MATLAB符号运算及其应用PDF电子书下载

第1章 MATLAB系统概述 1

1.1 MATLAB6.5 安装与启动 1

1.1.1 MATLAB6.5 的安装 1

目录 1

1.1.2 Notebook的安装 4

1.1.3 MATLAB6.5 （即MATLABR13）的启动 6

1.1.4 Notebook的启动 7

1.2 MATLAB6.5 的系统界面 7

1.2.1 MATLAB6.5 的系统界面 8

1.2.2 MATLAB6.5 菜单项命令 8

1.2.4 MATLAB6.5 系统界面的窗口 18

1.2.3 MATLAB6.5 工具栏按钮 18

1.2.5 Start开始按钮 20

1.3 MATLAB6.5 的内容及其查找 21

1.3.1 MATLAB6.5 的内容 21

1.3.2 MATLAB6.5 的内容查找 23

1.3.3 MATLAB6.5 的Work子目录 28

1.4 MATLAB的文字处理工具Notebook 28

1.4.1 Notebook简介 28

1.4.2 Notebook菜单命令简介 28

1.4.3 Notebook的使用 29

1.4.4 Notebook使用的几个问题 33

2.1 M文件、MATLAB函数与MATLAB程序 34

2.1.1 M文件 34

2.1.2 MATLAB函数 34

第2章 MATLAB程序设计 34

2.1.3 MATLAB命令文件或程序 37

2.2 MATLAB程序设计基础 38

2.2.1 MATLAB程序设计基本规则 38

2.2.2 表达式、表达式语句与赋值语句 39

2.2.3 程序流程控制语句 40

2.2.4 程序流程控制指令 46

2.3.1 MATLAB程序的交互式指令 47

2.3 MATLAB程序的交互式、调试与警示指令 47

2.3.2 MATLAB程序的调试指令 48

2.3.3 MATLAB程序的常用警示指令 49

第3章 符号运算的基础知识 50

3.1 MATLAB符号运算入门 50

3.2 MATLAB符号运算的几个基本概念 53

3.2.1 符号对象 53

3.2.2 创建符号对象与函数命令sym（）、syms（）与class（） 53

3.2.3 符号常量 54

3.2.4 符号变量 55

3.2.5 符号表达式、符号函数与符号方程 56

3.2.7 数组、矩阵与符号矩阵 57

3.2.6 函数命令findsym（） 57

3.3 MATLAB符号对象的基本运算 59

3.3.1 MATLAB的特殊变量与常量 59

3.3.2 MATLAB的基本函数 59

3.3.3 MATLAB的符号运算符 60

3.3.4 MATLAB的特殊运算符 60

3.3.5 MATLAB符号表达式的书写 60

3.3.6 MATLAB符号对象的基本运算 61

3.4 MATLAB符号运算的基本内容 64

3.4.1 符号变量代换及其函数subs（） 64

3.4.2 符号对象转换为数值对象的函数double（）、digits（）、vap（）、numeric（） 65

3.4.3 MATLAB符号表达式的化简 67

3.4.4 MATLAB符号运算的其它几个函数 72

3.5 MATLAB两种特定的符号函数运算 73

3.5.1 复合函数的运算与函数命令compose（） 73

3.5.2 反函数的运算与函数命令finverse（） 74

3.6 MATLAB符号微积分运算 75

3.6.1 MATLAB符号极限运算 76

3.6.2 MATLAB符号函数微分运算 79

3.6.3 MATLAB符号函数积分运算 81

3.6.4 符号求和函数与taylor（泰勒）级数展开函数 87

3.7 MATLAB符号矩阵及其运算 92

3.7.2 符号矩阵的建立与访问 93

3.7.1 符号矩阵的运算符 93

3.7.3 符号矩阵的基本运算 97

3.7.4 符号矩阵的化简 101

3.7.5 矩阵微分与积分 105

3.7.6 矩阵的Laplace变换 107

3.8 MATLAB符号方程求解 108

3.8.1 方程求解的有关概念 108

3.8.2 MATLAB符号代数方程求解 108

3.8.3 MATLAB符号微分方程求解 112

3.9 MATLAB符号积分变换 125

3.9.1 Fourier变换与Fourier反变换 125

3.9.2 Laplace变换与反变换 133

3.9.3 z变换与z反变换 147

3.1 0MATLAB符号函数图形计算器FUNTOOL 155

3.1 0.1 符号函数图形计算器的界面 155

3.1 0.2 符号函数图形计算器的输入框操作 156

3.1 0.3 符号函数图形计算器的按钮操作 156

第4章 MATLAB常用图形命令与符号函数的图形命令 159

4.1 MATLAB的常用图形命令 159

4.1.1 绘图函数plot（） 159

4.1.2 绘图坐标系的调整 160

4.1.3 图形标注 161

4.1.4 多次重叠绘制图形 163

4.2 MATLAB的特殊坐标绘图函数 167

4.2.1 对数坐标曲线 167

4.1.5 图形窗口的分割 167

4.2.2 极坐标曲线 169

4.2.3 双y轴坐标曲线 170

4.2.4 复数的图形曲线 170

4.3 MATLAB离散数据与步进图形的绘图函数 171

4.3.1 MATLAB绘制离散数据图形的函数命令stem（） 171

