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第1章 MATLAB基础1

1.1概述1

1.1.1 MATLAB的发展历程1

1.1.2 MATLAB的基本组成和特点2

1.2 MATLAB操作界面3

1.3指令窗口运行5

1.3.1数值、变量和表达式5

1.3.2指令窗口操作7

1.4历史指令窗口9

1.5当前目录窗口、路径设置器和文件管理9

1.5.1 MATLAB的搜索路径9

1.5.2当前目录浏览器9

1.6工作空间窗口和数组编辑器11

1.6.1工作空间窗口11

1.6.2数组编辑器11

1.7 M文件编辑器和M脚本文件编写12

1.7.1 M文件编辑器简介12

1.7.2 M脚本文件的编写12

1.8使用MATLAB帮助14

习题115

第2章 数组及其运算17

2.1简介17

2.2数值数组的生成和寻访17

2.2.1数值数组的生成17

2.2.2数值数组的寻访21

2.3数组运算和矩阵运算23

2.3.1执行数组运算的常用函数23

2.3.2数组和矩阵运算24

2.4“非数”和“空”数组25

2.4.1非数25

2.4.2“空”数组26

2.5数组的关系运算和逻辑运算27

2.5.1关系运算27

2.5.2逻辑运算28

2.6字符串数组29

2.6.1字符串数组的创建与操作29

2.6.2串操作函数30

2.6.3串转换函数31

2.7元胞数组33

2.7.1元胞数组的创建和显示33

2.7.2元胞数组内容的调取34

2.8构架数组35

习题235

第3章 数据和函数的可视化37

3.1二维曲线绘图37

3.1.1 plot的基本调用格式37

3.1.2曲线的色彩、线型和数据点型39

3.1.3图形控制40

3.2三维绘图50

3.2.1 plot3的基本调用格式50

3.2.2三维网线图和曲面图50

3.3图形窗口功能简介58

3.3.1图形窗口工具条58

3.3.2图形编辑59

3.4试验数据的图形表达62

3.4.1 EXCEL数据文件绘图62

3.4.2文本数据文件绘图63

习题365

第4章 MATLAB编程66

4.1 MATLAB程序控制66

4.1.1 for循环结构66

4.1.2 while循环结构67

4.1.3 if-else-end分支结构67

4.1.4 switch-case结构68

4.1.5 try-catch结构69

4.1.6控制程序流的其他常用指令70

4.2 M脚本文件和M函数文件70

4.2.1 M脚本文件70

4.2.2 M函数文件70

4.2.3 M函数文件的一般结构71

4.2.4局部变量和全局变量72

4.3变量的检测传递和限权使用函数72

4.3.1输入、输出参量检测指令72

4.3.2子函数73

4.3.3私有函数75

4.4串演算函数75

4.4.1 eval75

4.4.2 feval76

4.4.3内联函数76

4.5函数句柄77

4.5.1函数句柄的创建和观察77

4.5.2函数句柄的基本用法77

4.6符号计算78

4.6.1符号对象和使用78

4.6.2符号表达式的操作80

4.6.3符号微积分81

习题483

第5章 系统模型85

5.1系统仿真概述85

5.1.1系统仿真及其分类85

5.1.2仿真模型与仿真研究86

5.2系统数学模型86

5.2.1系统时域模型86

5.2.2系统传递函数模型87

5.2.3系统零极点增益模型88

5.2.4状态空间模型88

5.2.5系统模型的转换90

5.2.6系统模型参数的获取91

5.2.7时间延迟系统建模92

5.2.8模型属性设置和获取93

5.3系统模型的连接94

5.3.1模型串联94

5.3.2模型并联95

5.3.3反馈连接95

5.4机电系统建模举例96

5.4.1半定系统建模96

5.4.2机械加速度计建模98

5.4.3磁悬浮系统建模99

5.4.4液压动力元件建模100

习题5101

第6章 系统时间响应及其仿真103

6.1仿真算法103

6.1.1数值积分的基本原理103

6.1.2数值积分方法的选择108

6.1.3基于离散相似法的系统仿真方法108

6.2系统仿真的MATLAB函数109

6.2.1数值积分方法的MATLAB函数109

6.2.2时间响应仿真的MATLAB函数113

6.3采样控制系统仿真117

6.3.1采样控制系统的基本组成117

6.3.2采样控制系统仿真特点118

6.3.3采样控制系统仿真方法118

习题6120

第7章 系统频率响应及其仿真123

7.1频率特性的一般概念123

7.1.1频率响应与频率特性123

7.1.2 Nyquist图与Bode图124

7.1.3稳定裕度124

7.2连续系统频率特性的MATLAB函数125

7.2.1频率响应的计算125

7.2.2频率特性图示法127

7.3离散系统频域仿真131

7.4系统分析图形用户界面133

习题7137

第8章 控制系统的综合与校正139

8.1系统性能指标的计算139

8.1.1时域指标139

8.1.2频域指标142

8.2系统校正的MATLAB编程143

8.2.1相位滞后校正143

8.2.2 PID校正146

8.3控制系统设计举例150

8.3.1汽车悬架系统控制150

8.3.2阀控液压马达速度控制系统152

习题8155

第9章 S imuli nk动态仿真158

9.1 Simulink基本操作158

9.1.1启动Simulink158

9.1.2打开空白模型窗口160

9.1.3建立Simulink仿真模型161

9.1.4系统仿真运行163

9.1.5仿真结果的输出和保存164

9.2模块库和系统仿真164

9.2.1 Simulink模块库164

9.2.2 Simulink环境下的仿真运行174

9.3子系统的创建与封装179

9.3.1子系统的创建179

9.3.2子系统的封装181

9.3.3条件子系统185

9.4 Simulink仿真举例190

9.4.1曲柄滑块机构的运动学仿真190

9.4.2悬吊式起重机动力学仿真194

9.4.3阀控液压缸的动刚度分析196

9.5 S-函数简介199

9.5.1 S-函数的概念199

9.5.2编写M文件S-函数202

习题9208

参考文献211