MATLAB語言程序設計教程

前言

隨著計算機應用的不斷普及，MATLAB語言已經(jīng)成為高等院校理工科各專業(yè)的一門應用技術課程。為了培養(yǎng)學生在計算機軟件輔助下，結合傳統(tǒng)算法對實際應用問題求解的能力，以及學生的專業(yè)需求，適應本科教育高技能人才培養(yǎng)的需要，編者在認真分析、研究、借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀教材的基礎上編寫了本書。本書第一版《MATLAB語言程序設計教程》（中國鐵道出版社，張德喜、周予生主編）一經(jīng)出版就獲得廣泛好評。2009年4月，該教材榮獲河南省第六屆高等教育教學成果二等獎。幾年來編者與許多業(yè)內(nèi)人士進行了深入探討，再加上近幾年來相關教學改革項目的積累，認為有必要對（MATLAB語言程序設計教程）進行修訂再版。經(jīng)過一年的時間，最終形成了本書。本書是在第一版的基礎上，將原來的MATLAB6.5 版本升級為MATLAB7.0版本，對所有例題中的程序代碼進行了調(diào)試，增加了MATLAB仿真應用及其工具箱的內(nèi)容，在附錄中增加了習題參考答案，并對其他相關章節(jié)進行了大刀闊斧的修改，使全書實例更加實用，面向?qū)ο蟾訌V泛。

內(nèi)容概要

　　MATLAB主要由MATLAB主程序、Simulink動態(tài)系統(tǒng)仿真和：MATLAB工具箱三大部分組成。它是一種直觀高效的計算機語言，同時又是一個科學計算平臺?！禡ATLAB語言程序設計教程（第2版）》詳細介紹了MATLAB矩陣和數(shù)組運算、數(shù)值計算、符號計算、圖形繪制、程序設計、仿真與應用、圖形用戶界面設計技術、工具箱以及一些應用實例等內(nèi)容。《MATLAB語言程序設計教程（第2版）》對每一條命令的使用格式都做了詳細說明，同時列舉了大量實例，介紹如何運用MATLAB解決實際問題，對初學者很有幫助?！　　禡ATLAB語言程序設計教程（第2版）》適合作為高等學校數(shù)學、電子工程、信息技術、計算機科學與技術、機械等專業(yè)教材或教學參考書，也可作為廣大工程應用人員和開發(fā)人員的參考資料。

