书海网短评:
本书全面、系统地介绍MATLAB/Simulink的基础知识,以及MATLAB/Simulink在图像处理、信息处理、优化与控制系统、通信系统和电力电子系统中的应用。全书以当今流行的MATLABR2016a和Simulink
《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》全面、系统地介绍MATLAB/Simulink的基础知识,以及MATLAB/Simulink在图像处理、信息处理、优化与控制系统、通信系统和电力电子系统中的应用。《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》以当今流行的MATLABR2016a和Simulink8.7为平台,也适用于其他更高级版本(MATLABR2017和MATLABR2018等),结合高等学校不同专业教师的丰富教学经验和科学研究,详细介绍了MATLAB/Simulink的开发环境、程序设计、系统仿真和案例实战。《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》的特色是注重MATLAB/Simulink的基础以及MATLAB/Simulink与电子、通信、自动化、电气、计算机等相关学科领域应用相结合,强调基础,兼顾应用;内容编排合理科学,先基础,后应用,由浅入深,循序渐进;内容翔实,例题新颖,应用实例丰富,便于读者学习和掌握MATLAB/Simulink。
《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》内容包含六部分,即MATLAB基础篇、MATLAB高级篇、MATLAB信号处理篇、MATLAB通信系统篇、MATLAB优化与控制篇和MATLAB电力电子篇,共17章,内容包括MATLAB语言概述、矩阵及其运算、程序结构和M文件、数值计算、符号运算、数据可视化、Simulink仿真基础、MATLAB图形用户界面、MATLAB在数字图像处理中的应用、MATLAB在信号与系统中的应用、MATLAB在数字信号处理中的应用、MATLAB在语音信号处理中的应用、MATLAB在通信系统中的应用、MATLAB在优化中的应用、MATLAB在控制系统中的应用、MATLAB在电子电路中的应用和Simulink在电力系统中的应用。内容涉及MATLAB/Simulink在电子、电气、自动化、通信、计算机等信息类相关学科领域的应用,能满足一般用户使用的各种功能需求。
《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》既可作为初学者的入门用书,也可作为高等院校理工科专业尤其是电子信息工程、电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化、通信工程和计算机科学与技术等专业的本科生教学用书,还可作为研究生、科研与工程技术人员的参考用书。
徐国保博士,毕业于北京科技大学,获得博士学位,现就职于广东海洋大学。曾在UniversityofWesternOntario(Canada)做公派访问学者一年。主持和参与了国家自然基金、广东省自然基金和广东省科技计划等13项科研项目;在《Sensors》等国内外学术期刊上发表论文20余篇,其中被SCI收录3篇,EI收录9篇;编著《MATLAB_Simulink实用教程:编程、仿真及电子信息学科应用》(任主编)教材,参与编著《电路分析》(任副主编)。曾获得学校教师讲课比赛一等奖,教学成果奖二等奖,教学质量奖和师德先进个人等16项校级奖励。长期从事“MATLAB语言及应用”课程的教学和研究。
目录
第一部分MATLAB基础篇
第1章MATLAB语言概述
1.1MATLAB语言的发展
1.2MATLAB语言的特点
1.3MATLAB语言的环境
……
1.4MATLAB帮助系统
1.4.1help查询帮助函数
……
1.5MATLAB数据类型
……
1.6MATLAB运算符
……
1.7应用实例
1.8综合实例
1.9本章小结
第2章MATLAB矩阵及其运算
2.1矩阵的创建
……
2.2矩阵的修改
……
2.3矩阵的基本运算
……
2.4矩阵分析
……
2.5字符串
……
2.6多维数组
……
2.7结构数组和元胞数组
……
2.8矩阵及其运算应用实例
2.9矩阵及其运算综合实例
……
2.10本章小结
第3章MATLAB程序结构和M文件
3.1程序结构
……
3.2M文件
……
3.3M函数文件
……
3.4程序调试
……
3.5程序结构和M文件应用实例
3.6程序结构和M文件综合实例
3.7本章小结
第4章MATLAB数值计算
4.1多项式
……
4.2数据插值
……
4.3数据拟合
4.4数据统计
……
4.5数值计算
……
