MATLAB語(yǔ)言與控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)教程

前言

MATLAB作為目前國(guó)際上流行、應(yīng)用廣泛的可視化科學(xué)與工程計(jì)算軟件，深受廣大研究工作者的歡迎，成為在校學(xué)生必須學(xué)習(xí)和掌握的基本軟件，許多學(xué)校開設(shè)了MATLAB相關(guān)課程。 本書每章內(nèi)容均分為兩部分：一部分為理論分析及講解，另一部分為配套的實(shí)訓(xùn)練習(xí)。實(shí)訓(xùn)部分緊密結(jié)合火炮發(fā)射、最佳售房問(wèn)題、存款復(fù)利滾存、衛(wèi)星返回地球仿真、混沌控制系統(tǒng)仿真等工程或生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，介紹解決問(wèn)題的方法，體現(xiàn)了MATLAB解決工程實(shí)踐問(wèn)題的優(yōu)越性。讀者通過(guò)練習(xí)和實(shí)際操作，在較短的時(shí)間內(nèi)可掌握MATLAB的基本內(nèi)容及其應(yīng)用技術(shù)。 本書針對(duì)控制系統(tǒng)的各種仿真，如系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)、一般輸入信號(hào)下的響應(yīng)、根軌跡分析、頻域分析、系統(tǒng)校正、混沌系統(tǒng)仿真等，側(cè)重于控制系統(tǒng)的各種分析設(shè)計(jì)，首先簡(jiǎn)明扼要講解相關(guān)知識(shí)及命令，然后給出明確的各種例題加深印象，并給出解決該類問(wèn)題需要注意的事項(xiàng)，最后通過(guò)配套的實(shí)訓(xùn)進(jìn)行練習(xí)和強(qiáng)化，真正達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際、理論實(shí)踐互為一體、相互交融的目的，實(shí)現(xiàn)通過(guò)仿真解決實(shí)際問(wèn)題的目的，有利于培養(yǎng)和鍛煉讀者運(yùn)用仿真技術(shù)處理和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 本書共分為3部分。第1部分為MATLAB語(yǔ)言基礎(chǔ)部分，包括第1章MATLAB操作基礎(chǔ)、第2章 MATLAB語(yǔ)言的數(shù)值運(yùn)算、第3章 MATLAB繪圖。陳浩編寫了第1章，楊世鳳編寫了第2章，彭一準(zhǔn)編寫了第3章。第2部分為控制系統(tǒng)仿真部分，包括第4章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、第5章控制系統(tǒng)時(shí)域分析MATALB仿真、第6章控制系統(tǒng)頻域分析MATLAB仿真、第7章控制系統(tǒng)根軌跡分析MATLAB仿真、第8章控制系統(tǒng)的Simulink仿真。薛薇編寫了第4章，劉振全編寫了第5～8章。第3部分為附錄部分，給出了MATLAB常用命令，本部分由王漢芝負(fù)責(zé)編寫。全部程序的計(jì)算機(jī)仿真由劉振全進(jìn)行驗(yàn)證。王德進(jìn)教授審閱了全書并提出了許多好的建議，在此表示衷心的感謝。 由于編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書共分為8章，內(nèi)容包括：MATLAB操作基礎(chǔ)、MATLAB語(yǔ)言的數(shù)值運(yùn)算、MATLAB繪圖、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)時(shí)域分析MATALB仿真、控制系統(tǒng)頻域分析MATLAB仿真、控制系統(tǒng)根軌跡分析MATLAB仿真、控制系統(tǒng)的Simulink仿真等。     本書內(nèi)容深入淺出、圖文并茂、理論與實(shí)訓(xùn)緊密結(jié)合，各章之間既相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立，讀者可根據(jù)需要選擇閱讀。本書每章內(nèi)容都包括兩部分，一部分為理論講解，以豐富多樣的實(shí)例作為支撐；另一部分為與理論部分配套的MATLAB仿真實(shí)訓(xùn)，本部分與理論部分前后呼應(yīng)，同時(shí)密切結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐。     為便于讀者學(xué)習(xí)，本書提供輔助學(xué)習(xí)光盤，光盤包括例題及實(shí)訓(xùn)部分參考程序。     本書可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和研究人員參考，也可作為自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)仿真、信息處理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等大專院校本科生、研究生的教材或教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章 MATLAB操作基礎(chǔ)  　1.1 MATLAB概述  　　1.1.1 MATLAB的功能特點(diǎn)  　　1.1.2 初識(shí)MATLAB  　1.2 MATLAB的安裝與集成環(huán)境  　　1.2.1 啟動(dòng)與退出MATLAB集成環(huán)境  　　1.2.2 MATLAB主窗口  　　1.2.3 MATLAB命令窗口  　　1.2.4 MATLAB工作空間窗口  　　1.2.5 MATLAB歷史命令記錄窗口  　　1.2.6 MATLAB的Start按鈕  　1.3 MATLAB幫助系統(tǒng)  　　1.3.1 MATLAB幫助窗口  　　1.3.2 MATLAB幫助命令  　　1.3.3 MATLAB演示系統(tǒng)  　1.4 MATLAB工具箱  　1.5 MATLAB的變量  　　1.5.1 MATLAB變量與運(yùn)算符  　　1.5.2 MATLAB特殊變量  　　1.5.3 MATLAB數(shù)據(jù)的變量精度與顯示方式  　1.6 實(shí)訓(xùn)  　　1.6.1 實(shí)訓(xùn)目的  　　1.6.