書籍目錄

第1章 MATLAB概述1.1 MATLAB的影響及其發(fā)展歷史1.2 MATLAB 7.0的主要功能1.3 MATLAB 7.0的運行環(huán)境與安裝過程1.3.1 運行環(huán)境1.3.2 安裝過程1.4 MATLAB 7.0系統(tǒng)的啟動與退出1.5 MATLAB 7.0工作界面1.5.1 菜單欄1.5.2 工具欄1.5.3 命令窗口1.5.4 歷史記錄窗口1.5.5 當前目錄窗口1.5.6 查詢便捷簿窗口1.5.7 工作空間窗口1.6 MATLAB 7.0的輔助部分1.7 MATLAB的數(shù)學函數(shù)庫1.7.1 世界一流水平的數(shù)值計算函數(shù)庫1.7.2 MATILAB 7.0新增功能簡介1.8 MATLAB應用實例小結習題第2章 MATLAB矩陣和數(shù)組運算2.1 矩陣的建立2.1.1 直接建立矩陣2.1.2 利用函數(shù)建立矩陣2.1.3 用冒號表達式建立矩陣2.1.4 創(chuàng)建復合矩陣2.2 矩陣的算術運算2.2.1 加、減運算2.2.2 乘法2.2.3 矩陣相除2.3 矩陣線性運算2.3.1 矩陣的特征值2.3.2 矩陣的正交基2.3.3 矩陣的二次型2.3.4 秩2.4 矩陣分析2.4.1 矩陣結構變換2.4.2 矩陣的逆與偽逆2.4.3 方陣的行列式2.5 矩陣分解2.5.1 矩陣的三角分解2.5.2 矩陣的正交分解2.5.3 矩陣的平方根分解2.6 稀疏矩陣2.6.1 稀疏矩陣的創(chuàng)建2.6.2 查看稀疏矩陣2.6.3 稀疏矩陣的運算2.7 矩陣的初等變換2.8 MATLAB的數(shù)組運算2.8.1 創(chuàng)建數(shù)組2.8.2 數(shù)組的算術運算小結習題第3章 MATLAB數(shù)值計算3.1 線性方程與線性方程組的數(shù)值求解3.1.1 線性方程數(shù)值求解3.1.2 線性方程組數(shù)值求解3.2 非線性方程與非線性方程組的數(shù)值求解3.2.1 非線性方程數(shù)值求解3.2.2 非線性方程組數(shù)值求解3.3 多項式數(shù)值計算3.3.1 多項式的建立3.3.2 多項式求根3.3.3 多項式求值3.3.4 多項式的四則運算3.3.5 多項式的導函數(shù)3.4 數(shù)據(jù)的數(shù)值計算3.4.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析3.4.2 向量的內(nèi)積和正交3.4.3 數(shù)據(jù)分段插值3.4.4 曲線擬合3.4.5 函數(shù)的最大值與最小值3.5 數(shù)值微分與積分3.5.1 數(shù)值微分3.5.2 數(shù)值積分3.6 常微分方程的數(shù)值求解3.7 級數(shù)的求和與收斂3.8 傅里葉展開小結習題第4章 MATLAB符號計算4.1 符號矩陣與符號函數(shù)的創(chuàng)建4.1.1 建立符號矩陣4.1.2 建立符號函數(shù)4.2 符號矩陣與符號函數(shù)的基本運算4.2.1 符號矩陣的基本運算4.2.2 符號函數(shù)的基本運算4.3 符號微積分4.3.1 函數(shù)的極限4.3.2 符號函數(shù)微分4.3.3 符號函數(shù)的不定積分4.3.4 符號函數(shù)的定積分4.3.5 積分變換4.3.6 級數(shù)的符號求和4.3.7 符號函數(shù)的泰勒級數(shù)4.3.8 導數(shù)的應用4.4 符號解方程4.4.1 線性方程與線性方程組的符號求解4.4.2 非線性方程與非線性方程組的符號求解4.4.3 常微分方程的符號求解4.4.4 常微分方程組求解4.5 符號函數(shù)的顯示小結習題第5章 MATLAB圖形繪制5.1 二維圖形的繪制5.1.1 繪制二維曲線的基本函數(shù)5.1.2 繪制圖形的輔助操作5.1.3 繪制二維圖形的其他函數(shù)5.1.4 特殊二維圖形的繪制5.2 三維圖形的繪制5.2.1 繪制三維曲線的基本函數(shù)5.2.2 三維曲面的繪制5.2.3 標準三維曲面5.2.4 其他三維圖形5.2.5 非網(wǎng)格數(shù)據(jù)點繪圖5.2.6 隱函數(shù)圖形的繪制：MATLAB符號繪圖5.3 三維圖形的精細處理5.3.1 圖形的裁剪處理5.3.2 視點處理5.3.3 色彩處理5.3.4 光照處理5.4 圖像與動畫5.4.1 圖像5.4.2 動畫5.5底層繪圖操作小結習題第6章 MATLAB程序設計6.1 M文件6.1.1 腳本文件6.1.2 函數(shù)式文件6.2 程序設計中的變量與語句6.2.1 變量類型6.2.2 基本語句6.3 數(shù)據(jù)類型6.3.1 字符6.3.2 結構類型6.4 