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第1章　MATLAB入门与基本运算 1

1.1　MATLAB环境与文件管理 1

1.2　工作空间与变量管理 3

1.2.1　建立数据 3

1.2.2　who和whos命令 4

1.2.3　exist命令 5

1.2.4　clear命令 5

1.2.5　format命令 6

1.2.6　在线查询与功能演示 6

1.3　变量、数据与函数 7

1.3.1 变量 7

1.3.2　注释和标点 8

1.3.3　复数表示 8

1.3.4　数学函数 9

1.4 数据的输入与输出 10

1.4.1　save与load命令 10

1.4.2　低级文件输入输出 10

1.5　数组与矩阵运算 12

1.5.1　矩阵表示与块操作 13

1.5.2　矩阵运算 17

1.5.3　矩阵函数 22

1.5.4　稀疏矩阵 24

1.6　M函数与M文件 26

1.6.1　M函数与M函数文件 26

1.6.2　M文件 28

1.7　多项式运算 29

1.7.1　求根及其逆运算 30

1.7.2　加法、减法与乘法 30

1.7.3　微分与赋值运算 31

1.7.4　有理多项式 32

1.8　控制语句与逻辑运算 34

1.8.1　for循环 34

1.8.2　while循环 36

1.8.3　条件语句 36

1.8.4　关系和逻辑运算 38

1.8.5 字符运算 41

1.9 曲线拟合与插值运算 43

1.9.1 曲线拟合 43

1.9.2 插值运算 45

1.10 符号运算 49

1.10.1 符号表达式 50

1.10.2 符号表达式运算 53

1.10.3 微分和积分 60

1.10.4 符号表达式画图 63

1.10.5 符号表达式的简化 63

1.10.6 可变精度算术运算 66

1.10.7 符号方程求解 67

1.10.8 线性代数和矩阵 70

思考题及习题 75

第2章　图形与可视化 77

2.1 概述 77

2.2 二维绘图的plot命令 77

2.3 图形修饰与控制 79

2.3.1　坐标轴的调整 79

2.3.2　文字标示 80

2.3.3 网格控制 81

2.3.4 图例注解 82

2.3.5 图形的保持 83

2.3.6 图形窗口的分割 83

2.3.7 图形的填充 84

2.4 特殊坐标二维图形 84

2.4.1　对数坐标图形 84

2.4.2　极坐标图形 85

2.5　特殊二维图形 86

2.5.1 函数图形 86

2.5.2　饼图 86

2.5.3　条形图 86

2.5.4　梯形图 87

2.5.5　概率分布图 87

2.5.6 向量图 88

2.6 三维图形 89

2.6.1 基本三维图形 89

2.6.2 三维图形的修饰与控制 90

2.6.3　特殊三维图形 90

2.7 图形用户界面设计 93

2.7.1 图形窗口的生成 94

2.7.2　菜单的实现 96

2.7.3　对话框的实现 99

2.7.4　控件设计技术 102

2.8 图形用户界面（GUI）的应用 104

2.8.1　管理工具模板（Guide Tool） 105

2.8.2　控制图形列表（Guide-Controlled Figure List） 107

2.8.3　控件对象面板（New Object Palette） 107

2.8.4　GUI应用举例 107

2.9 动态图形与动画 109

习题 112

第3章　线性系统分析与设计 113

3.1 概述 113

3.2 线性系统的描述 113

3.2.1　连续系统的数学描述 113

3.2.2　离散系统的数学描述 116

3.3　模型之间的转换 118

3.3.1 线性系统模型之间的转换 118

3.3.2 连续系统与离散系统之间的转换 121

3.4　时间响应分析 123

3.4.1 脉冲响应 124

3.4.2 对任意输入的响应 126

3.4.3 阶跃响应 128

3.5　频率响应分析 129

3.5.1　连续系统频率特性 130

3.5.2 离散系统频率特性 133

3.5.3 时间延迟系统的频率特性 134

3.6 根轨迹分析 136

3.6.1 常规根轨迹 136

3.6.2　广义根轨迹 137

3.6.3 零度根轨迹 139

3.7 状态反馈设计 140

3.7.1 连续系统的状态反馈设计 140

3.7.2 离散系统的状态反馈设计 142

3.8 最优二次型设计 142

3.8.1 连续系统最优二次型设计 142

3.8.2 离散系统最优二次型设计 144

3.8.3 对输出加权的最优二次型设计 144

3.8.4 线性二次型Gauss最优设计 144

3.9 系统辨识与降阶 145

3.9.1 系统辨识 145

3.9.2 控制系统的模型降阶 147

习题 148

第4章 Simulink仿真环境 150

4.1　Simulink概述 150

4.2　模型库与DEMO 150

4.3 仿真结构图 153

4.3.1　建立或打开仿真结构图 153

4.3.2　菜单功能 154

4.3.3　模块的处理 155

4.3.4　线的处理 156

4.3.5　模块的连接 156

4.3.6　模块属性的改变 157

4.4 演示示波器 158

4.5 仿真方法与仿真参数的选择 159

4.5.1　仿真方法 159

4.5.2　仿真参数的选择 159

4.6　复杂系统的综合仿真 161

4.6.1 多采样速率系统仿真 161

4.6.2 仿真结构的参数化 163

4.6.3 与M函数的组合仿真 164

4.7　S函数及其应用 165

4.7.1 简单的直接描述形式 166

4.7.2 S函数 167

4.8 模块化与封装 171

4.8.1 模块化 171

4.8.2 封装 173

习题 177

第5章　综合例题 178

5.1　问题的提出 178

5.2　程序设计和流程图 179

5.2.1　程序结构 179

5.2.2 系统流程图 179

5.3 程序的详细设计 180

5.3.1　窗口和菜单初始化程序 180

5.3.2　初始化系统参数和指令程序（set ini.m） 182

5.3.3　线性系统载入程序（data.m） 183

5.3.4　线性系统离散化程序（c2d.m） 185

5.3.5　配置系统极点程序（setpole.m） 185

5.3.6　最优控制设计程序（setpoti.m） 187

5.3.7　绘制动画程序（draw.m） 188

5.3.8　建立Simulink仿真系统（cs.mdl） 189

5.4 桥式吊车系统设计与程序的使用说明 190

结束语 195

参考文献 196