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| 編輯推薦： |
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本书算法先进，集合了当今热点人工智能进行了相关研究，非常适合现阶段出版。
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| 內容簡介： |
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本书以MATLAB R2016a为平台，在讲解各种智能算法的过程中给出相应的实例。全书共分30章，主要介绍了控制系统设计应用、神经网络设计应用、数字图像处理算法分析及应用、通信系统的实际应用和数字信号处理技术等内容。本书可作为控制工程、通信工程、电子信息工程专业广大科研人员、学者、工程技术人员的参考书，也可作为从事高等教育的教师、高等院校的在读理工科学生及相关领域的科研人员用书。
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| 關於作者： |
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李晓东，男。2001年毕业于广西师范大学物理与电子学系，获得硕士学位。现佛山科学技术学院电子信息工程学院计算机系副教授，系主任。主要研究方向为人工智能，图像处理，模式识别等。发表论文15篇。作为主要参与人完成省部级项目3项并通过省部级鉴定。
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| 目錄：
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目录
第1章扩频通信系统的算法分析与实现1
1.1扩频通信系统的仿真1
1.2伪随机码的产生1
1.2.1M序列2
1.2.2伪随机数序列相关函数3
1.2.3Gold序列6
1.3直接序列扩频系统7
1.4利用MATLAB仿真演示直扩信号抑制余弦干扰8
1.5跳频扩频系统10
1.6BFSKFH系统性能仿真11
第2章图像的复原算法分析与实现15
2.1图像复原概述15
2.2图像的噪声16
2.3图像复原方法19
2.3.1复原的模型20
2.3.2无约束复原法20
2.3.3有约束复原法21
2.3.4复原法的评估21
2.4MATLAB图像的复原方法21
2.4.1逆滤波复原法21
2.4.2维纳滤波复原法23
第3章通信系统设计的MATLAB实现26
3.1设计通信系统的发射机26
3.1.1利用直接序列扩频技术设计发射机26
3.1.2利用IS-95前向链路技术设计发射机27
3.1.3利用OFDM技术设计发射机30
3.2设计通信系统的接收机32
3.2.1利用直接序列扩频技术设计接收机32
3.2.2利用IS-95前向链路技术设计接收机33
3.2.3利用OFDM技术设计接收机33
3.3通信系统的MATLAB实现34
第4章模拟滤波器算法分析与设计43
4.1模拟滤波器离散化分析43
4.1.1冲激响应不变法分析43
4.1.2双线性变换法分析44
4.2模拟滤波器的最小阶数选择46
4.2.1Butterworth模拟滤波器阶数选择函数46
4.2.2Chebyshev I型模拟滤波器阶数选择函数47
4.2.3Chebyshev II型模拟滤波器阶数选择函数47
4.3模拟滤波器的性能测试49
4.4模拟滤波器的设计52
4.4.1模拟滤波器设计步骤52
4.4.2模拟滤波器设计函数54
第5章神经网络模糊控制设计与应用62
5.1神经网络模糊控制器的结构62
5.2神经网络的特征63
5.3神经网络模糊控制器的应用65
5.3.1控制器66
5.3.2控制器自校正66
5.4神经模糊控制应用于洗衣机中67
5.4.1洗衣机的模糊控制68
5.4.2洗衣机的神经网络模糊控制器的设计69
第6章故障信号检测分析与实现73
6.1故障信号检测的理论分析73
6.2实验结果与分析75
6.2.1利用小波分析检测传感器故障75
6.2.2小波类型的选择对检测突变信号的影响78
6.3小波类型选择82
第7章现代控制系统算法分析与实现83
7.1可控性分析83
7.1.1连续系统的完全可控性83
7.1.2离散系统的可控性84
7.1.3连续系统的状态完全可控标准形式85
7.1.4连续系统的输出可控性87
7.2可观测性分析89
7.2.1线性离散系统的完全可观测性89
7.2.2连续系统的完全可观测性90
7.2.3连续系统的完全可观测标准形92
7.3系统的极点配置94
7.3.1极点配置的MATLAB函数94
7.3.2极点配置示例分析94
7.4系统状态观测器设计97
7.4.1状态观测器的MATLAB函数97
7.4.2状态观测器设计示例97
第8章数字图像的运算分析与实现100
8.1图像的点运算100
8.1.1线性点运算100
8.1.2分段线性点运算102
8.1.3非线性变换103
8.1.4直方图修正104
8.2图像的代数运算108
8.2.1图像加法运算108
8.2.2图像减法运算111
8.2.3图像乘法运算113
8.2.4图像除法运算114
第9章离散时间信号算法分析与实现116
9.1离散时间信号在MATLAB中的运算116
9.1.1离散时间信号的基本运算116
9.1.2离散时间系统的响应117
9.1.3离散时间系统的单位取样响应118
