精通MATLAB R2011a

第1章  基礎準備及入門11.1MATLAB的安裝和工具包選擇11.2Desktop操作桌面的啟動21.2.1MATLAB的啟動21.2.2Desktop操作桌面簡介21.3Command Window運行入門31.3.1Command Window指令窗簡介31.3.2最簡單的計算器使用法31.3.3數(shù)值、變量和表達式51. 數(shù)值的記述52. 變量命名規(guī)則53. MATLAB默認的數(shù)學常數(shù)54. 運算符和表達式75. 面向復數(shù)設計的運算——MATLAB特點之一86. 面向數(shù)組設計的運算——MATLAB特點之二111.4Command Window操作要旨141.4.1指令窗的顯示方式141. 默認的輸入顯示方式142. 運算結果顯示143. 顯示方式的永久設置151.4.2指令行中的標點符號151.4.3常用控制指令171.4.4指令窗中指令行的編輯171.5歷史指令窗(Command History)181.5.1Command History歷史指令窗簡介181.5.2歷史指令的再運行191.6當前目錄瀏覽器（Current Directory）、路徑設置器和文件管理191.6.1當前目錄瀏覽器簡介201.6.2用戶目錄和當前目錄設置211.6.3MATLAB的搜索路徑211.6.4MATLAB搜索路徑的擴展221. 何時需要修改搜索路徑222. 利用設置路徑對話框修改搜索路徑223. 利用指令path設置路徑221.7工作空間瀏覽器和變量編輯器231.7.1工作空間瀏覽器和變量可視化231.7.2工作空間的管理指令251. 查詢指令who及whos252. 從工作空間中刪除變量和函數(shù)的指令clear253. 整理工作空間內存碎片的指令pack251.7.3Variable Editor變量編輯器261.7.4數(shù)據(jù)文件和變量的存取261. 借助工作空間瀏覽器產(chǎn)生保存變量的MAT文件262. 借助輸入向導Import Wizard向工作空間裝載變量263. 存取數(shù)據(jù)的操作指令save和load271.8Editor/Debugger和腳本編寫初步281.8.1Editor/Debugger M文件編輯器簡介281.8.2M腳本文件編寫初步291.9幫助系統(tǒng)及其使用301.9.1幫助體系的三大系統(tǒng)301.9.2常用幫助指令301. 函數(shù)搜索指令302. 詞條搜索指令311.9.3Help 幫助瀏覽器321. 幫助瀏覽器的導出322. 幫助瀏覽器界面簡介323. 幫助瀏覽器默認顯示的利用34第2章數(shù)值數(shù)組及向量化運算392.1數(shù)值數(shù)組的創(chuàng)建和尋訪392.1.1一維數(shù)組的創(chuàng)建391. 遞增/減型一維數(shù)組的創(chuàng)建392. 其他類型一維數(shù)組的創(chuàng)建402.1.2二維數(shù)組的創(chuàng)建411. 小規(guī)模數(shù)組的直接輸入法412. 中規(guī)模數(shù)組的數(shù)組編輯器創(chuàng)建法413. 中規(guī)模的M文件創(chuàng)建法424. 利用MATLAB函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組432.1.3二維數(shù)組元素的標識和尋訪451. 數(shù)組的維數(shù)和大小452. 數(shù)組的標識和尋訪462.1.4數(shù)組的擴縮和特殊操作471. 數(shù)組的擴充和收縮472. 數(shù)組的特殊操作493. 數(shù)組操作函數(shù)512.2數(shù)組運算522.2.1數(shù)組運算的由來和規(guī)則521. 函數(shù)關系數(shù)值計算模型的分類522. 提高程序執(zhí)行性能的三大措施523. 數(shù)組運算規(guī)則524. 