MATLAB基礎與應用

第1章 MATLAB入門與基本運算1
1.1 MATLAB環(huán)境與文件管理1
1.2 基本數(shù)據(jù)定義與變量管理7
1.2.1 建立數(shù)據(jù)7
1.2.2 who和whos指令8
1.2.3 exist指令8
1.2.4 clear指令8
1.2.5 format指令9
1.2.6 在線查詢與功能演示9
1.3 變量、數(shù)組與函數(shù)10
1.3.1 變量10
1.3.2 注釋和標點11
1.3.3 復數(shù)表示12
1.3.4 數(shù)學函數(shù)12
1.4 數(shù)據(jù)的輸入與輸出13
1.4.1 利用M文件生成數(shù)據(jù)13
1.4.2 save與load指令14
1.4.3 低級文件輸入輸出15
1.5 數(shù)組與矩陣運算17
1.5.1 矩陣表示與塊操作17
1.5.2 矩陣的運算21
1.5.3 矩陣函數(shù)25
1.6 M函數(shù)與M文件26
1.6.1 M函數(shù)與M函數(shù)文件27
1.6.2 M文件29
1.7 多項式運算31
1.7.1 求根及其逆運算31
1.7.2 加法、減法與乘法31
1.7.3 微分與賦值運算32
1.7.4 有理多項式33
1.8 控制語句與邏輯運算35
1.8.1 for循環(huán)語句35
1.8.2 while循環(huán)語句37
1.8.3 條件語句37
1.8.4 關系和邏輯運算39
1.8.5 字符運算41
1.9 曲線擬合與插值運算44
1.9.1 曲線擬合44
1.9.2 插值運算46
1.10 符號運算49
1.10.1 符號表達式50
1.10.2 符號表達式運算53
1.10.3 微分和積分59
1.10.4 符號表達式畫圖61
1.10.5 符號表達式的簡化61
1.10.6 可變精度算術運算64
1.10.7 符號方程求解65
1.10.8 線性代數(shù)和符號矩陣68
1.11 本章小結72
習題73
第2章  圖形與可視化74
2.1 概述74
2.2 二維繪圖的plot指令74
2.3 圖形修飾與控制76
2.3.1 坐標軸的調整76
2.3.2 文字標示77
2.3.3 網(wǎng)格控制78
2.3.4 圖例注解78
2.3.5 圖形的保持79
2.3.6 圖形窗口的分割79
2.3.7 圖形的填充80
2.4 特殊坐標二維圖形81
2.4.1 對數(shù)坐標圖形81
2.4.2 極坐標圖形82
2.5 特殊二維圖形82
2.5.1 函數(shù)圖形82
2.5.2 餅圖83
2.5.3 條形圖83
2.5.4 梯形圖84
2.5.5 概率分布圖84
2.5.6 向量圖84
2.6 三維圖形86
2.6.1 基本三維圖形86
2.6.2 改變視角88
2.6.3 特殊三維圖形89
2.7 三維數(shù)據(jù)的二維圖98
2.8 其他圖形函數(shù)101
2.9 圖形窗口編輯功能103
2.9.1 圖形窗口菜單和工具欄簡介103
2.9.2 工具欄簡介104
2.9.3 二維圖形的交互編輯示例106
2.10 圖形用戶界面設計108
2.10.1 圖形窗口的生成108
2.10.2 菜單的實現(xiàn)110
2.10.3 創(chuàng)建對話框113
2.10.4 控件設計技術115
2.11 圖形用戶界面（GUI）的應用118
2.11.1 管理工具模板（Guide Tool）119
2.11.2 控制圖形列表（GuideControlled Figure List）121
2.11.3 控件對象面板（New Object Palette）121
2.11.4 GUI應用舉例121
2.12 動態(tài)圖形與動畫130
2.13 本章小結133
習題135
第3章  線性系統(tǒng)分析與設計137
3.1 概述137
3.2 線性系統(tǒng)的描述137
3.2.1 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學描述138
3.2.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學描述143
3.3 模型之間的轉換144
3.3.1 線性系統(tǒng)模型之間的轉換145
3.3.2 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)之間的轉換148
3.4 時間響應分析150
3.4.1 脈沖響應151
3.4.2 對任意輸入的響應153
3.4.3 階躍響應155
3.5  頻率響應分析156
3.5.1 連續(xù)系統(tǒng)頻率特性157
3.5.2 離散系統(tǒng)頻率特性160
3.5.3 時間延遲系統(tǒng)的頻率特性162
3.6 根軌跡分析163
3.6.1 常規(guī)根軌跡163
3.6.2 廣義根軌跡164
3.6.3 零度根軌跡166
3.7 狀態(tài)反饋設計167
3.7.1 連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋設計167
3.7.2 離散系統(tǒng)的狀態(tài)反饋設計169
3.8 最優(yōu)二次型設計169
3.8.1 連續(xù)系統(tǒng)最優(yōu)二次型設計169
3.8.2 離散系統(tǒng)最優(yōu)二次型設計171
3.8.3 對輸出加權的最優(yōu)二次型設計171
3.8.4 線性二次型Gauss最優(yōu)設計171
3.9 系統(tǒng)辨識與降階172
3.9.1 系統(tǒng)辨識172
3.9.2 控制系統(tǒng)的模型降階174
3.10 本章小結176
習題176
第4章  Simulink仿真環(huán)境178
4.1 Simulink概述178
4.2 Simulink仿真環(huán)境中的模型庫179
4.3 方框圖模型的建立和仿真186
4.4 simulink仿真環(huán)境使用說明190
4.4.1 菜單功能190
4.4.2 方框圖模型的裝飾192
4.4.3 模塊屬性的改變193
4.4.4 演示示波器195
4.5 仿真方法及步長的選擇195
4.5.1 仿真方法的選擇195
4.5.2 計算步長的選擇197
4.5.3 simulink中對仿真方法及步長的設置198
4.6 模塊組與模塊封裝200
4.6.1 模塊組的形成200
4.6.2 模塊封裝203
4.7 simulink仿真實例206
4.7.1 Simulink的demo演示實例206
4.7.2 多速率計算機控制系統(tǒng)仿真208
4.7.3 仿真結構圖的參數(shù)化211
4.7.4 與M函數(shù)的組合仿真212
4.8 S函數(shù)及動態(tài)系統(tǒng)仿真216
4.8.1 方塊圖與程序仿真217
4.8.2 S函數(shù)仿真218
4.8.3 線性系統(tǒng)的S函數(shù)仿真221
4.9 本章小結222
習題222
第5章  MATLAB控制仿真綜合應用例題224
5.1 矩陣運算和符號運算例題224
5.1.1 大量數(shù)據(jù)的處理224
5.1.2 證明歐拉矩陣為Hermit矩陣225
5.1.3 基于符號語言的線性系統(tǒng)離散化226
5.2 計算機控制仿真例題228
5.2.1 線性系統(tǒng)離散化及其頻率特性分析228
5.2.2 太陽光源跟蹤系統(tǒng)的根軌跡設計229
5.2.3 飛機縱向短周期飛行狀態(tài)增穩(wěn)二次型最優(yōu)設計與仿真235
5.5 MATLAB與ADAMS軟件協(xié)調應用的虛擬樣機設計238
5.5.1 系統(tǒng)的初步設計238
5.5.2 機械系統(tǒng)的建模與分析239
5.5.3 控制系統(tǒng)設計與仿真242
5.5.4 ADAMS模型導入Simulink環(huán)境244
5.5.5 Simulink與ADAMS聯(lián)合仿真及結果246
結束語250
參考文獻251