MATLAB R2018A从入门到精通 温欣研、刘浩 著 专业科技 文轩网

第一篇 基础知识 第1章 MATLAB概述 3 1.1 工作环境 3 1.1.1 系统组成 3 1.1.2 工作窗口 4 1.1.3 应用简介 8 1.2 文件管理 8 1.2.1 目录结构 8 1.2.2 当前文件夹浏览器 9 1.2.3 路径搜索 9 1.3 帮助系统 11 1.3.1 文本帮助 11 1.3.2 演示帮助 12 1.3.3 帮助导航窗口 13 1.4 MATLAB使用初步 15 1.5 本章小结 15 第2章 MATLAB基础 16 2.1 数据类型 16 2.1.1 数值类型 16 2.1.2 字符与字符串 21 2.1.3 结构 21 2.1.4 单元数组 24 2.1.5 函数句柄 26 2.1.6 映射容器 27 2.1.7 数据类型识别与转换 31 2.2 运算符与运算 32 2.2.1 算术运算符 32 2.2.2 关系运算符 32 2.2.3 逻辑运算符 33 2.2.4 运算优先级 34 2.3 字符串处理 35 2.3.1 字符串构造 35 2.3.2 字符串比较 36 2.3.3 查找与替换 36 2.3.4 字符串类型转换 37 2.4 矩阵基础 37 2.4.1 有关概念 38 2.4.2 创建矩阵 38 2.4.3 改变矩阵结构 40 2.4.4 矩阵下标 41 2.4.5 矩阵信息 42 2.5 本章小结 45 第3章 数据输入输出基础 46 3.1 打开与关闭文件 46 3.1.1 打开文件 46 3.1.2 关闭文件 48 3.2 读写二进制文件 49 3.2.1 写二进制文件 49 3.2.2 读二进制文件 49 3.3 读写文本文件 51 3.3.1 写文本文件 51 3.3.2 读文本文件 52 3.4 读写位置控制 53 3.5 导入数据 54 3.5.1 使用向导导入数据 54 3.5.2 使用命令导入数据 55 3.6 本章小结 56 第4章 编程基础 57 4.1 变量与语句 57 4.1.1 变量命名 57 4.1.2 变量类型 58 4.1.3 特殊变量 58 4.1.4 关键字 59 4.1.5 语句构成 59 4.2 程序控制 60 4.2.1 顺序结构 60 4.2.2 分支结构 60 4.2.3 循环结构 64 4.2.4 其他常用控制命令 66 4.3 M文件与脚本 68 4.3.1 M文件 68 4.3.2 脚本 69 4.4 函数 69 4.4.1 M文件函数 69 4.4.2 匿名函数 71 4.4.3 子函数 72 4.4.4 私有函数 73 4.4.5 重载函数 73 4.4.6 内联函数 73 4.4.7 eval、feval函数 74 4.4.8 函数的函数 75 4.4.9 内嵌函数 75 4.4.10 函数编写建议 75 4.5 M文件变量检测 76 4.5.1 输入输出变量检测 76 4.5.2 可变数量输入输出 76 4.6 程序调试 77 4.6.1 直接调试 77 4.6.2 工具调试 78 4.7 本章小结 78 第5章 可视化基础 79 5.1 图形绘制对象 79 5.2 二维图形 79 5.2.1 plot命令 79 5.2.2 图形叠绘 83 5.2.3 子图绘制 84 5.2.4 交互绘图 86 5.2.5 双纵坐标图 87 5.2.6 特殊坐标绘图 88 5.2.7 函数绘图 90 5.3 三维图形 92 5.3.1 曲线图 92 5.3.2 网格图 93 5.3.3 曲面图 94 5.4 四维图形 95 5.4.1 第四维表达 96 5.4.2 四维图绘制 96 5.5 特殊图形 97 5.5.1 饼状图 98 5.5.2 直方图 99 5.5.3 柱形图 99 5.5.4 离散数据点图 101 5.5.5 散点图 102 5.5.6 向量图 103 5.5.7 等值线图 104 5.6 图形处理 105 5.6.1 图形输出 105 5.6.2 图形细化 106 5.6.3 坐标轴控制 111 5.6.4 视角与透视 112 5.7 绘图窗口 113 5.7.1 创建绘图窗口 114 5.7.2 绘图窗口工具栏 114 5.8 本章小结 115 第二篇 数学基础 第6章 数组与矩阵操作 