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內容簡介: |
本书重点介绍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和实验指导。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SimPowerSystem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,以帮助读者快速掌握并应用MATLAB。本书配备电子课件和各源程序。
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關於作者: |
中南林业科技大学计算机与信息工程学院副教授,发明专利:专利号201010137930.3,专利名称:基于智能双闭环控制的卷筒机及其控制方法;先后在《微电机》,《中南林业科技大学学报》,《哈尔滨工业大学学报》等期刊以第一作者发表论文多篇。
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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
1.2MATLAB 7.11操作界面3
1.3MATLAB 8.5R2015a操作界面6
1.4MATLAB帮助系统9
1.4.1MATLAB的帮助命令9
1.4.2帮助窗口11
第2章MATLAB应用基础13
2.1变量及其操作13
2.2MATLAB数组与矩阵运算18
2.2.1冒号表达式18
2.2.2矩阵的建立19
2.2.3矩阵的拆分20
2.2.4MATLAB数据的运算21
2.2.5特殊矩阵25
2.3数学函数26
2.4M文件26
2.4.1脚本文件26
2.4.2函数文件27
2.5程序控制结构30
2.5.1顺序结构30
2.5.2选择结构31
2.5.3循环结构33
2.6实验一MATLAB运算基础34
2.6.1实验目的34
2.6.2实验内容35
2.6.3实验参考程序35
2.7实验二M函数与M文件的编写与应用36
2.7.1实验目的36
2.7.2实验内容37
2.7.3实验参考程序37
2.8实验三选择与循环结构程序设计38
2.8.1实验目的38
2.8.2实验内容38
2.8.3实验参考程序39
第3章MATLAB绘图42
3.1二维图形42
3.1.1基本的绘图命令42
3.1.2轴的形式与刻度设置43
3.1.3图形的标注、网格及图例说明45
3.1.4绘制二维图形的其他函数49
3.2三维图形52
3.2.1绘制三维曲线的基本函数52
3.2.2三维曲面53
3.3使用绘图工具绘制图形55
3.4使用向导创建图形用户界面56
3.5实验四绘图函数的应用64
3.5.1实验目的64
3.5.2实验内容64
3.5.3实验参考程序65
第4章MATLAB数值计算与符号计算67
4.1曲线拟合与插值运算67
4.2数值微积分71
4.2.1数值微分71
4.2.2数值积分72
4.3线性方程组求解74
4.3.1直接解法74
4.3.2迭代解法76
4.4常微分方程的数值求解78
4.5MATLAB符号计算80
4.5.1符号计算基础80
4.5.2符号导数及其应用87
4.5.3符号积分89
4.5.4符号方程求解90
4.6级数92
4.7实验五数值工具箱与符号工具箱的应用93
4.7.1实验目的93
4.7.2实验内容93
4.7.3实验参考程序94
第5章Simulink仿真工具箱97
5.1Simulink建模的基本知识97
5.1.1Simulink简介97
5.1.2Simulink下常用模块库简介98
5.1.3Simulink下其他工具箱模块库102
5.2Simulink建模与仿真103
5.2.1建立Simulink模型103
5.2.2建模实例107
5.3使用命令操作对系统进行仿真110
5.4Simulink仿真的应用实例演示112
5.5子系统及其封装技术117
5.5.1子系统的建立118
5.5.2模块封装方法118
5.6S函数的设计与应用121
5.6.1用MATLAB语言编写S函数121
5.6.2S函数的应用123
5.7实验六Simulink仿真应用127
5.7.1实验目的127
5.7.2实验内容127
5.7.3实验参考程序128
第6章控制系统工具箱132
6.1线性系统模型132
6.1.1连续系统的传递函数模型tf对象132
6.1.2连续系统的零极点增益模型zpk对象133
6.1.3连续系统的状态空间模型ss对象134
6.1.4线性离散时间系统的数学模型135
6.1.5模型的转换136
6.1.6部分分式展开138
6.1.7模型的连接138
6.1.8模型的属性141
6.2控制系统的时域分析145
6.2.1阶跃响应和冲激响应145
6.2.2控制系统的根轨迹分析方法150
6.3控制系统的频域分析155
6.3.1函数bode156
6.3.2函数nyquist156
6.3.3其他常用频域分析函数158
6.4控制系统仿真实例分析161
6.5实验七线性系统分析与设计179
6.5.1实验目的179
6.5.2实验内容179
6.5.3实验参考程序179
第7章信号处理工具箱183
7.1信号及其表示183
7.1.1工具箱中的信号产生函数183
7.1.2离散时间信号的表示189
7.1.3几种常用离散时间信号的表示189
7.2信号的基本运算190
7.2.1信号的相加与相乘190
7.2.2序列移位与周期延拓运算191
