MATLAB编程及应用 9787121449376

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作者: 编者:李辉//张安莉|责编:孟宇
出版社: 电子工业
ISBN: 9787121449376

出版时间: 2023-01
装帧: 平装
开本: 其他

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综合性图书

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作者简介
李辉，男，博士，西北工业大学。学习经历：1989.09-1991.12西北工业大学函授学院学习（本科，学士）；1993.09-1996.04西北工业大学电路与系统专业学习（研究生，硕士）；2003.09-2006.12西北工业大学系统工程专业学习（研究生，博士）。工作经历：1988.07-1993.08西北工业大学物理系演示实验室工作，实验员；1993.09-现在，西北工业大学电子信息学院工作。参加的学术组织：教育部\\\"电工电子基础课程教学指导分委员会”委员；陕西省教学指导委员会委员；国家自然科学奖评审专家；高等学校电路和信号系统教学与教材研究会常务理事；电工电子在线开放课程联盟西北地区工作委员会副主任委员。个人/集体荣誉：陕西省\\\"特支计划”教学名师；陕西省教学名师；宝钢教育基金优秀教师奖；国家线上一流课程\\\"信号与系统”负责人；陕西省线下一流课程\\\"信号与系统”负责人；国家线上一流课程\\\"电路基础”主要完成人。出版情况：《信号与系统》，电子工业出版社，2007年；《信号与系统重点与难点解析及模拟题》，电子工业出版社，2008年；《信号与系统数字教材》，高等教育出版社，2020年。所承担过的重点科研或教研项目：国家自然科学基金面上项目2项；陕西省自然科学基金面上项目5项；航天基金重点项目1项；航空基金1项。教学成果获奖情况：2009年\\\"以培养学生创新能力为目标，加强电子实验教学中心建设与实践教学改革”获国家优秀教学成果二等奖、陕西省优秀教学成果特等奖；2005年\\\"电工电子系列精品课程的建设与实践”获陕西省优秀教学成果二等奖；2012年\\\"紧密结合国防工业需求，提升电子信息学科研究生科研创新能力”获陕西省优秀教学成果二等奖。

目录
第1章  初识MATLAB1
1.1  MATLAB简介1
1.2  MATLAB的产生与发展2
1.3  MATLAB用户界面3
1.3.1  命令的执行4
1.3.2  光标与命令行的操作5
1.3.3  工作窗与命令行的操作6
1.4  MATLAB帮助系统6
本章小结8
习题一8
第2章  MATLAB基本计算和基础知识9
2.1  基本计算入门实例9
2.2  变量10
2.2.1  用户自定义变量10
2.2.2  系统预定义变量10
2.3  数据类型11
2.3.1  数值类型11
2.3.2  逻辑类型12
2.3.3  字符串类型12
2.3.4  单元类型13
2.3.5  结构类型13
2.4  MATLAB的基本运算类型14
2.4.1  算术运算14
2.4.2  关系运算15
2.4.3  逻辑运算15
2.5  MATLAB的标点符号和特殊字符15
2.6  常用数学函数16
2.7  函数语句17
本章小结17
习题二17
第3章  MATLAB数值计算19
3.1  矩阵19
3.1.1  利用直接输入法创建矩阵19
3.1.2  利用函数创建矩阵20
3.1.3  利用M文件创建矩阵21
3.1.4  矩阵元素与矩阵元素变量21
3.1.5  串联矩阵23
3.1.6  扩展矩阵24
3.1.7  矩阵运算24
3.1.8  矩阵的运算函数28
3.2  向量32
3.3  数组33
3.3.1  数组的创建与索引33
3.3.2  数组的基本算术运算36
3.4  多项式40
3.4.1  多项式的构造41
3.4.2  多项式加减运算41
3.4.3  多项式乘法运算41
3.4.4  多项式除法运算42
3.4.5  常用的多项式函数42
3.5  数据的导入与导出45
3.5.1  数据的导出45
3.5.2  数据的导入47
3.6  输入与输出语句50
本章小结51
习题三51
第4章  MATLAB符号计算53
4.1  符号常量/变量和符号表达式53
4.1.1  创建符号常量和符号变量53
4.1.2  创建符号表达式55
4.1.3  创建和定义符号函数56
4.2  常见符号计算56
4.2.1  极限56
4.2.2  微分57
4.2.3  积分58
4.2.4  求解代数方程59
4.2.5  求解常微分方程60
4.2.6  级数求和62
4.2.7  傅里叶变换63
4.2.8  拉普拉斯变换63
4.2.9  Z变换64
本章小结64
习题四65
第5章  数据与函数的可视化66
5.1  离散数据、离散函数和连续函数的可视化66
5.1.1  离散数据和离散函数的可视化66
5.1.2  连续函数的可视化67
5.1.3  可视化的一般步骤68
5.2  二维绘图69
5.2.1  二维绘图基本命令69
5.2.2  图形控制命令73
5.2.3  图轴控制命令74
5.2.4  图形标识和图形修饰75
5.2.5  多次叠绘、双纵坐标和多子图79
5.3  三维绘图81
5.3.1  三维绘图基本命令82
5.3.2  视点控制85
5.3.3  函数colormap86
5.3.4  透视、镂空和裁切88
5.4  其他绘图90
5.4.1  直方图命令bar90
5.4.2  极坐标图polar91
5.4.3  彩色份额图92
5.4.4  三维多边形94
5.4.5  等高线图94
5.4.6  球面图95
5.4.7  三维向量图96
本章小结97
习题五97
第6章  数据拟合与插值98
6.1  数据拟合98
6.1.1  多项式拟合函数98
6.1.2  非线性拟合函数100
6.2  曲线拟合工具箱102
6.2.1  打开曲线拟合工具箱102
6.2.2  拟合类型103
6.2.3  曲线拟合面板介绍103
6.2.4  非参数拟合105
6.3  数据插值108
6.3.1  一维插值函数108
6.3.2  二维插值函数111
本章小结115
习题六115
第7章  MATLAB程序设计118
7.1  M文件118
7.1.1  M文本编辑器119
7.1.2  脚本文件119
7.1.3  函数文件121
7.1.4  函数的分类122
7.2  局部变量和全局变量125
7.3  数学运算符126
7.4  关系运算与逻辑运算127
7.4.1  关系运算127
7.4.2  逻辑运算127
7.5  运算优先级127
7.6  程序设计128
7.6.1  表达式、语句及程序结构129
7.6.2  if语句129
7.6.3  switch语句130
7.6.4  while语句132
7.6.5  break语句和continue语句132
7.6.6  for语句133
7.7  MATLAB编程及调试135
7.7.1  程序文件的创建和编辑135
7.7.2  函数的调用136
7.7.3  函数句柄138
7.7.4  程序调试143
本章小结147
习题七147
第8章  MATLAB App设计148
8.1  App开发工具简介148
8.2  App Designer149
8.2.1  启动App Designer149
8.2.2  App Designer开发环境150
8.3  App Designer组件152
8.3.1  组件的种类及作用152
8.3.2  组件的属性155
8.4  App Designer代码结构156
8.4.1  类的定义156
8.4.2  代码结构158
8.5  回调函数160
8.6  对象属性162
8.7  App设计实例163
8.7.1  App设计实例1163
8.7.2  App设计实例2168
本章小结176
习题八176
第9章  Simulink工具箱178
9.1  MATLAB工具箱分类178
9.2  Simulink工具箱的应用179
9.2.1  Simulink的启动方法179
9.2.2  Simulink界面与菜单179
9.2.3  Simulink模块库简介182
9.3  Simulink建模与仿真188
9.3.1  启动模型编辑窗口进行仿真188
9.3.2  标准模块的选取189
9.3.3  模块的移动、复制、删除和转向189
9.3.4  模块的命名189
9.3.5  模块的连接190
9.3.6  Simulink连线处理190
9.3.7  模块属性的改变191
9.3.8  仿真输入源模块库192
9.3.9  仿真接收模块库194
9.4  Simulink连续时间系统建模196
9.4.1  线性连续时间系统196
9.4.2  非线性连续时间系统198
9.5  子系统及其封装199
9.5.1  创建子系统199
9.5.2  条件执行子系统202
9.5.3  封装子系统204
9.6  离散时间系统和混合系统206
9.6.1  若干基本模块206
9.6.2  多速率离散时间系统211
9.6.3  离散-连续混合系统212
9.6.4  菜单操作方式下仿真算法和参数的选择213
9.6.5  使用MATLAB命令运行仿真214
9.6.6  改善仿真性能和精度215
9.7  模型的调试216
9.7.1  Simulink调试器216
9.7.2  显示仿真的相关信息219
9.7.3  显示模型的信息219
本章小结220
习题九220

