MATLAB在電子信息工程中的應(yīng)用

前言

MATLAB一詞是Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的縮寫。20世紀(jì)70年代后期，時(shí)任美國新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的Cleve Moler教授為減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)，為學(xué)生設(shè)計(jì)了一組調(diào)用LINPACK和EISPACK庫程序的“通俗易用”的接口，此即用Fortran編寫的萌芽狀態(tài)的MATLAB。此后，MATLAB軟件的功能便不斷得到豐富和發(fā)展。在歐美大學(xué)里，諸如應(yīng)用代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)字信號處理、模擬與數(shù)字通信、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等課程的教科書把MATLAB作為一項(xiàng)重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。這幾乎成了20世紀(jì)90年代以后教科書與舊版書籍的區(qū)別性標(biāo)志。在國際學(xué)術(shù)界，MATLAB已經(jīng)被確認(rèn)為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軟件。MATLAB將數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號處理、圖形功能和系統(tǒng)仿真融為一體，使用戶在易學(xué)易用的環(huán)境中求解問題，如同書寫數(shù)學(xué)公式一樣，避免了傳統(tǒng)的復(fù)雜專業(yè)編程。本套叢書是編委會(huì)經(jīng)過對多所高等院校和知名企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，在與各高校教師和數(shù)十位不同領(lǐng)域工程師廣泛交流的基礎(chǔ)上編寫的。編委會(huì)成員都是來自計(jì)算機(jī)教學(xué)的一線教師和就職于各知名企業(yè)的工程師，具有非常豐富的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本套叢書是以MATLAB R 2008為平臺(tái)來講解各學(xué)科知識的，也適合其他MATLAB版本，具有如下主要特點(diǎn)：（1）突出技術(shù)，全面針對實(shí)際應(yīng)用。在選材上，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，堅(jiān)決舍棄現(xiàn)在用不上、將來也用不上的內(nèi)容。在保證學(xué)科體系完整的基礎(chǔ)上不過度強(qiáng)調(diào)理論的深度和難度，注重應(yīng)用型人才的專業(yè)技術(shù)和工程實(shí)用技術(shù)的培養(yǎng)。此系列叢書從內(nèi)容上講，跨度較大，從MATLAB在基礎(chǔ)層面的應(yīng)用到專業(yè)工具箱的高層次的應(yīng)用，這樣可以滿足不同領(lǐng)域和不同層次讀者的需要，讀者可以根據(jù)自己的水平自主選用。（2）本套叢書采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的編寫方式，采取“提出問題——介紹解決問題的方法——?dú)w納總結(jié)，培養(yǎng)尋找答案的思維方法”的模式。以實(shí)際問題引導(dǎo)出相關(guān)的原理和概念，在講述實(shí)例的過程中將知識點(diǎn)融入，通過分析歸納，介紹解決工程實(shí)際問題的思想和方法，最后進(jìn)行概括總結(jié)，使書中內(nèi)容層次清晰，脈絡(luò)分明，可讀性和操作性強(qiáng)。同時(shí)引入案例學(xué)習(xí)和啟發(fā)式學(xué)習(xí)方法，便于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。（3）內(nèi)容安排上力求由淺入深，循序漸進(jìn)；表述清晰，通俗易懂；講求效率，內(nèi)容經(jīng)過多次提煉和升華，突出規(guī)律和學(xué)習(xí)技巧，是思維化的直接體現(xiàn)。（4）充分體現(xiàn)案例學(xué)習(xí)模式。在本系列叢書中讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，凡是講解一個(gè)問題都以一個(gè)案例為主線進(jìn)行闡述，這是本系列叢書作者多年來在教學(xué)第一線的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。案例學(xué)習(xí)引人入勝，易理解，易掌握，能使讀者舉一反三，技術(shù)掌握扎實(shí)。我們力爭使這套叢書在可讀性、指導(dǎo)性和實(shí)用性上達(dá)到最優(yōu)；但肯定會(huì)有不盡人意之處，誠摯接受廣大讀者的批評、指正。同時(shí)也希望與讀者在本套叢書的學(xué)習(xí)、應(yīng)用上相互交流，來信可發(fā)往zhangdf@foshan.net。

