MATLAB和LabVIEW仿真技術及應用實例（第2版）/高等學校電子信息類專業係列教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

編輯推薦

本書具有以下特點：
（1）內容結構閤理，緊扣專業。根據專業課程的要求，以工程為背景，將專業知識和實際應用緊密結閤。對如何使用MATLAB、Simulink和LabVIEW進行建模與仿真做瞭詳細的介紹。
（2）圖文並茂，由淺入深。通過難易適宜的仿真實例，循序漸進地進行講解，層次清晰，使原本枯燥、抽象的內容變得直觀形象、通俗易懂。
（3）仿真實例豐富，涵蓋麵廣。本書給齣大量仿真實例，內容涉及多門本科課程，如信號與係統、數字信號處理、模擬電路、數字電路、濾波器設計、自控原理等，尤其是再版時增加的符號運算和數值分析等內容，更加適用於實際工程的需要。
通過本書的學習，讀者可快速瞭解並掌握MATLAB、Simulink和LabVIEW軟件的應用，並通過大量的應用實例學會係統建模仿真的基本方法和技巧，從而解決學習、科研和實際工程中的問題。

內容簡介

本書介紹MATLAB和LabVIEW這兩種圖形化編程仿真軟件在相關課程和工程中的應用實例。全書共分為4篇。其中MATLAB部分包括3篇，第1篇介紹MATLAB的基本操作命令、基本繪圖功能、M文件程序設計基礎以及符號運算；第2篇介紹Simulink 建立係統仿真模型以及子係統的封裝技術；第3篇介紹MATLAB在模擬電路、數字電路、信號與係統、數字信號處理、濾波器的設計以及數據分析等方麵的大量應用仿真實例。第4篇即LabVIEW 仿真軟件部分，介紹LabVIEW圖形化編程功能、虛擬儀器（VI）建模及在實際應用中的仿真實例。

作者簡介

聶春燕，1989年畢業於原吉林工業大學電子工程係，獲工學學士學位；1999年畢業於吉林大學通信工程係，獲控製理論與控製工程專業碩士學位；2006年畢業於吉林大學通信工程係，獲工學博士學位；2009年1月入吉林大學地球探測科學與技術學院博士後流動站進行研究工作，2012年齣站，分彆獲得中國博士後麵上基金以及中國博士後特彆資助。1994年2月開始一直在長春大學電子信息工程學院任教，目前是信號檢測與信息處理方嚮帶頭人。多年來，一直從事電子信息工程、控製理論與工程、智能儀器等方麵的教學和科研工作；研究方嚮是信號檢測與信息處理、混沌理論及其應用、智能信息處理、虛擬儀器、生物醫學信號檢測與處理、聲波測井、非平穩信號處理、控製理論工程等。負責並完成瞭*傢級、省級、廳級科研課題20餘項，發錶論文60餘篇；主編教材3部；專著1部；獲省級及以上奬勵10餘項。目前是多傢重點期刊的審稿專傢、中國電子學會高級會員、吉林省科技廳專傢庫專傢、吉林省高新技術企業認定評審專傢、吉林省中小企業公共信息服務平颱專傢、吉林省科技創新協會專傢、吉林省政府采購評審專傢、長春市政府采購評審專傢、吉林省科技評估專傢、吉林省高等教育學會專傢。
主要講授過《電子測量》《MATLAB軟件應用》《傳感技術》等十餘門課程。
主要社會兼職：中國電子學會高級會員、吉林省電工技術學會會員、吉林省高新技術企業認定評審專傢、吉林省科技創新協會專傢、吉林省科技評估專傢等。

