前言

MATLAB是MathWork公司开发的，目前已经发展成为国际上最流行，应用最广泛的科学计算软件之一。MATLAB软件具有强大的矩阵计算、数值计算、符号计算、数据可视化和系统仿真分析等功能，广泛应用于科学计算、信号处理与通信、图像处理、信号检测、控制设计、仿真分析、金融建模设计与分析等领域，也成为线性代数、高等数学、概率论与数理统计、数字信号处理、信号与系统、数字图像处理、自动控制原理、时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本教学工具。近些年来，MATLAB成为国内外众多高校本科生和研究生的课程，成为学生必须掌握的基本编程语言之一，也成为教师、科研人员和工程师进行教学、科学研究和生产实践的一个基本工具。

本书是以当今流行的MATLAB R2024a和Simulink为平台编写的，是作者十余年在高校从事MATLAB课程教学、课程改革、毕业设计指导和利用MATLAB进行科学研究基础上编写而成的，具有以下特点。

(1) 体现新工科和工程教育专业认证理念。以学生为中心，以案例式教学为手段，多学科交叉融合，培养学生用MATLAB解决复杂工程问题的能力。

(2) 内容排版合理科学。先基础后应用，先理论后实验，由浅入深，循序渐进地进行编排，便于读者学习和掌握MATLAB。

(3) 内容丰富，例题新颖。本书结合编者多年的MATLAB教学和使用经验，详细介绍MATLAB R2024a版本的基本内容，列举丰富的例题和应用实例，便于读者更好地掌握MATLAB各种函数和命令。

(4) 理论与应用有机结合。本书前7章介绍MATLAB和Simulink基础内容，每章最后一节都给出应用实例；  第8~10章详细介绍MATLAB在电子信息处理、控制系统和通信系统多学科中的应用。从而引导读者更好地应用MATLAB解决专业领域的实际应用问题。

(5) 理论教学与上机实验相配套。为了便于教师教学，本书提供配套的电子教案、所有例题和应用实例的源代码，以及所有图片；  为了便于读者学习和上机做实验，本书提供了所有例题的微课视频，以及MATLAB和Simulink基本内容的10个实验内容。

本书内容分三部分：  MATLAB/Simulink基础篇、MATLAB/Simulink应用篇和MATLAB/Simulink实验篇。MATLAB/Simulink基础篇包括：  第1章MATLAB语言概述，主要介绍MATLAB语言的发展、特点、环境、帮助系统、数据类型和运算符；  第2章MATLAB矩阵及其运算，主要介绍矩阵的创建、矩阵的修改、矩阵基本运算、矩阵分析、字符串、多维数组、结构数组和元胞数组；  第3章MATLAB程序结构和M文件，主要介绍MATLAB程序结构、M脚本文件、M函数文件和程序调试；  第4章 MATLAB数值计算，主要介绍多项式运算、数据插值、数据拟合、数据统计和数值计算；  第5章 MATLAB符号运算，主要介绍符号定义、符号运算、符号极限、符号微分和积分；  第6章 MATLAB数据可视化，主要介绍MATLAB二维曲线绘制、二维特殊图形绘制、三维曲线和曲面绘制；  第7章 Simulink仿真基础，主要介绍Simulink基本概念与操作、常用模块、模块编辑和Simulink仿真。MATLAB/Simulink应用篇主要包括：  第8章MATLAB在电子信息处理中的应用，主要介绍MATLAB在信号与系统、数字信号处理、数字图像处理和电子电路中的应用；  第9章 MATLAB在控制系统中的应用，主要介绍控制系统的模型、时序分析、频域分析、根轨迹分析和状态空间分析、极点配置和观测器设置，以及最优控制系统设计；  第10章 MATLAB在通信系统中的应用，主要介绍通信工具箱函数、信息的度量与编码、差错控制编/译码、模拟调制与解调、数字调制与解调和通信系统的性能仿真。MATLAB/Simulink实验篇包括第11章MATLAB/Simulink实验，主要介绍10个基本的MATLAB实验内容。

电子信息工程和电子科学与技术专业学生可以选择本书的第1~8章和第11章内容学习；  自动化和电气工程及其自动化专业可以选择本书的第1~7章、第9章和第11章内容学习；  通信工程和物联网工程专业学生可以选择第1~7章、第10章和第11章内容学习。建议授课学时为40或48学时。对于短课时(如32学时)低年级开的课程，可以讲授第1~7章基础内容以及第11章实验部分，应用部分可以留给学生自学。

本书第1~4章、第6章和第11章由徐国保编写，第7章和第9章由赵黎明编写，第5章和第10章由吴凡编写，第8章由郭磊编写。为了确保本书的质量，应用部分由教学经验丰富的相关专业任课教师编写。本书的编写思路与内容选择由编者集体讨论确定，全书由徐国保负责统稿和定稿。在本书的编写过程中，参考和引用了相关教材和资料，在此一并向教材和资料的作者表示诚挚的谢意。

为了便于学生学习，全书附有习题(81道习题)的参考答案和所有例题的源代码及微课视频(211个微课视频)。为了方便教师教学，本书配有教学课件(10章PPT)和所有图片(277幅图)素材、实验设计指导书(10个实验)电子版、教学大纲，以及授课计划等电子资源，欢迎选用本书作为教材的教师索取，索取邮箱：  xuguobao@126.com。

与本书第1版(2017年)相比，本书主要修订内容有：  (1)第1章更新了最新的MATLAB R2024a版安装环境；  (2)用MATLAB R2024a软件，更新了所有例题代码、结果以及图；  (3)为了便于读者学习，录制了所有例题的微课视频；  (4)更正书中个别错漏。参与本书修订工作的有徐国保、麦倩和赵桂艳。全书的软件代码更新和调试运行由麦倩负责，全书例题的微课视频录制由徐国保、赵桂艳和麦倩负责，全书由徐国保负责统稿、校稿和定稿。

由于编者的水平有限，书中难免存在不妥之处，欢迎使用本书的教师、学生和科技人员批评指正，以便再版时改进和提高。

编者2025年4月