定 價(jià):59.9 元
叢書名:21世紀(jì)高等院校計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)規(guī)劃教材
- 作者:王健 趙國生 宋一兵
- 出版時(shí)間:2018/6/1
- ISBN:9787111598503
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP312MA
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》對MATLAB進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和講解,力爭做到深入淺出,并配有大量實(shí)例,使讀者能夠達(dá)到零起點(diǎn)入門和快速提高的目的。
《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》主要內(nèi)容包括MATLAB建;A(chǔ)、MATLAB數(shù)值與符號計(jì)算、MATLAB程序設(shè)計(jì)、圖形圖像、Simulink建模與仿真、科學(xué)計(jì)算、通信系統(tǒng)建模與仿真、自動控制系統(tǒng)建模與仿真、蟻群算法建模與仿真及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與仿真。
《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》可作為高等院校的理工科學(xué)生的專業(yè)教材,也可以作為科研技術(shù)人員的參考書。
★本書以MATLAB R2013b為平臺,詳細(xì)介紹了MATLAB在通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、蟻群算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面的建模與仿真應(yīng)用實(shí)踐。
★本書在講解過程中配合大量的實(shí)例操作,從基礎(chǔ)知識到實(shí)例分析,再到習(xí)題練習(xí),理論與實(shí)踐緊密結(jié)合,從而達(dá)到零起點(diǎn)入門和快速提高的目的。
MATLAB(MATrix LABoratory,矩陣實(shí)驗(yàn)室)是由美國Mathwork公司于1984年推出的一款高性能的科學(xué)計(jì)算、可視化、建模和仿真以及交互式程序設(shè)計(jì)軟件,是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級語言。MATLAB還有一個(gè)配套軟件包Simulink,它提供了一個(gè)可視化開發(fā)環(huán)境,常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài)/嵌入式系統(tǒng)的建模與仿真開發(fā)等方面。
MATLAB從發(fā)布至今已有40余個(gè)版本,其功能日趨完善,具有編程簡單、功能強(qiáng)大、應(yīng)用范圍廣泛、編程效率高、易學(xué)易懂、移植性強(qiáng)和開放性好等特點(diǎn)。MATLAB目前已經(jīng)發(fā)展成為多種學(xué)科必不可少的計(jì)算和分析工具,在國際上被廣泛認(rèn)可和使用,是日常學(xué)習(xí)、科學(xué)及應(yīng)用研究,或者在高端領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐的一種有效工具。
《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》以MATLAB R2013b版本為平臺,對MATLAB建模與仿真進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并配以圖片說明和大量實(shí)例講解,章節(jié)最后還有相應(yīng)的習(xí)題供讀者練習(xí)鞏固所學(xué)知識,使讀者能夠盡快掌握使用MTALAB進(jìn)行科學(xué)建模計(jì)算、數(shù)據(jù)可視化及仿真分析等內(nèi)容。
《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》共分為10章,讀者可以根據(jù)以下章節(jié)內(nèi)容簡介和自身的需要有選擇地進(jìn)行閱讀。除特別說明外,每一章節(jié)中的例題指令都是獨(dú)立完整的,讀者可以輕松地在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)踐。各章主要內(nèi)容如下:
第1章主要對MATLAB R2013b的基本操作進(jìn)行介紹,包括軟件的安裝、MATLAB通用命令、應(yīng)用窗口、MATLAB外部接口及MATLAB數(shù)學(xué)建模等基礎(chǔ)知識。
第2章主要介紹了MATLAB的數(shù)據(jù)類型和數(shù)值計(jì)算的幾種重要方法,包括數(shù)組、矩陣和多項(xiàng)式運(yùn)算,以及符號運(yùn)算、符號表達(dá)式運(yùn)算和符號矩陣的計(jì)算。