7.2.3序列翻转与序列累加运算192
7.2.4两序列的卷积运算192
7.2.5两序列的相关运算193
7.2.6信号的能量和功率193
7.3线性时不变系统193
7.3.1二次分式模型的系统描述及转换函数194
7.3.2线性时不变系统的响应194
7.4傅里叶变换197
7.4.1傅里叶变换形式197
7.4.2MATLAB中的傅里叶变换函数198
7.5IIR数字滤波器的设计方法200
7.5.1冲激响应不变法200
7.5.2双线性变换法201
7.5.3IIR数字滤波器的频率变换设计法201
7.6FIR数字滤波器设计205
7.6.1窗函数设计法205
7.6.2频率抽样法208
7.6.3MATLAB的其他相关函数209
7.7信号处理的图形用户界面工具213
7.7.1主窗口213
7.7.2SPTool菜单功能介绍214
7.7.3信号浏览器218
7.7.4滤波器浏览器220
7.7.5频谱浏览器220
7.7.6滤波器设计器221
7.8实验八数字信号处理实验221
7.8.1实验目的221
7.8.2实验内容222
7.8.3实验参考程序222
第8章通信工具箱227
8.1MATLAB信源编解码方法229
8.1.1标量量化229
8.1.2预测量化231
8.2差错控制编解码方法233
8.3调制与解调237
8.4误码率分析界面242
8.5通信模块集246
8.5.1随机数据源250
8.5.2噪声发生器253
8.5.3序列发生器255
8.5.4压缩和扩展257
8.5.5编码和解码259
8.5.6差错参数设置编解码261
8.5.7具体实例263
8.6实验九通信系统仿真实验267
8.6.1实验目的267
8.6.2实验内容267
8.6.3实验参考程序268
第9章SimPowerSystems工具箱274
9.1SimPowerSystems工具箱模块库简介274
9.2仿真应用实例278
9.3实验十SimPowerSystems工具箱应用291
9.3.1实验目的291
9.3.2实验内容291
9.3.3实验参考仿真框图291
参考文献297
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內容試閱:
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MATLAB是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件,其强大的计算和图形功能使其在科学计算和工程领域赢得了众多的用户。经过许多专家、工程师在自己相关领域的扩充,MATLAB成为了一个多领域、多学科、多功能的优秀科技应用软件,从而被广泛地应用于各领域和学科的研究与仿真。MATLAB具有几十个工具箱,涉及信号处理、自动控制、图像处理、最优化方法、小波分析等许多学科,国内外许多大专院校对各理工科专业都开设了MATLAB应用课程。该课程是电气、自动化和电子等电子信息类、机械类本科专业的专业基础课,它的任务主要是使学生掌握并利用MATLAB这一先进工具进行系统的设计、分析、仿真和计算,从而解决工程、科学计算和自动化、数字信号处理、通信、数学等学科中的许多问题。
全书共分9章,第1章介绍MATLAB的系统环境和软件的使用,使读者对MATLAB有一个感性认识;第2章介绍MATLAB数据的表示和基本运算,以及M函数的编写和程序控制流,使读者能够迅速地入门并能进行基本的编程运算;第3章介绍MATLAB的绘图功能;第4章介绍MATLAB强大的数值计算功能和符号计算功能,这是MATLAB重要的科学计算功能;第5章介绍Simulink仿真工具箱,使读者对MATLAB强大的仿真功能有一个基本了解,并能进行基本系统的仿真;第6~9章分别介绍控制系统工具箱、信号处理工具箱、通信工具箱和SimPowerSystems工具箱,将MATLAB和相关专业知识结合起来,使读者能够运用MATLAB进行系统的建模、分析、仿真、计算等。
软件的更新日新月异,本书第1版以MATLAB 7.5版为蓝本,第2版在第1版的基础上更新到MATLAB7.11版,重点扩充了第3章和第8章的内容,增加了绘图工具绘制图形和图形用户界面设计的内容,以及通信工具箱和Simulink仿真工具箱链接的各模块库和模块子集的介绍。本次修订中,第1章增加了专门介绍MATLAB 8.5R2015a版操作界面的一节,第9章增加了三个关于异步电动机、直流电动机、变压器系统仿真的实验,并提供了参考仿真框图。因为MATLAB 7.11版已经具备了满足广大用户学习的功能,因此本次修订中每章内容都可以在MATLAB 7.11版和MATLAB 8.5R2015a版下运行。
本书每章后面都配有实验指导,紧扣教学内容,使读者能够及时有效地上机操作掌握该章的主要内容。为了便于教师教学和读者自学,每章结尾还给出了相应的实验参考程序,这些程序都已经过上机仿真验证。
本书第1章、第2章、第6章、第9章由贺超英编写,第3章、第8章由王少喻编写,第4章由唐杰编写,第5章由沈细群编写,第7章由刘亮编写。全书由贺超英负责统稿,由贺超英、王少喻、唐杰、沈细群、刘亮统一修订。本书在编写及修订过程中,得到了唐勇奇教授和朱俊杰教授的大力支持和帮助,在此表示衷心的感谢。
为了方便教师教学,本书配有电子教学课件、例题源程序等丰富的教学资源,读者可以登录华信教育资源网www.hxedu.com.cn注册下载。
由于作者水平有限,书中难免出现错误或不妥之处,欢迎广大读者批评指正。
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