MATLAB基礎與應用教程（第2版）

第1章　MATLAB基礎知識 1
1．1　MATLAB的發(fā)展與基本功能　1
1．1．1　MATLAB的發(fā)展　1
1．1．2　MATLAB的基本功能　2
1．2　MATLAB的工作環(huán)境　4
1．2．1　啟動和退出MATLAB　5
1．2．2　MATLAB的操作界面　5
1．3　MATLAB的基本操作　7
1．3．1　命令格式與基本規(guī)則　7
1．3．2　MATLAB的搜索路徑　9
1．4　MATLAB的幫助系統(tǒng)　10
1．4．1　幫助瀏覽器　10
1．4．2　獲取幫助信息的其他方法　11
思考與實驗　12
第2章　MATLAB數(shù)據(jù)對象　14
2．1　數(shù)值數(shù)據(jù)及操作　14
2．1．1　數(shù)值數(shù)據(jù)　14
2．1．2　數(shù)據(jù)的輸出格式　17
2．2　變量及其操作　19
2．2．1　變量與賦值　19
2．2．2　變量的管理　20
2．3　MATLAB數(shù)組　21
2．3．1　構(gòu)造數(shù)組　22
2．3．2　引用矩陣元素　24
2．4　MATLAB運算　27
2．4．1　算術(shù)運算　27
2．4．2　關系運算　33
2．4．3　邏輯運算　33
2．5　字符數(shù)據(jù)及操作　34
2．5．1　字符向量與字符數(shù)組　34
2．5．2　字符串數(shù)組　36
2．6　結(jié)構(gòu)體對象和單元對象　37
2．6．1　結(jié)構(gòu)體對象　37
2．6．2　單元數(shù)組　38
思考與實驗　39
第3章　MATLAB程序設計　41
3．1　腳本　41
3．1．1　腳本的編輯　41
3．1．2　實時腳本　43
3．2　程序控制結(jié)構(gòu)　44
3．2．1　順序結(jié)構(gòu)　44
3．2．2　選擇結(jié)構(gòu)　45
3．2．3　循環(huán)結(jié)構(gòu)　49
3．3　函數(shù)　52
3．3．1　函數(shù)文件　52
3．3．2　函數(shù)調(diào)用　54
3．3．3　可變參數(shù)　55
3．3．4　匿名函數(shù)　55
3．3．5　全局變量與局部變量　56
3．4　程序調(diào)試　57
3．4．1　程序調(diào)試概述　57
3．4．2　MATLAB調(diào)試模塊　57
3．5　程序性能分析與優(yōu)化　59
3．5．1　程序性能分析　59
3．5．2　程序優(yōu)化　60
思考與實驗　61
第4章　圖形繪制　63
4．1　二維曲線繪制　63
4．1．1　繪制二維曲線　63
4．1．2　設置曲線樣式　66
4．1．3　圖形標注與坐標控制　69
4．1．4　多圖形顯示　72
4．1．5　其他坐標系下的曲線　75
4．2　其他二維圖形繪制　77
4．2．1　條形類圖形　77
4．2．2　面積類圖形　79
4．2．3　散點類圖形　80
4．2．4　矢量場圖形　81
4．3　三維圖形繪制　82
4．3．1　三維曲線　82
4．3．2　三維曲面　84
4．4　圖形修飾處理　90
4．4．1　視點處理　90
4．4．2　色彩處理　91
4．4．3　圖形的裁剪處理　94
4．5　圖像處理　95
4．5．1　圖像數(shù)據(jù)讀寫與顯示　95
4．5．2　圖像捕獲與播放　96
4．6　交互式繪圖工具　96
4．6．1　“繪圖”選項卡　97
4．6．2　圖形窗口　97
思考與實驗　99
第5章　線性代數(shù)中的數(shù)值計算　101
5．1　特殊矩陣的生成　101
5．1．1　通用的特殊矩陣　101
5．1．2　面向特定應用的特殊矩陣　103
5．1．3　特殊構(gòu)造矩陣　105
5．2　矩陣分析　106
5．2．1　矩陣結(jié)構(gòu)變換　106
5．2．2　矩陣求值　110
5．2．3　矩陣的特征值與特征向量　112