117 6.1 数组运算 117 6.1.1 创建与访问数组 117 6.1.2 数组运算 120 6.2 矩阵操作 124 6.2.1 创建矩阵 124 6.2.2 改变矩阵结构 129 6.3 矩阵元素运算 131 6.3.1 矩阵四则运算 131 6.3.2 矩阵元素幂运算 134 6.3.3 矩阵元素查找与排序 134 6.3.4 矩阵元素求和、求积与 求差分 135 6.4 矩阵运算 138 6.4.1 矩阵分析 138 6.4.2 矩阵分解 142 6.4.3 特征值与特征向量 145 6.4.4 矩阵函数运算 145 6.5 稀疏矩阵 148 6.5.1 稀疏矩阵存储方式 148 6.5.2 创建稀疏矩阵 148 6.5.3 稀疏矩阵运算 150 6.6 本章小结 150 第7章 数学函数运算 151 7.1 初等函数运算 151 7.1.1 三角函数 151 7.1.2 指数与对数函数 153 7.1.3 复数函数 154 7.1.4 截断和求余函数 155 7.1.5 离散数学函数 156 7.1.6 基本数据分析函数 157 7.1.7 多项式函数 159 7.2 特殊函数运算 160 7.2.1 特殊函数 160 7.2.2 坐标变换函数 161 7.3 本章小结 162 第8章 符号计算 163 8.1 符号计算概述 163 8.2 符号变量与表达式 164 8.2.1 符号对象 165 8.2.2 符号计算运算符与函数 167 8.2.3 符号对象识别 171 8.2.4 符号变量 172 8.2.5 符号表达式显示 173 8.2.6 表达式项操作 173 8.2.7 符号数值和精度 177 8.3 符号函数 178 8.3.1 复合函数操作 179 8.3.2 反函数运算 179 8.4 符号微积分 180 8.4.1 符号表达式的极限 180 8.4.2 符号表达式的导数 181 8.4.3 符号表达式的积分 182 8.4.4 符号表达式的级数求和/积 182 8.4.5 符号表达式的泰勒级数 183 8.5 符号积分变换 185 8.5.1 Fourier变换 185 8.5.2 Laplace变换 185 8.5.3 Z变换 186 8.6 符号矩阵计算 187 8.6.1 算术运算 187 8.6.2 线性代数运算 187 8.6.3 特征值分解 188 8.7 符号方程求解 188 8.7.1 代数方程求解 189 8.7.2 微分方程求解 191 8.8 符号计算界面 192 8.8.1 funtool分析界面 192 8.8.2 taylortool分析界面 194 8.9 本章小结 195 第三篇 数据分析 第9章 多项式分析 197 9.1 多项式及函数 197 9.1.1 多项式及其函数 197 9.1.2 多项式计算 197 9.1.3 多项式方程求根 198 9.1.4 多项式四则运算 198 9.1.5 多项式微积分 200 9.1.6 有理多项式展开 201 9.2 极限 202 9.3 本章小结 202 第10章 数值运算 203 10.1 解线性方程组 203 10.1.1 线性法 203 10.1.2 迭代法 205 10.2 插值与拟合 206 10.2.1 插值 206 10.2.2 曲线拟合 212 10.3 数值微积分 213 10.3.1 一元数值积分 214 10.3.2 多重数值积分 215 10.3.3 数值微分 216 10.4 常微分方程 217 10.5 本章小结 218 第11章 优化 219 11.1 优化问题求解过程 219 11.1.1 选择求解器 219 11.1.2 设置变量 220 11.1.3 写目标函数 220 11.1.4 写约束条件 222 11.1.5 设置求解器参数 222 11.1.6 求解并检查结果 223 11.1.7 改善优化结果 224 11.2 线性规划 224 11.3 二进制整数规划 228 11.4 二次规划 229 11.5 非线性规划 230 11.5.1 无约束优化 230 11.5.2 约束优化 233 11.6 多目标规划 236 11.6.1 多目标规划函数 236 11.6.2 优选最小化问题 237 11.7 最小二乘问题 239 