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目录1

前言1

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操作界面4

1.3　Command Window运行5

1.3.1　数值、变量和表达式6

1.3.2　Command Window操作7

1.4 Command History窗9

1.5 Current Directory、路径设置器和文件管理10

1.5.1 MATLAB的搜索路径10

1.5.2 Current Directory（当前目录浏览器）11

1.6　Workspace Browser和Array Editor12

1.6.1 Workspace Browser（工作空间浏览器）12

1.6.2 Array Editor（数组编辑器）13

1.7 M文件编辑器和脚本编写13

1.7.1 Editor/Debugger（M文件编辑器）简介13

1.7.2 M脚本文件编写初步14

1.8 使用MATLAB帮助15

习题116

第2章　数组及其运算18

2.1　简介18

2.2　数值数组的生成和寻访18

2.2.1　数值数组的生成18

2.2.2　数值数组的寻访21

2.3　数组运算和矩阵运算23

2.3.1　执行数组运算的常用函数23

2.3.2　数组和矩阵运算24

2.4　非数和“空”数组26

2.4.1　非数26

2.4.2 “空”数组27

2.5　数组的关系运算和逻辑运算28

2.5.1　关系运算28

2.5.2　逻辑运算29

2.6　字符串数组30

2.6.1　字符串数组创建与操作30

2.6.2　串操作函数31

2.6.3　串转换函数32

2.7　元胞数组34

2.7.1　元胞数组的创建和显示34

2.7.2　元胞数组内容的调取36

2.8　构架数组36

习题237

第3章　数据和函数的可视化39

3.1　二维曲线绘图39

3.1.1　plot的基本调用格式39

3.1.2　曲线的色彩、线型和数据点型40

3.1.3　图形控制42

3.2　三维绘图51

3.2.1　plot3的基本调用格式51

3.2.2　三维网线图和曲面图52

3.3　图形窗功能简介61

习题364

第4章 MATLAB编程66

4.1　MATLAB程序控制66

4.1.1　for循环结构66

4.1.2　while循环结构67

4.1.4　switch-case结构68

4.1.3　if-else-end分支结构68

4.1.5 try-catch结构70

4.1.6　控制程序流的其他常用指令70

4.2　M脚本文件和M函数文件71

4.2.1　脚本文件71

4.2.2　M函数文件71

4.2.3　M函数文件的一般结构71

4.2.4　局部变量和全局变量73

4.3　变量的检测传递和限权使用函数73

4.3.1　输入输出参量检测指令73

4.3.2　子函数74

4.3.3　私有函数76

4.4　串演算函数76

4.4.1 eval76

4.4.2　feval77

4.4.3　内联函数78

4.5　函数句柄78

4.5.1　函数句柄的创建和观察79

4.5.2　函数句柄的基本用法79

4.6　符号计算80

4.6.1　符号对象和使用81

4.6.2　符号表达式的操作82

4.6.3　符号微积分84

习题485

第5章 系统模型86

5.1　系统仿真概述86

5.1.1　系统仿真及其分类86

5.1.2　仿真模型与仿真研究87

5.2.2　系统传递函数模型88

5.2.1　系统时域模型88

5.2　系统数学模型88

5.2.3　系统零极点增益模型89

5.2.4　状态空间模型90

5.2.5　系统模型的转换92

5.2.6　系统模型参数的获取92

5.2.7　时间延迟系统建模94

5.2.8　模型属性设置和获取95

5.3　系统模型的连接96

5.3.1　模型串联96

5.3.3　反馈连接97

5.3.2　模型并联97

5.4　机电系统建模举例99

5.4.1　半定系统建模99

5.4.2　机械加速度计建模101

5.4.3　磁悬浮系统建模102

习题5104

第6章 系统时间响应及其仿真106

6.1　仿真算法106

6.1.1　数值积分的基本原理106

6.1.2　数值积分方法的选择111

6.1.3　基于离散相似法的系统仿真方法112

6.2　系统仿真的MATLAB函数113

6.2.1　数值积分方法的MATLAB函数113

6.2.2　时间响应仿真的MATLAB函数118

6.3　采样控制系统仿真122

6.3.1　采样控制系统的基本组成122

6.3.2　采样控制系统仿真特点123

6.3.3　采样控制系统仿真方法123

习题6126

7.1.1　频率响应与频率特性128

7.1　频率特性的一般概念128

第7章 系统频率响应及其仿真128

7.1.2　Nyquist图与Bode图129

7.1.3　稳定裕度129

7.2　连续系统频率特性的MATLAB函数130

7.2.1　频率响应的计算130

7.2.2　频率特性图示法133

7.3　离散系统频域仿真138

7.4　系统分析图形用户界面141

习题7145

8.1.1　时域指标147

第8章　控制系统的综合与校正147

8.1　系统性能指标的计算147

8.1.2　频域指标151

8.2　系统校正的MATLAB编程151

8.2.1　相位滞后校正152

8.2.2　PID校正155

8.3　控制系统设计举例159

8.3.1　汽车悬架系统控制159

8.3.2　阀控液压马达速度控制系统163

习题8165

第9章 Simulink动态仿真167

9.1　Simulink基本操作167

9.1.1　启动Simulink167

9.1.2　打开空白模型窗口169

9.1.3　建立Simulink仿真模型169

9.1.4　系统仿真运行172

9.1.5　仿真结果的输出和保存173

9.2　模块库和系统仿真173

9.2.1　Simulink模块库173

9.2.2　Simulink环境下的仿真运行181

9.3　子系统创建与封装186

9.3.1　子系统的创建187

9.3.2　子系统的封装190

9.3.3　条件子系统195

9.4　Simulink仿真举例199

9.4.1　曲柄滑块机构的运动学仿真199

9.4.2　悬吊式起重机动力学仿真203

9.4.3　阀控液压缸的动刚度分析205

习题9208

参考文献211