4.6数值计算应用实例
4.7数值计算综合实例
4.8本章小结
第5章MATLAB符号运算
5.1MATLAB符号运算的特点
5.2MATLAB符号对象的创建和使用
5.3符号多项式函数运算
……
5.4符号微积分运算
……
5.5符号方程求解
……
5.6符号运算应用实例
5.7符号运算综合实例
……
5.8本章小结
第二部分MATLAB高级篇
第6章MATLAB数据可视化
6.1概述
6.2二维曲线的绘制
……
6.3二维特殊图形的绘制
……
6.4三维曲线和曲面的绘制
……
6.5MATLAB图形窗口
6.6数据可视化应用实例
6.7数据可视化综合实例
6.8本章小结
第7章Simulink仿真基础
7.1Simulink概述
……
7.2Simulink的使用
……
7.3Simulink的模块库及模块
……
7.4Simulink模块操作及建模
……
7.5Simulink模块及仿真参数设置
……
7.6过零检测和代数环
……
7.7Simulink仿真基础应用实例
7.8Simulink仿真基础综合实例
7.9本章小结
第8章MATLAB图形用户界面
8.1图形用户界面简介
……
8.2控制框常用对象及功能
……
8.3GUI菜单的设计
……
8.4GUI设计实例
……
8.5本章小结
第三部分MATLAB信号处理篇
第9章MATLAB在数字图像处理中的应用
9.1数字图像的读取、显示和存储
……
9.2数字图像的类型及转换
……
9.3图像的基本运算
……
9.4图像增强
……
9.5图像滤波
……
9.6图像边缘检测
9.7图像压缩
9.8本章小结
第10章MATLAB在信号与系统中的应用
10.1信号及表示
……
10.2信号的基本运算
……
10.3信号的能量和功率
10.4线性时不变系统的创建
……
10.5线性时不变系统的时域分析
……
10.6线性时不变系统的频域分析
……
10.7本章小结
第11章MATLAB在数字信号处理中的应用
11.1傅里叶变换
……
11.2IIR数字滤波器的设计
……
11.3FIR数字滤波器的设计
……
11.4本章小结
第12章MATLAB在语音信号处理中的应用
12.1语音产生过程
12.2语音信号的特点及数字化
……
12.3语音信号产生的数字模型
……
12.4MATLAB在语音信号分析和处理中的应用
……
12.5MATLAB在语音信号处理中的应用实例
12.6本章小结
第四部分MATLAB通信系统篇
第13章MATLAB在通信系统中的应用
13.1MATLAB通信工具箱的组成
13.2信息量度与信源编码
……
13.3差错控制和信道编码
……
13.4模拟调制与解调
……
13.5数字调制与解调
……
13.6数字通信系统性能仿真
……
13.7本章小结
第五部分MATLAB优化与控制篇
第14章MATLAB在优化中的应用
14.1最优化问题简介
14.2MATLAB优化工具箱
……
14.3线性规划
……
14.4非线性规划
……
14.5目标规划
……
14.6优化工具箱图形界面应用
……
14.7本章小结
第15章MATLAB在控制系统中的应用
15.1控制系统的模型描述
……
15.2控制系统的时域分析与MATLAB实现
……
15.3控制系统的频域分析与MATLAB实现
……
15.4控制系统的根轨迹分析
……
15.5控制系统的状态空间分析
……
15.6控制系统综合实例与应用设计
……
15.7本章小结
第六部分MATLAB电力电子篇
第16章MATLAB在电子电路中的应用
16.1MATLAB在电路分析中的应用
……
16.2Simulink在模拟电路中的应用
……
16.3Simulink在数字电路中的应用
……
16.4本章小结
第17章Simulink在电力系统中的应用
17.1Powergui模块
……
17.2二极管模块
……
17.3晶闸管模块
……
17.4直流电机模块
……
17.5异步电机模块
17.6同步电机模块
……
17.7负荷模块
……
17.8电力系统稳态仿真
……
17.9电力系统电磁暂态仿真
……
17.10本章小结
参考文献
第3章MATLAB程序结构和M文件
本章要点:
程序结构;
M文件;
M函数文件;
程序调试。
MATLABR2016a和其他高级编程语言(如C语言和FORTRAN语言)一样,要实现复杂的功能需要编写程序文件和调用各种函数。
3.1程序结构
MATLAB语言有三种常用的程序控制结构:顺序结构、选择结构和循环结构。MATLAB语言里的任何复杂程序都可以由这三种基本结构组成。
3.1.1顺序结构
顺序结构是MATLAB语言程序的最基本的结构,是指按照程序中的语句排列顺序依次执行,每行语句是从左往右执行,不同行语句是从上往下执行。一般数据的输入和输出、数据的计算和处理程序都是顺序结构。顺序结构的基本流程如图31所示,程序先执行语句A,然后执行语句B,最后执行语句C。