11.7.1 线性最小二乘问题 239 11.7.2 非线性最小二乘问题 241 11.8 GUI工具 242 11.9 本章小结 243 第12章 概率统计 244 12.1 统计量操作 244 12.1.1 产生随机数 244 12.1.2 抽样 247 12.2 数据统计分析 249 12.2.1 特征统计量 249 12.2.2 统计图表 252 12.3 概率分布与计算 257 12.3.1 概率密度计算 258 12.3.2 概率分布计算 260 12.4 本章小结 262 第四篇 拓展知识 第13章 句柄图形 264 13.1 句柄图形对象系统 264 13.1.1 句柄图形对象组织 264 13.1.2 句柄图形对象简介 265 13.2 句柄图形对象操作 266 13.2.1 创建与保存 266 13.2.2 访问、复制和删除 267 13.2.3 图形输出控制 269 13.3 属性设置 274 13.3.1 通用对象属性 274 13.3.2 属性设置函数 275 13.3.3 默认属性设置 276 13.4 Figure对象 278 13.4.1 Figure对象简介 278 13.4.2 Figure对象操作 279 13.5 Axes对象 280 13.5.1 Axes对象简介 280 13.5.2 Axes对象操作 280 13.6 Core对象 287 13.7 Plot对象 289 13.7.1 创建Plot对象 289 13.7.2 连接变量 290 13.8 Group对象 291 13.8.1 创建Group对象 291 13.8.2 对象变换 291 13.9 Annotation对象 293 13.10 本章小结 293 第14章 GUI编程 294 14.1 GUI基础 294 14.1.1 GUI介绍 294 14.1.2 创建GUI 295 14.1.3 回调函数 297 14.2 GUI控件 298 14.2.1 GUI控件类型 298 14.2.2 创建GUI控件 299 14.3 GUI菜单和工具栏 302 14.3.1 GUI菜单 302 14.3.2 GUI工具栏 305 14.4 对话框 306 14.4.1 创建函数 306 14.4.2 创建方法 306 14.5 布局 309 14.5.1 布局函数 309 14.5.2 布局方式 309 14.6 GUI行为控制编程 313 14.6.1 回调与中断 314 14.6.2 数据管理 315 14.7 GUI实例 315 14.8 GUI设计 321 14.9 本章小结 324 第15章 Simulink基础 325 15.1 概述 325 15.1.1 基本概念 325 15.1.2 工作环境 326 15.1.3 Simulink数据类型 329 15.1.4 模块和模块库 329 15.1.5 Simulink常用工具 334 15.2 Simulink模型 334 15.2.1 模块基本操作 335 15.2.2 设置输出提示 338 15.2.3 模型和模型文件 339 15.2.4 保存系统模型 342 15.2.5 打印模型框图及生成 报告 343 15.3 子系统 346 15.3.1 子系统介绍 346 15.3.2 高级子系统技术 348 15.4 运行仿真 358 15.4.1 启动仿真过程 358 15.4.2 仿真过程诊断 359 15.4.3 仿真配置 359 15.4.4 仿真的设置 361 15.5 调试 364 15.5.1 模型调试 364 15.5.2 调试器控制 367 15.5.3 设置断点 370 15.6 S函数 373 15.6.1 S函数概述 373 15.6.2 M文件S函数 376 15.7 PID控制的Simulink系统仿真 实例 379 15.8 本章小结 382 第16章 MATLAB编译器与接口 383 16.1 编译器安装与配置 383 16.1.1 编译器介绍与安装 383 16.1.2 编译器配置 384 16.2 编译过程 384 16.2.1 MCR安装 384 16.2.2 MCR编译过程 385 16.3 编译生成独立程序 385 16.3.1 编译命令mcc 385 16.3.2 