數(shù)組運算符及數(shù)組運算函數(shù)532.2.2數(shù)組運算和向量化編程542.2.3數(shù)組特殊運算指令匯總572.3高維數(shù)組592.3.1高維數(shù)組的創(chuàng)建592.3.2高維數(shù)組的孤維刪除612.3.3高維數(shù)組的維度重排622.4“非數(shù)”和“空”數(shù)組642.4.1非數(shù)NaN642.4.2“空”數(shù)組662.5關系操作和邏輯操作672.5.1關系操作672.5.2邏輯操作692.5.3常用邏輯函數(shù)71第3章字符串、胞元和構架數(shù)組723.1MATLAB的數(shù)據(jù)類型723.2字符串數(shù)組733.2.1串數(shù)組的屬性和標識733.2.2復雜串數(shù)組的創(chuàng)建751. 多行字符串數(shù)組的創(chuàng)建752. 利用胞元數(shù)組創(chuàng)建復雜字符串773.2.3串轉換函數(shù)783.2.4串操作函數(shù)823.3胞元數(shù)組823.3.1胞元數(shù)組的創(chuàng)建和顯示831. 胞元標識尋訪和內容編址尋訪的不同832. 胞元數(shù)組的創(chuàng)建和顯示833.3.2胞元數(shù)組的擴充、收縮和重組843.3.3胞元數(shù)組內容的獲取和配置853.3.4胞元與數(shù)值數(shù)組之間的轉換873.3.5對胞元數(shù)組運算的cellfun指令883.3.6胞元數(shù)組的操作函數(shù)匯總903.4構架數(shù)組903.4.1構架數(shù)組的創(chuàng)建和顯示911. 直接創(chuàng)建法及顯示912. 利用構造函數(shù)創(chuàng)建構架數(shù)組923.4.2構架數(shù)組域中內容的調取和設置933.4.3構架數(shù)組的擴縮、域的增刪和域名重排963.4.4構架數(shù)組和胞元數(shù)組之間的轉換973.4.5對構架域運算的structfun和arrayfun指令1003.4.6構架數(shù)組的操作函數(shù)匯總102
第4章數(shù)值計算1034.1MATLAB的浮點數(shù)體系1034.2數(shù)值微積分1044.2.1數(shù)值極限1044.2.2數(shù)值差分1064.2.3數(shù)值積分（Numerical Integration）1081. 一元函數(shù)積分（Quadrature）1082. 樣條法求一元數(shù)值積分1123. 用SIMULINK求一元數(shù)值積分1124.2.4多重數(shù)值積分1131. 常限重積分1132. 變限重積分1144.3矩陣分析1174.3.1矩陣運算和特征參數(shù)1171. 矩陣運算1172. 矩陣的標量特征參數(shù)1184.3.2奇異值分解和矩陣結構1191. 奇異值分解1192. 與奇異值相關的矩陣結構1194.4特征值分解和矩陣函數(shù)1234.4.1特征值分解問題1234.4.2矩陣的譜分解和矩陣函數(shù)1254.5解線性方程1264.5.1求解線性方程的相關指令1274.5.2線性方程矩陣除解法1274.5.3線性二乘問題的解1294.5.4一般代數(shù)方程的解1304.6隨機數(shù)的產(chǎn)生及其特征描述1334.6.1隨機數(shù)的產(chǎn)生及重現(xiàn)控制1331. 默認全局隨機流的簡明管理指令1332. 三種基本隨機數(shù)發(fā)生指令1343. 用戶隨機流的創(chuàng)建和使用1364. 隨機流的重現(xiàn)控制1405. 獨立隨機數(shù)序列和隨機流的產(chǎn)生1436. 隨機數(shù)重現(xiàn)控制舊版指令的使用建議1484.6.2數(shù)據(jù)樣本分布可視化描述1494.6.3隨機分布的數(shù)字特征及其統(tǒng)計量1501. 隨機分布的中心位置統(tǒng)計量1502. 隨機分布的聚散度統(tǒng)計量1513. 斜度和峭度高階統(tǒng)計量1524.7多項式運算和卷積1574.7.1多項式的運算函數(shù)1571. 多項式表達方式的約定1572. 多項式運算函數(shù)1574.7.2卷積1611. 兩有限長序列的卷積1612. 有限長序列與無限長序列的卷積1644.8多項式擬合和非線性最小二乘1654.8.1線性擬合和最小二乘1654.8.2多項式擬合1664.8.3非線性最小二乘擬合1721. 偽線性化處理1722. 非線性最小二乘擬合1724.9插值和樣條1764.9.1一維插值1764.9.2高維函數(shù)的插值1794.9.3樣條插值1814.9.4樣條函數(shù)的應用1831. 