MATLAB建模與仿真實(shí)用教程

前言

第1章MATLAB建?；A(chǔ)

1.1 MATLAB簡(jiǎn)介

1.1.1 MATLAB的安裝

1.1.2 MATLAB通用命令

1.1.3 MATLAB應(yīng)用窗口簡(jiǎn)介

1.2 MATLAB數(shù)學(xué)建模概述

1.2.1建模方法和基本步驟

1.2.2建模的意義

1.2.3數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)

1.2.4數(shù)學(xué)模型的分類

1.3數(shù)學(xué)建模函數(shù)及應(yīng)用

1.3.1數(shù)學(xué)建?；竞瘮?shù)

1.3.2數(shù)學(xué)建模應(yīng)用

1.4 MATLAB外部接口

1.4.1數(shù)據(jù)文件

1.4.2 MATLAB和Word的混合使用

1.4.3 MATLAB和Excel的混合使用

1.5本章小結(jié)

1.6習(xí)題

第2章MATLAB數(shù)值與符號(hào)計(jì)算

2.1數(shù)據(jù)類型

2.1.1字符串類型

2.1.2數(shù)值類型

2.1.3函數(shù)句柄

2.1.4邏輯類型

2.1.5結(jié)構(gòu)類型

2.1.6細(xì)胞數(shù)組類型

2.2數(shù)組

2.2.1數(shù)組的創(chuàng)建

2.2.2數(shù)組操作

2.3矩陣

2.3.1矩陣的創(chuàng)建

2.3.2矩陣運(yùn)算

2.3.3稀疏矩陣及其運(yùn)算

2.4多項(xiàng)式

2.4.1多項(xiàng)式的創(chuàng)建和操作

2.4.2多項(xiàng)式運(yùn)算

2.5符號(hào)運(yùn)算

2.5.1符號(hào)對(duì)象的創(chuàng)建

2.5.2符號(hào)運(yùn)算中的運(yùn)算符

2.5.3符號(hào)運(yùn)算的精度

2.6符號(hào)表達(dá)式運(yùn)算

2.6.1數(shù)值轉(zhuǎn)換

2.6.2變量替換

2.6.3化簡(jiǎn)與格式化

2.7符號(hào)矩陣的計(jì)算

2.7.1基本算術(shù)運(yùn)算

2.7.2線性代數(shù)運(yùn)算

2.8本章小結(jié)

2.9習(xí)題

第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)

3.1 M文件概述

3.1.1M文件的創(chuàng)建與打開

3.1.2 M文件的基本內(nèi)容

3.1.3 M文件的保存與調(diào)用

3.2 M文件的分類

3.2.1腳本文件

3.2.2函數(shù)文件

3.2.3P碼文件

3.3函數(shù)類型

3.3.1主函數(shù)

3.3.2子函數(shù)

3.3.3私有函數(shù)

3.3.4嵌套函數(shù)

3.3.5重載函數(shù)

3.4程序流程控制

3.4.1順序結(jié)構(gòu)

3.4.2分支結(jié)構(gòu)

3.4.3循環(huán)結(jié)構(gòu)

3.4.4其他流程控制結(jié)構(gòu)

3.5 M文件調(diào)試

3.5.1 M文件出錯(cuò)信息

3.5.2 M文件調(diào)試方法

3.6本章小結(jié)

3.7習(xí)題

第4章圖形圖像

4.1二維圖形

4.1.1基本繪圖函數(shù)

4.1.2特殊函數(shù)

4.2三維圖形

4.2.1基本繪圖函數(shù)

4.2.2特殊函數(shù)

4.3圖形處理技術(shù)

4.3.1坐標(biāo)軸調(diào)整

4.3.2圖注及其他文字標(biāo)示

4.3.3顏色控制

4.3.4圖形控制

4.3.5網(wǎng)格控制

4.3.6圖形窗口的分割

4.4圖形窗口的創(chuàng)建與控制

4.4.1圖形窗口的創(chuàng)建

4.4.2圖形窗口的常用屬性

4.5圖形文件操作

4.5.1圖形文件的保存和打開

4.5.2圖形文件的導(dǎo)出

4.6圖像文件操作

4.6.1圖像文件的打開和保存

4.6.2圖像文件的讀取和顯示

4.7圖像分析

4.7.1像素及其處理

4.7.2常用函數(shù)