9.1.4离散时间信号的卷积和运算121
9.2信号抽样及抽样定理123
9.2.1信号抽样分析123
9.2.2抽样定理分析125
9.2.3信号重建分析126
第10章自组织神经网络的函数实现130
10.1创建函数130
10.2学习函数133
10.3竞争传递函数138
10.4初始化函数139
10.5距离函数139
10.6训练竞争层函数142
10.7绘图函数142
10.8结构函数143
第11章通信系统滤波器设计与实现145
11.1模拟滤波器MATLAB函数145
11.1.1设计模拟滤波器145
11.1.2切比雪夫II型滤波器147
11.1.3椭圆滤波器149
11.1.4Bessel滤波器150
11.1.5求模拟滤波器的最小阶151
11.1.6滤波器的传递函数154
11.2数字滤波器MATLAB函数159
11.2.1窗函数160
11.2.2数字滤波器频率响应函数162
11.3特殊滤波器MATLAB函数169
11.3.1rcosfir函数170
11.3.2rcosiir函数170
第12章控制系统根轨迹校正分析与实现172
12.1控制系统性能指标172
12.1.1性能指标的分类172
12.1.2二阶系统频域指标与时域指标的关系172
12.2校正基本概念173
12.2.1校正的概念173
12.2.2校正的方式173
12.3根轨迹校正法175
12.3.1根轨迹校正法串联超前校正175
12.3.2根轨迹的串联滞后校正178
12.3.3根轨迹的串联超前滞后校正182
第13章图像的几何运算分析与实现186
13.1齐次坐标186
13.2灰度插值187
13.2.1最近邻插值187
13.2.2双线性插值188
13.2.3双三次插值189
13.2.4MATLAB实现189
13.3图像平移190
13.4图像旋转193
13.5图像比例缩放195
第14章IIR滤波器设计与实现200
14.1从模拟滤波器设计IIR滤波器200
14.1.1冲激响应不变法200
14.1.2双线性变换法203
14.2IIR滤波器的设计方法206
14.2.1经典设计法206
14.2.2直接设计法209
14.3高通滤波器的设计212
14.3.1模拟低通-数字高通变换212
14.3.2数字低通-数字高通变换214
第15章自组织特征映射网络算法分析与应用215
15.1自组织特征映射网络模型215
15.2自组织特征映射网络结构217
15.3自组织特征映射网络设计217
15.3.1SOFM的构建217
15.3.2SOFM的训练218
15.4自组织特征映射网络应用220
15.4.1自组织特征映射网络在识别分类中的应用220
15.4.2SOFM在人口分类中的应用222
第16章模型预测控制设计与实现226
16.1系统辨识226
16.2广义预测控制227
16.2.1j步最优预测227
16.2.2Cz-1=1时的广义预测控制228
16.3MATLAB实现228
16.3.1对象参数已知时（GPC算法）228
16.3.2对象参数未知时（GPC自适应算法）231
16.3.3Cz-11时的广义预测控制234
第17章通信系统模拟线性调制算法分析与实现241
17.1双边带调幅与解调241
17.1.1双边带调幅241
17.1.2双边带解调244
17.2常规双边带调幅246
17.3抑制载波双边带调幅247
17.4单边带调幅与解调250
17.4.1希尔伯特变换250
17.4.2单边带调幅251
17.4.3单边带解调253
第18章控制系统频域校正分析与实现257
18.1频域响应校正法257
18.2频域法的串联超前校正257
18.2.1相位超前校正装置257
18.2.2超前校正设计方法258
18.3频域法的串联滞后校正261
18.3.1相位滞后校正装置261
18.3.2Bode图滞后校正设计方法261
18.4频域串联滞后超前校正265
18.4.1滞后超前校正装置265
18.4.2Bode图滞后超前校正设计方法266
18.5反馈校正270
第19章图像的编码算法分析与实现276
19.1图像压缩编码基础276
19.1.1图像压缩编码的必要性276
19.1.2图像压缩编码的可能性276
19.1.3图像压缩编码的性能指标277
19.1.4保真度准则的评价279
19.1.5压缩编码的分类280
19.2熵编码281
19.2.1哈夫曼编码281
19.2.2香农编码288
19.2.3算术编码290
第20章信号变换算法分析与实现294
20.1快速傅里叶变换294
20.1.1快速傅里叶变换的性质294
20.1.2快速傅里叶变换及其应用303
20.1.3运用快速傅里叶变换进行简单滤波307
20.2离散余弦变换309
20.3Chirp Z变换311
20.4离散希尔伯特变换313
第21章神经网络的最小方差自校正控制316
21.1神经网络控制结构316
21.1.1神经网络监督控制316
21.1.2神经网络预测控制317
21.1.3神经网络自适应评判控制318
21.2最小方差自校正控制319
21.2.1最小方差控制319
21.2.2最小方差间接自校正控制323
21.2.3最小方差直接自校正控制326
第22章BAM与BSB网络算法分析与实现330
22.1双向联想记忆神经网络330
22.1.1BAM网络结构与原理330
22.1.2能量函数与稳定性分析331
22.1.3BAM网络的权值设计332
22.1.4BAM网络的应用333
22.2盒中脑模型网络334