樣條函數(shù)的微積分1832. 樣條函數(shù)的零點和最小值1864.10 Fourier分析1914.10.1快速Fourier變換和逆變換指令1914.10.2連續(xù)時間函數(shù)的Fourier級數(shù)展開1921. 展開系數(shù)的積分求取法1922.  Fourier級數(shù)與DFT之間的數(shù)學聯(lián)系1933. MATLAB算法實現(xiàn)1934.10.3利用DFT計算連續(xù)函數(shù)Fourier變換CFT2011. CFT與DFT之間的數(shù)學聯(lián)系2012. MATLAB算法實現(xiàn)2024.11常微分方程2054.11.1常微分方程初值問題的解算2051. 求解初值問題的思路2052. 解算指令的調用格式2063. 解算指令的屬性及其設置2074. 嵌套函數(shù)法傳遞解算參數(shù)2095. 匿名函數(shù)法傳遞解算參數(shù)2136. 帶事件設置的微分方程解算2154.11.2常微分方程的邊值問題解2181. bvp4c求解邊值問題的思路2192. 求解邊值問題的配套指令2203. 求解含未知參數(shù)的邊值問題2224.12最小值優(yōu)化問題2274.12.1MATLAB最小值優(yōu)化指令概述2274.12.2單變量局域優(yōu)化指令fminbnd2284.12.3多變量無約束局域優(yōu)化指令fminsearch2324.12.4多變量約束局域優(yōu)化指令fmincon2364.12.5GlobalSearch實施的全域優(yōu)化242
第5章符號計算2505.1符號對象的產(chǎn)生和識別2505.1.1基本符號對象的創(chuàng)建2501. 定義符號數(shù)字和符號常數(shù)2. 定義基本符號變量2513. 定義元符號表達式2515.1.2符號計算中的算符和函數(shù)指令2521. 符號計算中的算符2522. 符號計算中的函數(shù)指令2525.1.3符號對象、變量、自由變量的識別2531. 符號對象的識別2532. 符號變量及自由變量的認定2545.1.4符號運算機理和變量假設2591. 符號運算的工作機理2592. 對符號變量的限定性假設2593. 清除變量和撤銷假設2605.1.5符號幫助及其他常用指令2631. 符號運作的幫助體系2632. 服務于符號運算的其他指令2675.2數(shù)字類型轉換及符號表達式操作2685.2.1數(shù)字類型及轉換2681. 三種數(shù)字類型及轉換指令2682. 雙精度數(shù)字向符號數(shù)字轉換2693. 符號數(shù)字向雙精度數(shù)字轉換2744. 符號數(shù)字的任意精度表達形式2755.2.2符號表達式的簡化操作2775.2.3表達式中的置換操作2801. 公因子法簡化表達2802. 通用置換指令2825.3符號微積分2855.3.1極限和導數(shù)的符號計算2855.3.2序列/級數(shù)的符號求和2905.3.3符號積分2915.4微分方程的符號解法2955.4.1符號解法和數(shù)值解法的互補作用2955.4.2求微分方程符號解的一般指令2955.4.3微分方程符號解示例2965.5符號變換和符號卷積2995.5.1Fourier變換及其反變換2995.5.2Laplace變換及其反變換3035.5.3Z變換及其反變換3055.5.4符號卷積3085.6符號矩陣分析和代數(shù)方程解3095.6.1符號矩陣分析3095.6.2線性方程組的符號解3105.6.3一般代數(shù)方程組的解3115.7符號算法的綜合應用3135.7.1三維根軌跡和數(shù)據(jù)探索3135.7.2代數(shù)狀態(tài)方程求符號傳遞函數(shù)3191. 結構框圖的代數(shù)狀態(tài)方程解法3202. 信號流圖的代數(shù)狀態(tài)方程解法3223. 多輸入、多輸出系統(tǒng)傳遞矩陣的求取3245.8符號計算結果的可視化3265.8.1直接可視化符號表達式3261. 單獨立變量符號函數(shù)的可視化3272. 雙獨立變量符號函數(shù)的可視化3295.8.2符號計算結果的數(shù)值化繪圖3305.8.3可視化與數(shù)據(jù)探索3325.9符號計算資源的數(shù)值環(huán)境應用3355.9.1符號表達式、串操作及數(shù)值計算M碼間的轉換3355.9.2符號工具包資源表達式轉換成M碼函數(shù)3371. 