MATLAB及在电子信息类课程中的应用
系统地介绍MATLAB语言在高等数学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、数字通信、电路和电子线路等课程中的应用。
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系统地介绍MATLAB语言在高等数学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、数字通信、电路和电子线路等课程中的应用。
全书共分8章，第1至2章为基础部分，主要介绍MATLAB语言的工作环境、基本语法和基本计算功能及图形功能等内容;第3章着重介绍MATLAB在高等数学中的应用，主要涉及矩阵分析、函数分析、数值积分等内容;第4、5、6章详细讨论MATLAB在信号处理、自动控制及数字通信领域中的应用;第7章着重介绍Simulink的应用;第8章介绍MATLAB在电路及电子线路等课程中的应用。
第1章 MATLAB语言概述 1
1.1 MATLAB语言及特点 1
1.2 MATLAB的工作环境 2
1.2.1 MATLAB系统的安装 2
1.2.2 MATLAB系统的启动 3
1.2.3 MATLAB的命令窗口 3
1.2.4 工作空间窗口 7
1.2.5 命令历史窗口与当前路径窗口 7
1.2.6 图形窗窗口 9
1.2.7 文本编辑窗窗口 9
1.3 MATLAB的基本操作命令 11
第2章 MATLAB的基本语法 15
2.1 变量及其赋值 15
2.1.1 标识符与数据格式 15
2.1.2 矩阵及其元素的赋值 15
2.2 运算符与数学表达 20
2.2.1 算术运算符 20
2.2.2 关系操作符 23
2.2.3 逻辑运算符 24
2.2.4 其他逻辑函数 25
2.2.5 数学表达式的MATLAB语言描述
2.3 控制流 26
2.3.1 if语句 26
2.3.2 switch语句 27
2.3.3 While语句 28
2.3.4 for语句 29
2.4 数据的输入/输出及文件的读/写 31
2.4.1 交互输入/输出命令 31
2.4.2 文件输入/输出命令与函数 33
2.5 基本数学函数 42
2.5.1 三角函数 43
2.5.2 指数、对数、幂运算 45
2.5.3 复数的基本运算 46
2.5.4 数据的取舍与保留 47
2.6 基本绘图方法 48
2.6.1 图形窗口的控制 49
2.6.2 二维图形的绘制 50
2.6.3 多条曲线的绘制 58
2.6.4 复数的绘图 61
2.6.5 三维曲线和曲面 61
2.6.6 图形窗口的编辑功能 67
2.7 M文件及程序调试 70
2.7.1 M文件的结构 71
2.7.2 局部变量与全局变量 74
2.7.3 程序的调试 77
第3章 MATLAB在高等数学中的应用 79
3.1 矩阵分析 79
3.2 多项式运算 90
3.2.1 多项式表示及其四则运算 90
3.2.2 多项式求导、求根和求值 92
3.3.3 多项式拟合与多项式插值 96
3.3 数据分析与统计 101
3.3.1 数据基本操作 101
3.3.2 协方差与相关系数 105
3.3.3 有限差分 106
3.4 函数分析与数值积分 108
3.4.1函数在MATLAB中的表示与函数的绘图
3.4.2 函数的极点、零点分析 111
3.4.3 函数的数值积分与微分 113
3.4.4 常微分方程的数值求解 117
第4章 MATLAB在信号处理中的应用 125
4.1 信号及其表示 125
4.1.1 连续时间信号的表示 125
4.1.2 工具箱中的信号产生函数 125
4.1.3 离散时间信号的表示 131
4.1.4 几种常用离散时间信号的表示
4.2 信号的基本运算 132
4.2.1 信号的相加与相乘 132
4.2.2 序列移位与周期延拓运算 133
4.2.3 序列翻褶与序列累加运算 134
4.2.4 两序列的卷积运算 135
4.2.5 两序列的相关运算 135
4.3 信号的能量和功率 137
4.4 线性时不变系统 137
4.4.1 系统的描述 137
4.4.2 系统模型的转换函数 139
4.4.3 系统互连与系统结构 142
4.5 线性时不变系统的响应 147
4.5.1 线性时不变系统的时域响应 147
4.5.2 LTI系统的单位冲激响应 151
4.5.3 时域响应的其他函数 153