4.3.2 MATLAB绘制步进图形的函数命令stairs（） 173

4.4 MATLAB符号函数的图形命令 174

4.4.1 符号函数的简单绘图函数ezplot（） 174

4.4.2 符号函数的绘图函数fplot（） 178

5.1.1 用函数极限定义几个高等数学的概念 180

5.1 MATLAB符号极限运算的应用 180

第5章 MATLAB符号微积分运算的应用 180

5.1.2 用函数极限定义几个物理学的概念 181

5.1.3 用函数极限定义狄拉克（Dirac）函数 182

5.1.4 MATLAB符号函数极限运算在自动控制领域的几例应用 182

5.2 MATLAB符号函数微分运算的应用 185

5.2.1 MATLAB符号函数极大值与极小值计算 186

5.2.2 函数曲线上某点斜率计算的应用 196

5.2.3 函数曲线单调增减性判断 198

5.2.4 函数曲线凹凸性判定与拐点计算 200

5.3 MATLAB符号函数积分计算的应用 202

5.3.1 平面图形面积的计算 202

5.3.2 立体体积的计算 205

5.3.3 平面曲线弧长的计算 207

5.3.4 积分在物理学与力学上的几例应用 209

5.3.5 正弦交流电的平均值与有效值的计算 210

5.3.6 晶闸管整流输出电压的计算 213

5.4 函数的Taylor级数展开式在近似计算中的应用 217

第6章 MATLAB符号矩阵函数运算及应用 219

6.1 矩阵函数运算在线性代数中的应用 219

6.1.1 矩阵函数 219

6.1.2 矩阵运算在线性代数中的应用 223

6.2 矩阵运算在线性控制系统状态空间分析中的应用 244

6.2.1 控制系统状态空间分析的几个基本概念 244

6.2.2 系统状态方程的解 246

6.2.3 系统状态方程的线性变换 249

6.2.4 矩阵运算在线性系统的可控性与可观性分析中的应用 257

6.2.5 矩阵运算在系统状态反馈与状态观测器分析中的应用 268

6.2.6 矩阵运算在系统稳定性分析中的应用 280

6.3 线性二次型最优控制的MATLAB实现 286

6.3.1 线性二次型最优控制的基本概念 286

6.3.2 连续系统线性二次型最优控制的MATLAB实现 289

6.3.3 离散系统线性二次型最优控制的MATLAB实现 292

6.3.4 最优观测器的MATLAB实现 297

6.3.5 线性二次型Guass最优控制的MATLAB实现 301

7.1.1 分式方程求解 305

7.1 MATLAB符号代数方程解算的应用 305

第7章 MATLAB符号方程解算的应用 305

7.1.2 无理方程求解 307

7.1.3 符号代数方程求解应用题 309

7.2 MATLAB符号超越方程解算的应用 313

7.2.1 指数方程求解及应用 313

7.2.2 对数方程求解及应用 316

7.2.3 三角方程求解及应用 319

7.3 MATLAB符号微分方程解算的应用 322

8.1 Fourier变换与反变换运算的应用 337

8.1.1 求频谱函数及绘制频谱图 337

第8章 MATLAB符号积分变换与反变换的应用 337

8.1.2 相关函数与能量谱密度 348

8.2 Laplace变换与Ｌaplace反变换运算的应用 351

8.2.1 计算用图形表示的函数的Laplace变换 351

8.2.2 微分方程的Laplace变换解法 357

8.2.3 求线性控制系统的传递函数 365

8.2.4 卷积与Laplace变换的卷积定理的应用 376

8.3 z变换与z反变换运算的应用 381

8.3.1 离散控制系统的有关概念 381

8.3.2 差分方程的z变换解法 381

8.3.3 求离散控制系统的脉冲传递函数 384

9.1 复数与复矩阵的生成 390

9.1.1 复数的概念 390

第9章 MATLAB符号运算在复变函数计算中的应用 390

9.1.2 MATLAB关于复变量的函数命令 391

9.1.3 复数的生成与创建复矩阵 392

9.2 复数的MATLAB符号运算 393

9.2.1 复数的几何表示 393

9.2.2 复数代数运算的MATLAB实现 395

9.2.3 复数乘幂与方根运算的MATLAB实现 398

9.2.4 复数指数与对数运算的MATLAB实现 399

9.2.5 复数三角函数与双曲函数及其反函数运算的MATLAB实现 401

9.3 MATLAB符号运算在正弦交流电路计算中的应用 404

9.3.1 有关正弦交流电的几个问题 404

9.3.2 电阻、电感、电容三种电路元件电压与电流的复数关系 406

9.3.3 电阻、电感、电容串联电路计算的MATLAB实现 407

9.3.4 电阻、电感、电容并联电路计算的MATLAB实现 411

9.3.5 电阻、电感、电容混联电路（或复杂电路）计算的MATLAB实现 412

9.3.6 三相正弦交流电路计算的MATLAB实现 415

9.4 在自动控制系统的频率特性计算中的应用 417

9.4.1 自动控制系统的频率特性与复数计算的关系 417

9.4.2 自动控制系统典型环节频率特性计算的MATLAB实现 417

9.5 留数 420

9.5.1 留数的概念 420

9.5.2 计算留数的MATLAB函数命令 421

9.5.3 计算留数的应用 422

参考文献 424