5．3　矩陣分解　113
5．3．1　矩陣的LU分解　113
5．3．2　矩陣的QR分解　115
5．3．3　矩陣的Cholesky分解　116
5．3．4　矩陣的SVD分解　117
5．4　線性方程組求解　118
5．4．1　利用左除和右除運算求解　118
5．4．2　線性方程組的其他求解方法　119
5．5　矩陣運算函數(shù)　121
5．5．1　矩陣乘法　121
5．5．2　矩陣冪　121
5．5．3　超越函數(shù)　122
5．5．4　通用矩陣函數(shù)funm　122
5．6　稀疏矩陣的操作　122
5．6．1　矩陣存儲方式　123
5．6．2　生成稀疏矩陣　123
5．6．3　訪問稀疏矩陣　126
思考與實驗　127
第6章　數(shù)據(jù)分析與多項式計算　129
6．1　數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理　129
6．1．1　求最大值和最小值　129
6．1．2　求和與求積　130
6．1．3　求平均值和中值　131
6．1．4　求累加和與累乘積　131
6．1．5　統(tǒng)計描述函數(shù)　132
6．1．6　排序　135
6．2　多項式計算　135
6．2．1　多項式的四則運算　135
6．2．2　多項式的求導　136
6．2．3　多項式的求值　137
6．2．4　多項式的求根　138
6．2．5　多項式的除法變換　139
6．3　數(shù)據(jù)插值　139
6．3．1　一維數(shù)據(jù)插值　140
6．3．2　網(wǎng)格數(shù)據(jù)插值　142
6．3．3　散亂數(shù)據(jù)插值　143
6．4　曲線擬合　144
6．5　非線性方程和非線性方程組的
數(shù)值求解　145
6．5．1　非線性方程求解　145
6．5．2　非線性方程組求解　146
思考與實驗　147
第7章　數(shù)值微積分與常微分
方程求解　149
7．1　數(shù)值微分　149
7．1．1　數(shù)值差分與差商　149
7．1．2　數(shù)值微分的實現(xiàn)　150
7．2　數(shù)值積分　152
7．2．1　數(shù)值積分的原理　152
7．2．2　定積分的數(shù)值求解實現(xiàn)　154
7．2．3　多重定積分的數(shù)值求解實現(xiàn)　156
7．3　離散傅里葉變換　157
7．4　常微分方程的數(shù)值求解　159
7．4．1　龍格-庫塔法簡介　159
7．4．2　常微分方程數(shù)值求解的實現(xiàn)　160
思考與實驗　165
第8章　符號計算　167
8．1　符號對象及其運算　167
8．1．1　符號對象的建立　167
8．1．2　符號表達式中自變量的確定　170
8．1．3　符號對象的算術(shù)運算　171
8．1．4　符號對象的關系運算　176
8．1．5　符號對象的邏輯運算　177
8．2　符號微積分　177
8．2．1　符號極限　178
8．2．2　符號導數(shù)　178
8．2．3　符號積分　179
8．3　級數(shù)　181
8．3．1　級數(shù)符號求和　181
8．3．2　函數(shù)的泰勒級數(shù)　182
8．4　符號方程求解　182
8．4．1　符號代數(shù)方程求解　183
8．4．2　符號常微分方程求解　184
8．5　符號計算的可視化分析　185
8．5．1　funtool　186
8．5．2　Taylor Tool　186
思考與實驗　187
第9章　圖形對象　189
9．1　圖形對象及其句柄　189
9．1．1　圖形對象的基本概念　189
9．1．2　圖形對象句柄　190
9．1．3　圖形對象屬性　191
9．2　圖形窗口對象與坐標軸對象　194
9．2．1　圖形窗口對象　194
9．2．2　坐標軸　195
9．3　圖形數(shù)據(jù)對象　197
