课程概述

   MATLAB语言是一种目前世界上最为流行的科学计算语言，它的特点是能够快速地完成诸如矩阵运算、微分、寻优等计算任务。由于它配备了很多应用领域的专业工具箱,诸如金融、信号处理、图像处理、神经网络、嵌入式系统、仿真建模等，而且每个工具箱都包含了该应用领域最常用的算法和函数，所以用户使用起来十分方便。

　　仿真建模的主要目的是不用以实物的方式就可以预先演练或试验某种算法的可行性。例如，飞船发射所需要的各种参数设置问题，蹦极时为保证使用者安全而必须考虑的蹦极高度、绳索的弹性参数等问题。如果这些试验以实物的方式进行，无疑会大大耗费人力、物力，而且还不能保证实验成功，但换种方法，通过数学建模和实验室仿真，就可以快速地找到所需要的各种参数了。MATLAB专门提供了仿真建模工具箱，工具箱包含众多仿真模块库。用户只需图形化的方式就能完成比较复杂的仿真过程。

　　由于课程具有很强的实践性，学生需要通过MATLAB软件与Simulink工具箱完成诸如矩阵计算、数值分析、编程、绘图、仿真建模等实践内容，才能更充分地理解和吸收所学知识、提高学生的软件使用水平和仿真建模能力,为以后从事电子、系统控制、通信、信号处理等领域的研发工作提供一种实用的工具和技术。

　　通过这门课的学习，学生不仅能够熟练地运用MATLAB语言进行科学计算，还能够熟练地利用Simulink仿真工具完成系统的建模与分析。通过本课程的学习，希望学生获得一种从专业问题中抽象出数学模型并进而运用MATLAB语言或Simulink工具去求解的思维方法，训练综合运用语言和专业知识去解决问题的能力，而这对培养学生的创新能力和实践能力有很大的促进作用。

    该课程针对通识选修类、电子信息类或计算机科学与技术类的本科生和研究生而编写，定位于培养既有一定的理论基础、又有一定的实践能力的工程应用人才。

        与目前的同类教材相比，其创新点主要有：

       (1)同时兼顾理论深度和应用实践，定位于培养拥有一定理论基础的工程型人才。

       (2)将实际项目写入教材，且贯穿始终，能让学生对仿真建模与MATLAB语文在实际项目中的应用有直观的、完整的了解。 

证书要求

（1）)认真完成每节课程的学习作业；

（2）在讨论区的提问数或回答他人问题个数超过20个（问题需涵盖70%以上的教学内容，即不能只针对一两个章节进行提问）；

（3）完成两个大作业中的一个。


预备知识

安装相应的MATLAB软件(建议2018以后版本)。

授课大纲

第一章　MATLAB入门

第一节 MATLAB简介

第二节 MATLAB的开发环境

第三节 MATLAB的帮助

第二章 MATLAB的数据与类型

第一节 数据的基本概念

第二节 数据的类型

第三节 数据类型的相互转换

第三章 数组与矩阵运算

第一节 数组的创建

第二节 特殊数组的创建

第三节 数组的大小和对数组的访问

第四节 数组的组合、扩充、重组

第五节 数组的运算

第四章 MATLAB的程序设计

第一节　编程注意事项与符号说明

第二节　输入和输出数据

第三节　if选择结构

第四节　switch选择结构

第五节　循环结构

第六节　函数的编写

第七节　主函数与子函数

第八节　程序的优化

第九节　实例讲解

第五章　MATLAB的数值计算

第一节　多项式的计算

第二节　插值计算

第三节　曲线拟合

第四节　数据分析和统计

第五节　概率统计

第六节　数值积分

第七节　数值微分

第六章　MATLAB的文件读取

第一节 Excel数据表的读取

第二节 数据统计分析小实例

第三节 对图像文件的操作

第四节 对音频文件的操作

第五节 对视频文件的操作

第六节 对ASCII文件的操作

第七节 用低端的I/O函数操作文件

第八节 查找关键字实例

第七章 MATLAB的绘图

第一节 基本的二维绘图plot命令

第二节 多图绘制

第三节 图形属性的设置

第四节 图形的辅助说明

第五节 特殊的二维绘图命令

第六节 三维绘图命令

第七节 三维绘图的修饰

第八章 人机交互界面的设计

第一节 预备知识

第二节 按钮与编辑框

第三节 利用滑块输入数据

第四节 利用轴输出图形

第五节 菜单编辑器

第六节 单选按钮和复选框、面板和按钮组

第七节 预定义对话框

第八节 列表框和下拉菜单

第九节 表

第十节 设计工具栏的快捷按钮

第十一节 成绩管理系统其它功能的设计与实现

第九章 Simulink概述

第一节 启动与建立模型

第二节 建立模型

第三节 查看仿真结果

第四节 仿真参数设置

第十二章 子系统

第一节 子系统的建立

第二节 子系统的基本操作

第三节 封装子系统

第四节 使用和修改子系统

第五节 建立模块库

第六节 在浏览器中加入自建库

第七节 库模块与引用块的关联

第八节 系统的子系统模块库

第十章 常用模块库及导入导出

第一节 常用模块库

第二节 信源库及数据的导入

第三节 信宿库及数据的导出

第四节 User_Defined库

第十一章 动态系统的仿真

第一节 连续系统的仿真

第二节 蹦极系统的仿真

第三节 弹簧-质点的阻尼运动仿真实例

第四节 离散系统的仿真

第五节 命令行仿真

参考资料

(一)教材：

仿真建模与MATLAB实用教程，潘巍著，清华大学出版社

(二)参考书目：

1、《MATLAB图像处理实例详解（清华大学出版社，杨丹、赵海滨、龙哲等编）,2013

2、《MATLAB图像与视频处理实用案例详解》（电子工业出版社，刘衍琦、詹福宇编）,2015

3、《MATLAB统计分析与应用：40个案例分析》（北京航空航天大学出版社，谢中华编）,2010

4、《MATLAB高效编程技巧与应用：25个案例分析》（北京航空航天大学出版社，吴鹏编）,2010