第10章  BP神经网络223
10.1  BP神经网络的构建与性能评价223
10.1.1  BP神经网络相关函数的操作和使用223
10.1.2  BP神经网络性能评价指标226
10.1.3  实现BP神经网络预测的步骤227
10.2  神经网络工具箱介绍227
10.2.1  神经网络工具箱227
10.2.2  神经网络工具箱应用实例238
10.2.3  神经网络预测应用实例243
本章小结249
习题十249
第11章  MATLAB在自动驾驶中的应用*252
11.1  二次规划问题252
11.1.1  二次规划及其基本思想252
11.1.2  二次规划问题的数学模型252
11.1.3  quadprog函数253
11.2  微分方程问题254
11.3  非线性规划问题255
11.3.1  fmincon函数256
11.3.2  fminbnd函数257
11.3.3  fminsearch函数258
11.3.4  工程实例之轨迹跟踪259
11.4  线性时变模型预测控制算法262
11.4.1  非线性系统线性化方法262
11.4.2  工程实例263
11.5  CarSim与Simulink联合仿真265
11.5.1  CarSim软件主界面及功能模块266
11.5.2  搭建CarSim与Simulink联合仿真平台267
11.5.3  仿真实例267
11.6  基于MPC的轨迹跟踪控制器的设计279
本章小结283
习题十一283

内容摘要
本书系统地讲解MATLABR2021a的基本环境和操作要旨；分章阐述MATLAB数值计算、MATLAB符号计算、数据与函数的可视化、数据拟合与插值、MATLAB程序设计；用实例讲解和剖析MATLABApp的设计和制作方法；通过大量的例子展现MATLAB精华工具Simulink的功能级和元器件级的仿真能力；简要介绍BP神经网络进行数据预测的步骤和方法；以实例拓展性地介绍MATLAB在自动驾驶中的应用，通过搭建联合仿真平台对自动驾驶轨迹预测进行仿真设计。全书包含多个多年凝练的计算范例和用于巩固知识、拓展思路的习题。所有算例程序可靠、完整，读者可以通过扫描书中对应的二维码获取源程序，完全准确地重现本书所提供的算例结果。本书内容充实、篇幅紧凑，是专为理工院校本科生系统学习MATLAB而编写的，也可供部分研究生使用；既可作为课堂教学教材及课程设计、毕业设计的参考用书，又可作为MATLAB编程爱好者的自学用书。
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