函数模型144

8.1.1 传递函数的定义与表示144

8.1.2 用tf（）函数建立系统传递函数模型144

8.1.3 用zpk（）函数建立系统的传递函数模型147

8.2 控制系统的状态空间模型148

8.2.1 状态空间与状态方程的基本概念148

8.2.2 用ss（）函数建立系统的状态空间模型149

8.2.3 LTI对象的属性操作与模型转换150

8.3 传递函数的串联、并联和反馈连接154

8.3.1 传递函数的串联154

8.3.2 传递函数的并联154

8.3.3 传递函数的反馈155

8.4 自动控制系统的稳定性分析157

8.4.1 控制系统稳定性的基本概念157

8.4.2 系统稳定性代数判据的MATLAB实现157

8.5 控制系统根轨迹图的绘制162

8.5.1 根轨迹的基本概念162

8.5.2 根轨迹图的MATLAB绘制方法162

8.5.3 rltool工具的使用163

8.6 控制系统的频率特性分析166

8.6.1 波特（Bode）图的绘制166

8.6.2 奈奎斯特（Nyquist）图的绘制168

8.6.3 尼柯尔斯（Nichols）图的绘制170

8.7 控制系统的动态响应仿真171

8.7.1 动态响应的基本概念171

8.7.2 用MATLAB实现基本的时域分析172

8.8 可控性与可观测性177

8.8.1 连续系统的可控性和可观测性判别177

8.8.2 离散系统的可控性和可观测性判别180

8.8.3 连续系统的输出可控性182

8.9 状态反馈及极点配置183

8.9.1 状态反馈基本概念183

8.9.2 连续系统极点配置183

第9章 MATLAB在人工神经网络中的应用186

9.1 神经网络概述186

9.1.1 神经网络理论基础186

9.1.2 神经网络控制190

9.2 MATLAB神经网络工具箱192

9.3 神经网络NARMA-L2（反馈线性化）控制系统设计与仿真203

9.3.1 NARMA-L2模型结构203

9.3.2 NARMA-L2控制器204

9.3.3 实际问题的描述205

9.3.4 建立控制模型206

9.3.5 系统辨识207

9.3.6 系统仿真209

9.4 神经网络模型参考控制系统设计与仿真210

9.4.1 模型参考控制器结构210

9.4.2 模型参考控制实际问题描述211

9.4.3 模型建立211

9.4.4 系统辨识212

9.4.5 系统仿真214

第10章 模糊逻辑工具箱的使用215

10.1 模糊集合的基本原理215

10.1.1 模糊集合的概念及运算215

10.1.2 模糊关系217

10.2 模糊逻辑和模糊推理系统的建立219

10.2.1 模糊逻辑的相关概念219

10.2.2 模糊推理系统的建立220

10.3 MATLAB模糊工具箱222

10.3.1 MATLAB模糊逻辑工具箱的图形用户界面222

10.3.2 MATLAB模糊逻辑工具箱的命令行工作方式229

10.4 MATLAB模糊工具箱应用实例240

第11章 线性矩阵不等式工具箱252

11.1 LMI基础知识252

11.1.1 线性矩阵不等式的一般表示252

11.1.2 描述LMI的相关术语253

11.1.3 3类标准的LMI控制问题254

11.2 LMI工具箱254

11.2.1 概述254

11.2.2 LMI系统的确定255

11.2.3 LMI基本命令的功能和用法257

第12章 MATLAB数字图像处理281

12.1 图像处理基础知识与基本操作281

12.1.1 图像处理相关概念281

12.1.2 MATLAB图像处理读写操作282

12.1.3 图像类型转换及显示284

12.2 图像的代数运算与几何运算287

12.2.1 图像的代数运算287

12.2.2 图像的几何运算291

12.3 滤波技术及区域处理293

12.3.1 线性滤波293

12.3.2 区域滤波296

12.3.3 基于区域的其他操作298

12.3.4 噪声的添加299

12.3.5 中值滤波与自适应滤波300

12.4 变换处理302

12.4.1 傅里叶变换（FT）302

12.4.2 离散余弦变换（DCT）305

12.4.3 Radon变换308

12.5 二值图像处理310

第13章 MATLAB综合实例317

13.1 直流电机模糊控制系统的MATLAB仿真317

13.2 PC与单片机串行通信的MATLAB实现322

13.3 基于MATLAB的移动机器人路径规划问题326

参考文献337