第3章對MATLAB程序設(shè)計(jì)(即M文件編程)進(jìn)行講解,主要包括M文件的創(chuàng)建和打開、保存與調(diào)用、腳本文件和函數(shù)文件、函數(shù)類型、程序流程控制及M文件的調(diào)試等。
第4章著重介紹二維和三維圖形的畫法,以及圖形窗口的建立與控制,圖形和圖像文件操作以及圖形和圖像的處理。
第5章詳細(xì)地介紹了Simulink的基本知識、Simulink建模的基本步驟、模型的運(yùn)行及調(diào)試、S-函數(shù)、子系統(tǒng)及其封裝等內(nèi)容。
第6章主要介紹了經(jīng)常用到的用MATLAB進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的求解方法,包括線性方程、非線性方程及常微分方程的求解,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理,常用數(shù)據(jù)插值方法以及常用數(shù)據(jù)擬合方法等內(nèi)容。
第7章主要介紹通信系統(tǒng)的建模與仿真,首先對通信系統(tǒng)進(jìn)行了簡要介紹,然后對通信系統(tǒng)的建模與仿真、模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)的建模與仿真分析等進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
第8章主要介紹自動控制系統(tǒng)的建模與仿真,首先對自動控制系統(tǒng)進(jìn)行了概述,然后分別介紹了自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模、自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析及時(shí)域分析等內(nèi)容。
第9章主要介紹蟻群算法的建模與仿真,首先對蟻群算法和人工蟻群算法進(jìn)行了簡要的介紹,接下來主要介紹蟻群算法的數(shù)學(xué)建模及MATLAB 驗(yàn)證,最后介紹了兩個(gè)蟻群算法的實(shí)際應(yīng)用——使用蟻群算法求解旅行商問題。
第10章主要介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模與仿真,首先介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,然后對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及學(xué)習(xí)方式和規(guī)則等進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制算法進(jìn)行了介紹。
《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》主要由王健、趙國生、宋一兵編寫,哈爾濱理工大學(xué)王健編寫第1~2章,哈爾濱師范大學(xué)趙國生編寫第3~9章;其他章節(jié)由宋一兵、管殿柱、談世哲、王獻(xiàn)紅、段輝、李文秋、管玥、趙景波、湯愛君、任孟其編寫。
《MATLAB建模與仿真實(shí)用教程》得到了以下項(xiàng)目的支持:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“可生存系統(tǒng)的自主認(rèn)知模式研究”(61202458)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于認(rèn)知循環(huán)的任務(wù)關(guān)鍵系統(tǒng)可生存性自主增長模型與方法”(61403109)、高等學(xué)校博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(20112303120007)、中國博士后科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目(20090460882)、哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項(xiàng)(2016RAQXJ036)和黑龍江省自然科學(xué)基金(F2017021)。
由于編者水平有限,書中不足之處在所難免,望廣大讀者批評指正。
前言
第1章MATLAB建模基礎(chǔ)
1.1 MATLAB簡介
1.1.1 MATLAB的安裝
1.1.2 MATLAB通用命令
1.1.3 MATLAB應(yīng)用窗口簡介
1.2 MATLAB數(shù)學(xué)建模概述
1.2.1建模方法和基本步驟
1.2.2建模的意義
1.2.3數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)
1.2.4數(shù)學(xué)模型的分類
1.3數(shù)學(xué)建模函數(shù)及應(yīng)用
1.3.1數(shù)學(xué)建;竞瘮(shù)
1.3.2數(shù)學(xué)建模應(yīng)用
1.4 MATLAB外部接口
