MATLAB基礎(chǔ)及其應(yīng)用教程

基 礎(chǔ) 篇
第1章 入門(mén)基礎(chǔ) 3
1．1 MATLAB概述 3
1．1．1 MATLAB的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn) 4
1．1．2 MATLAB的計(jì)算實(shí)例 5
1．2 MATLAB安裝方法 8
1．3 MATLAB環(huán)境介紹 12
1．4 預(yù)備知識(shí) 13
1．4．1 仿真的分類(lèi) 13
1．4．2 仿真的發(fā)展 14
1．4．3 常見(jiàn)的仿真軟件 15
1．5 拓展知識(shí) 17
1．6 思考問(wèn)題 17
1．7 常見(jiàn)問(wèn)題 18
第2章 基本計(jì)算 20
2．1 入門(mén)實(shí)例 20
2．2 變量 21
2．2．1 預(yù)定義變量 21
2．2．2 用戶(hù)自定義變量 22
2．2．3 表達(dá)式 22
2．2．4 逗號(hào)與分號(hào)的區(qū)別 22
2．3 基本數(shù)據(jù)類(lèi)型 23
2．3．1 數(shù)值類(lèi)型 23
2．3．2 邏輯類(lèi)型 23
2．3．3 字符串類(lèi)型 24
2．3．4 單元類(lèi)型 25
2．3．5 結(jié)構(gòu)類(lèi)型 25
2．4 基本運(yùn)算 26
2．4．1 算術(shù)運(yùn)算 26
2．4．2 關(guān)系運(yùn)算 27
2．4．3 邏輯運(yùn)算 28
2．4．4 數(shù)學(xué)函數(shù) 28
2．5 拓展知識(shí) 30
2．6 思考問(wèn)題 32
2．7 常見(jiàn)問(wèn)題 32
附錄A C語(yǔ)言中結(jié)構(gòu)變量的定義及使用 33
A．1 C語(yǔ)言中結(jié)構(gòu)變量的定義 33
A．2 C語(yǔ)言中結(jié)構(gòu)變量的使用 34
第3章 數(shù)組和矩陣 35
3．1 入門(mén)實(shí)例 35
3．2 數(shù)組計(jì)算 38
3．2．1 數(shù)組的創(chuàng)建 38
3．2．2 數(shù)組的訪問(wèn) 39
3．2．3 數(shù)組的運(yùn)算 41
3．3 矩陣計(jì)算 43
3．3．1 矩陣的創(chuàng)建 43
3．3．2 矩陣的訪問(wèn) 44
3．3．3 矩陣的運(yùn)算 44
3．4 符號(hào)的作用 49
3．5 拓展知識(shí) 49
3．6 思考問(wèn)題 50
3．7 常見(jiàn)問(wèn)題 50
附錄B 矩陣的對(duì)角化 52
B．1 對(duì)角化 52
B．2 實(shí)對(duì)稱(chēng)矩陣的對(duì)角化 53
第4章 數(shù)值計(jì)算 54
4．1 入門(mén)實(shí)例 54
4．2 數(shù)據(jù)分析 56
4．3 數(shù)據(jù)插值 57
4．4 數(shù)據(jù)擬合 58
4．5 多項(xiàng)式運(yùn)算 59
4．5．1 多項(xiàng)式的創(chuàng)建 59
4．5．2 多項(xiàng)式的求根 60
4．5．3 多項(xiàng)式的乘運(yùn)算 60
4．5．4 多項(xiàng)式的除運(yùn)算 61
4．5．5 多項(xiàng)式的微積分 61
4．6 代數(shù)方程求解 62
4．7 微分方程求解 64
4．8 拓展知識(shí) 65
4．8．1 Lyapunov方程的計(jì)算求解 66
4．8．2 Sylvester方程的計(jì)算求解 68
4．8．3 Riccati方程的計(jì)算求解 71
4．9 思考問(wèn)題 72
4．10 常見(jiàn)問(wèn)題 72
附錄C 最小二乘法和微積分的基本概念 72
C．1 最小二乘法 73
C．2 微積分概念 73
第5章 符號(hào)計(jì)算 77
5．1 入門(mén)實(shí)例 77
5．2 符號(hào)變量的創(chuàng)建 78
5．3 符號(hào)表達(dá)式運(yùn)算 79
5．3．1 算術(shù)運(yùn)算 79
5．3．2 函數(shù)運(yùn)算 80
5．4 符號(hào)微積分 82
5．5 符號(hào)方程求解 86
5．6 拓展知識(shí) 89
5．6．1 基本指令 89
