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……… 3

1.2.1 建立與查詢數(shù)據(jù)………………… 3

1.2.2 在線查詢與功能演示…………… 6

1.3 變量、數(shù)組與函數(shù)………………… 7

1.3.1 變 量………………………… 7

1.3.2 注釋和標點…………………… 8

1.3.3 復數(shù)表示……………………… 8

1.3.4 數(shù)學函數(shù)……………………… 9

1.4 數(shù)據(jù)的輸入與輸出……………… 10

1.4.1 利用M 文件生成數(shù)據(jù)………… 10

1.4.2 save與load指令……………… 10

1.4.3 低級文件的輸入與輸出………… 11

1.5 數(shù)組與矩陣運算………………… 13

1.5.1 矩陣的表示與塊操作…………… 13

1.5.2 矩陣的運算…………………… 17

1.5.3 矩陣函數(shù)……………………… 21

1.6 M 函數(shù)與M 文件……………… 22

1.6.1 M 函數(shù)與M 函數(shù)文件………… 22

1.6.2 M 文件………………………… 24

1.7 多項式運算……………………… 26

1.7.1 求根及其逆運算……………… 26

1.7.2 加法、減法與乘法……………… 26

1.7.3 微分與賦值運算……………… 27

1.7.4 有理多項式…………………… 28

1.8 控制語句與邏輯運算…………… 30

1.8.1 for循環(huán)……………………… 30

1.8.2 while循環(huán)…………………… 32

1.8.3 條件語句……………………… 32

1.8.4 關系運算和邏輯運算…………… 33

1.8.5 字符運算……………………… 36

1.9 曲線擬合與插值運算…………… 39

1.9.1 曲線擬合……………………… 39

1.9.2 插值運算……………………… 40

1.10 符號運算……………………… 45

1.10.1 符號表達式…………………… 45

1.10.2 符號表達式的運算…………… 49

1.10.3 微分和積分…………………… 54

1.10.4 符號表達式畫圖……………… 56

1.10.5 符號表達式的簡化…………… 57

1.10.6 可變精度算術(shù)運算…………… 58

1.10.7 符號方程求解………………… 60

1.10.8 線性代數(shù)和符號矩陣………… 63

1.11 本章小結(jié)……………………… 67

習 題………………………………… 67

第2章 圖形與可視化……………… 69

2.1 二維繪圖的plot指令………… 69

2.2 圖形修飾與控制………………… 71

2.2.1 坐標軸的調(diào)整………………… 71

2.2.2 文字標示……………………… 72

2.2.3 網(wǎng)格控制……………………… 73

2.2.4 圖例注解……………………… 73

2.2.5 圖形的保持…………………… 74

2.2.6 圖形窗口的分割……………… 74

2.2.7 圖形的填充…………………… 75

2.2.8 交互式繪圖操作……………… 76

2.3 特殊坐標二維圖形……………… 77

2.3.1 對數(shù)坐標圖形………………… 77

2.3.2 極坐標圖形…………………… 78

2.4 特殊二維圖形…………………… 78

2.4.1 函數(shù)圖形……………………… 78

2.4.2 餅 圖………………………… 79

2.4.3 條形圖………………………… 80

2.4.4 梯形圖………………………… 80

2.4.5 概率分布圖…………………… 81

2.4.6 向量圖………………………… 81

2.4.7 函數(shù)繪圖……………………… 82

2.5 三維圖形………………………… 83

2.5.1 基本三維圖形………………… 84

2.5.2 改變視角……………………… 85

2.5.3 特殊三維圖形………………… 86

2.6 三維數(shù)據(jù)的二維圖……………… 95

2.7 其他圖形函數(shù)…………………… 97

2.8 圖形窗編輯功能………………… 99

2.8.1 圖形窗菜單…………………… 99

2.8.2 快捷工具欄………………… 101

2.8.3 二維圖形的交互編輯示例…… 101

2.9 圖形用戶界面設計…………… 102

2.9.1 圖形窗口的生成……………… 102

2.9.2 菜單的實現(xiàn)………………… 104

2.9.3 對話框的實現(xiàn)………………… 107

2.9.4 控件設計技術(shù)………………… 108

2.10 圖形用戶界面(GUI)的應用………111

2.10.1 控件管理工具 ……………… 114

2.10.2 控件編程設計……………… 116

2.11 動態(tài)圖形與動畫……………… 122

2.12 本章小結(jié)……………………… 123

