第1篇 教程 1
第1章 MATLAB开发环境及编程 1
1.1 MATLAB概述 1
1.1.1 MATLAB集成开发环境 2
1.1.2 MATLAB的各个窗口 3
1.2 MATLAB基本运算 9
1.2.1 MATLAB的数据类型 9
1.2.2 MATLAB的数据 11
1.2.3 MATLAB的数值运算 17
1.2.4 符号运算 21
1.3 MATLAB的绘图 22
1.3.1 二维绘图 23
1.3.2 特殊绘图 25
1.3.3 三维绘图 28
1.4 MATLAB程序设计 30
1.4.1 流程控制语句 30
1.4.2 分支结构 31
1.4.3 循环结构 33
1.4.4 错误结构 35
1.5 MATLAB的文件 36
1.5.1 MATLAB的文件类型 36
1.5.2 M脚本文件（Script） 37
1.5.3 M函数文件 37
1.5.4 设置搜索路径 40
1.6 Simulink仿真工具 41
1.6.1 Simulink模型库介绍 41
1.6.2 Simulink模型的建立 42
1.6.3 Simulink子系统 45
习题 46
第2章 MATLAB在数学运算中的应用 48
2.1 MATLAB在高等数学中的应用 48
2.1.1 微分和积分 48
2.1.2 极限 50
2.1.3 级数 51
2.1.4 解方程和微分方程 53
2.1.5 函数 57
2.2 MATLAB在线性代数中的应用 60
2.2.1 行列式 60
2.2.2 正交性 63
2.2.3 向量空间 65
2.3 MATLAB在积分变换中的应用 66
2.3.1 Fourier变换 66
2.3.2 Laplace变换 67
2.3.3 Z变换 68
2.4 MATLAB在复变函数中的应用 69
2.4.1 复数 69
2.4.2 复变函数 70
2.4.3 留数 71
2.5 多项式运算 72
2.5.1 多项式的算术运算 73
2.5.2 多项式的拟合与插值 75
习题 79
第3章 MATLAB在电路原理中的应用 81
3.1 线性电路分析 81
3.1.1 网孔法 81
3.1.2 节点法 83
3.1.3 戴维南定理 85
3.2 动态电路分析 87
3.2.1 通过解微分方程求响应 87
3.2.2 使用拉普拉斯逆变换求系统响应 88
3.3 正弦稳态电路 90
3.3.1 绘制相量图 91
3.3.2 计算电路动态响应 91
3.4 Simulink的电路仿真 94
3.4.1 电路仿真的主要模块 94
3.4.2 网孔电流法电路 95
3.4.3 带受控源电路 96
3.4.4 动态电路 99
3.4.5 正弦稳态电路 99
3.5 二端口电路 101
习题 105
第4章 MATLAB在电机与拖动中的应用 108
4.1 变压器 108
4.1.1 变压器负载运行 108
4.1.2 变压器模型仿真 110
4.2 直流电动机的运行 112
4.2.1 直流电动机的机械特性 112
4.2.2 直流电动机的串电阻起动 114
4.2.3 直流电动机的反接制动 117
4.2.4 直流电动机改变电枢电压调速 119
4.3 异步电动机的运行 121
4.3.1 异步电动机的机械特性 121
4.3.2 异步电动机转子串电阻起动 122
4.3.3 异步电动机能耗制动 125
4.3.4 异步电动机变频调速 126
习题 129
第5章 MATLAB在电力电子技术中的应用 130
5.1 电力电子元器件 130
5.1.1 常用电力电子元件模型 130
5.1.2 常用电力电子元件特性测试 132
5.2 单相整流和逆变电路 133
5.2.1 单相半波整流电路 133
5.2.2 单相桥式全控整流和逆变电路 135
5.3 三相整流和逆变电路 139
5.3.1 三相半波整流电路 139
5.3.2 三相桥式全控整流及有源逆变电路 142
5.4 直流斩波电路 145
5.4.1 升压斩波电路（Boost Chopper） 146
5.4.2 升降压斩波电路（Boost-Buck Chopper） 147
5.5 交流-交流变换电路 150
5.5.1 调压电路 150
5.5.2 调功电路 153
5.6 PWM整流逆变电路 155
5.6.1 调制法生成SPWM波形 155
5.6.2 电压型单相全桥SPWM逆变 158
5.6.3 三相SPWM逆变电路 160
习题 162
第6章 MATLAB在自动控制原理中的应用 163
6.1 控制系统的数学模型 163
6.1.1 创建系统的模型 163
6.1.2 系统的模型参数 168
6.1.3 系统模型的连接和简化 169
6.2 时域分析的MATLAB实现 173
6.2.1 使用拉普拉斯变换和逆变换计算时域响应 173
6.2.2 线性系统的时域分析 174
6.2.3 线性系统的结构参数与时域性能指标 176
