MATLAB建模与仿真实用教程——王健赵国生宋一兵等编著--机械工业出版社

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编辑：解芳

开本：16

出版日期： 2018-07-03

字数：509 千字

最新版印次：1-5

最新印次时间：2024-01-02

定价：59.9

cip：2018088311

图书简介

配套资源：电子课件

本书特色：

★本书以MATLAB R2013b为平台，详细介绍了MATLAB在通信系统、控制系统、蚁群算法、神经网络等方面的建模与仿真应用实践。

★本书在讲解过程中配合大量的实例操作，从基础知识到实例分析，再到习题练习，理论与实践紧密结合，从而达到零起点入门和快速提高的目的。

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《MATLAB建模与仿真实用教程》对MATLAB进行了详细的介绍和讲解，力争做到深入浅出，并配有大量实例，使读者能够达到零起点入门和快速提高的目的。《MATLAB建模与仿真实用教程》主要内容包括MATLAB建模基础、MATLAB数值与符号计算、MATLAB程序设计、图形图像、Simulink建模与仿真、科学计算、通信系统建模与仿真、自动控制系统建模与仿真、蚁群算法建模与仿真及神经网络建模与仿真。《MATLAB建模与仿真实用教程》可作为高等院校的理工科学生的专业教材，也可以作为科研技术人员的参考书。