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容  第2章 MATLAB語(yǔ)言的數(shù)值運(yùn)算  　2.1 MATLAB變量與賦值  　　2.1.1 預(yù)定義變量  　　2.1.2 變量命名與賦值語(yǔ)句  　　2.1.3 內(nèi)存變量的刪除與修改  　2.2 MATLAB矩陣  　　2.2.1 MATLAB矩陣的建立  　　2.2.2 MATLAB矩陣的數(shù)據(jù)處理  　　2.2.3 MATLAB特殊矩陣  　2.3 MATLAB矩陣運(yùn)算  　　2.3.1 MATLAB矩陣的算術(shù)運(yùn)算  　　2.3.2 MATLAB關(guān)系運(yùn)算  　　2.3.3 MATLAB邏輯運(yùn)算  　2.4 MATLAB矩陣分析  　　2.4.1 對(duì)角陣與三角陣  　　2.4.2 矩陣的轉(zhuǎn)置與旋轉(zhuǎn)  　　2.4.3 矩陣的逆與偽逆  　　2.4.4 方陣的行列式  　　2.4.5 矩陣的特征值與特征向量  　　2.4.6 矩陣的秩與跡  　　2.4.7 向量和矩陣的范數(shù)  　　2.4.8 矩陣的條件數(shù)與線性方程組的性態(tài)和解的誤差分析  　　2.4.9 矩陣的超越函數(shù)  　2.5 MATLAB基本數(shù)學(xué)函數(shù)  　　2.5.1 三角函數(shù)與雙曲函數(shù)  　　2.5.2 其他常用函數(shù)  　2.6 MATLAB多項(xiàng)式及其運(yùn)算  　　2.6.1 多項(xiàng)式的建立  　　2.6.2 多項(xiàng)式的四則運(yùn)算  　　2.6.3 多項(xiàng)式的求值與求根運(yùn)算  　　2.6.4 多項(xiàng)式的構(gòu)造  　　2.6.5 多項(xiàng)式的微分  　2.7 MATLAB多項(xiàng)式插值和擬合  　　2.7.1 多項(xiàng)式插值  　　2.7.2 多項(xiàng)式擬合  　2.8 線性方程組的數(shù)值解  　　2.8.1 矩陣相除法求解線性方程組  　　2.8.2 消去法求解線性方程組  　2.9 MATLAB數(shù)值積分與微分  　　2.9.1 MATLAB數(shù)值積分  　　2.9.2 MATLAB數(shù)值微分  　2.10 非線性方程數(shù)值求解與函數(shù)極值  　　2.10.1 非線性方程數(shù)值求解  　　2.10.2 函數(shù)極值  　2.11 實(shí)訓(xùn)  　　2.11.1 實(shí)訓(xùn)目的  　　2.11.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容  第3章 MATLAB繪圖  第4章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  第5章 控制系統(tǒng)時(shí)域分析MATALB仿真  第6章 控制系統(tǒng)頻域分析MATLAB仿真  第7章 控制系統(tǒng)根軌跡分析MATLAB仿真  第8章 控制系統(tǒng)的Simulink仿真  附錄 Matlab常用命令集合  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 MATLAB操作基礎(chǔ) 1.1 MATLAB概述 1.1.1 MATLAB的功能特點(diǎn)MATLAB除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的任務(wù)簡(jiǎn)捷得多。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持，可以直接調(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便以后調(diào)用。MATLAB的基礎(chǔ)是矩陣計(jì)算，但是由于它的開放性，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使其成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。當(dāng)前流行的MATLAB 6.5/7.0包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具箱（Toolbox）。MATLAB的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面，包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，MATLAB的用戶界面也越來(lái)越精致，更加接近Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢和幫助系統(tǒng)，極大地方便了用戶的使用。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過(guò)編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤并給出錯(cuò)誤原因分析。

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《MATLAB語(yǔ)言與控制系統(tǒng)仿真實(shí)訓(xùn)教程》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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