6.3 频域分析的MATLAB实现 179
6.3.1 线性系统的频域分析 179
6.3.2 频域分析性能指标 181
6.4 根轨迹分析的MATLAB实现 183
6.4.1 线性系统的根轨迹分析 183
6.4.2 根轨迹设计工具 185
6.5 稳定性分析和稳态误差 186
6.5.1 根据闭环特征方程判定系统稳定性 186
6.5.2 用频率特性法判定系统稳定性 186
6.5.3 用根轨迹法判定系统稳定性 188
6.5.4 稳态误差分析 189
6.6 线性定常系统分析与设计的图形工具 189
6.6.1 线性定常系统仿真图形工具LTI Viewer 189
6.6.2 SISO设计工具sisotool 190
6.7 使用Simulink仿真自动控制系统 193
习题 195
第7章 MATLAB在电力拖动自动控制系统中的应用 197
7.1 单闭环调速系统 197
7.1.1 单闭环有静差调速系统 197
7.1.2 单闭环无静差调速系统 201
7.2 双闭环直流调速系统 204
7.3 PWM可逆直流调速系统 209
7.3.1 可逆PW M变换器 209
7.3.2 单闭环PWM可逆直流调速系统 211
7.3.3 双闭环PWM可逆直流调速系统 212
7.4 交流调压系统 216
7.4.1 交流调压调速系统原理 216
7.4.2 交流调压调速仿真模型 217
7.5 变频调速系统 220
7.6 异步电动机的交流变频调速系统 222
7.6.1 转速恒压频比交流变频调速系统的原理 222
7.6.2 转速恒压频比交流变频调速系统的仿真模型 224
7.7 绕线转子异步电动机串级调速系统 227
7.7.1 串级调速系统的工作原理 228
7.7.2 绕线转子异步电动机串级调速系统仿真 229
习题 231
第8章 MATLAB在信号与系统中的应用 233
8.1 信号 233
8.1.1 各种信号的MATLAB实现 233
8.1.2 信号的基本运算 236
8.2 线性系统的时域分析 238
8.2.1 线性时不变系统的零输入响应 238
8.2.2 线性时不变系统的全响应 240
8.2.3 线性时不变系统的冲激响应 242
8.2.4 用卷积计算线性时不变系统的时域响应 243
8.3 傅里叶分析 245
8.3.1 信号的合成 245
8.3.2 信号的傅里叶变换 247
8.3.3 周期信号的傅里叶级数 248
8.4 离散系统的响应 251
习题 254
第2篇 实训 256
实训1 MATLAB开发环境及编程 256
实验1.1 MATLAB集成开发环境 256
实验1.2 MATLAB算术运算和绘图 259
实验1.3 符号运算和文件 263
实验1.4 Simulink仿真模型 264
实训2 MATLAB在数学运算中的应用 268
实验2.1 微积分、极限和级数运算 268
实验2.2 解方程和微分方程 271
实验2.3 解线性代数问题 273
实验2.4 复变函数和积分变换 275
实验2.5 多项式的拟合与插值 276
实训3 MATLAB在电路原理中的应用 279
实验3.1 线性电路的分析 279
实验3.2 动态电路 283
实验3.3 二端口网络电路 286
实训4 MATLAB在电机与拖动中的应用 289
实验4.1 电动机的参数计算 289
实验4.2 直流电动机的起动和制动模型 292
实验4.3 三相异步电动机正反转控制 297
实训5 MATLAB在电力电子技术中的应用 299
实验5.1 IGBT的测试 299
实验5.2 单相桥式半控整流电路 302
实验5.3 三相半波电路 305
实训6 MATLAB在自动控制原理中的应用 309
实验6.1 创建控制系统的数学模型 309
实验6.2 简化系统的数学模型 312
实验6.3 控制系统性能分析 314
实验6.4 使用线性系统的图形工具分析 318
实训7 MATLAB在电力拖动自动控制系统中的应用 322
实验7.1 单闭环电压负反馈调速系统 322
实验7.2 双闭环直流调速系统 326
实验7.3 转速开环恒压频比的交流调速系统仿真 330
实训8 MATLAB在信号与系统中的应用 334
实验8.1 信号的运算 334
实验8.2 线性系统的时域分析 335
实验8.3 傅里叶分析 339
实验8.4 离散系统的响应 342
习题答案 344
第1章 MATLAB开发环境及编程 344
第2章 MATLAB在数学运算中的应用 346
第3章 MATLAB在电路原理中的应用 347
第4章 MATLAB在电机与拖动中的应用 350
第5章 MATLAB在电力电子技术中的应用 353
第6章 MATLAB在自动控制原理中的应用 356
第7章 MATLAB在电力拖动自动控制系统中的应用 358
第8章 MATLAB在信号与系统中的应用 362
参考文献 366