编译独立程序 386 16.4 接口概述 389 16.4.1 MEX文件 389 16.4.2 MAT文件 389 16.4.3 计算引擎 390 16.5 基于C/C++的MEX文件 390 16.5.1 MEX文件结构 390 16.5.2 创建C/C++MEX文件 391 16.5.3 调试C/C++MEX文件 395 16.6 本章小结 396 第五篇 MATLAB应用 第17章 信号处理应用 398 17.1 信号处理基础 398 17.1.1 连续信号 398 17.1.2 离散信号 399 17.1.3 波形发生函数 402 17.1.4 信号基本运算 408 17.2 统计信号处理 411 17.2.1 相关性与协方差 411 17.2.2 频谱分析 412 17.2.3 窗函数 413 17.2.4 经典谱估计 416 17.2.5 现代谱估计 418 17.2.6 时频分析 419 17.2.7 特殊变换 420 17.2.8 重采样 424 17.3 IIR滤波器 425 17.3.1 经典法IIR滤波器设计 425 17.3.2 直接法IIR滤波器设计 431 17.4 FIR滤波器 432 17.4.1 窗函数法 432 17.4.2 约束最小二乘法 433 17.4.3 其他FIR滤波器设计 方法 434 17.5 参数建模 435 17.5.1 时域建模 435 17.5.2 频域建模 437 17.6 GUI工具 438 17.6.1 信号综合处理工具 438 17.6.2 波形查看器 439 17.6.3 谱分析查看器 439 17.6.4 滤波器可视化工具 440 17.6.5 滤波器设计与分析工具 440 17.6.6 滤波处理工具 441 17.7 本章小结 442 第18章 图像处理应用 443 18.1 图像处理基础 443 18.1.1 图像表达 443 18.1.2 图像类型与文件 444 18.1.3 图像数据读写 451 18.2 图像显示 452 18.2.1 标准图像显示技术 452 18.2.2 特殊图像显示技术 453 18.3 图像运算 456 18.3.1 代数运算 456 18.3.2 空间变换 458 18.4 图像变换 461 18.4.1 二维傅立叶变换 461 18.4.2 离散余弦变换 462 18.4.3 其他变换 463 18.5 图像分析与增强 464 18.5.1 像素分析 464 18.5.2 图像分析 468 18.5.3 图像调整 472 18.5.4 图像平滑 475 18.6 图像区域处理 477 18.6.1 区域设置 477 18.6.2 区域滤波 478 18.6.3 区域填充 479 18.7 图像颜色处理 480 18.7.1 显示颜色位数 480 18.7.2 减少颜色 480 18.7.3 转换颜色 481 18.8 图像的数学形态学运算 482 18.8.1 膨胀处理 482 18.8.2 腐蚀处理 483 18.8.3 图像的开运算 484 18.8.4 图像的闭运算 484 18.9 本章小结 485 第19章 小波分析应用 486 19.1 小波分析基础 486 19.1.1 小波变换 486 19.1.2 常用小波基函数 487 19.2 连续小波分析 490 19.2.1 连续小波变换 490 19.2.2 GUI连续小波变换 491 19.3 一维离散小波分析 492 19.3.1 一维离散小波变换与 重构 493 19.3.2 GUI一维离散小波分析 496 19.4 二维离散小波分析 497 19.4.1 二维离散小波变换与 重构 497 19.4.2 GUI二维离散小波分析 500 19.5 去噪与压缩 501 19.5.1 小波去噪与压缩 501 19.5.2 GUI小波去噪与压缩 504 19.6 本章小结 506 第20章 偏微分方程应用 507 20.1 PDE应用GUI 507 20.2 PDE求解设置 508 20.2.1 PDE求解过程 508 20.2.2 2D几何构型 509 20.2.3 划分网格 510 20.3 PDE求解 511 20.3.1 方程类型介绍 512 20.3.2 PDE求解示例 513 20.4 本章小结 518