图31顺序结构流程图
1.数据的输入
MATLAB语言要从键盘输入数据,可以使用input函数,该函数的调用格式有如下两种。
1)x=input('提示信息')
其中,提示信息表示字符串,用于提示用户输入什么样的数据,等待用户从键盘输入数据,赋值给变量x。
例如,从键盘中输入变量x,可以用下面的命令实现:
>>x=input('输入变量x:')
输入变量x:3
x=
3
执行该语句时,命令行窗口显示提示信息“输入变量x:”,然后等待用户从键盘输入x的值。
2)str=input('提示信息','s')
其中,该格式用于用户输入一个字符串,赋值给字符变量str。
例如,用户想从键盘输入自己的名字,赋值给字符变量str,可以采用下面命令:
>>str=input('what''syourname?','s')
what'syourname?XuGuobao
str=
XuGuobao
执行该语句时,命令行窗口显示提示信息“what'syourname?”,然后等待用户从键盘输入字符变量str的值。
前言
MATLAB由MathWorks公司开发,目前已经发展成为国际上最流行、应用最广的科学计算软件之一。MATLAB软件具有强大的矩阵计算、数值计算、符号计算、数据可视化和系统仿真分析等功能,广泛应用于科学计算、信号处理、图像处理、通信系统、信号检测、控制设计、仿真分析、金融建模设计与分析等领域,也是线性代数、高等数学、概率论与数理统计、大学物理、数字信号处理、信号与系统、数字图像处理、自动控制原理、时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本教学工具。近些年来,MATLAB已经成为国内外众多高校本科生和研究生的课程,是学生必须掌握的基本编程语言之一,也是教师、科研人员和工程师进行教学、科学研究和研究开发的基本工具。
1.《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》特点
《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》是基于当今流行的MATLABR2016a和Simulink8.7平台编写的,也适用于其他更高级版本(MATLABR2017和MATLABR2018等),是由不同专业的多名高校教师在十余年从事MATLAB课程教学、课程改革、毕业设计指导和利用MATLAB进行科学研究的基础上编著而成的。《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》具有以下特点。
(1)内容编排合理科学。先基础后应用,先理论后实践,由浅入深,循序渐进地进行编排,便于读者学习和掌握MATLAB/Simulink。
(2)内容翔实,例题新颖。《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》结合编者多年的MATLAB教学和使用经验,详细介绍了最新的MATLAB/Simulink版本基本内容,列举了丰富的例题和应用实例,便于读者更好地掌握MATLAB各种函数和命令。
(3)理论与应用有机结合。《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》前8章介绍MATLAB/Simulink基础内容,每章最后两节都给出应用实例和综合实例。第9章到第17章详细介绍了MATLAB/Simulink在电子、通信、电气、自动化和计算机等相关学科领域中的应用。
(4)实例丰富,简单易学。《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》用通俗易懂的语言介绍了MATLAB/Simulink基础内容,《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》通过近400个应用实例的详细讲解,指导读者更好地应用MATLAB解决专业领域的实际应用问题。
2.《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》内容