轉換指令matlabFunction3372. 把符號包資源轉換成M碼函數(shù)的示例3383. 把MuPAD資源轉換為M碼函數(shù)的示例3445.9.3用符號表達式創(chuàng)建Simulink用戶模塊3451. 轉換指令emlBlock3452. 把符號包資源轉換為Simulink模塊的示例3465.10MuPAD資源的深層利用3495.10.1借助mfun調用MuPAD特殊函數(shù)3495.10.2直接調用MuPAD的函數(shù)3521. 非mfunlist列表MuPAD函數(shù)的調用步驟3532. 借助evalin運行MuPAD函數(shù)3533. 借助feval運行MuPAD函數(shù)356
第6章數(shù)據(jù)可視及探索3596.1引導3596.1.1離散數(shù)據(jù)和離散函數(shù)的可視化3596.1.2連續(xù)函數(shù)的可視化3606.1.3可視化的一般步驟3621. 繪制二維圖形的一般步驟3622. 繪制三維圖形的一般步驟3636.2二維線圖及修飾操作3646.2.1基本指令plot的調用格式3651. 基本調用格式3652. 衍生調用格式3663. 帶屬性設置的調用格式3676.2.2坐標控制和圖形標識3691. 坐標軸的控制3692. 分格線和坐標框3713. 圖形標識指令3714. 標識字符的精細控制3726.2.3多次疊繪、雙縱坐標和多子圖3751. 多次疊繪3752. 雙縱坐標圖3763. 多子圖3776.3三維繪圖及修飾操作3786.3.1三維線圖指令plot33786.3.2三維曲面/網(wǎng)線圖指令3791. 基本調用格式3792. 衍生調用格式3803. 色圖colormap3814. 濃淡處理shading3816.3.3視點控制和圖形的旋動3821. 視點控制view3822. 圖形旋動rotate3836.3.4光照、材質和透視3841. 光照light3842. 材質處理material3843. 透明處理3866.3.5消隱、鏤空和裁切3901. 網(wǎng)線的消隱3902. 圖形的鏤空3903. 圖形的裁切3916.4高維可視化3926.4.1二維半圖線3926.4.2準四維表現(xiàn)3936.4.3四維切片及等位線3946.5動態(tài)圖形3966.5.1高層指令生成動態(tài)圖形3961.  彗星狀軌跡圖3962. 色圖的變幻3973. 影片動畫3976.5.2低層指令生成實時動畫3986.6特殊圖形指令4016.6.1彩色份額圖4011. 面域圖area4012. 直方圖bar, barh, bar3, bar3h4023. 餅圖pie, pie34026.6.2有向線圖4026.6.3多面體異形圖4031. 德洛奈三角剖分和Voronoi圖4032. 填色圖fill,fill34043. 不規(guī)則數(shù)據(jù)的網(wǎng)線圖和曲面圖4054. 彩帶圖ribbon4066.6.4散點圖scatter和plotmatrix4076.6.5泛函繪圖指令fplot4086.7圖像4096.7.1圖像的類別和顯示4106.7.2圖像的讀寫4116.8圖形窗的編輯探索功能4146.8.1圖形窗的結構4141. 圖形窗的功能分區(qū)4142. 圖形窗工具條4153. 主要構件與對應菜單4166.8.2指令鼠標混合操作生成繪圖文件4186.8.3數(shù)據(jù)探針4226.8.4數(shù)據(jù)刷4246.8.5數(shù)據(jù)鏈和數(shù)據(jù)聯(lián)動427第7章M文件和函數(shù)句柄4327.1M碼編程的基本構件4327.2MATLAB的數(shù)據(jù)流控制4347.2.1for循環(huán)和while循環(huán)控制4341. 循環(huán)結構的基本形式4342. 輔助控制指令continue和break4387.2.2if?elseif?else條件分支控制4407.2.3switch?case切換多分支控制4427.2.4try?catch容錯控制4437.2.5編程用的其他指令4461. return返回和pause暫定4462. error出錯信息和warning警告4473. 