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第一部分MATLAB应用基础2

第1章MATLAB基础2

1.1 MATLAB简介2

1.2 MATLAB的系统配置需求7

1.2.1支持的操作系统平台及系统配置需求7

1.2.2许可管理8

1.3 MATLAB的安装8

第2章MATLAB的应用开发环境18

2.1命令窗口18

2.1.1命令的编辑19

2.1.2中断正在执行的命令20

2.1.3 FORMAT命令20

2.1.4续行符21

2.1.5清屏命令21

2.1.6注释21

2.2 M文件简介21

2.3当前目录与搜索路径22

2.3.1设置MATLAB的当前目录22

2.3.2设置MATLAB的搜索路径23

2.3.3设置当前目录及搜索路径的必要性23

2.3.4设置当前目录与设置搜索路径的区别23

2.3.5查看目录中的文件24

2.4 M文件的编辑与运行24

2.4.1 M文件的建立及保存24

2.4.2 M文件的编辑和查看24

2.4.3 M文件的运行25

2.5工作空间28

2.5.1 Workspace浏览器28

2.5.2保存和载入Workspace29

2.6在线帮助30

2.6.1 help命令31

2.6.2 lookfor命令31

2.6.3 MATLAB Help窗口32

2.6.4 MATLAB示例和演示32

2.6.5 doc命令32

2.6.6 MathWorks网站32

第3章 应用MATLAB解线性代数问题33

3.1 MATLAB与线性代数33

3.2矩阵的基本运算33

3.2.1矩阵的加法与减法运算35

3.2.2向量积与矩阵转置36

3.2.3矩阵乘法37

3.2.4矩阵幂次及指数38

3.2.5单位矩阵41

3.2.6向量及矩阵的范数41

3.3解线性方程组42

3.3.1方阵系统43

3.3.2过限制系统44

3.3.3限制不足系统45

3.4逆矩阵及行列式46

3.5矩阵的特征值与特征向量47

第4章 应用MATLAB绘图49

4.1二维绘图49

4.1.1 plot函数49

4.1.2 stem函数49

4.1.3 figure函数49

4.1.4 subplot函数50

4.1.5指定线条颜色、样式和数据点标记符号50

4.1.6标题与轴标签51

4.1.7对数坐标轴的设定52

4.1.8轴范围及轴刻度的设定52

4.1.9 text函数和gtext函数54

4.1.10 hold函数55

4.1.11 grid函数55

4.2三维绘图55

4.2.1三维线形图形55

4.2.2三维网格图形56

4.2.3三维表面图形57

4.2.4设定颜色分布57

4.2.5设定照明光源57

4.2.6在三维网格图形上作标记点58

4.2.7设定透明及隐藏效果58

4.2.8设定观察点59

4.2.9制作三维动画效果59

第5章 应用MATLAB进行数值分析与统计62

5.1多项式的表示及运算62

5.1.1多项式的表示方法62

5.1.2 roots函数62

5.1.3 poly函数62

5.1.4 polyval与polyvalm函数63

5.1.5 conv与deconv函数64

5.1.6 polyder函数64

5.1.7 residue函数65

5.1.8 polyfit 函数65

5.2数据分析66

5.2.1为列向数据绘制数据图表66

5.2.2基本分析命令函数67

5.2.3协方差与相关系数69

5.3回归分析与曲线拟合70

5.3.1归一化70

5.3.2多项式回归分析70

第6章MATLAB程序设计73

6.1 MATLAB中的程序73

6.1.1 MATLAB脚本程序的基本结构73

6.1.2 MATLAB函数程序的基本结构73

6.1.3函数／脚本说明75

6.1.4 P代码76

6.2参数与变量77

6.2.1参数77

6.2.2局部变量与全局变量82

6.2.3特殊数值83

6.3数据类型85

6.4运算符86

6.4.1算术运算符87

6.4.2关系运算符87

6.4.3逻辑运算符88

6.4.4运算符的应用实例90

6.5流程控制91

6.5.1 if语句91

6.5.2 switch语句93

6.5.3 while语句95

6.5.4 for语句96

6.6防止和检查代码问题的方法97

6.6.1代码分析98

6.6.2检查函数和变量的作用域及使用情况101

6.7程序的调试（Debug）102

6.7.1直接调试法102

6.7.2工具调试法102

第7章 基于Simulink的系统仿真106

7.1 Simulink概述106