程序控制語句6.4.1 順序語句6.4.2 條件選擇語句6.4.3 循環(huán)語句6.4.4 交互語句6.4.5 試探語句6.4.6 可變輸入／輸出變量個數(shù)的處理6.4.7 函數(shù)的遞歸調(diào)用6.5 程序的調(diào)試6.6 良好的編程習慣小結習題第7章 MATLAB仿真與應用7.1 Simulink概述7.1.1 Simulink簡介7.1.2 Simulink相關產(chǎn)品7.1.3 一個使用Simulink的小例子7.2 功能模塊函數(shù)庫介紹7.2.1 輸入源模塊庫7.2.2 接收模塊7.2.3 連續(xù)系統(tǒng)模塊7.2.4 數(shù)學運算模塊7.3 Simulink模塊的操作7.3.1 添加和選取模塊7.3.2 模塊的復制和刪除7.3.3 模塊屬性和參數(shù)的設置7.3.4 模塊間連線7.4 自定義功能模塊7.4.1 自定義功能模塊的生成7.4.2 自定義功能模塊選項卡的設置7.5 Simulink仿真的應用小結習題第8章MATLAB圖形用戶界面設計技術8.1 圖形用戶界面簡介8.2 圖形對象和圖形對象的句柄8.2.1 圖形對象與圖形對象的結構8.2.2 句柄對象8.3 圖形用戶界面設計工具GLHDE8.3.1 圖形用戶界面的開發(fā)環(huán)境8.3.2 位置調(diào)整工具8.3.3 對象屬性查看器8.3.4 菜單編輯器8.3.5 對象瀏覽器8.4 對話框8.4.1 公共對話框8.4.2 一般對話框小結習題第9章 MATLAB工具箱9.1 MATLAB工具箱概述9.2 打開MATLAB工具箱的方式9.3 MATLAB工具箱簡要介紹9.4 MATLAB常用工具箱的使用方法9.4.1 MATLAB模糊邏輯工具箱應用9.4.2 MATLAB數(shù)理統(tǒng)計工具箱應用9.4.3 MATLAB符號數(shù)學工具箱應用小結習題第10章 MATLAB應用實例10.1 單位換算10.2 曲線圖的繪制10.3 極限判斷10.4 曲面方程10.5 動態(tài)模擬球體表面切片穿過矩形的過程10.6 模擬拋物運動10.7 彈性碰撞問題10.8 氣體分子運動規(guī)律10.9 平行電流環(huán)之間截面磁場分布的計算10.10 兩點（雙縫）光干涉圖案10.11 彈簧震動系統(tǒng)模型10.12 運算器放大電路10.13 電阻電路的計算10.14 正弦穩(wěn)態(tài)電路：求未知參數(shù)10.15 橋梯形全通網(wǎng)絡的計算10.16 連續(xù)信號的MATLAB描述10.17 用傅里葉變換計算濾波器的響應和輸出10.18 二階巴特沃斯低通數(shù)字濾波器的頻率響應10.19 時域采樣頻率與頻譜混疊10.20 驗證頻域采樣與時域采樣的對偶性小結習題附錄A MATLAB函數(shù)命令庫附錄B 圖形句柄函數(shù)附錄C 習題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1 MATLAB的影響及其發(fā)展歷史MATLAB是Math Works公司于1984年推出的一套高性能的數(shù)值計算可視化軟件，集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，被稱為第四代計算機語言，是當今國際上最具影響力、最有活力的軟件開發(fā)工具包，被譽為“巨人肩上的工具”。由于使用MATLAB編程與人進行科學計算的思路和表達方式完全一致，所以它不像BASIC、FORTRAN和C語言等其他高級語言那樣難于掌握。使用MAT[.AB編寫程序猶如在演算紙上排列公式與求解問題一樣，所以它又被稱為演算紙式的科學計算語言。MATLAB一般包括數(shù)值分析、矩陣運算、數(shù)字信號處理、建模和系統(tǒng)控制和優(yōu)化等應用程序，并將應用程序和圖形統(tǒng)一于操作簡單的集成環(huán)境中。在這個環(huán)境下，對所要求解的問題，用戶只需簡單列出數(shù)學表達式，其結果便可以以數(shù)值或圖形的方式顯示出來。它顯示簡捷、高效、方便，這是其他高級語言所不能比擬的。它提供了強大的科學運算功能、靈活的程序設計流程、高質(zhì)量的圖形生成功能及模擬、便捷的與其他程序和語言接口的功能。它不僅包括用于高質(zhì)量的圖形生成及模擬（包括完成2D和3D數(shù)據(jù)圖示、圖像處理、動畫生成、圖形顯示等功能）的高層MATLAB命令，也包括用戶對圖形圖像等對象進行特性控制的底層MAT[,AB命令，以及開發(fā)GUI應用程序的各種工具。在工程技術界，MATL,AB也被用來解決一些實際課題和數(shù)學模型問題。

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