5．6．2 調(diào)用MAPLE函數(shù) 90
5．6．3 運(yùn)行MAPLE程序 91
5．7 思考問(wèn)題 92
5．8 常見(jiàn)問(wèn)題 92
附錄D 微分方程基礎(chǔ) 93
D．1 微分方程的概念 93
D．2 初等積分法 93
D．3 一階線性微分方程 94
D．4 常系數(shù)線性微分方程 95
D．5 初值問(wèn)題數(shù)值解 95
第6章 圖形繪制 96
6．1 入門(mén)實(shí)例 96
6．2 可視化數(shù)據(jù)的分類(lèi) 97
6．3 二維繪圖 98
6．3．1 基本繪圖函數(shù) 98
6．3．2 繪圖控制符 99
6．3．3 其他繪圖函數(shù) 100
6．4 三維繪圖 101
6．4．1 三維曲線圖 102
6．4．2 三維網(wǎng)格圖 102
6．4．3 三維曲面圖 104
6．5 圖形窗口的控制與操作 104
6．5．1 子窗口繪制 105
6．5．2 窗口的刷新 107
6．5．3 窗口的視點(diǎn) 108
6．6 圖形繪制的輔助操作 109
6．7 拓展知識(shí) 111
6．8 思考問(wèn)題 112
6．9 常見(jiàn)問(wèn)題 112
附錄E 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ) 112
第7章 圖像處理 114
7．1 入門(mén)實(shí)例 114
7．2 MATLAB數(shù)字圖像處理 117
7．2．1 圖像文件輸入輸出 117
7．2．2 圖像顯示 118
7．2．3 圖像幾何運(yùn)算 125
7．2．4 圖像亮度調(diào)整 128
7．2．5 圖像斑點(diǎn)去除 130
7．2．6 圖像輪廓提取 132
7．2．7 圖像邊界提取 133
7．2．8 圖像間的運(yùn)算 134
7．2．9 特定區(qū)域處理 134
7．3 拓展知識(shí) 136
7．3．1 傅里葉變換 136
7．3．2 離散余弦變換 138
7．3．3 Radon變換 140
7．4 思考問(wèn)題 142
7．5 常見(jiàn)問(wèn)題 143
附錄F 圖像處理基礎(chǔ) 143
F．1 圖像數(shù)字化 144
F．2 圖像的類(lèi)型 145
F．3 數(shù)字圖像的存儲(chǔ) 146
第8章 M程序設(shè)計(jì) 149
8．1 入門(mén)實(shí)例 149
8．2 MATLAB編程特點(diǎn) 150
8．3 M文件形式 151
8．3．1 基本組成結(jié)構(gòu) 152
8．3．2 腳本文件 152
8．3．3 函數(shù)文件 153
8．3．4 局部變量和全局變量 155
8．4 控制結(jié)構(gòu) 156
8．4．1 順序結(jié)構(gòu) 156
8．4．2 分支結(jié)構(gòu) 157
8．4．3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 159
8．4．4 其他流程控制語(yǔ)句 160
8．5 M文件調(diào)試 162
8．6 M文件的編程規(guī)范 165
8．7 拓展知識(shí) 166
8．7．1 MATLAB調(diào)用其他程序的方法 166
8．7．2 其他程序調(diào)用MATLAB內(nèi)置函數(shù)的方法 176
8．8 思考問(wèn)題 181
8．9 常見(jiàn)問(wèn)題 181
附錄G即時(shí)編譯技術(shù) 182
第9章 GUI圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì) 183
9．1 入門(mén)實(shí)例 183
9．2 GUI設(shè)計(jì)工具介紹 184
9．2．1 GUIDE的啟動(dòng)方法 185
9．2．2 GUI文件的構(gòu)成 186
9．2．3 GUIDE的構(gòu)成 189
9．3 GUI設(shè)計(jì)方法 193
9．4 用戶(hù)控件的制作 193
9．4．1 控件對(duì)象的描述 194
9．4．2 控件對(duì)象的屬性 194
9．4．3 對(duì)話框設(shè)計(jì) 196
9．4．4 用戶(hù)控件的設(shè)計(jì)實(shí)例 200
9．5 用戶(hù)菜單的制作 203
9．5．1 用戶(hù)菜單的制作方法 203