4.6 线性时不变系统的频率响应 155
4.7 傅里叶变换 157
4.7.1 连续时间、连续频率--傅里叶变换
4.7.2 连续时间、离散频率--傅里叶级数
4.7.3离散时间、连续频率--序列傅里叶变换
4.7.4离散时间、离散频率--离散傅里叶级数
4.7.5离散时间、离散频率--离散傅里叶变换
4.8 IIR数字滤波器的设计方法 163
4.8.1 冲激响应不变法 164
4.8.2 双线性变换法 165
4.8.3 IIR数字滤波器的频率变换设计法
4.9 FIR数字滤波器设计 171
4.9.1 窗函数设计法 171
4.9.2 频率抽样法 174
4.9.3 MATLAB的其他相关函数 178
第5章 MATLAB在自动控制原理中的应用
5.1 控制系统模型 184
5.1.1 控制系统的描述与LTI对象 184
5.1.2 LTI模型的建立及转换函数 185
5.1.3 LTI对象属性的设置与转换 188
5.1.4 典型系统的生成 191
5.1.5 LTI模型的简单组合与复杂模型组合 5.1.6 连续系统与采样系统之间的转换 197
5.2 控制系统的时域分析 198
5.3 控制系统的根轨迹 204
5.4 控制系统的频域分析 210
5.5 系统的状态空间分析函数 215
5.5.1 系统可观性与可控性判别函数
5.5.2 系统相似变换函数 216
5.6 极点配置和观测器设置 218
5.7 最优控制系统设计 220
第6章 通信系统仿真 227
6.1 通信工具箱函数 227
6.2 信息的量度与编码 230
6.2.1 Huffman编码 230
6.2.2 MATLAB信源编/译码方法 232
6.3 差错控制编/译码方法 235
6.4 模拟调制与解调 239
6.4.1 带通模拟调制/解调 239
6.4.2 基带模拟调制/解调 252
6.5 数字调制与解调 256
6.5.1 带通数字调制/解调 258
6.5.2 基带数字调制/解调 261
6.6 通信系统的性能仿真 264
6.6.1 通信系统的误码率仿真 264
6.6.2 误码率仿真界面 267
6.6.3 眼图/散射图 268
6.7 扩频通信系统的性能仿真 270
6.7.1 直接序列扩频(DS-SS)系统 271
6.7.2 跳频扩频系统(FH-SS) 273
第7章 Simulink的应用 279
7.1 Simulink工作平台的启动 279
7.2 Simulink仿真原理 279
7.3 Simulink模块库 281
7.3.1 连续模块库(Continuous) 281
7.3.2 离散模块库 Discrete 282
7.3.3 函数与表格模块库 Function & Table
7.3.4 数学模块库 Math 284
7.3.5 非线性模块库 Nonlinear 285
7.3.6 信号与系统模块库(Signals & Systems)
7.3.7 信号输出模块库 Sinks 286
7.3.8 信号源模块库 Sources 287
7.4 仿真模型的建立和模块参数及属性的设置 288
7.4.1 仿真模块的建立 288
7.4.2 参数与属性的设置 288
7.4.3 Simulink仿真注意与技巧 296
7.5 其他应用模块集和Simulink扩展库 299
第8章 MATLAB在电子电路中的应用 305
8.1 基本电气元件简介 305
8.2 MATLAB在电路及电子线路中的计算与分析 307
8.2.1 在电路中的应用 307
8.2.2 在电子线路中的应用 317
8.3 基于Simulink的电路设计与仿真 321
8.3.1 电子元件功能模块库简介 321
8.3.2 电路设计与仿真 327
参考文献
ISBN: 9787121088261
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第1章 matlab概述 1
1.1 matlab语言的特点 1
1.2 matlab桌面操作环境 1
1.2.1 matlab的启动与退出 2
1.2.2 matlab的主菜单 2
1.2.3 matlab命令窗口 3
1.2.4 matlab工作空间 4
1.3 matlab帮助系统 7
1.3.1 纯文本帮助 7
1.3.2 演示程序 8
1.3.3 帮助导航/浏览器 9
1.4 matlab的工具箱 10
1.4.1 matlab工具箱简介 11
1.4.2 matlab工具箱的添加 11
1.5 上机练习题 12
