高等学校电子信息类专业系列 MATLAB/Simulink实用教程 编程、仿真及电子信息学科应用PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

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第一部分 MATLAB/Simulink基础篇3

第1章 MATLAB语言概述3

1.1 MATLAB语言的发展3

1.2 MATLAB语言的特点4

1.3 MATLAB语言的环境5

1.3.1 MATLAB语言的安装5

1.3.2 MATLAB语言的界面简介9

1.4 MATLAB帮助系统13

1.4.1 help查询帮助函数14

1.4.2 lookfor查询帮助函数14

1.4.3 联机帮助系统15

1.5 MATLAB数据类型16

1.5.1 常量和变量16

1.5.2 整数和浮点数17

1.5.3 复数18

1.6 MATLAB运算符19

1.6.1 算术运算符19

1.6.2 关系运算符21

1.6.3 逻辑运算符22

1.6.4 优先级23

1.7 应用实例23

1.7.1 计算一般数学公式23

1.7.2 绘制整流波形图24

习题125

第2章 MATLAB矩阵及其运算26

2.1 矩阵的创建26

2.1.1 直接输入矩阵26

2.1.2 冒号生成矩阵27

2.1.3 利用函数生成矩阵27

2.1.4 利用文本文件生成矩阵28

2.1.5 利用M文件生成矩阵29

2.1.6 特殊矩阵的生成30

2.2 矩阵的修改34

2.2.1 矩阵部分替换34

2.2.2 矩阵部分删除34

2.2.3 矩阵部分扩展35

2.2.4 矩阵结构变换36

2.3 矩阵的基本运算38

2.3.1 矩阵的加减运算38

2.3.2 矩阵的乘法运算39

2.3.3 矩阵的除法运算39

2.3.4 矩阵的乘方运算40

2.3.5 矩阵的点运算40

2.4 矩阵的分析41

2.4.1 方矩阵的行列式41

2.4.2 矩阵的秩和迹42

2.4.3 矩阵的逆和伪逆42

2.4.4 矩阵的特征值和特征向量44

2.4.5 矩阵的分解45

2.4.6 矩阵的信息获取函数49

2.5 字符串51

2.5.1 字符串的创建51

2.5.2 字符串的操作53

2.5.3 字符串转换56

2.6 多维数组56

2.6.1 多维数组的创建57

2.6.2 多维数组的操作59

2.7 结构数组和元胞数组61

2.7.1 结构数组61

2.7.2 元胞数组64

2.8 矩阵及其运算应用实例67

2.8.1 矩阵在图像处理中的应用67

2.8.2 线性方程组的求解68

2.8.3 多维数组在彩色图像中的应用70

习题272

第3章 MATLAB程序结构和M文件75

3.1 程序结构75

3.1.1 顺序结构75

3.1.2 选择结构77

3.1.3 循环结构83

3.1.4 程序控制命令87

3.2 M文件88

3.2.1 M文件的分类和特点89

3.2.2 M文件的创建和打开90

3.3 M函数文件91

3.3.1 M函数文件的格式91

3.3.2 M函数文件的调用92

3.3.3 主函数和子函数93

3.3.4 函数的参数96

3.3.5 函数的变量98

3.4 程序调试99

3.4.1 命令窗口调试99

3.4.2 MATLAB菜单调试100

3.4.3 MATLAB调试函数101

3.5 应用实例101

习题3104

第4章 MATLAB数值计算106

4.1 多项式106

4.1.1 多项式的创建106

4.1.2 多项式的值和根107

4.1.3 多项式的四则运算109

4.1.4 多项式的微积分运算110

4.1.5 多项式的部分分式展开112

4.2 数据插值113

4.2.1 一维插值113

4.2.2 二维插值118

4.2.3 多维插值119

4.3 数据拟合120

4.4 数据统计121

4.4.1 矩阵元素的最大值和最小值121

4.4.2 矩阵元素的平均值和中值124

4.4.3 矩阵元素的排序125

4.4.4 矩阵元素求和和求积126

4.4.5 矩阵元素的累加和与累乘积127

4.4.6 标准方差和相关系数128

4.5 数值计算130

4.5.1 函数极值130

4.5.2 函数零点132

4.5.3 数值差分133

4.5.4 数值积分133

4.5.5 常微分方程求解135

4.6 应用实例136

习题4137

第5章 MATLAB符号运算140

5.1 MATLAB符号运算的特点140

5.2 MATLAB符号对象的创建和使用141

5.3 符号多项式函数运算146

5.3.1 多项式函数的符号表达形式及相互转换146

5.3.2 符号多项式的向量表示形式及其计算151

5.3.3 反函数和复合函数求解152

5.4 符号微积分运算154

5.4.1 函数的极限和级数运算154

5.4.2 符号微分运算156

5.4.3 符号积分运算159

5.5 符号方程求解165

5.5.1 符号代数方程求解165

5.5.2 符号常微分方程求解168

5.5.3 一维偏微分方程求解170

5.6 应用实例175

习题5180

第6章 MATLAB数据可视化182

6.1 概述182

6.2 二维曲线的绘制183

6.2.1 绘图基本函数183

6.2.2 线性图格式设置187

6.2.3 图形修饰191

6.2.4 图形保持195

6.2.5 多个图形绘制196

6.3 二维特殊图形的绘制197

6.3.1 柱状图197

6.3.2 饼形图199

6.3.3 直方图200

6.3.4 离散数据图200

6.3.5 向量图203

6.3.6 极坐标图205

6.3.7 对数坐标图206

6.3.8 双纵坐标绘图207

6.3.9 函数绘图208

6.4 三维曲线和曲面的绘制209

6.4.1 绘制三维曲线图209

