导语

  

内容提要

  

    本书基于MATLAB 2018版写作，在共15章的篇幅中分别介绍了MATLAB的基础操作、Simulink工具箱、MATLAB在自动控制中的应用、线性规划工具箱、数字信号处理工具箱、图像处理工具箱、系统辨识、模糊工具箱，以及MATLAB在自抗扰控制系统中的应用。本书各章通过典型实例操作和重点知识讲解相结合的方式，对MATLAB的基础知识、功能及命令函数进行全面的讲解。
    本书具有操作性强、指导性强、语言简洁等特点，内容涵盖了MATLAB在当前工程应用中的主要应用领域。本书可作为MATLAB软件初学者入门和提高的学习教程，或者高等院校、培训机构的MATLAB教材，也可供相关工程应用人员参考。

第1章  基础入门
  1.1  MATLAB的安装
  1.2  MATLAB的启动及操作界面
    1.2.1  MATLAB的启动
    1.2.2  MATLAB的操作界面
  1.3  M文件编辑器
    1.3.1  M文件编辑器的启动
    1.3.2  用M文件编写简单的程序
  1.4  MATLAB帮助系统及其使用
    1.4.1  帮助系统的类型
    1.4.2  常用帮助指令
    1.4.3  Help帮助浏览器
第2章  符号计算
  2.1  符号对象的创建
    2.1.1  创建符号变量和表达式
    2.1.2  符号与数值之间的转化
    2.1.3  符号表达式的化简
  2.2  符号微积分
    2.2.1  极限和导数的符号计算
    2.2.2  序列/级数的符号求和
    2.2.3  符号积分
  2.3  微分方程的符号解法
    2.3.1  求微分方程符号解的一般指令
    2.3.2  符号微分方程解法实例
  2.4  符号矩阵分析和代数方程解
    2.4.1  符号矩阵分析
    2.4.2  线性方程组的符号解法
  2.5  符号变换及反变换
    2.5.1  傅里叶变换及其反变换
    2.5.2  拉普拉斯变换及其反变换
    2.5.3  Z变换及其反变换
  2.6  代数状态方程求符号传递函数
    2.6.1  结构框图的代数状态方程解法
    2.6.2  信号流图的代数状态方程解法
  2.7  符号计算的简易绘图函数
    2.7.1  二维绘图函数
    2.7.2  三维绘图函数
    2.7.3  等高线绘图函数
    2.7.4  三维曲面绘图函数
第3章  MATLAB数组和矩阵运算基础
  3.1  数组的创建、运算及寻址
    3.1.1  数组的创建
    3.1.2  数组的运算规则
    3.1.3  数组的操作
    3.1.4  数组的寻址
    3.1.5  关系和逻辑操作
  3.2  矩阵分析
    3.2.1  矩阵运算规则
    3.2.2  矩阵分析计算
  3.3  矩阵分解
    3.3.1  特征值及特征向量
    3.3.2  奇异值分解
    3.3.3  LU分解
    3.3.4  Cholesky分解
    3.3.5  QR分解
  3.4  特殊矩阵
    3.4.1  常用特殊矩阵及其创建
    3.4.2  其他特殊矩阵
第4章  数值计算
  4.1  数理统计的MATLAB求解
    4.1.1  常用的统计分布指令
    4.1.2  概率函数、分布函数和随机数
  4.2  多项式运算
    4.2.1  多项式的运算及其函数表示
    4.2.2  有限长序列的卷积
  4.3  插值和拟合
    4.3.1  插值
    4.3.2  拟合
  4.4  线性方程（组）的求解
    4.4.1  线性方程的数值求解
    4.4.2  线性方程组的数值求解
  4.5  数值微积分
    4.5.1  数值微分
    4.5.2  数值积分
    4.5.3  常微分方程的数值求解
第5章  MATLAB绘图处理
  5.1  概述
    5.1.1  离散数据图形的绘制
    5.1.2  连续函数曲线的绘制
  5.2  二维图形
    5.2.1  基本绘图函数
    5.2.2  坐标轴控制和图形标识命令
    5.2.3  多重曲线绘图
    5.2.4  ginput指令简介
  5.3  三维曲线和曲面
    5.3.1  三维绘图指令plot3。
    5.3.2  三维网格指令mesh。
    5.3.3  三维曲面指令surf。
    5.3.4  图形视角及透视控制
    5.3.5  图形着色处理
    5.3.6  图形光照处理
  5.4  图形窗功能简介
    5.4.1  图形窗口的创建
    5.4.2  图形窗口的菜单
第6章  M文件程序设计基础
  6.1  M文件
    6.1.1  M脚本文件
    6.1.2  M函数文件
    6.1.3  局部变量和全局变量
    6.1.4  M函数文件的一般结构
  6.2  数据及数据文件
    6.2.1  数据类型
    6.2.2  数据的输入与输出
  6.3  程序的流程控制
    6.3.1  循环语句
    6.3.2  if条件语句
    6.3.3  switch-case语句
