MATLAB教程与应用PDF电子书下载

上篇 MATLAB教程 1

第1章 概述 1

1.1 MATLAB简介 1

1.1.1 MATLAB的概况 1

1.1.2 MATLAB产生的历史背景 2

1.1.3 MATLAB的语言特点 3

1.2 MATLAB的基本组成和特点 4

1.2.1 MATLAB的语言部分 4

1.2.2 MATLAB语言的传统优点 4

1.2.3 MATLAB 7.0的新特点 5

1.3 MATLAB界面简介 6

1.3.1 启动按钮 7

1.3.2 命令窗口 7

1.3.3 命令历史窗口 9

1.3.4 工作空间窗口 9

1.3.5 当前目录浏览器 11

1.4 MATLAB的帮助系统 12

1.4.1 帮助浏览器 12

1.4.2 help函数和doc函数 13

1.5 Simulink 13

1.5.1 Simulink的传统优点 14

1.5.2 Simulink 6.0的特点 14

1.6 MATLAB运算量 14

1.7 矩阵运算 15

1.8 应用举例 16

小结 17

思考题与习题 18

第2章 程序设计 19

2.1 M文件 19

2.1.1 M文件的建立与编辑 19

2.1.2 M文件的分类 21

2.2 MATLAB 7.0程序控制 22

2.2.1 顺序控制 22

2.2.2 选择语句 23

2.2.3 分支语句 25

2.2.4 模块 27

2.2.5 for循环语句 28

2.2.6 while循环 31

2.2.7 人机交互命令 32

2.2.8 循环的嵌套 33

2.3 函数文件 34

2.3.1 函数文件格式 34

2.3.2 函数调用 36

2.3.3 函数所传递参数的可调性 37

2.4 全局变量和局部变量 38

2.5 类和对象 39

2.6 文件操作 41

2.6.1 文件的打开与关闭 42

2.6.2 二进制文件读写操作 42

2.6.3 文本文件读写操作 43

2.6.4 数据文件定位 44

小结 45

思考题与习题 45

第3章 线性代数中的数值计算 46

3.1 线性方程组 46

3.2 矩阵函数 50

3.3 特殊矩阵 51

3.4 矩阵的特征值与特征向量 53

3.5 矩阵求逆 57

3.6 稀疏矩阵 59

小结 63

思考题与习题 63

第4章 微积分中的数值计算 64

4.1 绘图 64

4.2 极小化 66

4.3 求零点 67

4.4 积分 68

4.5 微分 70

4.6 微分方程 72

4.7 M文件举例 74

小结 77

思考题与习题 78

第5章 MATLAB符号运算 79

5.1 符号对象 79

5.1.1 创建符号变量和符号矩阵 79

5.1.2 符号表达式的基本运算函数 80

5.1.3 符号表达式的化简函数 81

5.1.4 符号表达式的替换函数 83

5.2 符号微积分 84

5.2.1 符号极限 84

5.2.2 符号求导 85

5.2.3 符号积分 85

5.2.4 积分变换 86

5.3 符号代数方程的求解 87

5.3.1 线性方程组的符号解 87

5.3.2 一般代数方程组的解 89

5.4 符号微分方程的求解 91

5.4.1 符号解法和数值解法的互补作用 91

5.4.2 求微分方程符号解的一般指令 91

5.4.3 微分方程符号解示例 91

5.5 利用MAPLE的深层符号计算资源 93

5.5.1 经典特殊函数的调用 93

5.5.2 MAPLE库函数在线帮助的检索树 93

5.5.3 发挥MAPLE的计算潜力 95

小结 98

思考题与习题 99

第6章 傅里叶分析 100

6.1 快速傅里叶变换 100

6.2 傅里叶级数 102

6.3 离散余弦变换 109

小结 110

思考题与习题 111

第7章 GUIDE设计 112

7.1 导引 112

7.2 图形用户界面的设计原则 115

7.2.1 设计原则 115

7.2.2 界面制作步骤 116

7.3 界面菜单 116

7.3.1 图形窗的标准菜单 116

7.3.2 自制的用户菜单 117

7.3.3 用户菜单的属性 118

