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第1章MATLAB基础1

1.1概述1

1.1.1 MATLAB的发展历程1

1.1.2 MATLAB的基本组成和特点2

1.2 MATLAB的操作界面4

1.3指令窗运行5

1.3.1数值、变量和表达式6

1.3.2指令窗操作7

1.4历史指令窗10

1.5当前目录浏览器、路径设置器和文件管理11

1.5.1 MATLAB的搜索路径11

1.5.2当前目录浏览器11

1.6工作空间浏览器和数组编辑器13

1.6.1工作空间浏览器13

1.6.2数组编辑器13

1.7 M文件编辑器和M脚本文件编写14

1.7.1 Editor/Debugger M文件编辑器简介14

1.7.2 M脚本文件的编写15

1.8使用M ATLAB帮助16

习题118

第2章 数组及其运算20

2.1简介20

2.2数值数组的生成和寻访20

2.2.1数值数组的生成20

2.2.2数值数组的寻访25

2.3数组运算和矩阵运算26

2.3.1执行数组运算的常用函数26

2.3.2数组和矩阵运算27

2.4“非数”和“空”数组29

2.4.1非数29

2.4.2“空”数组31

2.5数组的关系运算和逻辑运算31

2.5.1关系运算32

2.5.2逻辑运算33

2.6字符串数组33

2.6.1字符串数组的创建与操作33

2.6.2串操作函数35

2.6.3串转换函数36

2.7元胞数组38

2.7.1元胞数组的创建和显示38

2.7.2元胞数组内容的调取39

2.8构架数组40

习题241

第3章 数据和函数的可视化42

3.1二维曲线绘图42

3.1.1 plot的基本调用格式42

3.1.2曲线的色彩、线型和数据点型44

3.1.3图形控制46

3.2三维绘图57

3.2.1 plot3的基本调用格式57

3.2.2三维网线图和曲面图58

3.3图形窗功能简介68

3.3.1图形窗工具栏68

3.3.2图形编辑69

习题372

第4章MATLAB编程73

4.1 MATLAB程序控制73

4.1.1 for循环结构73

4.1.2 while循环结构74

4.1.3 if-else-end分支结构75

4.1.4 switch-case结构75

4.1.5 try-catch结构77

4.1.6控制程序流的其他常用指令77

4.2 M脚本文件和M函数文件78

4.2.1 M脚本文件78

4.2.2 M函数文件78

4.2.3 M函数文件的一般结构79

4.2.4局部变量和全局变量80

4.3变量的检测传递和限权使用函数81

4.3.1输入、输出参量检测指令81

4.3.2子函数82

4.3.3私有函数84

4.4串演算函数84

4.4.1 eval84

4.4.2 feval85

4.4.3内联函数86

4.5函数句柄87

4.5.1函数句柄的创建和观察87

4.5.2函数句柄的基本用法87

4.6符号计算89

4.6.1符号对象和使用89

4.6.2符号表达式的操作91

4.6.3符号微积分92

习题493

第5章 系统模型96

5.1系统仿真概述96

5.1.1系统仿真及其分类96

5.1.2仿真模型与仿真研究97

5.2系统数学模型98

5.2.1系统时域模型98

5.2.2系统传递函数模型98

5.2.3系统零极点增益模型99

5.2.4状态空间模型100

5.2.5系统模型的转换102

5.2.6系统模型参数的获取103

5.2.7时间延迟系统建模105

5.2.8模型属性设置和获取105

5.3系统模型的连接107

5.3.1模型串联107

5.3.2模型并联107

5.3.3反馈连接108

5.4机电系统建模举例110

5.4.1半定系统建模110

5.4.2机械加速度计建模111

5.4.3磁悬浮系统建模113

5.4.4液压动力元件建模114

习题5116

第6章 系统时间响应及其仿真117

6.1仿真算法117

6.1.1数值积分的基本原理117

6.1.2数值积分方法的选择122

6.1.3基于离散相似法的系统仿真方法123

6.2系统仿真的MATLAB函数124

6.2.1数值积分方法的MATLAB函数124

6.2.2时间响应仿真的MATLAB函数129

6.3采样控制系统仿真134

6.3.1采样控制系统的基本组成134

6.3.2采样控制系统仿真特点134

6.3.3采样控制系统仿真方法135

习题6137

第7章 系统频率响应及其仿真140

7.1频率特性的一般概念140

7.1.1频率响应与频率特性140

7.1.2 Nyquist图与Bode图141

7.1.3稳定裕度141

7.2连续系统频率特性的MATLAB函数142

7.2.1频率响应的计算142

7.2.2频率特性图示法145

7.3离散系统频域仿真150

7.4系统分析图形用户界面153

习题7157

第8章 控制系统的综合与校正159

8.1系统性能指标的计算159

8.1.1时域指标159

8.1.2频域指标163

8.2系统校正的MATLAB编程163

8.2.1相位滞后校正164

8.2.2 PID校正168

8.3控制系统设计举例172

8.3.1汽车悬架系统控制172

8.3.2阀控液压马达速度控制系统176

习题8178

第9章Simulink动态仿真181

9.1 Simulink基本操作181

9.1.1启动Simulink181

9.1.2打开空白模型窗口182

9.1.3建立Simulink仿真模型183

9.1.4系统仿真运行186

9.1.5仿真结果的输出和保存187

9.2模块库和系统仿真187

9.2.1 Simulink模块库187

9.2.2 Simulink环境下的仿真运行197

9.3子系统的创建与封装202

9.3.1子系统的创建203

9.3.2子系统的封装206

9.3.3条件子系统210

9.4 Simulink仿真举例214

9.4.1曲柄滑块机构运动学的仿真214

9.4.2悬吊式起重机动力学仿真218

9.4.3阀控液压缸的动刚度分析220

9.5 S-函数简介224

9.5.1 S-函数的概念224

9.5.2编写M文件S-函数227

习题9234

参考文献238