與鍵盤交互指令input和keyboard4477.3M文件和P文件4487.3.1M文件4481. M腳本文件4482. M函數(shù)文件4497.3.2P碼文件的創(chuàng)建、查詢和清除4527.4MATLAB的函數(shù)類別4537.4.1主函數(shù)和子函數(shù)4547.4.2匿名函數(shù)4567.4.3嵌套函數(shù)4567.5函數(shù)句柄4587.5.1函數(shù)作用域和優(yōu)先等級4587.5.2函數(shù)句柄的創(chuàng)建4591. 直接函數(shù)句柄的創(chuàng)建法4592. 匿名函數(shù)句柄的創(chuàng)建法4597.5.3函數(shù)句柄的調用格式4601. 直接函數(shù)句柄調用格式4602. 匿名函數(shù)句柄調用格式4607.5.4觀察函數(shù)句柄的內涵4617.6泛函演算指令4627.6.1eval4627.6.2feval4647.6.3內聯(lián)對象4657.7變量的使用域和跨內存交換4667.7.1輸入輸出檢測指令4667.7.2“變長度”輸入輸出量4677.7.3局域變量、全域變量和持存變量4717.7.4跨內存計算及賦值4721. 跨內存計算串表達式4722. 跨內存賦值4747.8編輯調試器的應用深入4757.8.1詞串彩化和定界符匹配提示4751. 詞串彩化4752. 定界符匹配提示4757.8.2M?Lint代碼分析器4771. 檢測信息的界面靜態(tài)標識4772. 詳細檢測信息的鼠標動態(tài)獲取4787.8.3M文件調試器4791. 直接調試法4802. 交互式調試器的界面4803. 調試器應用示例482
第8章Simulink交互式仿真4868.1引導4868.1.1Simulink模型本質和一般結構4868.1.2創(chuàng)建塊圖模型的方法和基本環(huán)境4878.2連續(xù)系統(tǒng)建模4908.2.1微分方程建模和積分模塊4901. 微分方程塊圖模型的創(chuàng)建和操作細節(jié)4902. 創(chuàng)建微分方程的向量化塊圖模型4983. 積分模塊5018.2.2狀態(tài)空間建模5031. 狀態(tài)空間模塊及其建模應用5032. 模型內存和模型瀏覽器5068.2.3傳遞函數(shù)建模及模型內存的操控5101. 單位脈沖信號的近似實現(xiàn)5102. 傳遞函數(shù)模塊和非零初始系統(tǒng)建模5108.3子系統(tǒng)和分層模型5138.3.1創(chuàng)建簡裝子系統(tǒng)的套裝法5148.3.2創(chuàng)建簡裝子系統(tǒng)的容器法5218.3.3精裝子系統(tǒng)和裝幀編輯器5238.4使能觸發(fā)子系統(tǒng)5318.4.1使能子系統(tǒng)5311. 子系統(tǒng)結構和工作原理5312. 子系統(tǒng)非狀態(tài)輸出的兩種形態(tài)5333. 子系統(tǒng)狀態(tài)輸出的四種形態(tài)5378.4.2觸發(fā)子系統(tǒng)5391. 子系統(tǒng)的結構和工作原理5392. 子系統(tǒng)的三種觸發(fā)方式5418.5Simulink的控制流5448.5.1For環(huán)5448.5.2While環(huán)5488.5.3If?else條件轉向和信號合成5518.6離散時間系統(tǒng)和混合系統(tǒng)5548.6.1單位延遲模塊和差分方程建模5551. 單位延遲模塊5552. 差分方程的標量法建模5553. 差分方程組的向量建模法5588.6.2離散積分模塊和混合系統(tǒng)5591. 離散時間積分模塊5592. 混合系統(tǒng)的s變量替換法5608.6.3多速率系統(tǒng)的色彩標識5628.7Simulink的分析工具5638.7.1模型和模塊信息的獲取5631. 模型狀態(tài)及輸入輸出特征的獲取5632. 模型/模塊參數(shù)的指令獲知和設置5668.7.2用Sim指令運行Simulink模型5681. 運行塊圖模型的sim指令5682. sim指令的參數(shù)名/值設置法5693. sim指令的參數(shù)構架設置法 5708.7.3模型的線性化問題5721. 線性化的數(shù)學描述5722. 