《MATLAB電子仿真與應用教程（第3版）》主要介紹MATLAB的基礎知識和電子仿真技術，并詳細介紹集成在MATIAB中的simulink軟件包�！禡ATLAB電子仿真與應用教程（第3版）》的內容涉及MATLAB仿真應用數學基礎、MATLAB中的控制系統仿真與設計、MATLAB中的數字信號處理仿真與濾波器設計以及MATIAB中的通信系統仿真及應用，這些內容基本涵蓋了電信工程中電子仿真的各個方面，也反映了近年來電子仿真發(fā)展的主要趨勢。《MATLAB電子仿真與應用教程（第3版）》的最大特色就是從MATLAB的入門開始，詳細闡述MATIAB開發(fā)環(huán)境的主要工具及使用，在介紹MATLAB的實際應用時，用大量的范例將理論設計與工程實際緊密結合，讀者可以從《MATLAB電子仿真與應用教程（第3版）》中直接找到工程實際中大量問題的解決方法。
《MATLAB電子仿真與應用教程（第3版）》不但適合初學MATIJAB的讀者，而且可以作為工程技術人員的參考資料，也可以作為高年級本科生或碩士研究生的“系統仿真”教材。
理論與工程實際緊密結合，書中所列舉的例子基本上都來源于工程實際，甚至有些就是現實當中的工程設計。仿真工程應用系統化，書中嚴格地按照各種理論系統進行仿真過程的設計，使所有的工程內容都可以找到理論根源。
MATLJAB是Math Worlks公司推出的一套高效率的數值計算和可視化軟件，它集數值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構成了一個方便的、界面友好的用戶環(huán)境。
MATLAB的推出得到了各個領域專家學者的廣泛關注，其強大的擴展功能更是為各個工程領域提供了分析和設計的基礎。隨著MATLAB在各個工程領域應用的日益廣泛，專家學者們相繼推出了控制系統工具箱（Control Systems Foolbox）、模糊邏輯工具箱（Fuzzy Fogic Tool-box）、虛擬現實工具箱（Virtual Reality Toolbox）、數字信號處理模塊庫（DSP Blockset）、神經網絡模塊庫（Neural Network Blockset）和航天器控制模塊庫（Aerospace Blockset）等簡單實用的工具箱和模塊庫，這些工具箱給各個領域的研究和工程應用提供了強有力的工具，而且這些工具箱還在不斷增加。借助于日漸完善的MATLAB軟件，各個領域的研究人員可以直觀、方便地進行分析、計算和設計工作，大大節(jié)省了時間，提高了工作效率。此外，在MAT-LAB中，所有的分析工具都可以立即獲得，因此可以很方便地看到運行結果、分析這些結果，并且使結果可視化。
特別需要說明的是作為MATIAB擴展功能的Simulink軟件包，它是一個集成在MATTJAB中的集建模、仿真和系統分析為一體的軟件包，它具有相對獨立的功能和使用方法。利用Simulink，設計人員可以建立起一套直觀、完整的模型圖，并依據所描述的系統模型的數學關系對整個系統進行仿真。事實上，在世界各國的電子系統理論教學中，MATLAB及Simulink都已經成為必備的輔助教學軟件之一，利用這個軟件不但可以擺脫繁雜的大規(guī)模計算，而且還可以使學生自己動手構建模型。本書的第4章對Simulink的使用和仿真過程進行了詳細的闡述，目的是希望讀者能夠掌握并熟練運用這個有用的仿真工具。
本書的最大特點就是與工程實際的緊密結合，書中所列舉的例子基本來源于工程實際，甚至有些就是現實當中的工程設計，因此本書很好地做到了理論聯系實際，使讀者對各種MAT-LAB仿真應用有一個感性的認識，使得書中的內容更加易學易用。本書的另一大特色就是注重仿真工程應用的系統化，書中嚴格地按照各種理論系統進行仿真過程的設計，使所有的工程內容都可以找到理論根源，從而方便了讀者對各種理論背景的查詢。同時本書根據各種理論設計了一套嚴整的仿真函數，這些函數都是MATIJAB庫函數中所沒有而工程實際中又經常用到的，因而工程設計人員可以直接調用書中提供的一些函數來進行電子仿真，從而大大方便了系統分析設計人員的仿真應用。
由于MAT[.AB是一個極其龐大，而且功能完善的軟件，不可能將其所有的功能一一介紹給讀者，但本書涉及的內容基本覆蓋了工程實際中常用的分析工具和分析方法。限于作者的水平，本書的不足之處在所難免，歡迎廣大讀者和用戶批評指正。
第1章 MATLAB入門
1.1 MATLAB簡介
1.1.1 MATLAB的功能及特點
1.1.2 MATLAB系統