7.3.4 现场菜单的制作 125

7.4 用户控件 126

7.4.1 控件制作函数 126

7.4.2 用户控件的种类 127

7.4.3 控件制作示例 127

7.5 由M函数文件产生用户菜单和控件 133

7.5.1 利用全局变量编写用户界面函数文件 133

7.5.2 利用UserData属性编写用户界面函数文件 134

7.5.3 利用递归法编写用户界面函数文件 135

7.6 图形用户界面设计工具 137

7.6.1 界面设计工具的结构和调用指令 138

7.6.2 交互式用户界面设计工具应用示例 138

小结 148

思考题与习题 149

第8章 三维图形 150

8.1 函数plot3 150

8.2 改变视角 152

8.3 两个变量的标量函数 154

8.4 杂乱或散射数据的插值 156

8.5 网格图 157

8.6 曲面图 160

8.7 等值线图 164

8.8 三维数据的二维图 166

8.9 其他函数 170

8.10 动画 172

小结 174

思考题与习题 175

第9章 Simulink仿真环境 176

9.1 Simulink简介 176

9.1.1 系统要求 176

9.1.2 Simulink的安装 177

9.1.3 Simulink入门 177

9.1.4 界面与菜单 179

9.2 Simulink模型的构建 181

9.2.1 创建模型文件 181

9.2.2 标准模块的选取 181

9.2.3 模块的移动、删除和复制 182

9.2.4 模块的连接 182

9.2.5 模块属性的改变 183

9.2.6 模型文件的保存 184

9.3 连续系统建模 185

9.3.1 线性系统 185

9.3.2 非线性系统 190

9.4 子系统的创建 195

9.4.1 简装子系统及其应用 196

9.4.2 精装子系统 197

9.4.3 条件执行子系统 202

9.5 离散时间系统和混合系统 207

9.5.1 若干基本模块 207

9.5.2 多速率离散时间系统 208

9.5.3 离散-连续混合系统 209

小结 211

思考题与习题 211

下篇 MATLAB应用 212

第10章 信号与系统实验单元 212

10.1 双口网络测试 212

10.2 无源和有源滤波器的特性 216

10.3 用同时分析法观测方波信号的频谱 219

10.4 信号的抽样与抽样定理 223

10.5 应用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合 226

10.6 二阶系统的模拟 229

章附录 测量仪器仪表工作原理与信号系统实验箱简介 232

第11章 自动控制原理实验单元 236

11.1 控制系统的阶跃响应 236

11.2 控制系统的频率特性测量 244

11.3 线性控制系统的稳定性分析 249

11.4 控制系统频率特性仿真研究 254

11.5 非线性系统的计算机仿真 255

11.6 控制系统的品质及校正装置的应用 255

11.7 极点配置全状态反馈控制 256

11.8 状态反馈控制系统 261

11.9 控制系统框图模型的Simulink表示 264

第12章 自动控制原理课程设计单元 266

12.1 控制系统的数学描述 266

12.1.1 微分方程 266

12.1.2 传递函数 270

12.1.3 状态空间描述 273

12.1.4 模型转换 275

12.2 控制系统的校正 278

12.2.1 单变量系统的两种主要校正方式 278

12.2.2 超前校正、滞后校正及滞后超前校正 278

12.2.3 串联校正举例 281

12.3 MATLAB在控制理论中的应用 285

12.3.1 概述 285

12.3.2 控制系统函数全集 291

12.3.3 应用实例 293

附录A 工具箱函数汇总 301

A1 统计工具箱函数 301

A2 优化工具箱函数 308

A3 样条工具箱函数 310

A4 偏微分方程数值解工具箱函数 311

附录B 常用函数 314

附录C MATLAB的30个方法 316

参考文献 323