MATLAB基礎(chǔ)與應(yīng)用

第1章 MATLAB入門與基本運(yùn)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(biāo)點(diǎn)11
1.3.3 復(fù)數(shù)表示12
1.3.4 數(shù)學(xué)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(yùn)算17
1.5.1 矩陣表示與塊操作17
1.5.2 矩陣的運(yùn)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(xiàng)式運(yùn)算31
1.7.1 求根及其逆運(yùn)算31
1.7.2 加法、減法與乘法31
1.7.3 微分與賦值運(yùn)算32
1.7.4 有理多項(xiàng)式33
1.8 控制語句與邏輯運(yùn)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(guān)系和邏輯運(yùn)算39
1.8.5 字符運(yùn)算41
1.9 曲線擬合與插值運(yùn)算44
1.9.1 曲線擬合44
1.9.2 插值運(yùn)算46
1.10 符號運(yùn)算49
1.10.1 符號表達(dá)式50
1.10.2 符號表達(dá)式運(yùn)算53
1.10.3 微分和積分59
1.10.4 符號表達(dá)式畫圖61
1.10.5 符號表達(dá)式的簡化61
1.10.6 可變精度算術(shù)運(yùn)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(jié)72
習(xí)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(biāo)軸的調(diào)整76
2.3.2 文字標(biāo)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(biāo)二維圖形81
2.4.1 對數(shù)坐標(biāo)圖形81
2.4.2 極坐標(biāo)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(shè)計(jì)108
2.10.1 圖形窗口的生成108
2.10.2 菜單的實(shí)現(xiàn)110
2.10.3 創(chuàng)建對話框113
2.10.4 控件設(shè)計(jì)技術(shù)115
2.11 圖形用戶界面（GUI）的應(yīng)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(yīng)用舉例121
2.12 動態(tài)圖形與動畫130
2.13 本章小結(jié)133
習(xí)題135
第3章  線性系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)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(xué)描述138
3.2.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述143
3.3 模型之間的轉(zhuǎn)換144
3.3.1 線性系統(tǒng)模型之間的轉(zhuǎn)換145
3.3.2 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換148
3.4 時(shí)間響應(yīng)分析150
3.4.1 脈沖響應(yīng)151
3.4.2 對任意輸入的響應(yīng)153
3.4.3 階躍響應(yīng)155
3.5  頻率響應(yīng)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(shí)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(shè)計(jì)167
3.7.1 連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)167
3.7.2 離散系統(tǒng)的狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)169
3.8 最優(yōu)二次型設(shè)計(jì)169
3.8.1 連續(xù)系統(tǒng)最優(yōu)二次型設(shè)計(jì)169
3.8.2 離散系統(tǒng)最優(yōu)二次型設(shè)計(jì)171
3.8.3 對輸出加權(quán)的最優(yōu)二次型設(shè)計(jì)171
3.8.4 線性二次型Gauss最優(yōu)設(shè)計(jì)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(jié)176
習(xí)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(jì)算步長的選擇197
4.5.3 simulink中對仿真方法及步長的設(shè)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(shí)例206
4.7.1 Simulink的demo演示實(shí)例206
4.7.2 多速率計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真208
4.7.3 仿真結(jié)構(gòu)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(jié)222
習(xí)題222
第5章  MATLAB控制仿真綜合應(yīng)用例題224
5.1 矩陣運(yùn)算和符號運(yùn)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(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)229
5.2.3 飛機(jī)縱向短周期飛行狀態(tài)增穩(wěn)二次型最優(yōu)設(shè)計(jì)與仿真235
5.5 MATLAB與ADAMS軟件協(xié)調(diào)應(yīng)用的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)238
5.5.1 系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)238
5.5.2 機(jī)械系統(tǒng)的建模與分析239
5.5.3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真242
5.5.4 ADAMS模型導(dǎo)入Simulink環(huán)境244
5.5.5 Simulink與ADAMS聯(lián)合仿真及結(jié)果246
結(jié)束語250
參考文獻(xiàn)251