1.1.3 MATLAB安裝的目錄結構
1.2 MATLAB開發(fā)環(huán)境
1.2.1 設置MATLAB
1.2.2 M.AT[AB桌面工具
1.3 MATLAB語言初步
1.3.1 MATLAB語言的特點
1.3.2 MATLAB的語言結構和編程方法
1.3.3 MATLAB的主要語法和操作符
1.4 本章小結
第2章 MATLAB常用數學方法
2.1 矩陣和數組的運算
2.1.1 矩陣的定義和運算
2.1.2 數組的定義和運算
2.1.3 數組的關系和邏輯運算
2.1.4 多維數組
2.2 特殊矩陣的生成
2.2.1 零矩陣與單位矩陣
2.2.2 對角矩陣
2.2.3 伴隨矩陣
2.2.4 Vandermonde矩陣
2.2.5 Hilbert矩陣及逆.Hilbert矩陣
2.3 矩陣特征參數的提取
2.3.1 矩陣的秩
2.3.2 矩陣的行列式
2.3.3 矩陣的跡
2.3.4 矩陣的范數
2.3.5 矩陣的特征多項式、特征方程與特征根
2.4 矩陣的分解
2.4.1 三角分解
2.4.2 Cholesky分解
2.4.3 奇異值分解
2.5 矩陣特征值與特征矢量
2.5.1 矩陣特征值與特征矢量的計算
2.5.2 廣義矩陣特征值與特征矢量
2.6 矩陣求逆與線性方程求解
2.7 矩陣的非線性運算
2.7.1 對矩陣各個元素的非線性運算
2.7.2 對整個矩陣的非線性運算
2.8 其它常用數學方法
2.8.1 多項式擬合
2.8.2 非線性方程求解與最優(yōu)化
2.9 常用數學方法舉例
2.9.1 解線性方程組的全主元三角分解法
2.9.2 離散數據多項式擬合的正交化方法
2.9.3 求矩陣特征值的基本QR方法
2.10 本章小結
第3章 MATLAB中控制系統的數學描述與建模
3.1 微分方程
3.1.1 微分方程的數值解
3.1.2 非線性系統
3.1.3 線性化
3.2 傳遞函數
3.2.1 多項式的根和特征多項式
3.2.2 傳遞函數的零點和極點
3.2.3 部分分式展開
3.3 狀態(tài)空間描述
3.3.1 將微分方程化成狀態(tài)方程
3.3.2 矩陣的對角化
3.4 模型的轉換與連接
3.4.1 數學模型的轉換
3.4.2 系統模型的連接
3.5 模型的降階與實現
3.5.1 模型降階
3.5.2 模型實現
3.6 控制系統的模型屬性
3.7 控制系統常用數學方程求解
3.8 本章小結
第4章 Similllink建模與仿真
4.1 一個使用Simulink的小例子
4.2 典型控制系統的建模與仿真
4.2.1 控制系統建模
4.2.2 仿真參數的設置
4.2.3 系統仿真
4.3 sinlulink模塊的操作
4.3.1 添加和選取模塊
4.3.2 調整模塊的位置和大小
4.3.3 模塊名的處理
4.3.4 復制和刪除模塊
4.3.5 模塊屬性和參數的設置
4.3.6 模塊間的連線
4.4 模塊的合成、創(chuàng)建與封裝
4.4.1 模塊的合成
4.4.2 創(chuàng)建新模塊
4.4.3 模塊的封裝
4.5 simulink的mail文件
4.6 本章小結
第5章 控制系統的時域分析和設計方法
5.1 控制系統的穩(wěn)定性分析
5.2 控制系統的時域分析
5.2.1 時域分析的一般方法
5.2.2 常用時域分析函數
5.2.3 時域分析應用實例
5.3 根軌跡分析方法
5.3.1 模條件和角條件
5.3.2 繪制根軌跡的基本規(guī)則
5.3.3 根軌跡分析應用實例
5.4 極點配置設計方法
5.5 解耦控制設計方法
5.6 線性二次型最優(yōu)控制器設計
5.6.1 線性二次型指標與里卡第（Riccati）方程求解
5.6.2 最優(yōu)控制器設計實例
5.7 線性二次型高斯（Gauss）最優(yōu)控制
5.7.1 LQG問題的一般解法
5.7.2 回路傳輸恢復技術
5.7.3 LQG設計實例
5.8 本章小結
第6章 控制系統的頻域分析和設計方法
6.1 控制系統的頻域分析
6.1.1 頻域分析的一般方法
6.1.2 常用頻域分析函數
6.1.3 頻域分析應用實例
6.2 控制系統的校正
6.2.1 單變量系統的兩種主要校正方式
6.2.2 PD、PI、PID校正
6.2.3 串聯校正實例
6.3 多變量系統的頻域設計方法
6.3.1 數學模型與標準型
6.3.2 多變量系統的頻率響應
6.4 定量反饋控制設計方法
6.4.1 單變量系統的Q訂設計方法