9．5．2 用戶(hù)菜單的設(shè)計(jì)實(shí)例 203
9．6 M文件的函數(shù)構(gòu)成 205
9．6．1 函數(shù)說(shuō)明 205
9．6．2 參數(shù)說(shuō)明 206
9．6．3 GUIDE數(shù)據(jù)傳遞機(jī)制 206
9．6．4 函數(shù)使用的實(shí)例 207
9．7 拓展知識(shí) 208
9．8 思考問(wèn)題 210
9．9 常見(jiàn)問(wèn)題 210
附錄H 可視化開(kāi)發(fā) 211
第10章 MATLAB工具箱 212
10．1 入門(mén)實(shí)例 212
10．2 工具箱分類(lèi) 215
10．3 Simulink工具箱 217
10．3．1 Simulink的啟用方法 217
10．3．2 Simulink模塊庫(kù)簡(jiǎn)介 218
10．3．3 Simulink建模與仿真 222
10．3．4 Simulink建模實(shí)例 224
10．3．5 Simulink建模仿真命令 226
10．4 信號(hào)處理工具箱 227
10．4．1 信號(hào)處理工具箱簡(jiǎn)介 227
10．4．2 SPTool工具 228
10．4．3 信號(hào)處理實(shí)例 230
10．4．4 信號(hào)處理命令函數(shù) 235
10．5 通信工具箱 241
10．5．1 通信工具箱簡(jiǎn)介 241
10．5．2 通信命令函數(shù) 244
10．5．3 通信系統(tǒng)模塊集 245
10．5．4 通信系統(tǒng)性能仿真 249
10．6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱 253
10．6．1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱簡(jiǎn)介 253
10．6．2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具 254
10．6．3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)例 256
10．6．4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)命令函數(shù) 263
10．7 拓展知識(shí) 267
10．8 思考問(wèn)題 269
10．9 常見(jiàn)問(wèn)題 269
應(yīng) 用 篇
第11章 圖像處理方面的應(yīng)用 270
11．1 典型問(wèn)題 270
11．2 主要思路 270
11．3 圖像處理預(yù)備知識(shí) 270
11．4 MATLAB函數(shù) 271
11．5 MATLAB的實(shí)現(xiàn)方式 271
11．6 思考 280
第12章 GUI設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用 281
12．1 典型問(wèn)題 281
12．2 主要思路 281
12．3 游戲設(shè)計(jì)預(yù)備知識(shí) 282
12．4 MATLAB函數(shù) 282
12．5 MATLAB的實(shí)現(xiàn)方式 283
12．6 思考 291
第13章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用 295
13．1 典型問(wèn)題 295
13．2 主要思路 295
13．3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)備知識(shí) 296
13．4 MATLAB函數(shù) 297
13．5 MATLAB的實(shí)現(xiàn)方式 297
13．6 思考 302
第14章 信號(hào)處理方面的應(yīng)用 303
14．1 典型問(wèn)題 303
14．2 主要思路 303
14．3 信號(hào)處理預(yù)備知識(shí) 304
14．4 MATLAB函數(shù) 304
14．5 MATLAB的實(shí)現(xiàn)方式 305
14．5．1 設(shè)計(jì)過(guò)程 305
14．5．2 調(diào)試分析 308
14．6 思考 314
參考文獻(xiàn)