目錄

第1篇MATLAB基礎知識
第1章仿真基礎
1.1MATLAB語言發展史
1.2MATLAB初步應用
1.2.1MATLAB桌麵
1.2.2MATLAB工具條
1.2.3MATLAB的指令窗
1.2.4MATLAB的工作空間
習題1
第2章MATLAB基本操作命令
2.1變量及其賦值
2.1.1標識符號
2.1.2賦值
2.1.3復數
2.1.4MATLAB中的基本賦值矩陣
2.2矩陣和數組的基本運算
2.2.1矩陣和數組的四則運算
2.2.2矩陣和數組的乘方和冪次函數
2.2.3矩陣和數組的基本函數
2.3矩陣和數組的關係、邏輯運算
2.3.1關係運算
2.3.2邏輯運算
習題2
第3章MATLAB基本繪圖功能
3.1二維圖形
3.1.1基本二維繪圖函數
3.1.2綫型、點型、顔色
3.1.3窗口控製
3.1.4坐標軸控製命令
3.1.5圖形標注
3.2三維圖形
3.2.1三維plot3繪圖函數
3.2.2三維麯麵網綫繪圖
3.2.3切片圖
習題3
第4章符號運算及繪圖
4.1符號運算
4.2符號數學的簡易繪圖
4.2.1二維符號數學簡易繪圖
4.2.2三維符號簡易繪圖
習題4
第5章M文件程序設計
5.1M文件
5.1.1M文件的建立與編輯
5.1.2命令文件
5.1.3函數文件
5.2程序流程控製
5.2.1循環控製語句
5.2.2條件控製語句
習題5
第2篇Simulink動態係統仿真技術
第6章Simulink仿真基礎
6.1Simulink的功能
6.2Simulink啓動和退齣
6.3Simulink模塊庫
6.4Simulink模塊的基本操作
習題6
第7章Simulink係統建模及仿真應用
7.1創建仿真模型的步驟
7.2係統仿真時間參數的設置
7.3Simulink仿真應用實例
習題7
第8章Simulink子係統的創建及封裝
8.1創建子係統
8.1.1通過已有模塊建立子係統
8.1.2通過Subsystem模塊建立子係統
8.2子係統的封裝
8.3子係統創建及封裝的應用實例
習題8
第3篇MATLAB應用實例仿真

精彩書摘

第5章M文件程序設計
MATLAB作為一種高級語言，不但可以以命令行的方式完成操作，還可以像多數高級編程語言一樣具有控製流、輸入、輸齣和麵嚮對象編程的能力，適用於各種應用程序設計。與其他高級語言相比，MATLAB語言具有語法簡單、使用方便和調試容易等優點。
5.1M文件
5.1.1M文件的建立與編輯
M文件是由MATLAB命令或函數構成的文本文件，以.m為擴展名，故稱為M文件。
M文件是一個文本文件，它可以用任何編輯器來建立和編輯,常用且最為方便的是使用MATLAB提供的文本編輯器。
1. 建立新的M文件
為建立新的M文件，常用兩種方法啓動MATLAB文本編輯器。
(1) 菜單操作。
執行File→New→blank M�瞗ile菜單命令，會彈齣Editor�睻ntitled窗口(如圖5��1所示)。Editor�睻ntitled是一個集編輯與調試兩種功能於一體的工具環境。利用它不僅可以完成基本的文本編輯操作，還可以對M文件進行調試。
……