章节目录

前言
第1章MATLAB建模基础
1.1 MATLAB简介
1.1.1 MATLAB的安装
1.1.2 MATLAB通用命令
1.1.3 MATLAB应用窗口简介
1.2 MATLAB数学建模概述
1.2.1建模方法和基本步骤
1.2.2建模的意义
1.2.3数学模型的特点
1.2.4数学模型的分类
1.3数学建模函数及应用
1.3.1数学建模基本函数
1.3.2数学建模应用
1.4 MATLAB外部接口
1.4.1数据文件
1.4.2 MATLAB和Word的混合使用
1.4.3 MATLAB和Excel的混合使用
1.5本章小结
1.6习题
第2章MATLAB数值与符号计算
2.1数据类型
2.1.1字符串类型
2.1.2数值类型
2.1.3函数句柄
2.1.4逻辑类型
2.1.5结构类型
2.1.6细胞数组类型
2.2数组
2.2.1数组的创建
2.2.2数组操作
2.3矩阵
2.3.1矩阵的创建
2.3.2矩阵运算
2.3.3稀疏矩阵及其运算
2.4多项式
2.4.1多项式的创建和操作
2.4.2多项式运算
2.5符号运算
2.5.1符号对象的创建
2.5.2符号运算中的运算符
2.5.3符号运算的精度
2.6符号表达式运算
2.6.1数值转换
2.6.2变量替换
2.6.3化简与格式化
2.7符号矩阵的计算
2.7.1基本算术运算
2.7.2线性代数运算
2.8本章小结
2.9习题
第3章MATLAB程序设计
3.1 M文件概述
3.1.1M文件的创建与打开
3.1.2 M文件的基本内容
3.1.3 M文件的保存与调用
3.2 M文件的分类
3.2.1脚本文件
3.2.2函数文件
3.2.3P码文件
3.3函数类型
3.3.1主函数
3.3.2子函数
3.3.3私有函数
3.3.4嵌套函数
3.3.5重载函数
3.4程序流程控制
3.4.1顺序结构
3.4.2分支结构
3.4.3循环结构
3.4.4其他流程控制结构
3.5 M文件调试
3.5.1 M文件出错信息
3.5.2 M文件调试方法
3.6本章小结
3.7习题
第4章图形图像
4.1二维图形
4.1.1基本绘图函数
4.1.2特殊函数
4.2三维图形
4.2.1基本绘图函数
4.2.2特殊函数
4.3图形处理技术
4.3.1坐标轴调整
4.3.2图注及其他文字标示
4.3.3颜色控制
4.3.4图形控制
4.3.5网格控制
4.3.6图形窗口的分割
4.4图形窗口的创建与控制
4.4.1图形窗口的创建
4.4.2图形窗口的常用属性
4.5图形文件操作
4.5.1图形文件的保存和打开
4.5.2图形文件的导出
4.6图像文件操作
4.6.1图像文件的打开和保存
4.6.2图像文件的读取和显示
4.7图像分析
4.7.1像素及其处理
4.7.2常用函数
4.8本章小结
4.9习题
第5章Simulink建模与仿真
5.1Simulink简介
5.1.1Simulink工作窗口
5.1.2Simulink 建模原理
5.2 Simulink建模的基本步骤
5.2.1创建模型
5.2.2模块操作
5.2.3仿真参数的配置
5.3模型的运行及调试
5.3.1过零检测和代数环
5.3.2运行
5.3.3调试
5.4子系统及其封装
5.4.1子系统的创建
5.4.2子系统的封装
5.5 S-函数
5.5.1 S-函数的基本概念
5.5.2 S-函数的工作原理
5.5.3 S-函数模板
5.5.4创建S-函数
5.6建模与仿真分析实例
5.6.1简单连续系统的建模与仿真
5.6.2简单离散系统的建模与仿真
5.7本章小结
5.8习题
第6章科学计算
6.1方程求解
6.1.1线性方程组求解
6.1.2非线性方程（组）求解
6.1.3常微分方程求解
6.2数据统计处理
6.2.1随机数
6.2.2最大值和最小值
6.2.3求和与求积
6.2.4平均值和中值
6.2.5标准差和方差
6.2.6协方差和相关系数
6.2.7排序
6.3常用数据插值方法
6.3.1一维插值
6.3.2二维插值
6.3.3三维插值
6.3.4样条插值
6.3.5拉格朗日插值
6.4常用数据拟合方法
6.4.1多项式拟合
6.4.2正交最小二乘拟合
6.4.3曲线拟合工具箱
6.5本章小结
6.6习题
第7章通信系统建模与仿真
7.1通信系统概述
7.1.1通信系统的组成
7.1.2通信系统的分类
7.1.3通信系统模型的分类
7.2通信系统建模
7.2.1信源编码与信源译码
7.2.2调制与解调分析
7.2.3通信系统主要的性能指标
7.3通信系统仿真
7.3.1通信系统仿真的相关概念
7.3.2滤波器的模型分析
7.3.3仿真数据的处理
7.4模拟和数字通信系统的建模
与仿真
7.4.1通信系统基本模型分析
7.4.2模拟通信系统的建模与仿真分析
7.4.3数字通信系统的建模与仿真分析
7.5本章小结
7.6习题
第8章自动控制系统建模与仿真
8.1自动控制系统概述
8.1.1自动控制系统的基本形式及特点
8.1.2自动控制系统的分类
8.1.3自动控制系统的标准及评价
8.2基于MATLAB的自动控制系统数学建模
8.2.1自动控制系统的传递函数模型
8.2.2自动控制系统的零极点函数模型
8.2.3自动控制系统的状态空间函数模型
8.2.4系统模型之间的转换
8.3自动控制系统的稳定性分析
8.3.1MATLAB直接判定
8.3.2MATLAB图形化判定
8.3.3稳定性判定
8.4自动控制系统的时域分析
8.4.1典型输入信号
8.4.2动态性能指标
8.4.3稳态性能指标
8.4.4MATLAB时域响应仿真的典型函数应用
8.5本章小结
8.6习题
第9章蚁群算法建模与仿真
9.1蚁群算法简介
9.1.1蚁群算法的基本原理
9.1.2蚁群智能
9.1.3蚁群基本习性
9.1.4群体迷失现象
9.1.5问题空间的描述
9.2蚁群算法的数学模型分析
9.2.1蚁群算法基本数学模型简介
9.2.2蚁群算法的数学模型建模
9.2.3蚁群算法的实现步骤
9.2.4蚁群算法的MATLAB验证
9.3旅行商问题的蚁群算法建模求解
9.3.1问题描述与算法思想
9.3.2实现过程
9.3.3算法验证及结论
9.4本章小结
9.5习题
第10章神经网络建模与仿真
10.1神经网络概述
10.1.1生物意义上的神经元
10.1.2神经网络研究现状
10.2人工神经网络结构
10.2.1神经网络的基本功能与特征
10.2.2神经网络的数学建模
10.2.3人工神经网络的典型结构
10.3人工神经网络的学习方式和规则
10.3.1人工神经网络的运作过程
10.3.2基本的神经网络学习规则
10.4BP神经网络设计与仿真
10.4.1BP神经网络的MATLAB实现
10.4.2BP神经网络算法实例
10.5本章小结
10.6习题