第2章 matlab语言程序设计基础 13
2.1 matlab语言数据类型 13
2.1.1 数值型数据 14
2.1.2 符号型数据 15
.2.1.3 字符串 15
2.1.4 元胞与结构体型数据 17
2.1.5 不同数据类型之间的转换 17
2.2 数值运算 18
2.2.1 矩阵及其运算 18
2.2.2 多项式及其运算 22
2.3 符号运算 25
2.3.1 符号表达式的操作函数 25
2.3.2 符号微积分 26
2.3.3 符号方程的求解 32
2.4 matlab语言程序控制结构 34
2.4.1 顺序结构 34
2.4.2 选择结构 36
2.4.3 循环结构 39
2.4.4 试探结构 41
2.5 m文件概述 42
2.5.1 m文件编辑器 42
2.5.2 m-脚本文件 42
2.5.3 m-函数文件 43
2.5.4 几个特殊函数 44
2.6 matlab图形绘制 47
2.6.1 二维图形的绘制 47
2.6.2 三维图形的绘制 51
2.6.3 图形修饰 55
2.6.4 动画的制作 62
2.7 上机练习题 64
第3章 误 差 理 论 65
3.1 误差的来源 65
3.1.1 模型误差 65
3.1.2 观测误差 65
3.1.3 截断误差 66
3.1.4 舍入误差 67
3.2 误差的基本概念 67
3.3 有效数字 68
3.4 误差的积累与传播 69
3.4.1 误差的积累 69
3.4.2 误差的传播 71
3.5 数值计算中应注意的问题 73
3.6 matlab语言的数值计算精度 75
3.6.1 浮点数及其运算特点 75
3.6.2 matlab中的数值计算精度 75
3.7 上机练习题 78
第4章 非线性方程（组）的求解 79
4.1 二分法 79
4.1.1 二分法基本原理 79
4.1.2 二分法的执行流程及其matlab实现 80
4.1.3 试位法 83
4.2 简单迭代法 83
4.2.1 简单迭代法基本原理 84
4.2.2 简单迭代法的执行流程及其matlab实现 84
4.2.3 简单迭代法的加速——steffensen加速 86
4.3 牛顿法 88
4.3.1 牛顿迭代法基本原理 89
4.3.2 牛顿迭代法的执行流程及其matlab实现 89
4.3.3 牛顿迭代法的变形 91
4.4 抛物线法 101
4.4.1 抛物线法基本原理 101
4.4.2 抛物线法的matlab实现 102
4.5 非线性方程组的求解 103
4.5.1 牛顿法及其matlab实现 104
4.5.2 非线性方程的matlab函数求解 107
4.6 实验范例：购房付款问题 112
4.7 上机练习题 115
第5章 线性方程组的求解 117
5.1 消去法 118
5.1.1 gauss消去法 118
5.1.2 追赶法 123
5.2 矩阵分解法 125
5.2.1 lu分解 126
5.2.2 cholesky分解 128
5.3 方程组的性态与误差分析 131
5.3.1 范数 131
5.3.2 矩阵的条件数 134
5.3.3 病态方程组的求解 136
5.4 线性方程组的matlab函数求解 138
5.5 线性方程组的迭代解法 140
5.5.1 jacobi迭代法 140
5.5.2 gauss-seidel迭代法 143
5.5.3 逐次超松弛迭代法 146
5.6 实验范例：正方形槽的电位分布 149
5.7 上机实验题 155
第6章 插值 157
6.1 插值概述 157
6.2 lagrange插值 158
6.3 newton插值 160
6.4 hermite插值 163
6.5 分段低次插值 165
6.5.1 分段线性插值 166
6.5.2 分段hermite插值 167
6.6 三次样条插值 169
6.7 二维插值 174
6.7.1 网格节点插值 175
6.7.2 散乱节点插值 180
6.8 实验范例：国土面积的计算 182
6.9 上机练习题 185
第7章 函数逼近与数据拟合 186
7.1 函数的最佳平方逼近 186
7.2 数据的最小二乘拟合 190
7.2.1 最小二乘法 190
7.2.2 多元最小二乘拟合 195
7.2.3 数据拟合的matlab函数求解 195
7.3 实验范例：薄膜渗透率的测定 209
7.4 上机练习题 212
第8章 数值积分与数值微分 213
8.1 插值型求积方法 213
8.1.1 梯形求积公式 214