前言/序言

MATLAB/Simulink和LabVIEW是目前工程界流行的仿真軟件，具有很強的分析功能。本書將幾種仿真軟件結閤起來，使讀者能夠在短時間內瞭解這些軟件的主要特點和功能，感受不同軟件的特點和優勢。MATLAB/Simulink和LabVIEW已經得到瞭很大程度的普及，尤其在大學校園裏被廣泛應用，成為本科生和研究生進行數值計算、繪製圖形和數據分析的必用仿真軟件，同時也成為工程技術人員的常用軟件。
MATLAB將矩陣運算、數值分析、圖形處理以及編程技術等功能有機結閤在一起，為用戶提供瞭一個強有力的工程問題分析、計算及程序設計工具。
Simulink是MATLAB的一個分支産品，主要用於對動態係統進行模型化和仿真。它充分體現瞭模塊化設計和係統級仿真思想，使建模仿真如同搭積木一樣簡單，目前廣泛應用於控製係統、電子係統、生物醫學、航空航天及金融等領域。
LabVIEW是一種近年來迅速興起的圖形化編程的測試儀器仿真軟件，已經成為國內外測試技術的通用編程語言。它打破瞭傳統的計算機編程方式，使用數據驅動方式，用圖形代碼和連綫代替文本的形式編寫程序，具有良好的可視化界麵。
本書是在《MATLAB與LabVIEW仿真技術及應用實例》(聶春燕等編著，2008年清華大學齣版社齣版)一書的基礎上，總結瞭作者多年的使用經驗，根據相關專業課程的實際需求，重新修訂而成。再版時刪除瞭各章節中實用性不強的內容，擴充瞭與工程應用關聯更加緊密的仿真實例，主要體現在新增加瞭符號運算及繪圖、數據分析和控製係統等章節。本書保持瞭上一版的體係、特色不變，在內容層次上更加突齣重點，強化理論聯係實際，更符閤本科生、研究生培養的需求，也是工程師很好的自學教材。
本書具有以下特點：
(1) 內容結構閤理，緊扣專業。根據專業課程的要求，以工程為背景，將專業知識和實際應用緊密結閤。對如何使用MATLAB、Simulink和LabVIEW進行建模與仿真做瞭詳細的介紹。
(2) 圖文並茂，由淺入深。通過難易適宜的仿真實例，循序漸進地進行講解，層次清晰，使原本枯燥、抽象的內容變得直觀形象、通俗易懂。
(3) 仿真實例豐富，涵蓋麵廣。本書給齣大量仿真實例，內容涉及多門本科課程，如信號與係統、數字信號處理、模擬電路、數字電路、濾波器設計、自控原理等，特彆是再版時增加的符號運算和數值分析等內容，更加適閤實際工程的需要。
通過本書的學習，讀者可快速瞭解並掌握MATLAB/Simulink和LabVIEW仿真軟件的應用，學會係統建模仿真的基本方法和技巧，從而解決學習、科研和實際工程中的問題。
全書分為4篇，第1篇是MATLAB基礎知識篇，包括第1~5章，主要介紹MATLAB的基本操作命令、基本繪圖功能、M文件程序設計基礎以及符號運算； 第2篇是Simulink動態係統仿真技術篇，包括第6~8章，主要講解Simulink建立係統仿真模型以及子係統封裝技術； 第3篇是應用實例仿真篇，包括第9~13章，主要講解MATLAB在模擬電路、數字電路、信號與係統、數字信號處理、濾波器設計以及數據分析等方麵的大量應用仿真實例； 第4篇是LabVIEW應用篇，包括第14~15章，主要講解LabVIEW圖形化編程功能、虛擬儀器(VI)建模及在實際應用中的仿真實例。為瞭配閤教學需要，每章都配有練習題。
本書由長春大學電子信息工程學院聶春燕、王桔、張萬裏和張猛編寫。其中，第4章、第6~8章、第12章、第14~15章由聶春燕編寫； 第13章由王桔編寫； 第1~3章、第5章由張猛、聶春燕編寫； 第9~11章由張萬裏、聶春燕編寫。全書由聶春燕擔任主編並負責修改、審定。
本書在寫作過程中參考瞭大量文獻，在此對這些文獻的作者錶示深深的感謝。感謝美國國傢儀器(中國)公司提供LabVIEW軟件的版權。
為瞭方便教師使用和學生自學，本書配有部分習題參考答案和電子課件等教學資源。本書建議學時為32~48學時。
限於編者水平，書中難免有疏漏和不足之處，敬請讀者提齣批評和建議，以便在教學和實踐中予以更正，在此不勝感激！
聶春燕2017年5月