前言/序言展开 + 收缩 —

MATLAB（MATrix LABoratory，矩阵实验室）是由美国Mathwork公司于1984年推出的一款高性能的科学计算、可视化、建模和仿真以及交互式程序设计软件，是一种面向科学与工程计算的高级语言。MATLAB还有一个配套软件包Simulink，它提供了一个可视化开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统的建模与仿真开发等方面。 MATLAB从发布至今已有40余个版本，其功能日趋完善，具有编程简单、功能强大、应用范围广泛、编程效率高、易学易懂、移植性强和开放性好等特点。MATLAB目前已经发展成为多种学科必不可少的计算和分析工具，在国际上被广泛认可和使用，是日常学习、科学及应用研究，或者在高端领域进行科学实践的一种有效工具。《MATLAB建模与仿真实用教程》以MATLAB R2013b版本为平台，对MATLAB建模与仿真进行了详细的介绍，并配以图片说明和大量实例讲解，章节最后还有相应的习题供读者练习巩固所学知识，使读者能够尽快掌握使用MTALAB进行科学建模计算、数据可视化及仿真分析等内容。《MATLAB建模与仿真实用教程》共分为10章，读者可以根据以下章节内容简介和自身的需要有选择地进行阅读。除特别说明外，每一章节中的例题指令都是独立完整的，读者可以轻松地在自己的计算机上进行实践。各章主要内容如下：第1章主要对MATLAB R2013b的基本操作进行介绍，包括软件的安装、MATLAB通用命令、应用窗口、MATLAB外部接口及MATLAB数学建模等基础知识。第2章主要介绍了MATLAB的数据类型和数值计算的几种重要方法，包括数组、矩阵和多项式运算，以及符号运算、符号表达式运算和符号矩阵的计算。第3章对MATLAB程序设计（即M文件编程）进行讲解，主要包括M文件的创建和打开、保存与调用、脚本文件和函数文件、函数类型、程序流程控制及M文件的调试等。第4章着重介绍二维和三维图形的画法，以及图形窗口的建立与控制，图形和图像文件操作以及图形和图像的处理。第5章详细地介绍了Simulink的基本知识、Simulink建模的基本步骤、模型的运行及调试、S-函数、子系统及其封装等内容。第6章主要介绍了经常用到的用MATLAB进行科学计算的求解方法，包括线性方程、非线性方程及常微分方程的求解，数据统计处理，常用数据插值方法以及常用数据拟合方法等内容。第7章主要介绍通信系统的建模与仿真，首先对通信系统进行了简要介绍，然后对通信系统的建模与仿真、模拟和数字通信系统的建模与仿真分析等进行了详细的介绍。第8章主要介绍自动控制系统的建模与仿真，首先对自动控制系统进行了概述，然后分别介绍了自动控制系统的数学建模、自动控制系统的稳定性分析及时域分析等内容。第9章主要介绍蚁群算法的建模与仿真，首先对蚁群算法和人工蚁群算法进行了简要的介绍，接下来主要介绍蚁群算法的数学建模及MATLAB 验证，最后介绍了两个蚁群算法的实际应用——使用蚁群算法求解旅行商问题。第10章主要介绍神经网络的建模与仿真，首先介绍了神经网络的发展和研究现状，然后对人工神经网络的结构及学习方式和规则等进行了详细介绍，并对BP神经网络自适应控制算法进行了介绍。《MATLAB建模与仿真实用教程》主要由王健、赵国生、宋一兵编写，哈尔滨理工大学王健编写第1~2章，哈尔滨师范大学赵国生编写第3~9章;其他章节由宋一兵、管殿柱、谈世哲、王献红、段辉、李文秋、管玥、赵景波、汤爱君、任孟其编写。《MATLAB建模与仿真实用教程》得到了以下项目的支持：国家自然科学基金项目“可生存系统的自主认知模式研究”（61202458）、国家自然科学基金项目“基于认知循环的任务关键系统可生存性自主增长模型与方法”（61403109）、高等学校博士点基金项目（20112303120007）、中国博士后科学基金面上资助项目（20090460882）、哈尔滨市科技创新人才研究专项（2016RAQXJ036）和黑龙江省自然科学基金（F2017021）。由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，望广大读者批评指正。

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