6.4.2 绘制三维曲面图210

6.4.3 特殊的三维图形212

6.4.4 绘制动画图形214

6.5 MATLAB图形窗口215

6.6 应用实例218

习题6220

第7章 Simulink仿真基础221

7.1 Simulink概述221

7.1.1 Simulink的基本概念222

7.1.2 Simulink模块的组成223

7.1.3 Simulink中的数据类型223

7.2 Simulink的使用225

7.2.1 Simulink的启动和退出225

7.2.2 在Simulink的窗口创建一个新模型225

7.2.3 Simulink模块的操作226

7.2.4 Simulink的建模和仿真227

7.3 Simulink的模块库及模块230

7.3.1 Commonly Used Blocks子模块库230

7.3.2 Continuous子模块库232

7.3.3 Dashboard子模块库232

7.3.4 Discontinuous子模块库233

7.3.5 Discrete子模块库234

7.3.6 Logic and Bit Operations子模块库235

7.3.7 Lookup Tables子模块库236

7.3.8 Math Operations子模块库237

7.3.9 Model Verification子模块库238

7.3.10 Model-Wide Utilities子模块库239

7.3.11 Ports＆Subsystems子模块库240

7.3.12 Signals Attributes子模块库241

7.3.13 Signals Routing子模块库241

7.3.14 Sinks子模块库242

7.3.15 Sources子模块库243

7.3.16 User-defined Functions子模块库244

7.4 Simulink模块操作及建模245

7.4.1 Simulink模型245

7.4.2 Simulink模块的基本操作245

7.4.3 系统模型注释与信号标签设置246

7.4.4 Simulink建模248

7.5 Simulink模块及仿真参数设置251

7.5.1 模块参数设置251

7.5.2 Simulink仿真参数设置252

7.6 过零检测和代数环258

7.6.1 过零检测258

7.6.2 代数环259

7.7 应用实例260

习题7263

第二部分 MATLAB/Simulink应用篇267

第8章 MATLAB在电子信息处理中的应用267

8.1 MATLAB在信号与系统中的应用267

8.1.1 信号及表示267

8.1.2 信号的基本运算275

8.1.3 信号的能量和功率279

8.1.4 线性时不变系统的创建280

8.1.5 线性时不变系统的时域分析286

8.1.6 线性时不变系统的频域分析294

8.2 MATLAB在数字信号处理中的应用297

8.2.1 傅里叶变换297

8.2.2 IIR数字滤波器的设计303

8.2.3 FIR数字滤波器的设计307

8.3 MATLAB在数字图像处理中的应用312

8.3.1 数字图像的读取、显示和存储312

8.3.2 数字图像的类型及转换314

8.3.3 图像的基本运算320

8.3.4 图像增强326

8.3.5 图像滤波329

8.3.6 图像边缘检测334

8.3.7 图像压缩336

第9章 MATLAB在控制系统中的应用338

9.1 控制系统的模型描述339

9.1.1 控制系统的模型与表达式339

9.1.2 控制系统模型间的关系342

9.2 控制系统的时域分析与MATLAB实现344

9.2.1 线性系统的稳定性分析344

9.2.2 控制系统的动态响应345

9.2.3 控制系统的时域响应指标350

9.3 控制系统的频域分析与MATLAB实现353

9.3.1 控制系统的频域分析353

9.3.2 控制系统的频域分析性能指标355

9.4 控制系统的根轨迹分析357

9.4.1 控制系统的根轨迹分析357

9.4.2 根轨迹设计工具360

9.5 控制系统的状态空间分析362

9.5.1 状态空间的线性变换362

9.5.2 状态空间的能控性和能观性363

9.5.3 状态空间的状态反馈与极点配置365

9.6 控制系统综合实例与应用设计366

9.6.1 控制系统综合实例366

9.6.2 简单运动系统的建模及仿真370

9.6.3 “弹簧-质量-阻尼”系统的建模及仿真370

9.6.4 单容过程系统的建模及仿真372

第10章 MATLAB在通信系统中的应用374

10.1 MATLAB通信工具箱的组成374

10.2 信息量度与信源编码375

10.2.1 信息的量度计算375

10.2.2 模拟信号量化和数字化376

10.2.3 信源编码378

10.3 差错控制和信道编码380

10.3.1 线性分组码编解码380

10.3.2 交织编码383

10.3.3 扰码与解扰384

10.4 模拟调制与解调386

10.4.1 幅度调制与解调387

10.4.2 角度调制与解调393

10.5 数字调制与解调398

10.5.1 数字调制398

10.5.2 数字解调402

10.6 数字通信系统性能仿真404

10.6.1 数字信号的比特能量与AWGN信道405

10.6.2 数字通信系统的误码率仿真408

第三部分 MATLAB/Simulink实验篇415

第11章 MATLAB实验415

实验一 MATLAB运算基础415

实验二 向量和矩阵的运算416

实验三 字符串及矩阵分析418

实验四 M脚本文件和函数文件419

实验五 程序结构设计420

实验六 多项式运算及多项式插值和拟合421

实验七 数据统计和数值计算422

实验八 符号计算423

实验九 MATLAB绘图424

实验十 Simulink仿真425

附录 习题答案427

参考文献455