MATLAB语言具有使用方便、输入简捷及编程效率高等特点,在国内已广泛应用于教学与科研。本书结合电子信息类课程的教学特点,系统地介绍MATLAB语言在高等数学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、数字通信、电路和电子线路等课程中的应用。全书共8章,第1、2章为基础部分,主要介绍MATLAB语言的工作环境、基本语法和基本计算功能及图形功能等内容;第3章着重介绍MATLAB在高等数学中的应用,主要涉及矩阵分析、函数分析、数值积分等内容;第4、5、6章详细讨论MATLAB在信号处理、自动控制及数字通信领域中的应用;第7章着重介绍Simulink的应用;第8章介绍MATLAB在电路及电子线路等课程中的应用。本书内容丰富,针对性强,仿真实例多,易于学习。可作为高等学校电子信息类课程的教材或教学参考书,也可供电子信息领域的科技工作者或其他读者自学参考。

目 录 第1章 MATLAB语言概述1 1.1 MATLAB语言及特点1 1.2 MATLAB的工作环境2 1.2.1 MATLAB系统的安装2 1.2.2 MATLAB系统的启动2 1.2.3 MATLAB的命令窗口3 1.2.4 工作空间窗口6 1.2.5 命令历史窗口与当前路径窗口6 1.2.6 图形窗窗口8 1.2.7 文本编辑窗窗口8 1.3 MATLAB的基本操作命令10 第2章 MATLAB的基本语法14 2.1 变量及其赋值14 2.1.1 标识符与数据格式14 2.1.2 矩阵及其元素的赋值14 2.2 运算符与数学表达19 2.2.1 算术运算符19 2.2.2 关系操作符21 2.2.3 逻辑运算符21 2.2.4 其他逻辑函数22 2.2.5 数学表达式的MATLAB语言描述22 2.3 控制流23 2.3.1 if语句23 2.3.2 switch语句24 2.3.3 while语句25 2.3.4 for语句26 2.4 数据的输入/输出及文件的读/写27 2.4.1 交互输入/输出命令28 2.4.2 文件输入/输出命令与函数30 2.5 基本数学函数38 2.5.1 三角函数38 2.5.2 指数、对数、幂运算41 2.5.3 复数的基本运算42 2.5.4 数据的取舍与保留42 2.6 基本绘图方法43 2.6.1 图形窗口的控制44 2.6.2 二维图形的绘制44 2.6.3 多条曲线的绘制52 2.6.4 复数的绘图54 2.6.5 三维曲线和曲面54 2.6.6 图形窗口的编辑功能61 2.7 M文件及程序调试63 2.7.1 M文件的结构64 2.7.2 局部变量与全局变量67 2.7.3 程序的调试69 第3章 MATLAB在高等数学中的应用71 3.1 矩阵分析71 3.2 多项式运算81 3.2.1 多项式表示及其四则运算81 3.2.2 多项式求导、求根和求值83 3.2.3 多项式拟合与多项式插值86 3.3 数据分析与统计91 3.3.1 数据基本操作91 3.3.2 协方差与相关系数94 3.3.3 有限差分96 3.4 函数分析与数值积分97 3.4.1 函数在MATLAB中的表示与函数的 绘图98 3.4.2 函数的极点、零点分析100 3.4.3 函数的数值积分与微分102 3.4.4 常微分方程的数值求解106 第4章 MATLAB在信号处理中的 应用114 4.1 信号及其表示114 4.1.1 连续时间信号的表示114 4.1.2 工具箱中的信号产生函数114 4.1.3 离散时间信号的表示119 4.1.4 几种常用离散时间信号的表示119 4.2 信号的基本运算120 4.2.1 信号的相加与相乘120 4.2.2 序列移位与周期延拓运算121 4.2.3 序列翻褶与序列累加运算122 4.2.4 两序列的卷积运算123 4.2.5 两序列的相关运算123 4.3 信号的能量和功率124 4.4 线性时不变系统125 4.4.1 系统的描述125 4.4.2 系统模型的转换函数127 4.4.3 系统互连与系统结构129 4.5 线性时不变系统的响应133 4.5.1 线性时不变系统的时域响应133 4.5.2 LTI系统的单位冲激响应137 4.5.3 时域响应的其他函数139 