習 題………………………………… 125

第3章 線性系統(tǒng)分析與設計…… 127

3.1 概 述………………………… 127

3.2 線性系統(tǒng)的描述……………… 127

3.2.1 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學描述………… 128

3.2.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學描述………… 133

3.3 模型之間的轉(zhuǎn)換……………… 134

3.3.1 線性系統(tǒng)模型之間的轉(zhuǎn)換…… 134

3.3.2 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換…138

3.4 時間響應分析………………… 142

3.4.1 脈沖響應…………………… 143

3.4.2 對任意輸入的響應…………… 145

3.4.3 階躍響應…………………… 147

3.5 頻率響應分析………………… 148

3.5.1 連續(xù)系統(tǒng)頻率特性…………… 149

3.5.2 離散系統(tǒng)頻率特性…………… 154

3.5.3 時間延遲系統(tǒng)的頻率特性…… 156

3.6 根軌跡分析…………………… 157

3.6.1 常規(guī)根軌跡………………… 158

3.6.2 廣義根軌跡………………… 158

3.6.3 零度根軌跡………………… 160

3.7 狀態(tài)反饋設計………………… 161

3.7.1 連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋設計…… 162

3.7.2 離散系統(tǒng)的狀態(tài)反饋設計…… 164

3.8 最優(yōu)二次型設計……………… 164

3.8.1 連續(xù)系統(tǒng)的最優(yōu)二次型設計… 165

3.8.2 離散系統(tǒng)的最優(yōu)二次型設計… 166

3.8.3 對輸出加權(quán)的最優(yōu)二次型設計……166

3.8.4 線性二次型Gauss最優(yōu)設計… 166

3.9 系統(tǒng)辨識與降階……………… 167

3.9.1 系統(tǒng)辨識…………………… 167

3.9.2 控制系統(tǒng)的模型降階………… 169

3.10 仿真例題………………………171

3.10.1 線性系統(tǒng)離散化及其頻率特性和響應……171

3.10.2 太陽光源跟蹤系統(tǒng)的根軌跡設計……176

3.11 本章小結(jié)……………………… 182

習 題………………………………… 183

第4章 Simulink仿真環(huán)境……… 185

4.1 Simulink概述………………… 185

4.2 Simulink仿真環(huán)境及其模型庫

………………………………… 185

4.3 方框圖模型的建立和仿真…… 194

4.4 Simulink仿真環(huán)境使用說明

………………………………… 198

4.4.1 菜單功能…………………… 198

4.4.2 方框圖模型的裝飾…………… 201

4.4.3 模塊屬性的改變……………… 202

4.4.4 演示示波器………………… 203

4.5 仿真方法及計算步長的選擇… 205

4.5.1 仿真方法的選擇……………… 205

4.5.2 計算步長的選擇……………… 206

4.5.3 Simulink中對仿真方法及步長的設置……207

4.6 模塊組與模塊封裝…………… 210

4.6.1 模塊組的形成………………… 210

4.6.2 模塊封裝…………………… 212

4.7 Simulink仿真實例…………… 215

4.7.1 Simulink的Demo演示實例…… 215

4.7.2 多速率計算機控制系統(tǒng)仿真… 217

4.7.3 仿真結(jié)構(gòu)圖的參數(shù)化………… 221

4.7.4 與M 函數(shù)的組合仿真………… 222

習 題………………………………… 226

第5章 MATLAB綜合應用實例………228

5.1 大量數(shù)據(jù)的處理……………… 228

5.2 證明歐拉矩陣為Hermit矩陣……229

5.3 基于符號語言的線性系統(tǒng)離散化……230

5.4 系統(tǒng)二次型最優(yōu)設計與仿真… 232

5.5 與ADAMS聯(lián)合的虛擬樣機設計應用………236

5.5.1 系統(tǒng)的初步設計……………… 236

5.5.2 機械系統(tǒng)的建模與分析……… 237

5.5.3 控制系統(tǒng)設計與仿真………… 240

5.5.4 ADAMS模型導入Simulink環(huán)境……242

5.5.5 Simulink與ADAMS聯(lián)合仿真及結(jié)果……247

5.6 本章小結(jié)……………………… 249

后 記………………………………… 250