《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》内容包含六部分,即MATLAB基础篇、MATLAB高级篇、MATLAB信号处理篇、MATLAB通信系统篇、MATLAB优化与控制篇和MATLAB电力电子篇,共17章。MATLAB基础篇包括:第1章MATLAB语言概述,主要介绍MATLAB语言的发展、特点、环境、帮助系统、数据类型和运算符;第2章MATLAB矩阵及其运算,主要介绍矩阵的创建、修改和基本运算,矩阵分析,字符串,多维数组,结构数组和元胞数组;第3章MATLAB程序结构和M文件,主要介绍MATLAB程序结构、M文件、M函数文件和程序调试;第4章MATLAB数值计算,主要介绍多项式运算、数据插值、数据拟合、数据统计和数值计算;第5章MATLAB符号运算,主要介绍符号定义,符号运算,符号极限,符号微分和积分。MATLAB高级篇包括:第6章MATLAB数据可视化,主要介绍MATLAB二维曲线绘制,二维特殊图形绘制,三维曲线和曲面绘制;第7章Simulink仿真基础,主要介绍Simulink的基本概念、模块组成、常用模块、模块编辑和Simulink仿真;第8章MATLAB图形用户界面,主要介绍图形用户界面,GUI控制框常用对象及功能,GUI菜单的设计方法和GUI设计实例。MATLAB信号处理篇主要包括:第9章MATLAB在数字图像处理中的应用;第10章MATLAB在信号与系统中的应用;第11章MATLAB在数字信号处理中的应用;第12章MATLAB在语言信号处理中的应用。MATLAB通信系统篇包括第13章MATLAB在通信系统中的应用。MATLAB优化与控制篇包括:第14章MATLAB在优化中的应用;第15章MATLAB在控制系统中的应用。MATLAB电力电子篇包括:第16章MATLAB在电子电路中的应用;第17章Simulink在电力系统中的应用。
3.《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》读者
《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》既可作为初学者的入门用书,也可作为高等院校理工科专业,尤其是电子信息工程、电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化、通信工程和计算机科学与技术等专业的教学用书,也可作为研究生、科研与工程技术人员的参考用书。
(1)MATLAB/Simulink的初学者。
(2)MATLAB/Simulink的爱好者。
(3)MATLAB/Simulink的提高人员。
(4)MATLAB/Simulink相关从业人员。
(5)高等院校理工科专业师生。
(6)广大科研工作人员。
4.《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》作者
《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》由广东海洋大学的徐国保主编。第1章至第4章、第6章、第8章和第9章由电子信息工程专业的徐国保编写;第7章、第15章至第17章由广东海洋大学电气工程及其自动化专业的张冰编写;第10章至第12章由广东海洋大学通信工程专业的石丽梅编写;第5章、第13章和第14章由广东海洋大学通信工程专业的吴凡编写。为了确保《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》的质量,应用部分均由教学经验丰富的相关专业任课教师编写。《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》的编写思路与内容选择由编者集体讨论确定,《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》由徐国保负责统稿和定稿。
在《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》的编写过程中,参考和引用了相关教材和资料,在此一并向教材和资料的作者表示诚挚的谢意。赵霞参与了资料收集和校稿工作,《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》也得到清华大学出版社高级策划编辑盛东亮的指导和帮助,在此表示感谢!
为了便于读者学习,《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》附有所有应用实例和综合实例的源代码。为了方便教师教学,《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》配有教学课件和所有图片素材,欢迎选用《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》作为教材的老师索取,联系邮箱为xuguobao@126.com。
由于编者水平有限,书中难免存在不妥之处,欢迎使用《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》的读者批评指正,以便再版时改进和提高,共同促进《MATLAB/Simulink权威指南——开发环境、程序设计、系统仿真与案例实战(科学与工程计算》质量的提高。
编者2019年1月