探索數字世界的脈搏：從基礎原理到前沿實踐 本書旨在引領讀者深入理解數字信息處理的底層邏輯與前沿應用，為電子信息類專業的學子以及相關領域的從業者提供一套係統、前瞻性的學習路徑。我們將從最基礎的數製轉換、邏輯門電路入手，逐步構建起數字係統的基石，進而深入數字信號的采樣、量化、編碼等核心環節。本書不僅關注理論知識的傳授，更強調通過生動詳實的案例分析，展示這些理論如何在實際工程中落地生根，解決復雜問題。 第一部分：數字係統的基石——邏輯與運算 本部分將帶領讀者走進數字電路的奇妙世界。我們首先會詳細講解不同的數製係統，包括二進製、十進製、十六進製等，並掌握它們之間的相互轉換方法，這是理解數字信息的基礎。隨後，我們將深入探討基本邏輯門電路，如與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等，理解它們的功能和真值錶。在此基礎上，我們將學習如何利用這些基本門電路構建更復雜的組閤邏輯電路，例如編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據分配器等，理解它們在數據選擇、傳輸和控製中的作用。 接著，我們將轉嚮時序邏輯電路，這是構成現代數字係統（如微處理器、存儲器）不可或缺的部分。我們將詳細介紹觸發器（SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器）的工作原理，理解它們如何存儲和翻轉狀態。在此基礎上，我們將構建更復雜的時序邏輯電路，如寄存器、計數器（同步計數器、異步計數器）、移位寄存器等，掌握它們在數據存儲、定時以及序列生成中的應用。 本部分還將涵蓋有限狀態機（FSM）的設計與分析，包括狀態圖、狀態錶以及狀態機實現。通過FSM，我們可以構建能夠根據輸入信號和自身狀態産生特定輸齣和狀態轉移的復雜控製器，這在數字係統設計中至關重要。最後，我們會初步介紹數字係統設計的層次化方法，以及如何使用硬件描述語言（HDL）如Verilog或VHDL來描述和驗證數字電路，為後續的學習奠定基礎。 第二部分：數字信號處理的奧秘——采樣、量化與編碼 數字信號處理（DSP）是現代通信、音頻、視頻、圖像處理等領域的核心技術。本部分將深入剖析數字信號的生成與處理過程。我們將詳細講解信號的采樣理論，包括奈奎斯特-香農采樣定理，理解采樣率對信號保真度的影響。我們將分析采樣過程中産生的混疊現象及其解決方法。 接著，我們將學習信號的量化過程。量化是將模擬信號的幅度值映射到離散電平的過程。我們將探討量化誤差的産生，以及如何通過增加量化比特數來減小誤差。不同的量化方式，如均勻量化、非均勻量化（如μ律、A律編碼），也將被詳細介紹，並分析它們在不同應用場景下的優劣。 之後，我們將深入研究數字信號的編碼技術。編碼的目的是為瞭實現信號的存儲、傳輸、壓縮和糾錯。我們將介紹多種重要的編碼方法，包括： 信源編碼（數據壓縮）: 介紹無損壓縮（如霍夫曼編碼、算術編碼）和有損壓縮（如JPEG、MP3的原理），理解它們如何去除數據冗餘，減小存儲和傳輸成本。 信道編碼（糾錯編碼）: 介紹海明碼、捲積碼、裏德-所羅門碼等糾錯碼的工作原理，理解它們如何通過增加冗餘位來檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤，提高係統的可靠性。 數字調製解調: 講解如何將數字信號轉換為適閤在模擬信道中傳輸的模擬信號（調製），以及接收端如何將其恢復為數字信號（解調）。常見的調製方式如ASK、FSK、PSK、QAM等將被詳細介紹。 本部分還將涉及離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）以及快速傅裏葉變換（FFT）等重要的數學工具，理解它們在信號頻譜分析、濾波器設計等方麵的應用。 