內(nèi)容概要

　　 MATLAB語言具有使用方便、輸入簡捷及編程效率高等特點(diǎn)，本書主要向讀者介紹MATLAB R 2008a的基礎(chǔ)知識和電子仿真技術(shù)，并詳細(xì)介紹集成在MATLAB中的Simulink軟件包。書中的內(nèi)容涉及MATLAB基礎(chǔ)知識、MATLAB常用語法、Simulink應(yīng)用、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB描述及建模、MATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、數(shù)字信號處理在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)、濾波器模型、MATLAB在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用及示例、通信系統(tǒng)的評估及MATLAB示例等，這些內(nèi)容基本涵蓋了電子信息工程中電子仿真的各個(gè)方面，也反映了近年來電子仿真發(fā)展的主要趨勢。本書從MATLAB入門開始，向讀者詳細(xì)闡述MATLAB開發(fā)環(huán)境的主要工具及使用，在介紹MATLAB的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，用大量的示例將讀者由理論引入到實(shí)踐中，讓讀者深深體會(huì)MATLAB軟件的強(qiáng)大功能及簡便的操作方式。　　本書內(nèi)容豐富，針對性強(qiáng)，仿真示例多，易于學(xué)習(xí)?？勺鳛楦叩仍盒ｋ娮有畔㈩愊嚓P(guān)課程的教材或教學(xué)參考書，也可供電子信息領(lǐng)域的科技工作者或其他讀者自學(xué)參考。