6.4.2 QFT設計舉例
6.4.3 QFT設計工具箱應用
6.5 MlAl主戰(zhàn)坦克觀測儀飛輪控制器的設計
6.6 本章小結
第7章 MATLAB在數字信號處理中的應用
7.1 離散時間信號與系統
7.1.1 離散時間信號
7.1.2 離散系統的卷積和相關
7.1.3 離散系統的差分方程
7.2 離散時間傅里葉變換
7.2.1 離散時間傅里葉變換定義與計算
7.2.2 離散時間傅里葉變換的特性
7.3 離散傅里葉變換
7.3.1 離散傅里葉級數
7.3.2 離散傅里葉變換
7.4 數字信號處理信號分析實例
7.4.1 實驗準備
7.4.2 wav文件的一次性傅里葉變換
7.4.3 wav文件的分段傅里葉分析
7.4.4 用simuhnk進行仿真
7.5 本章小結
第8章 FIR濾波器設計
8.1 數字濾波器的結構
8.1.1 基本元件
8.1.2 IIR濾波器的結構
8.1.3 FIR濾波器的結構
8.2 濾波器設計基礎
8.2.1 濾波器指標的確定
8.2.2 問題的描述
8.3 線性相位FIR濾波器的性質
8.3.1 沖激響應
8.3.2 頻率響應
8.3.3 零點位置
8.4 FIR濾波器的窗函數設計技術
8.4.1 窗函數設計的基本思想
8.4.2 常用窗函數
8.4.3 窗函數設計公式
8.4.4 FTR濾波器設計實例
8.5 本章小結
第9章 FIR濾波器設計
9.1 濾波器的指標
9.2 模擬濾波器原型
9.2.1 巴特沃斯低通濾波器
9.2.2 切比雪夫低通濾波器
9.3 濾波器的變換
9.3.1 濾波器變換的基本方法
9.3.2 濾波器變換實例
9.4 用MATLAB設計低通濾波器
9.4.1 設計低通濾波器的MATLA函數
9.4.2 低通濾波器設計實例
9.5 本章 小結
第10章 MATLAB在通信仿真中的應用
10.1 信息論基礎
10.1.1 信息的度量
10.1.2 信道容量的計算
10.1.3 信源編碼
10.2 模擬線性調制
10.2.1 常規(guī)雙邊帶調幅（AM）
10.2.2 抑制載波雙邊帶調幅（DSB-SC）
10.2.3 單邊帶調幅（SSB）
10.2.4 殘留邊帶調幅（VSB）
10.3 模擬角度調制
10.3.1 頻率調制
10.3.2 相位調制
10.3.3 關于模擬調制的總結
10.4 脈沖編碼調制（PCM）
10.4.1 模擬信號的抽樣
10.4.2 最佳量化及量化誤差
10.4.3 均勻量化
10.4.4 對數量化器及A律PCM編碼
10.5 數字信號基帶傳輸
10.5.1 數字基帶信號的碼型
10.5.2 碼型的功率譜分布
10.5.3 基帶傳輸的誤碼率
10.5.4 擾碼與解擾
10.6 數字信號載波傳輸
10.6.1 幅度鍵控（ASK）
10.6.2 頻移鍵控（FSK）
10.6.3 相移鍵控（PSK、DPSK）
10.6.4 正交幅度調制（QAM）
10.7 小結
在計算機技術日益發(fā)展的今天，計算機的應用正逐步將科技人員從繁重的計算工作中解脫出來。在科學研究和工程應用中，往往需要進行大量的數學計算，一些科技人員曾經嘗試使用BASIC、Fortran以及c語言編寫程序，以減輕工作量。但編制程序需要掌握高級語言的語法，還需要對各種算法有深刻的了解，這對大多數科技人員來說是不現實的，而且也是沒有必要的。
為了滿足用戶對數學計算的要求，一些著名的軟件公司都分別推出了一批數學類計算應用軟件，如MAT[AB、MATHEM.AT[CA、MAPI正和MATHCAD。其中Math Works公司推出的MATLAB，由于其強大的功能以及應用性，受到越來越多的科技工作者的歡迎。在美國、歐洲等發(fā)達國家的大學中，已成為一種必須掌握的編程語言。
本章簡要介紹MATL，AB的功能特點、安裝過程及其用戶界面，希望讀者通過這些內容能夠對MATLAB有一定程度的感性了解。
1.1 MArLAB簡介
目前，在國際流行的科技應用軟件中，數學類（區(qū)別于文字處理和圖像處理類）軟件共有30多種。從它們的數學處理的原始內核來看，不外乎兩種類型：數值計算型和數學分析型。前者如MATLAB、Xmath等，它們對大量數據具有較強的管理、計算和可視化能力，運行效率較高；后者如MATHEMATICA、MAPLE等，它們長于符號計算，可以得到問題的解析符號解和任意精度解，但處理大量數據速度較慢。
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