前言


MATLAB是Matrix和Laboratory两个词的组合，称为矩阵实验室，由美国MathWorks公司发布，主要面向科学计算、可视化以及交互式程序设计。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的窗口环境中，为科学研究、工程设计等众多科学领域提供了一种全面的解决方案。
MATLAB的各版本中主要包括MATLAB和Simulink两大部分。其中，MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理、图像处理、信号检测、金融系统建模与分析等领域。附加的工具箱扩展了MATLAB 的环境和功能，以解决特定应用领域内的科学计算和工程分析设计问题。

Simulink集成于MATLAB中，是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具，为各种时变系统，包括通信、控制、信号处理、视频和图像处理系统等都提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。Simulink能够将MATLAB算法引入仿真模型，也能将仿真结果导出到MATLAB中，以便做进一步分析处理。Simulink可以直接访问MATLAB大量的工具，以便进行算法研发和仿真分析、数据的可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义等。
本书基于最新的MATLAB R2020a版本，深入浅出地介绍了MATLAB和Simulink的相关知识，以期帮助读者尽快掌握MATLAB/Simulink的基本概念、使用方法及其在系统建模和仿真中的应用。本书的主要特点有： 
1. 逻辑性强、条理清晰
全书内容精心组织，各章内容联系紧密、条理清晰、深入浅出，并注重理实结合，突出实践能力的训练。
2. 例题丰富、步骤详尽
本书例题紧扣知识点，题目精心设计，解答步骤详尽，所有例题都在MATLAB R2020a和R2016a两个版本上调试通过。
3. 习题多样、便于教学
每章都提供了题型多样、数量充足的课后习题和实践练习题，便于复习巩固相关知识点，提升实践能力，方便进行课程教学设计和内容组织。

全书内容共分为两大部分，共8章。第1~5章是基本概念部分。其中，第1章简要介绍系统建模和仿真的基本概念； 第2章和第3章分别介绍MATLAB编程和Simulink模型仿真的基本概念和方法； 第4章介绍动态系统的数学模型，以及根据各种数学模型对动态系统进行编程和建模仿真的基本方法； 第5章介绍MATLAB中功能十分强大的子系统和S函数的基本概念及其实现方法。

第6~8章是具体应用部分。其中，第6章介绍MATLAB/Simulink在自动控制系统的辅助分析和设计中的应用； 第7章主要介绍利用MATLAB提供的相关函数、模块和应用程序APP进行数字滤波器的分析与设计的基本方法； 第8章主要介绍MATLAB/Simulink在通信系统的调制解调过程仿真和性能分析方面的应用。
为便于读者学习，本书配套提供了丰富的学习资源，读者可以扫描书中对应二维码在线学习或下载到自己的计算机学习。

■程序代码提供全书100多个案例的程序代码，这些程序代码均已通过验证调试。
■教学课件提供全书8章的教学课件，便于广大教师备课与教学。
■习题解答提供各章习题的参考答案，解答步骤详尽。
■微课视频提供与教材同步的教学视频，共计1000多分钟，覆盖全书90%以上的内容。

■教学大纲为相关课程任课教师撰写课程教学大纲参考，帮助自学读者明确内容的重点、难点及学习目标。
■实验大纲配合相关课程的实验教学。

为便于组织教学或自学，本书编者精心制作了教学课件，每章都提供了题型丰富的习题和实践练习题，可供相关课程和实验教学环节参考。所有习题都提供了参考解答，需要的读者可与清华大学出版社或者编者联系。
本书的出版得到了美国MathWorks公司图书出版计划的支持，并提供了最新的MATLAB R2020a试用版本，在此表示谢意。


向军2021年1月于西南交通大学