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第1章MATLAB简介1

1.1MATLAB概述1

1.1.1 MATLAB的发展1

1.1.2 MATLAB的系统结构2

1.1.3 MATLAB的主要功能5

1.1.4 MATLAB功能演示6

1.2MATLAB环境的准备8

1.2.1 MATLAB的安装8

1.2.2 MATLAB的启动与退出8

1.2.3 MATLAB用户界面9

1.2.4 MATLAB主菜单及其功能12

1.3MATLAB搜索路径14

1.3.1 当前目录窗口14

1.3.2 设置MATLAB搜索路径的方法14

1.4MATLAB帮助系统16

1.4.1 帮助命令16

1.4.2 帮助窗口16

1.4.3 联机演示系统17

第2章MATLAB基本函数命令及绘图功能18

2.1MATLAB数据18

2.1.1 MATLAB数据特点18

2.1.2 变量和常量18

2.1.3 数据显示格式20

2.2MATLAB数据运算21

2.2.1 基本的算术运算21

2.2.2 标点符号的使用22

2.2.3 MATLAB基本函数23

2.2.4 关系运算24

2.2.5 逻辑运算25

2.3向量与矩阵运算26

2.3.1 向量及其运算26

2.3.2 矩阵及其运算28

2.3.3 矩阵的算术运算34

2.3.4 矩阵的分解37

2.3.5 矩阵的旋转39

2.3.6 向量和矩阵的范数39

2.3.7 矩阵的条件数41

2.3.8 稀疏矩阵41

2.4字符串、单元数组和结构数组46

2.4.1 字符串数据47

2.4.2 单元数组48

2.4.3 结构数组51

2.5MATLAB数值计算52

2.5.1 多项式的表示和创建52

2.5.2 多项式的运算52

2.5.3 曲线插值和拟合57

2.6MATLAB符号计算62

2.6.1 符号变量的创建62

2.6.2 符号函数的运算63

2.7 二维平面绘图68

2.8 三维立体绘图80

第3章MATLAB程序设计90

3.1M文件90

3.1.1 M文件的概述90

3.1.2 M文件的建立与编辑90

3.1.3 命令文件91

3.1.4 函数文件91

3.2程序流程控制语句92

3.2.1 分支控制语句92

3.2.2 循环控制语句95

第4章自动控制系统传递函数的MATLAB分析98

4.1 控制系统的数学模型98

4.2 传递函数98

4.3 线性定常时不变对象99

4.4控制系统数学模型的MATLAB命令101

4.4.1 传递函数模型的MATLAB命令101

4.4.2 零极点增益模型的MATLAB命令102

4.4.3 状态空间模型的MATLAB命令103

4.4.4 三种数学模型之间的转换与实例104

4.5系统的传递函数方框图及其MATLAB命令111

4.5.1 串联的传递函数化简的MATLAB命令112

4.5.2 并联的传递函数化简的MATLAB命令113

4.5.3 系统反馈的传递函数化简的MATLAB命令115

第5章自动控制系统稳定性分析的MATLAB计算及仿真117

5.1 系统稳定的定义和条件117

5.2系统稳定性判定方法118

5.2.1 Routh-Hurwitz判据及MATLAB命令118

5.2.2 Nyquist根轨迹判据方法及MATLAB命令119

5.2.3 Lyapunov意义下稳定性判据方法及MATLAB命令119

5.3 系统稳定性判定方法的MATLAB仿真121

第6章判定物理系统的可控性与可观性的MATLAB程序设计132

6.1线性系统的可控性132

6.1.1 连续系统的完全可控性数学判据132

6.1.2 离散系统的完全可控性数学判据133

6.1.3 连续系统的完全可控标准形134

6.2线性系统的可观性135

6.2.1 连续系统的完全可观性数学判据135

6.2.2 离散系统的完全可观性数学判据136

6.2.3 连续系统的完全可观标准形138

6.3 线性系统可观性与可控性的MATLAB实例139

第7章物理系统时域分析与频域分析的MATLAB仿真实现146

7.1物理系统时域分析的基本概念146

7.1.1 典型外作用信号146

7.1.2 线性定常系统的时域响应的解147

7.1.3 物理系统时域控制的基本概念148

7.1.4 物理系统响应的性能评价指标149

7.2时域分析的MATLAB命令及实例仿真150

7.2.1 时域响应MATLAB仿真的函数指令150

7.2.2 时域分析的MATLAB仿真实例152

7.3物理系统频域分析的基本概念159

7.3.1 频率特性的有关概念160

7.3.2 频率特性的性能评价指标161

7.4频域分析的MATLAB命令及实例仿真162

7.4.1 频域响应MATLAB仿真的函数指令162

7.4.2 频域响应MATLAB仿真的实例165

第8章线性二次型最优控制的MATLAB仿真172

8.1最优控制的问题172

8.1.1 最优控制的提出172

8.1.2 最优控制问题的数学分类法173

8.1.3 最优控制的性能指标173

8.1.4 最优控制问题的求解方法174

8.1.5 线性二次型的最优控制174

8.2连续系统线性二次型最优控制的MATLAB实现175

8.2.1 连续系统线性二次型最优控制的数学描述175

8.2.2 连续系统线性二次型最优控制的MATLAB实现175

8.3离散系统线性二次型最优控制的MATLAB实现180

8.3.1 离散系统稳态线性二次型最优控制180

8.3.2 离散系统最优控制实例180

第9章MATLAB在物理教学中的综合应用182

9.1MATLAB在电工学中的应用182

9.1.1 电阻电路182

9.1.2 动态电路分析185

9.1.3 正弦交流电路190

9.1.4 电路的频率响应192

9.2MATLAB在光学中的应用194

9.2.1 理想情况下的双缝干涉色图195

9.2.2 光栅197

9.2.3 光波的叠加198

9.2.4 牛顿环形成201

9.2.5 劈尖干涉202

9.3MATLAB在电磁学中的应用204

9.3.1 点电荷的电势分布204

9.3.2 带电粒子在电场中的运动206

9.3.3 带电粒子在电磁场中的运动208

9.3.4 线电荷产生的电位210

9.3.5 毕奥-萨伐尔定律211

9.4MATLAB在力学中的应用215

9.4.1 简谐振动215

9.4.2 驻波形成-火柴杆图216

9.5MATLAB在热学中的应用218

9.5.1 固体热容量随温度变化曲线218

9.5.2 熵与内能220

9.5.3 受热金属块的热传导过程221

9.5.4 虫口问题224

9.6MATLAB在流体中的应用225

9.6.1 流线225

9.6.2 对液压消音器里流体特性的分析227

参考文献233