本书在介绍MATLAB基本功能的基础上，尽量介绍了其最新的功能技术。本书除了介绍MATLAB语言及其基本功能外，还详细介绍了与电子信息技术相关的工具箱，如自动控制、信号处理等工具箱的使用方法。本书在介绍各工具箱使用方法时，力图按照“基本概念——MATLAB实现方法”的体系结构安排内容，并结合作者多年的教学与科研经历，介绍了大量实用且经过上机调试的应用例题，便于读者学习掌握。

本书可作为计算机、电子学、信息科学、通信、控制等专业的本科生、研究生，以及其他专业科技人员学习MATLAB应用技术的教材或参考书。

MATLAB语言具有使用方便、输入简捷及编程效率高等特点，本书主要向读者介绍MATLAB R 2008a的基础知识和电子仿真技术，并详细介绍集成在MATLAB中的Simulink软件包。书中的内容涉及MATLAB基础知识、MATLAB常用语法、Simulink应用、控制系统数学模型的MATLAB描述及建模、MATLAB在控制系统中的应用、数字信号处理在MATLAB中的实现、滤波器模型、MATLAB在通信系统中的应用及示例、通信系统的评估及MATLAB示例等，这些内容基本涵盖了电子信息工程中电子仿真的各个方面，也反映了近年来电子仿真发展的主要趋势。本书从MATLAB入门开始，向读者详细阐述MATLAB开发环境的主要工具及使用，在介绍MATLAB的实际应用时，用大量的示例将读者由理论引入到实践中，让读者深深体会MATLAB软件的强大功能及简便的操作方式。

本书内容丰富，针对性强，仿真示例多，易于学习。可作为高等院校电子信息类相关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。