9．3．1　曲線對象　197
9．3．2　曲面對象　198
9．3．3　文本對象　201
9．3．4　其他圖形數(shù)據(jù)對象　202
9．3．5　動畫對象　204
9．4　光照和材質(zhì)處理　207
9．4．1　光源對象　207
9．4．2　材質(zhì)處理　208
思考與實驗　209
第10章　App設計　211
10．1　圖形用戶界面　211
10．1．1　用戶界面對象概述　211
10．1．2　控件的常用屬性　212
10．1．3　回調(diào)函數(shù)　213
10．2　GUI函數(shù)　214
10．2．1　建立控件對象　214
10．2．2　建立用戶菜單　215
10．2．3　建立快捷菜單　216
10．3　GUIDE　217
10．3．1　GUIDE簡介　217
10．3．2　界面設計工具　219
10．3．3　GUIDE設計示例　222
10．4　App設計工具　226
10．4．1　App Designer　226
10．4．2　App組件　227
10．4．3　類的定義　228
10．4．4　App設計工具的設計示例　228
思考與實驗　233
第11章　Simulink仿真與分析　235
11．1　Simulink概述　235
11．1．1　Simulink的工作環(huán)境　235
11．1．2　創(chuàng)建簡單模型　237
11．2　系統(tǒng)模型的構(gòu)建　240
11．2．1　Simulink模塊　240
11．2．2　模型設計　241
11．3　系統(tǒng)的仿真與分析　244
11．3．1　設置仿真參數(shù)　245
11．3．2　運行仿真與仿真結(jié)果分析　248
11．3．3　系統(tǒng)仿真實例　250
11．4　子系統(tǒng)　252
11．4．1　子系統(tǒng)的創(chuàng)建　253
11．4．2　條件子系統(tǒng)　253
11．4．3　子系統(tǒng)的封裝　256
11．5　S函數(shù)的設計與應用　259
11．5．1　用MATLAB語言編寫S函數(shù)　259
11．5．2　S函數(shù)示例　260
思考與實驗　263
第12章　MATLAB應用接口　265
12．1　MATLAB與Excel的接口　265
12．1．1　在Excel中導出/導入數(shù)據(jù)　265
12．1．2　在Excel中調(diào)用MATLAB
函數(shù)　266
12．1．3　在MATLAB中導入/導出數(shù)據(jù)　267
12．2　文件操作　268
12．2．1　文件輸入/輸出操作　269
12．2．2　MAT文件　274
12．3　MATLAB編譯器　280
12．3．1　生成獨立應用程序　280
12．3．2　生成組件和共享庫　282
12．4　MATLAB與其他語言程序的
應用接口　285
12．4．1　MEX文件　286
12．4．2　MATLAB引擎　288
思考與實驗　291
第13章　MATLAB的學科應用　292
13．1　MATLAB在優(yōu)化問題中的應用　292
13．1．1　優(yōu)化模型與優(yōu)化工具　292
13．1．2　應用實例　293
13．2　MATLAB在控制系統(tǒng)中的應用　296
13．2．1　控制系統(tǒng)工具箱　296
13．2．2　應用實例　297
13．3　MATLAB在信號處理中的應用　302
13．3．1　信號處理工具箱與Simulink
模塊集　302
13．3．2　應用實例　303
13．4　MATLAB在數(shù)字圖像處理中的
應用　306
13．4．1　圖像處理工具箱　306
13．4．2　應用實例　307
13．5　MATLAB在經(jīng)濟和金融領域中的
應用　308
13．5．1　經(jīng)濟和金融領域的工具箱　308
13．5．2　應用實例　309
思考與實驗　310
參考文獻　312