模型線性化5738.7.4系統(tǒng)平衡點和普通狀態(tài)軌線圖5778.7.5M碼和Simulink模型的綜合運用5801. 單步仿真和精良狀態(tài)軌線圖5802. 仿真模型和優(yōu)化指令的協(xié)調5838.8數(shù)值計算方面的考慮5868.8.1微分方程解算器Solver5861. ode45和ode23運作機理簡要5862. ode113運作機理簡要5873. ode15s和ode23s運作機理簡要5874. 不同解算器解Stiff方程的表現(xiàn)5878.8.2積分步長和容差5891. 積分步長的選擇5891. 計算容差的選擇5908.8.3代數(shù)環(huán)問題5908.9S函數(shù)模塊的創(chuàng)建和應用5948.9.1S函數(shù)概述5948.9.2S函數(shù)模塊及其運作機理5958.9.3M碼S函數(shù)5961. 兩個級別的M碼S函數(shù)5962. 對二級M碼S函數(shù)模版的注釋5963. 二級M碼S函數(shù)模塊設計示例599
第9章圖形用戶界面(GUI)6059.1設計原則和一般步驟6059.1.1設計原則6059.1.2一般制作步驟6069.2借助GUIDE創(chuàng)建GUI6069.2.1GUIDE6071. GUIDE的啟動6072. Preferences設置對版面編輯器的影響6073. GUIDE的功能分區(qū)6084. 待設計用戶界面的性狀預設6095. 設計區(qū)的坐標參照和位置編排器6106. 控件組件屬性值的初始設置6127. 創(chuàng)建界面的文件保存和重命名6149.2.2控件的運作機理及創(chuàng)建6151. 各控件的運作機理6152. 常需設置的控件通用屬性6229.2.3GUI的創(chuàng)建示例6231. 二階系統(tǒng)階躍響應演示界面6232. 多指令輸入的演示界面6349.2.4界面菜單和工具圖標的創(chuàng)建6391. 標準菜單條和工具條的配置6392. 定制菜單的創(chuàng)建和變量handles的觀察6423. 現(xiàn)場菜單創(chuàng)建和Tag屬性應用6469.3全手工編程創(chuàng)建GUI6509.3.1采用M腳本文件創(chuàng)建用戶界面6519.3.2采用嵌套函數(shù)創(chuàng)建用戶界面655附錄ANotebook658A.1Notebook的配置和啟動658A.1.1Notebook的配置658A.1.2Notebook的啟動6581. 創(chuàng)建新的Mbook文件6582. 打開已有的Mbook文件660A.2Mbook模板的使用660A.2.1輸入細胞（群）的創(chuàng)建和運行6601. 細胞（群）6602. 基本操作6613. 輸入細胞（群）操作示例661A.2.2Notebook菜單的其他選項6632. 整個Mbook文件的運行6633. 刪去Mbook 文件所有輸出細胞664A.2.3輸出細胞的格式控制6641. 數(shù)據(jù)輸出的表示形式控制6642. 圖形的嵌入控制6653. 嵌入圖形大小的控制6654. 嵌入圖形的背景色問題665A.3使用Mbook模板的若干注意事項666附錄B光盤使用說明667B.1光盤文件的結構667B.2關于光盤第一級目錄和文件的說明667B.3光盤對軟件環(huán)境的要求668B.4光盤文件的操作準備668B.5mbook目錄上DOC文件的使用668B.6mfile目錄上的M、MDL文件的使用669附錄C索引670C.1MATLAB的標點及符號6701. 算術運算符Arithmetic operators6702. 關系運算符 Relational operators6703. 邏輯運算符 Logical operators6704. 特殊符號Special characters 671C.2MATLAB的函數(shù)及指令Functions and Commands671A a671B b672C c673D d674E e675F f676G g677H h678I i678J j 680K k 680L l 680M m 681N n 681O o 682P p 682Q q 683R r683S s684T t687U u687V v688W w688X x688Y y688Z z689C.3  Simulink的庫模塊689參考文獻691