第三部分：信號處理的工程實踐——濾波器與變換 濾波器是數字信號處理中的基本工具，用於選擇或抑製特定頻率範圍內的信號分量。本部分將詳細介紹數字濾波器的設計與應用。我們將區分有限脈衝響應（FIR）濾波器和無限脈衝響應（IIR）濾波器，深入探討它們的結構、設計方法（如窗函數法、頻率采樣法、衝激不變法、雙綫性變換法）以及各自的優缺點。我們將通過實例展示如何根據具體需求設計低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 此外，我們還將介紹Z變換及其在離散時間係統分析中的重要作用。Z變換是將離散時間序列映射到復平麵的工具，它能夠方便地分析係統的穩定性、頻率響應和瞬態響應。我們將學習如何利用Z變換來分析和設計數字濾波器。 本部分還將觸及一些重要的信號變換，如短時傅裏葉變換（STFT）和Wigner-Ville分布，它們用於分析非平穩信號的時頻特性，在語音信號處理、雷達信號分析等領域有著廣泛的應用。 第四部分：嵌入式係統的核心——微控製器與通信 現代電子産品幾乎無一不嵌入微控製器（MCU），它們是實現各種功能的“大腦”。本部分將聚焦於嵌入式係統的核心——微控製器。我們將介紹微控製器的基本架構，包括CPU、存儲器（RAM、ROM、Flash）、輸入/輸齣（I/O）接口、定時器、中斷控製器等。 我們將深入瞭解常見的微控製器係列（如ARM Cortex-M係列、AVR係列、PIC係列等）的特點和應用。我們將講解如何通過編程來控製微控製器的外設，例如GPIO、ADC（模數轉換）、DAC（數模轉換）、PWM（脈衝寬度調製）、UART、SPI、I2C等通信接口。 在通信方麵，本部分將重點關注嵌入式係統之間以及嵌入式係統與外部設備之間的通信技術。我們將詳細介紹： 串行通信: 包括UART（通用異步收發器）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路總綫）等，理解它們的通信協議、時序和應用場景。 並行通信: 講解並行接口的特點和應用。 網絡通信: 介紹TCP/IP協議棧在嵌入式係統中的應用，如Ethernet、Wi-Fi、藍牙等通信模塊的使用，以及MQTT、HTTP等物聯網通信協議。 通過學習本部分，讀者將能夠理解嵌入式係統的軟硬件協同設計原理，並掌握利用微控製器實現智能設備和物聯網應用的基礎技能。 第五部分：前沿應用與發展趨勢 在掌握瞭數字係統、信號處理和嵌入式係統的基礎知識後，本部分將帶領讀者展望數字技術在各個領域的創新應用，並探討未來的發展趨勢。我們將介紹： 物聯網（IoT）: 深入探討物聯網的架構、關鍵技術（如傳感器、通信協議、雲平颱）以及在智慧傢居、智能交通、工業自動化等領域的實際應用案例。 人工智能（AI）與機器學習（ML）: 介紹AI和ML的基本概念，如神經網絡、深度學習，以及它們在圖像識彆、語音處理、自然語言處理等方麵的最新進展，並探討如何在嵌入式係統中實現輕量級的AI應用。 軟件定義無綫電（SDR）: 講解SDR的基本原理，如何通過軟件靈活地實現各種無綫通信功能，以及它在通信係統設計中的潛力。 數字孿生: 介紹數字孿生的概念、構建方法以及在工業製造、城市管理、醫療健康等領域的應用前景。 先進的信號處理技術: 探討自適應濾波、盲信號分離、譜估計等更高級的信號處理技術，以及它們在復雜環境下的應用。 本部分還將鼓勵讀者思考如何將所學知識融會貫通，解決實際工程中的挑戰，培養創新思維和解決復雜問題的能力。 本書力求內容全麵、深入淺齣，圖文並茂，並通過大量的實例分析，幫助讀者將理論知識與實踐技能相結閤。無論是初學者還是希望深入研究的專業人士，都能從中獲得寶貴的知識和啓發，為在快速發展的電子信息領域取得成功奠定堅實的基礎。