書籍目錄

第1章  MATLAB基礎(chǔ)知識	　1.1  MATLAB相關(guān)簡介	　　1.1.1  MATLAB發(fā)展歷程和影響	　　1.1.2  MATLAB語言特點(diǎn)	　　1.1.3  MATLAB典型應(yīng)用及組成部分	　　1.1.4  MATLAB R2008a新特點(diǎn)	　　1.1.5  MATLAB R2008a涵蓋	　1.2  MATLAB R2008a運(yùn)行環(huán)境	　　1.2.1  啟動(dòng)MATLAB R2008a	　　1.2.2  設(shè)置MATLAB R2008a	　　1.2.3  MATLAB R2008a桌面	　　1.2.4  MATLAB R2008a桌面工具	　　1.2.5  MATLAB R2008a工具欄	第2章  MATLAB常用語法	　2.1  MATLAB的數(shù)值計(jì)算功能	　　2.1.1  MATLAB的數(shù)據(jù)類型	　　2.1.2  矩陣基礎(chǔ)	　　2.1.3  矩陣運(yùn)算	　　2.1.4  數(shù)組運(yùn)算	　　2.1.5  向量和下標(biāo)	　　2.1.6  其他基本函數(shù)	　　2.1.7  數(shù)據(jù)分析	　　2.1.8  數(shù)值分析	　　2.1.9  矩陣分解	　　2.1.10  矩陣的其他相關(guān)操作	　2.2  控制流	　　2.2.1  if語句	　　2.2.2  while語句	　　2.2.3  switch語句	　　2.2.4  for語句	　2.3  M文件及程序調(diào)試	　　2.3.1  M文件的結(jié)構(gòu)	　　2.3.2  局部變量和全局變量	　　2.3.3  程序的調(diào)試	　2.4  繪制功能	　　2.4.1  二維繪圖	　　2.4.2  圖形注釋	　　2.4.3  特殊坐標(biāo)繪圖	　　2.4.4  三維繪圖	第3章  Simulink應(yīng)用	　3.1  一個(gè)使用Simulink的示例　3.2  Simulink模塊庫	　　3.2.1  Simulink模塊庫簡介	　　3.2.2  Simulink功能模塊的處理	　3.3  子系統(tǒng)創(chuàng)建及封裝技術(shù)	　　3.3.1  Simulink子系統(tǒng)及創(chuàng)建	　　3.3.2  封裝子系統(tǒng)	　　3.3.3  創(chuàng)建模塊庫	　3.4  Simulink的工作原理——S函數(shù)	　　3.4.1  S函數(shù)的工作原理	　　3.4.2  用MATLAB語言編寫S函數(shù)	　3.5  用S函數(shù)編寫Simulink基本模塊	　　3.5.1  信源模塊	　　3.5.2  信宿模塊和信號顯示模塊	　　3.5.3  信號傳輸模塊	　3.6  Stateflow原理與應(yīng)用	　　3.6.1  Stateflow原理	　　3.6.2  Stateflow常用命令	　　3.6.3  Stateflow應(yīng)用	第4章  控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB描述及建模	　4.1  動(dòng)態(tài)微分方程的描述	　　4.1.1  微分方程的解	　　4.1.2  微分方程的非線性系統(tǒng)	　　4.1.3  微分方程的線性化	　4.2  拉氏變換	　4.3  動(dòng)態(tài)過程的傳遞函數(shù)描述	　　4.3.1  傳遞函數(shù)定義與性質(zhì)　　4.3.2  傳遞函數(shù)零極點(diǎn)描述	　　4.3.3  傳遞函數(shù)的部分分式表示	　4.4  動(dòng)態(tài)過程狀態(tài)空間描述	　4.5  模型的轉(zhuǎn)換	　　4.5.1  連續(xù)時(shí)間模型與離散時(shí)間模型互轉(zhuǎn)換	　　4.5.2  傳遞函數(shù)模型與狀態(tài)空間模型互轉(zhuǎn)換	　　4.5.3  離散時(shí)間系統(tǒng)重新采樣	　　4.5.4  傳遞函數(shù)模型與零極點(diǎn)增益模型互轉(zhuǎn)換	　　4.5.5  狀態(tài)空間模型與零極點(diǎn)增益模型互轉(zhuǎn)換	　4.6  模型的連接　……第5章  MATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用	第6章  數(shù)字信號處理在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)第7章  濾波器模型	第8章  MATLAB在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用及示例第9章  通信系統(tǒng)的評估及MATLAB示例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2.1 MATLAB的數(shù)值計(jì)算功能MATLAB強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能使其在諸多數(shù)學(xué)計(jì)算軟件中傲視群雄，是MAgiLAB軟件的基礎(chǔ)。本章將展開關(guān)于MATLAB數(shù)值計(jì)算功能的介紹。2.1.1 MATIAB的數(shù)據(jù)類型MATLAB的數(shù)據(jù)類型主要包括：數(shù)字、字符串、矩陣、單元型數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)等。1.變量與常量變量是任何程序設(shè)計(jì)語言的基本要素之一，MATLAB語言當(dāng)然也不例外。與常規(guī)的程序設(shè)計(jì)語言不同的是，MATLAB并不要求事先對所使用的變量進(jìn)行聲明，也不需要指定變量類型，MATLAB語言會(huì)自動(dòng)依據(jù)所賦予變量的值或?qū)ψ兞克M(jìn)行的操作來識別變量的類型。在賦值過程中如果賦值變量已存在，MATLAB語言將使用新值代替舊值，并以新值類型代替舊值類型。在MATLAB語言中變量的命名應(yīng)遵循如下規(guī)則：（1）變量名區(qū)分大小寫。（2）變量名長度不超過31位，第31個(gè)字符之后的字符將被MATLAB語言所忽略。（3）變量名以字母開頭，可以由字母、數(shù)字、下畫線組成，但不能使用標(biāo)點(diǎn)。與其他的程序設(shè)計(jì)語言相同，在MATLAB語言中也存在變量作用域的問題。在未加特殊說明的情況下，MATLAB語言將所識別的一切變量視為局部變量，即僅在其使用的M文件內(nèi)有效。若要將變量定義為全局變量，則應(yīng)當(dāng)對變量進(jìn)行說明，即在該變量前加關(guān)鍵字global。一般來說，全局變量均用大寫的英文字符表示。

編輯推薦

《MATLAB在電子信息工程中的應(yīng)用》是張德豐編著的，由電子工業(yè)出版社出版。

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