7.2 Simulink的基本操作简介107

7.2.1 Simulink的启动107

7.2.2 Simulink模型的建立107

7.2.3 Simulink的第一个形象化示例108

7.2.4 Simulink模型的特点109

7.3 Simulink模块库简介111

7.4 Simulink模型的创建及仿真等具体操作介绍115

7.4.1 Simulink建模与仿真的一般步骤115

7.4.2 Simulink的建模操作和设置116

7.4.3运行仿真118

7.4.4仿真结果输出121

第二部分MATLAB在信号与系统中的应用及实验124

第8章 信号及其运算的MATLAB表示124

8.1连续信号的MATLAB表示124

8.2离散信号的MATLAB表示127

8.3信号运算的MATLAB实现129

第9章 时域分析的MATLAB实现132

9.1连续时间系统的零状态响应132

9.2连续时间系统的冲激响应和阶跃响应133

9.3离散时间系统的零状态响应133

9.4离散时间系统的冲激响应和阶跃响应135

9.5卷积136

第10章 频域分析的MATLAB实现137

10.1周期信号的频域分析137

10.2非周期信号的频域分析139

10.3系统的频率特性分析143

10.3.1连续时间系统的频率特性143

10.3.2离散时间系统的频率特性144

10.4连续时间系统的s域分析145

10.4.1利用MATLAB实现部分分式展开145

10.4.2利用MATLAB计算H（s）的零极点并分析系统稳定性147

10.4.3利用MATLAB计算Laplace正反变换149

10.5离散时间系统的z域分析150

10.5.1利用MATLAB实现z域的部分分式展开式150

10.5.2利用MATLAB计算H（z）的零极点并分析系统稳定性151

10.5.3利用MATLAB计算z正变换和z反变换153

第11章Simulink在信号与系统实验中的应用155

11.1 Simulink应用于信号的产生与显示155

11.2 Simulink应用于信号的分析与处理160

11.3 Simulink应用于系统的分析163

第12章MATLAB实验内容168

实验一 信号的产生及时间变量的变换168

实验二 离散线性时不变系统分析169

实验三 离散时间傅里叶分析170

实验四 连续时间系统分析171

实验五 采样171

实验六 零极点分析171

第13章MATLAB实验常见问题解答173

l.关于MATLAB 5.3版本中的命令行提示符显示不正确的问题173

2.关于MATLAB 6.x和7.x版本中的.asv文件173

3.几个清除操作的MATLAB命令173

4.MATLAB中subplot函数的使用173

5.一个在MATLAB中求系统传递函数H（z）的问题174

6.一个dsolve函数无法使用的问题175

7.一个利用impulse函数来画系统冲激函数的问题175

8.一个“仿真结果与理论值存在差异”的问题176

9.关于几种傅里叶变换形式的问题177

10.一个有限长序列的离散傅里叶变换DFT的MATLAB实现举例178

11.关于有限长序列的离散傅里叶变换DFT的（圆周）共轭对称性问题180

12.关于快速傅里叶变换的问题182

13.关于在某些MATLAB函数的参数中的系数向量里“前0可省”或“后0可省”的问题182

14.MATLAB中如何在绘图中显示希腊字母等特殊字符？183

15.关于点乘、点除和左除、右除等算术运算符的一些相关问题185

16.MATLAB中的函数能否以函数作为参数？186

17.MATLAB中如何表示二进制、十六进制等特殊进制的数字？不同数制的数字之间如何转换？186

18.MATLAB中如何直接进行位运算操作？186

19.MATLAB中如何表示一个单引号？186

20.一个向量下标越界的问题187

第三部分 利用虚拟仪器进行信号及频谱分析实验190

第14章 信号及频谱分析实验内容190

实验一 信号产生与分析中常用仪器设备的应用190

实验二 信号的产生及其频谱分析193

实验三 信号的合成及其频谱分析195

实验四 高通、低通网络对信号的影响198

实验五 信号的抽样及其恢复199

第15章 仪器使用说明202

15.1虚拟仪器使用说明202

15.2二踪示波器使用说明211

15.3多路电源使用说明218

15.4信号发生器使用说明218

附录MATLAB实验参考源程序220

实验一 信号的产生及时间变量的变换220

实验二 离散线性时不变系统分析227

实验三 离散时间傅里叶分析230

实验四 连续时间系统分析235

实验五 采样236

实验六 零极点分析244

参考文献246