1.4.1數(shù)據(jù)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本章小結(jié)
1.6習(xí)題
第2章MATLAB數(shù)值與符號計(jì)算
2.1數(shù)據(jù)類型
2.1.1字符串類型
2.1.2數(shù)值類型
2.1.3函數(shù)句柄
2.1.4邏輯類型
2.1.5結(jié)構(gòu)類型
2.1.6細(xì)胞數(shù)組類型
2.2數(shù)組
2.2.1數(shù)組的創(chuàng)建
2.2.2數(shù)組操作
2.3矩陣
2.3.1矩陣的創(chuàng)建
2.3.2矩陣運(yùn)算
2.3.3稀疏矩陣及其運(yùn)算
2.4多項(xiàng)式
2.4.1多項(xiàng)式的創(chuàng)建和操作
2.4.2多項(xiàng)式運(yùn)算
2.5符號運(yùn)算
2.5.1符號對象的創(chuàng)建
2.5.2符號運(yùn)算中的運(yùn)算符
2.5.3符號運(yùn)算的精度
2.6符號表達(dá)式運(yùn)算
2.6.1數(shù)值轉(zhuǎn)換
2.6.2變量替換
2.6.3化簡與格式化
2.7符號矩陣的計(jì)算
2.7.1基本算術(shù)運(yùn)算
2.7.2線性代數(shù)運(yùn)算
2.8本章小結(jié)
2.9習(xí)題
第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)
3.1 M文件概述
3.1.1M文件的創(chuàng)建與打開
3.1.2 M文件的基本內(nèi)容
3.1.3 M文件的保存與調(diào)用
3.2 M文件的分類
3.2.1腳本文件
3.2.2函數(shù)文件
3.2.3P碼文件
3.3函數(shù)類型
3.3.1主函數(shù)
3.3.2子函數(shù)
3.3.3私有函數(shù)
3.3.4嵌套函數(shù)
3.3.5重載函數(shù)
3.4程序流程控制
3.4.1順序結(jié)構(gòu)
3.4.2分支結(jié)構(gòu)
3.4.3循環(huán)結(jié)構(gòu)
3.4.4其他流程控制結(jié)構(gòu)
3.5 M文件調(diào)試
3.5.1 M文件出錯(cuò)信息
3.5.2 M文件調(diào)試方法
3.6本章小結(jié)
3.7習(xí)題
第4章圖形圖像
4.1二維圖形
4.1.1基本繪圖函數(shù)
4.1.2特殊函數(shù)
4.2三維圖形
4.2.1基本繪圖函數(shù)
4.2.2特殊函數(shù)
4.3圖形處理技術(shù)
4.3.1坐標(biāo)軸調(diào)整
4.3.2圖注及其他文字標(biāo)示
4.3.3顏色控制
4.3.4圖形控制
4.3.5網(wǎng)格控制
4.3.6圖形窗口的分割
4.4圖形窗口的創(chuàng)建與控制
4.4.1圖形窗口的創(chuàng)建
4.4.2圖形窗口的常用屬性
4.5圖形文件操作
4.5.1圖形文件的保存和打開
4.5.2圖形文件的導(dǎo)出
4.6圖像文件操作
4.6.1圖像文件的打開和保存
4.6.2圖像文件的讀取和顯示
4.7圖像分析
4.7.1像素及其處理
4.7.2常用函數(shù)
4.8本章小結(jié)
4.9習(xí)題
第5章Simulink建模與仿真
5.1Simulink簡介
5.1.1Simulink工作窗口
5.1.2Simulink 建模原理
5.2 Simulink建模的基本步驟
5.2.1創(chuàng)建模型
5.2.2模塊操作
5.2.3仿真參數(shù)的配置
5.3模型的運(yùn)行及調(diào)試
5.3.1過零檢測和代數(shù)環(huán)
5.3.2運(yùn)行
5.3.3調(diào)試
5.4子系統(tǒng)及其封裝
5.4.1子系統(tǒng)的創(chuàng)建
5.4.2子系統(tǒng)的封裝
5.5 S-函數(shù)
5.5.1 S-函數(shù)的基本概念
5.5.2 S-函數(shù)的工作原理
5.5.3 S-函數(shù)模板
5.5.4創(chuàng)建S-函數(shù)
5.6建模與仿真分析實(shí)例
5.6.1簡單連續(xù)系統(tǒng)的建模與仿真
5.6.2簡單離散系統(tǒng)的建模與仿真
5.7本章小結(jié)
5.8習(xí)題
第6章科學(xué)計(jì)算
6.1方程求解
6.1.1線性方程組求解
6.1.2非線性方程(組)求解
6.1.3常微分方程求解
6.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理
6.2.1隨機(jī)數(shù)
6.2.2最大值和最小值
6.2.3求和與求積
6.2.4平均值和中值
6.2.5標(biāo)準(zhǔn)差和方差
6.2.6協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)
6.2.7排序
6.3常用數(shù)據(jù)插值方法
6.3.1一維插值
6.3.2二維插值
6.3.3三維插值
6.3.4樣條插值
6.3.5拉格朗日插值
6.4常用數(shù)據(jù)擬合方法
6.4.1多項(xiàng)式擬合
6.4.2正交最小二乘擬合
6.4.3曲線擬合工具箱
6.5本章小結(jié)
6.6習(xí)題
第7章通信系統(tǒng)建模與仿真
7.1通信系統(tǒng)概述