    6.3.4  控制程序流的其他常用指令
  6.4  程序的调试与优化
    6.4.1  程序的直接调试法
    6.4.2  调试器的使用
    6.4.3  程序设计优化
  6.5  MATLAB函数类别
    6.5.1  主函数
    6.5.2  子函数
    6.5.3  匿名函数
    6.5.4  嵌套函数
    6.5.5  私有函数
  6.6  函数句柄
    6.6.1  函数句柄的创建和显示
    6.6.2  函数句柄的基本操作
第7章  图形用户界面
  7.1  对象和句柄
    7.1.1  句柄
    7.1.2  对象
  7.2  GUI图形简介
    7.2.1  GUIDE的启动
    7.2.2  GUI模板
    7.2.3  图形用户界面的设计步骤
    7.2.4  回调函数
  7.3  GUI的底层代码实现
    7.3.1  GUI底层代码实例
    7.3.2  常用对象介绍
  7.4  图形用户界面综合实例
第8章  Simulink交互仿真集成环境
  8.1  Simulink运行方法及窗口
  8.2  Simulink常用模块库
    8.2.1  连续（Continuous）模块库
    8.2.2  非连续（Discontinuous）模块库
    8.2.3  离散（Discrete）模块库
    8.2.4  数学运算（Math Operations）模块库
    8.2.5  输出（Sinks）模块库
    8.2.6  输入源（Sources）模块库
  8.3  Simulink功能模块的处理
    8.3.1  Simulink模块参数设置
    8.3.2  Simulink模块间连线处理
    8.3.3  Simulink模块基本操作
  8.4  Simulink建模仿真实例
  8.5  子系统模块封装技术
    8.5.1  子系统
    8.5.2  封装模块
  8.6  S函数
    8.6.1  S函数基本概念
    8.6.2  S函数工作原理
    8.6.3  用M文件编写S函数
第9章  MATLAB在自动控制中的应用
  9.1  控制系统稳定性分析
    9.1.1  代数稳定判据
    9.1.2  根轨迹稳定性分析
    9.1.3  频域稳定性分析
    9.1.4  稳态误差的分析
  9.2  控制系统的性能指标分析
    9.2.1  控制系统的时域特性
    9.2.2  控制系统的频域特性
  9.3  控制系统校正设计的MATLAB实现
    9.3.1  控制系统校正设计概述
    9.3.2  控制系统伯德图校正设计方法
    9.3.3  控制系统的根轨迹校正设计
    9.3.4  单输入单输出系统设计工具
第10章  最优化方法
  10.1  线性规划基本内容及MATLAB应用
    10.1.1  引例
    10.1.2  线性规划的基本算法——单纯形法
  10.2  无约束最优化
    10.2.1  无约束最优化的基本算法
    10.2.2  MATLAB解优化问题
  10.3  非线性规划
    10.3.1  非线性规划的基本概念
    10.3.2  惩罚函数法
    10.3.3  MBTLAB求解
第11章  数字信号处理
  11.1  数字信号处理与离散时间系统
    11.1.1  数字信号处理概述
    11.1.2  数字信号处理的基本概念
    11.1.3  离散时间信号
    11.1.4  常用信号生成函数
    11.1.5  离散时间信号的相关性
  11.2  序列的傅里叶变换的MATLAB实现
    11.2.1  序列的傅里叶变换公式
    11.2.2  周期序列离散傅里叶级数及傅里叶变换的MATLAB实现
  11.3  利用Z变换分析信号和系统频域特性的MATLAB实现
    11.3.1  Z变换的定义
    11.3.2  Z变换的收敛域
    11.3.3  Z变换的性质
    11.3.4  Z变换的MATLAB求解
    11.3.5  利用Z变换求解差分方程
    11.3.6  利用Z变换分析系统频域特性
  11.4  离散傅里叶变换（DFT）的MATLAB实现
    11.4.1  DFT的定义和性质
    11.4.2  DFT的MATLAB实现
    11.4.3  离散傅里叶级数及其MATLAB实现
  11.5  快速傅里叶变换及其应用的MATLAB实现
    11.5.1  快速傅里叶变换的基本用法
    11.5.2  快速傅里叶变换的应用举例
  11.6  无限脉冲响应数字滤波器的设计及MATLAB实现
    11.6.1  数字滤波器概述
    11.6.2  IIR滤波器的设计方法
    11.6.3  滤波器的性能指标及MATLAB函数
    11.6.4  IIR数字滤波器设计常用的MATLAB函数
    11.6.5  IIR数字滤波器的设计
    11.6.6  MATLAB提供的IIR滤波器设计函数：完全设计法
    11.6.7  IIR数字滤波器的直接设计法
  11.7  FIR数字滤波器设计及MATLAB实现