22.2.1盒中脑模型的描述335
22.2.2盒中脑模型的实现335
第23章滤波器设计原理和实现方法338
23.1自适应滤波器338
23.1.1自适应滤波器设计原理338
23.1.2自适应滤波器在MATLAB中的应用339
23.2格型滤波器342
23.2.1全零点格型滤波器342
23.2.2全极点格型滤波器345
23.2.3零极点的Lattice结构345
23.3线性预测滤波器346
23.3.1线性预测滤波器模型346
23.3.2线性预测滤波器设计349
第24章基于形态学的图像处理技术354
24.1数学形态学概述354
24.2数学形态学的基本概念355
24.3数学形态学的分类355
24.3.1二值形态学355
24.3.2灰度数学形态学356
24.3.3模糊数学形态学356
24.4形态学的基本运算357
24.4.1边界像素358
24.4.2结构元素358
24.4.3膨胀与腐蚀362
24.4.4开运算与2
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前 言
计算智能（Computational Intelligence，CI）是借助自然界（生物界）规律的启示，根据其规律，设计出求解问题的算法。物理学、化学、数学、生物学、心理学、生理学、神经科学和计算机科学等学科的现象与规律都可能成为计算智能算法的基础和思想来源。然而计算智能的这些不同研究领域各有其特点，虽然它们具有模仿人类和其他生物智能的共同点，但是在具体方法上存在一些不同点。例如，人工神经网络模仿人脑的生理构造和信息处理过程，模拟人类的智慧；模糊逻辑（模糊系统）模仿人类语言和思维中的模糊性概念，模拟人类的智慧；进化计算模仿生物进化过程和群体智能过程，模拟大自然的智慧。
目前，计算智能算法在国内外得到广泛的关注，已经成为人工智能及计算机科学的重要研究方向。计算智能还处于不断发展和完善的过程中，目前还没有牢固的数学基础，国内外众多研究者也在不断的探索中前进。计算智能技术在自身性能的提高和应用范围的拓展中不断完善。计算智能的研究、发展与应用，无论是研究队伍的规模、发表的论文数量，还是网上的信息资源，发展速度都很快，已经得到了国际学术界的广泛认可，并且在优化计算、模式识别、图像处理、自动控制、经济管理、机械工程、电气工程、通信网络和生物医学等多个领域取得了成功的应用，应用领域涉及国防、科技、经济、工业和农业等各个方面。
MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一，它以强大的科学计算与可视化功能及简单易用、开放式的可扩展环境，成为许多科学领域计算机辅助设计和分析、算法研究和应用开发的基本工具与首选平台。MATLAB被广泛地应用，被认为是能够有效提高工作效率、改善设计手段的工具软件，掌握了MATLAB就像掌握了开启这些专业领域大门的钥匙。
MATLAB是一个高级矩阵阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出、面向对象编程等特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言基于最为流行的C语言，因此语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员的数学表达式书写格式，更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。
Simulink是MATLAB的一个工具包，其建模与一般程序建模相比更为直观，操作也更为简单，不必记忆各种参数、命令的用法，用鼠标就能完成非常复杂的工作。Simulink不但支持线性系统仿真，还支持非线性系统仿真，不但支持连续系统仿真，还支持离散系统甚至混合系统仿真。
本书以MATLAB R2016a为平台，主要介绍了控制系统算法、神经网络设计算法、数字图像处理算法分析及应用、通信系统算法应用和数字信号处理技术算法等内容。书中结合各种实际算法的实例，详细介绍了借助MATLAB进行算法分析、设计的方法与过程。本书具有以下特点。
（1）内容翔实，实用性强。书中每介绍一个案例都给出了详细说明，使读者能快速掌握MATLAB在具体案例中的应用。
（2）本书中大量的例题均选自国内高校广泛使用的经典教材与考研辅导用书，极具典型性与参考价值，还可供读者上机进行实践训练或实验使用。
（3）本书力求文字叙述清楚，概念阐述准确，深入浅出，通俗易懂，方便自学。
本书取材先进实用，讲解深入浅出，各章均有大量用MATLABSimulink实现的仿真实例，便于读者掌握和巩固所学知识。
通过本书的学习，读者不仅可以全面掌握MATLAB编程和开发技术，还可以提高快速分析和解决实际问题的能力，从而能够在最短的时间内，以最好的效率解决实际工作中遇到的问题，提升工作效率。
本书主要由李晓东编著，参加编写的还有赵书兰、刘志为、栾颖、王宇华、吴茂、方清城、邓奋发、何正风、丁伟雄、李娅、辛焕平、杨文茵、顾艳春和张德丰。
本书可作为控制工程、通信工程、电子信息工程专业广大科研人员、学者、工程技术人员的参考书，也可作为从事高等教育的教师、高等院校的在读理工科学生及相关领域的科研人员用书。
由于时间仓促，加之作者水平有限，所以错误和疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域的专家和广大读者的批评指正。
编 著 者
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