4.6 线性时不变系统的频率响应141 4.7 傅里叶变换143 4.7.1 连续时间、连续频率——傅里叶 变换(FT)143 4.7.2 连续时间、离散频率——傅里叶 级数(FS)144 4.7.3 离散时间、连续频率——序列傅里叶 变换(DTFT)144 4.7.4 离散时间、离散频率——离散傅里叶 级数(DFS)145 4.7.5 离散时间、离散频率——离散傅里叶 变换(DFT)146 4.8 IIR数字滤波器的设计方法148 4.8.1 冲激响应不变法149 4.8.2 双线性变换法150 4.8.3 IIR数字滤波器的频率变换 设计法151 4.9 FIR数字滤波器设计155 4.9.1 窗函数设计法155 4.9.2 频率采样法158 4.9.3 MATLAB的其他相关函数161 4.10 多采样率信号处理166 4.10.1 抽取166 4.10.2 内插166 4.10.3 有理数倍采样率转换166 4.11 离散信号处理系统设计分析 实例171 4.11.1 双音拨号信号的频谱分析171 4.11.2 去噪处理173 4.11.3 多采样率频谱分析174 第5章 MATLAB在自动控制原理中的 应用180 5.1 控制系统模型180 5.1.1 控制系统的描述与LTI对象180 5.1.2 LTI模型的建立及转换函数181 5.1.3 LTI对象属性的设置与转换184 5.1.4 典型系统的生成187 5.1.5 LTI模型的简单组合与复杂模型 组合189 5.1.6 连续系统与采样系统之间的转换192 5.2 控制系统的时域分析193 5.3 控制系统的根轨迹198 5.4 控制系统的频域分析203 5.5 系统的状态空间分析函数208 5.5.1 系统可观性与可控性判别函数208 5.5.2 系统相似变换函数209 5.6 极点配置和观测器设置211 5.7 *优控制系统设计213 第6章 通信系统仿真219 6.1 通信工具箱函数219 6.2 信息的量度与编码222 6.2.1 Huffman编码222 6.2.2 MATLAB信源编/译码方法224 6.3 差错控制编/译码方法227 6.4 模拟调制与解调230 6.4.1 带通模拟调制/解调230 6.4.2 基带模拟调制/解调243 6.5 数字调制与解调246 6.5.1 带通数字调制/解调247 6.5.2 基带数字调制/解调250 6.6 通信系统的性能仿真253 6.6.1 通信系统的误码率仿真253 6.6.2 误码率仿真界面256 6.6.3 眼图/散射图258 6.7 扩频通信系统的性能仿真260 6.7.1 直接序列扩频(DS-SS)系统260 6.7.2 跳频扩频系统(FH-SS)262 6.8 多采样率FDM系统设计与 仿真266 第7章 Simulink的应用275 7.1 Simulink工作平台的启动275 7.2 Simulink仿真原理275 7.3 Simulink模块库277 7.3.1 连续模块库(Continuous)277 7.3.2 离散模块库(Discrete)278 7.3.3 函数与表格模块库 (Function & Table)279 7.3.4 数学模块库(Math)280 7.3.5 非线性模块库(Nonlinear)280 7.3.6 信号与系统模块库 (Signals & Systems)281 7.3.7 信号输出模块库(Sinks)282 7.3.8 信号源模块库(Sources)283 7.4 仿真模型的建立和模块参数及属性的 设置283 7.4.1 仿真模块的建立283 7.4.2 参数与属性的设置284 7.4.3 Simulink仿真注意与技巧290 7.5 其他应用模块集和Simulink 扩展库293 7.6 其他应用模块及仿真实例297 第8章 MATLAB在电子电路中的 应用304 8.1 基本电气元件简介304 8.2 MATLAB在电路及电子线路中的 计算与分析306 8.2.1 在电路中的应用306 8.2.2 在电子线路中的应用315 8.3 基于Simulink的电路设计与 仿真318 8.3.1 电子元件功能模块库简介318 8.3.2 电路设计与仿真324 参考文献344