7.1.1通信系統(tǒng)的組成
7.1.2通信系統(tǒng)的分類
7.1.3通信系統(tǒng)模型的分類
7.2通信系統(tǒng)建模
7.2.1信源編碼與信源譯碼
7.2.2調(diào)制與解調(diào)分析
7.2.3通信系統(tǒng)主要的性能指標(biāo)
7.3通信系統(tǒng)仿真
7.3.1通信系統(tǒng)仿真的相關(guān)概念
7.3.2濾波器的模型分析
7.3.3仿真數(shù)據(jù)的處理
7.4模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)的建模
與仿真
7.4.1通信系統(tǒng)基本模型分析
7.4.2模擬通信系統(tǒng)的建模與仿真分析
7.4.3數(shù)字通信系統(tǒng)的建模與仿真分析
7.5本章小結(jié)
7.6習(xí)題
第8章自動控制系統(tǒng)建模與仿真
8.1自動控制系統(tǒng)概述
8.1.1自動控制系統(tǒng)的基本形式及特點(diǎn)
8.1.2自動控制系統(tǒng)的分類
8.1.3自動控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)及評價(jià)
8.2基于MATLAB的自動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
8.2.1自動控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型
8.2.2自動控制系統(tǒng)的零極點(diǎn)函數(shù)模型
8.2.3自動控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間函數(shù)模型
8.2.4系統(tǒng)模型之間的轉(zhuǎn)換
8.3自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
8.3.1MATLAB直接判定
8.3.2MATLAB圖形化判定
8.3.3穩(wěn)定性判定
8.4自動控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
8.4.1典型輸入信號
8.4.2動態(tài)性能指標(biāo)
8.4.3穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)
8.4.4MATLAB時(shí)域響應(yīng)仿真的典型函數(shù)應(yīng)用
8.5本章小結(jié)
8.6習(xí)題
第9章蟻群算法建模與仿真
9.1蟻群算法簡介
9.1.1蟻群算法的基本原理
9.1.2蟻群智能
9.1.3蟻群基本習(xí)性
9.1.4群體迷失現(xiàn)象
9.1.5問題空間的描述
9.2蟻群算法的數(shù)學(xué)模型分析
9.2.1蟻群算法基本數(shù)學(xué)模型簡介
9.2.2蟻群算法的數(shù)學(xué)模型建模
9.2.3蟻群算法的實(shí)現(xiàn)步驟
9.2.4蟻群算法的MATLAB驗(yàn)證
9.3旅行商問題的蟻群算法建模求解
9.3.1問題描述與算法思想
9.3.2實(shí)現(xiàn)過程
9.3.3算法驗(yàn)證及結(jié)論
9.4本章小結(jié)
9.5習(xí)題
第10章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與仿真
10.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述
10.1.1生物意義上的神經(jīng)元
10.1.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
10.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
10.2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本功能與特征
10.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)建模
10.2.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu)
10.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方式和規(guī)則
10.3.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作過程
10.3.2基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)規(guī)則
10.4BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與仿真
10.4.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MATLAB實(shí)現(xiàn)
10.4.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)例
10.5本章小結(jié)
10.6習(xí)題