4.8本章小結(jié)

4.9習(xí)題

第5章Simulink建模與仿真

5.1Simulink簡(jiǎn)介

5.1.1Simulink工作窗口

5.1.2Simulink 建模原理

5.2 Simulink建模的基本步驟

5.2.1創(chuàng)建模型

5.2.2模塊操作

5.2.3仿真參數(shù)的配置

5.3模型的運(yùn)行及調(diào)試

5.3.1過零檢測(cè)和代數(shù)環(huán)

5.3.2運(yùn)行

5.3.3調(diào)試

5.4子系統(tǒng)及其封裝

5.4.1子系統(tǒng)的創(chuàng)建

5.4.2子系統(tǒng)的封裝

5.5 S-函數(shù)

5.5.1 S-函數(shù)的基本概念

5.5.2 S-函數(shù)的工作原理

5.5.3 S-函數(shù)模板

5.5.4創(chuàng)建S-函數(shù)

5.6建模與仿真分析實(shí)例

5.6.1簡(jiǎn)單連續(xù)系統(tǒng)的建模與仿真

5.6.2簡(jiǎn)單離散系統(tǒng)的建模與仿真

5.7本章小結(jié)

5.8習(xí)題

第6章科學(xué)計(jì)算

6.1方程求解

6.1.1線性方程組求解

6.1.2非線性方程（組）求解

6.1.3常微分方程求解

6.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

6.2.1隨機(jī)數(shù)

6.2.2最大值和最小值

6.2.3求和與求積

6.2.4平均值和中值

6.2.5標(biāo)準(zhǔn)差和方差

6.2.6協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)

6.2.7排序

6.3常用數(shù)據(jù)插值方法

6.3.1一維插值

6.3.2二維插值

6.3.3三維插值

6.3.4樣條插值

6.3.5拉格朗日插值

6.4常用數(shù)據(jù)擬合方法

6.4.1多項(xiàng)式擬合

6.4.2正交最小二乘擬合

6.4.3曲線擬合工具箱

6.5本章小結(jié)

6.6習(xí)題

第7章通信系統(tǒng)建模與仿真

7.1通信系統(tǒng)概述

7.1.1通信系統(tǒng)的組成

7.1.2通信系統(tǒng)的分類

7.1.3通信系統(tǒng)模型的分類

7.2通信系統(tǒng)建模

7.2.1信源編碼與信源譯碼

7.2.2調(diào)制與解調(diào)分析

7.2.3通信系統(tǒng)主要的性能指標(biāo)

7.3通信系統(tǒng)仿真

7.3.1通信系統(tǒng)仿真的相關(guān)概念

7.3.2濾波器的模型分析

7.3.3仿真數(shù)據(jù)的處理

7.4模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)的建模

與仿真

7.4.1通信系統(tǒng)基本模型分析

7.4.2模擬通信系統(tǒng)的建模與仿真分析

7.4.3數(shù)字通信系統(tǒng)的建模與仿真分析

7.5本章小結(jié)

7.6習(xí)題

第8章自動(dòng)控制系統(tǒng)建模與仿真

8.1自動(dòng)控制系統(tǒng)概述

8.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本形式及特點(diǎn)

8.1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

8.1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)

8.2基于MATLAB的自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模

8.2.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型

8.2.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的零極點(diǎn)函數(shù)模型

8.2.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間函數(shù)模型

8.2.4系統(tǒng)模型之間的轉(zhuǎn)換

8.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

8.3.1MATLAB直接判定

8.3.2MATLAB圖形化判定

8.3.3穩(wěn)定性判定

8.4自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析

8.4.1典型輸入信號(hào)

8.4.2動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)

8.4.3穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)