    11.7.1  FIR数字滤波器概述
    11.7.2  窗函数设计FIR滤波器
    11.7.3  MATLAB提供的窗函数及窗函数设计的MATLAB实现
    11.7.4  FIR数字滤波器的最优化设计及MATLAB实现
第12章  图像处理
  12.1  数字图像的基本原理
    12.1.1  数字图像的表示
    12.1.2  数字图像的MATLAB操作基础
    12.1.3  数字图像的类型及其转换
  12.2  图像增强
    12.2.1  灰度变换增强
    12.2.2  直方图增强
    12.2.3  图像平滑
    12.2.4  图像锐化
    12.2.5  频域增强
  12.3  图像复原
    12.3.1  退化模型
    12.3.2  无约束图像复原
    12.3.3  有约束图像复原
  12.4  二值形态学操作
    12.4.1  膨胀和腐蚀
    12.4.2  开操作和闭操作
    12.4.3  膨胀和腐蚀的MATLAB实现方法
    12.4.4  一些基本的形态学算法
  12.5  图像压缩编码
    12.5.1  图像压缩编码概述
    12.5.2  无损压缩技术
    12.5.3  有损压缩技术
  12.6  图像分割
    12.6.1  边缘检测方法
    12.6.2  阈值分割技术
    12.6.3  区域分割技术
第13章  系统辨识
  13.1  系统辨识的基本理论
    13.1.1  系统和模型
    13.1.2  辨识问题
    13.1.3  系统辨识的步骤
    13.1.4  系统辨识的误差准则
  13.2  最小二乘法参数辨识及其MATLAB仿真
    13.2.1  最小二乘法的基本原理
    13.2.2  加权最小二乘法的基本原理
    13.2.3  最小二乘法的递推算法
    13.2.4  增广最小二乘法及MATLAB实现
  13.3  参数的梯度校正辨识
    13.3.1  确定性问题的梯度校正参数辨识及MATLAB实现
    13.3.2  随机问题的梯度校正参数辨识
    13.3.3  随机逼近法
  13.4  极大似然估计参数辨识
    13.4.1  极大似然参数辨识的基本概念
    13.4.2  系统模型参数的极大似然估计
    13.4.3  递推的极大似然参数估计
  13.5  Bayes辨识方法及MATLAB实现
    13.5.1  Bayes辨识方法的基本原理
    13.5.2  最小二乘模型的Bayes参数辨识
    13.5.3  MATLAB仿真实例
  13.6  神经网络模型辨识方法及MATLAB实现
    13.6.1  神经网络基本介绍
    13.6.2  BP神经网络
    13.6.3  RBF神经网络辨识
  13.7  模糊系统辨识及MATLAB实现
    13.7.1  模糊理论概述
    13.7.2  基于T-S模型的模糊系统辨识
    13.7.3  模糊逼近
第14章  自抗扰控制技术的MATLAB实现
  14.1  经典PID控制器
    14.1.1  经典PID控制律
    14.1.2  经典PID的优势与不足
  14.2  安排过渡过程仿真
  14.3  微分跟踪器及其MATLAB仿真
    14.3.1  经典微分环节的噪声放大效应
    14.3.2  微分跟踪器
    14.3.3  最速控制综合函数
  14.4  误差反馈控制律
  14.5  扩张状态观测器
    14.5.1  状态观测器
    14.5.2  扩张状态观测器
    14.5.3  高增益状态观测器
  14.6  自抗扰控制器
    14.6.1  自抗扰控制器设计方法
    14.6.2  改进的非线性PID控制器
    14.6.3  自抗扰控制器
第15章  模糊控制及其MATLAB应用
  15.1  模糊控制的基本理论
    15.1.1  概述
    15.1.2  模糊集合的相关概念
    15.1.3  模糊集合的基本运算
    15.1.4  隶属函数
    15.1.5  模糊推理规则
  15.2  模糊控制系统的设计
    15.2.1  模糊控制系统的组成
    15.2.2  模糊控制系统的设计方法
  15.3  MATLAB模糊逻辑工具箱
    15.3.1  模糊推理系统编辑器
    15.3.2  隶属度函数编辑器
    15.3.3  模糊规则编辑器
    15.3.4  模糊规则观察器
    15.3.5  模糊推理输入/输出曲面观察器
    15.3.6  使用MATLAB命令实现模糊逻辑系统
    15.3.7  模糊逻辑工具箱命令函数简介
  15.4  Sugeno型模糊推理系统
    15.4.1  Sugeno型模糊推理系统简介
    15.4.2  Sugeno型模糊推理系统实例
    15.4.3  Mamdani系统与Sugeno系统的比较
  15.5  模糊理论在控制工程中的应用
    15.5.1  模糊控制
    15.5.2  模糊建模
    15.5.3  模糊控制与Simulink的结合应用