第1章 MATLAB基础知识 1

 1.1 MATLAB相关简介 1

1.1.1 MATLAB发展历程和影响 1

1.1.2 MATLAB语言特点 2

1.1.3 MATLAB典型应用及组成部分 2

1.1.4 MATLAB R2008a新特点 3

1.1.5 MATLAB R2008a涵盖 4

 1.2 MATLAB R2008a运行环境 5

1.2.1 启动MATLAB R2008a 5

1.2.2 设置MATLAB R2008a 5

1.2.3 MATLAB R2008a桌面 6

1.2.4 MATLAB R2008a桌面工具 6

1.2.5 MATLAB R2008a工具栏 10

第2章 MATLAB常用语法 11

 2.1 MATLAB的数值计算功能 11

2.1.1 MATLAB的数据类型 11

2.1.2 矩阵基础 12

2.1.3 矩阵运算 22

2.1.4 数组运算 29

2.1.5 向量和下标 34

2.1.6 其他基本函数 38

2.1.7 数据分析 43

2.1.8 数值分析 47

2.1.9 矩阵分解 49

2.1.10 矩阵的其他相关操作 53

 2.2 控制流 55

2.2.1 if语句 55

2.2.2 while语句 57

2.2.3 switch语句 58

2.2.4 for语句 58

 2.3 M文件及程序调试 60

2.3.1 M文件的结构 61

2.3.2 局部变量和全局变量 65

2.3.3 程序的调试 67

 2.4 绘制功能 68

2.4.1 二维绘图 68

2.4.2 图形注释 72

2.4.3 特殊坐标绘图 74

2.4.4 三维绘图 76

第3章 Simulink应用 79

 3.1 一个使用Simulink的示例 79

 3.2 Simulink模块库 85

3.2.1 Simulink模块库简介 85

3.2.2 Simulink功能模块的处理 92

 3.3 子系统创建及封装技术 94

3.3.1 Simulink子系统及创建 94

3.3.2 封装子系统 96

3.3.3 创建模块库 100

 3.4 Simulink的工作原理——S函数 101

3.4.1 S函数的工作原理 101

3.4.2 用MATLAB语言编写S函数 102

 3.5 用S函数编写Simulink基本模块 112

3.5.1 信源模块 112

3.5.2 信宿模块和信号显示模块 114

3.5.3 信号传输模块 117

 3.6 Stateflow原理与应用 122

3.6.1 Stateflow原理 122

3.6.2 Stateflow常用命令 123

3.6.3 Stateflow应用 123

第4章 控制系统数学模型的MATLAB描述及建模 129

 4.1 动态微分方程的描述 129

4.1.1 微分方程的解 129

4.1.2 微分方程的非线性系统 132

4.1.3 微分方程的线性化 134

 4.2 拉氏变换 134

 4.3 动态过程的传递函数描述 136

4.3.1 传递函数定义与性质 136

4.3.2 传递函数零极点描述 137

4.3.3 传递函数的部分分式表示 139

 4.4 动态过程状态空间描述 139

 4.5 模型的转换 141

4.5.1 连续时间模型与离散时间模型互转换 142

4.5.2 传递函数模型与状态空间模型互转换 144

4.5.3 离散时间系统重新采样 146

4.5.4 传递函数模型与零极点增益模型互转换 147

4.5.5 状态空间模型与零极点增益模型互转换 148

 4.6 模型的连接 150

4.6.1 优先原则 150

4.6.2 串/并联连接 150

4.6.3 反馈连接 154

4.6.4 添加连接 156

 4.7 模型的降阶与实现 158

4.7.1 模型降阶 158

4.7.2 模型实现 164

 4.8 控制系统常用数学求解方程 166

第5章 MATLAB在控制系统中的应用 169

 5.1 线性系统的时域分析 169

5.1.1 阶跃响应分析 169

5.1.2 冲激响应分析 173

5.1.3 任意输入的时域响应分析 178

 5.2 系统的根轨迹分析 181

5.2.1 根轨迹函数 181

5.2.2 根轨迹分析MATLAB实现 182

 5.3 线性系统的频域分析 187

5.3.1 频域分析函数 187

5.3.2 频域分析MATLAB实现 188

 5.4 线性系统的稳定性分析 192

5.4.1 线性系统稳定性的概念 192

5.4.2 稳定性判定方法 193

 5.5 线性系统的能控性和能观性分析 196

5.5.1 能控性 196

5.5.2 能观性 197

5.5.3 能控性和能观性实现 197

 5.6 极点配置和观测器设置 204

 5.7 最优控制系统设计 207

第6章 数字信号处理在MATLAB中的实现 213

 6.1 时间信号及系统 213

6.1.1 连续时间信号的表示 213

6.1.2 工具箱提供的信号函数 214

6.1.3 离散时间信号 219

6.1.4 离散系统的卷积和相关 222

6.1.5 离散系统的差分方程 226

 6.2 信号参数的测量和分析 227

6.2.1 信号的能量和功率 227

6.2.2 信号直流分量和交流分量 228

6.2.3 离散时间信号的统计参数 229

6.2.4 信号的频域参数 231

 6.3 线性时不变系统的时域响应 245

 6.4 线性时不变系统的频率响应 249

 6.5 数字信号处理信号分析示例 251

6.5.1 基本知识 251

6.5.2 wav文件的一次性傅里叶变换 251

6.5.3 wav文件的分段傅里叶变换 254

第7章 滤波器模型 259

 7.1 滤波器的类型和参数指标 259

 7.2 IIR滤波器设计 260

7.2.1 IIR滤波器的结构 260

7.2.2 IIR滤波器原型 268

7.2.3 IIR滤波器设计示例 271

 7.3 IIR滤波器变换 275

7.3.1 滤波器变换方法 275

7.3.2 滤波器变换示例 275

 7.4 FIR滤波器的结构 281

 7.5 线性相位FIR滤波器的性质 283

7.5.1 冲激响应 283

7.5.2 频率响应 284

7.5.3 零点设计 286

 7.6 FIR滤波器窗函数设计 289

7.6.1 常用窗函数 289

7.6.2 FIR滤波器设计示例 289

第8章 MATLAB在通信系统中的应用及示例 295

 8.1 通信工具箱函数 295

 8.2 信息度量与编码 297

8.2.1 编码 297

8.2.2 信源编译码方法 300

 8.3 信道模型 303

8.3.1 加性高斯白噪声信道 303

8.3.2 带限加性噪声信道 304

8.3.3 离散时间信道指标的定量计算 304

 8.4 调制与解调 308

8.4.1 带通模拟调制/解调 308

8.4.2 基带模拟调制/解调 321

8.4.3 数字解调简介 323

8.4.4 带通数字调制/解调 325

8.4.5 基带数字调制/解调 326

 8.5 脉冲编码调制 327

8.5.1 模拟信号的抽样 327

8.5.2 最佳量化及量化误差 332

8.5.3 均匀量化 333

8.5.4 对数量化器及A律脉冲编码调制 336

 8.6 通信系统的性能仿真 341

8.6.1 通信系统的误码率仿真 341

8.6.2 误码率仿真界面 344

8.6.3 眼图/散射图 345

第9章 通信系统的评估及MATLAB示例 349

 9.1 概述 349

 9.2 随机分布的辨识和参数估计 350

9.2.1 概率密度函数对比 350

9.2.2 概率分布的假设检验和参数估计 352

 9.3 蒙特卡罗仿真的精度分析 364

9.3.1 蒙特卡罗仿真次数和精度的关系 364

9.3.2 蒙特卡罗仿真次数的序贯算法 368

参考文献 371