8.4.4MATLAB時(shí)域響應(yīng)仿真的典型函數(shù)應(yīng)用

8.5本章小結(jié)

8.6習(xí)題

第9章蟻群算法建模與仿真

9.1蟻群算法簡(jiǎn)介

9.1.1蟻群算法的基本原理

9.1.2蟻群智能

9.1.3蟻群基本習(xí)性

9.1.4群體迷失現(xiàn)象

9.1.5問題空間的描述

9.2蟻群算法的數(shù)學(xué)模型分析

9.2.1蟻群算法基本數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)介

9.2.2蟻群算法的數(shù)學(xué)模型建模

9.2.3蟻群算法的實(shí)現(xiàn)步驟

9.2.4蟻群算法的MATLAB驗(yàn)證

9.3旅行商問題的蟻群算法建模求解

9.3.1問題描述與算法思想

9.3.2實(shí)現(xiàn)過程

9.3.3算法驗(yàn)證及結(jié)論

9.4本章小結(jié)

9.5習(xí)題

第10章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與仿真

10.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述

10.1.1生物意義上的神經(jīng)元

10.1.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀

10.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

10.2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本功能與特征

10.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)建模

10.2.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu)

10.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方式和規(guī)則

10.3.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作過程

10.3.2基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)規(guī)則

10.4BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與仿真

10.4.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MATLAB實(shí)現(xiàn)

10.4.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)例

10.5本章小結(jié)

10.6習(xí)題2100433B

《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》對(duì)MATLAB進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和講解，力爭(zhēng)做到深入淺出，并配有大量實(shí)例，使讀者能夠達(dá)到零起點(diǎn)入門和快速提高的目的。 《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》主要內(nèi)容包括MATLAB建?；A(chǔ)、MATLAB數(shù)值與符號(hào)計(jì)算、MATLAB程序設(shè)計(jì)、圖形圖像、Simulink建模與仿真、科學(xué)計(jì)算、通信系統(tǒng)建模與仿真、自動(dòng)控制系統(tǒng)建模與仿真、蟻群算法建模與仿真及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與仿真。

《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》可作為高等院校的理工科學(xué)生的專業(yè)教材，也可以作為科研技術(shù)人員的參考書。

本書深入淺出地闡述了MATLAB軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、使用方法及其在電氣工程和控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。全書共分為12章，主要內(nèi)容包括MATLAB概述、MATLAB數(shù)值運(yùn)算、程序設(shè)計(jì)、圖形處理功能、SIMULINK基礎(chǔ)、MATLAB在電路中的基本應(yīng)用、直流穩(wěn)態(tài)電路的仿真分析、動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域仿真分析、正弦交流電路的仿真分析、線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、線性系統(tǒng)的仿真分析、離散系統(tǒng)的仿真分析。本書結(jié)合作者在長(zhǎng)期教學(xué)和科研工作中的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，講述了應(yīng)用MATLAB軟件建模、仿真以及調(diào)試中的一些技巧，從而使讀者能夠快速地分析問題與解決問題。

本書具有示例豐富、語言簡(jiǎn)潔、實(shí)用性強(qiáng)、簡(jiǎn)單易學(xué)等特點(diǎn)，可以作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、信息工程、電子工程等相關(guān)專業(yè)的參考書，也可供從事電氣工程、控制工程及計(jì)算機(jī)仿真等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和科研人員參考。

本書從電機(jī)數(shù)學(xué)模型、Matlab/Simulink仿真模型和仿真實(shí)例三個(gè)層面進(jìn)行闡述，理論聯(lián)系實(shí)際。書中詳細(xì)介紹了直流電機(jī)、變壓器、感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，用Matlab/Simulink仿真軟件建立了相應(yīng)的仿真模型，對(duì)于每一種電機(jī)都給出了多種仿真模型，用建立的仿真模型進(jìn)行仿真實(shí)例分析，并給出詳細(xì)的仿真結(jié)果，仿真分析的內(nèi)容幾乎涉及電機(jī)瞬變運(yùn)行過程的各個(gè)方面。