8.1.2 辛普森求积公式 219
8.1.3 cotes公式 222
8.2 自适应步长求积方法 224
8.2.1 自适应步长梯形公式 225
8.2.2 自适应步长辛普森公式 226
8.2.3 自适应步长cotes公式 227
8.2.4 romberg求积公式 229
8.3 gauss求积方法 230
8.3.1 gauss求积公式的构造 231
8.3.2 几个常用的gauss求积公式 232
8.4 特殊函数的积分 237
8.4.1 振荡函数的积分 237
8.4.2 反常（广义）积分 238
8.4.3 重积分的近似计算 241
8.5 数值积分的matlab函数求解 243
8.5.1 trapz()函数 243
8.5.2 quad()函数 243
8.5.3 quadgk()函数 244
8.5.4 dblquad()函数 246
8.5.5 triplequad()函数 248
8.6 数值微分 249
8.6.1 问题的提出 249
8.6.2 中心差分算法 249
8.6.3 梯度和法矢量的数值计算 251
8.7 实验范例：自行车轮饰物的运动轨迹 254
8.8 上机练习题 257
第9章 微分方程问题的求解 259
9.1 单步方法 259
9.1.1 euler方法 259
9.1.2 euler方法的改进 262
9.1.3 runge-kutta方法 264
9.2 线性多步法 269
9.2.1 adams外推公式 269
9.2.2 adams内插公式 270
9.2.3 adams预测校正公式 271
9.3 一阶微分方程组和高阶微分方程组 273
9.3.1 一阶微分方程组 273
9.3.2 高阶微分方程组 274
9.3.3 微分方程组的matlab函数求解 276
9.4 边值问题的求解 285
9.4.1 打靶法 286
9.4.2 边值问题的matlab函数求解 290
9.5 实验范例：单摆模型及其拓展 292
9.6 上机练习题 296
第10章 矩阵特征值与特征向量的计算 298
10.1 幂法及反幂法 298
10.1.1 幂法 298
10.1.2 幂法的加速 304
10.1.3 反幂法 307
10.2 jacobi方法 311
10.2.1 实对称矩阵的旋转正交相似变换 311
10.2.2 jacobi方法 313
10.3 qr方法 315
10.3.1 qr方法的基本思想 315
10.3.2 化一般矩阵为拟上三角矩阵 316
10.3.3 基本qr方法的matlab程序实现 321
10.4 特征值与特征向量的matlab函数求解 323
10.5 实验范例：遗传模型 326
10.6 上机练习题 332
第11章 优化问题的求解 334
11.1 最优化问题概述 334
11.2 线性规划 337
11.3 无约束优化 340
11.4 单目标约束优化 349
11.4.1 带有变量边界约束的优化 349
11.4.2 多变量约束优化 350
11.4.3 二次规划 353
11.4.4 半无限约束优化 356
11.5 多目标约束优化 360
11.5.1 极小极大优化 360
11.5.2 目标规划 362
11.6 最小二乘优化 363
11.6.1 线性最小二乘优化 363
11.6.2 非线性最小二乘优化 365
11.7 混合整数规划 368
11.7.1 线性整数规划（lip） 368
11.7.2 非线性整数规划（nlip） 372
11.7.3 0-1规划 374
11.8 实验范例：投资的收益与风险 375
11.9 上机练习题 379
第12章 数值模拟 381
12.1 蒙特卡罗方法 381
12.1.1 蒙特卡罗方法基本思想 381
12.1.2 蒙特卡罗方法的收敛性与误差估计 383
12.2 随机数 385
12.2.1 随机数的定义及产生 385
12.2.2 伪随机数 385
12.2.3 随机变量的分布与数字特征 395
12.2.4 随机数的应用 398
12.3 实验范例：报童的策略 411
12.4 上机练习题 417
第13章 数值计算方法实际应用案例 418
13.1 水塔水流量的估计 418
13.2 导弹系统的改进 430
13.3 飞行管理问题 437
13.4 上机练习题 442
参考文献 4442100433B
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详解MATLAB在科学计算中的应用内容简介