MATLAB7.0從入門(mén)到精通

前言

　　MATLAB是Mathworks公司于1984年推出的一套高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化軟件，它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，可方便地應(yīng)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)建模和仿真、數(shù)據(jù)分析和可視化、科學(xué)和工程繪圖、應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)等方面。MATLAB之所以能夠被廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗鼘⒖蒲泄ぷ髡邚姆ξ兜腇ortran、C編程中解放出來(lái)，使他們真正把精力放在科研和設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題上，從而大大提高了工作效率。在MATLAB環(huán)境中描述問(wèn)題及編制求解問(wèn)題的程序時(shí)，用戶可以按照符合人們的科學(xué)思維方式和數(shù)學(xué)表達(dá)習(xí)慣的語(yǔ)言形式來(lái)書(shū)寫(xiě)程序。

內(nèi)容概要

　　《MATLAB7.0從入門(mén)到精通》對(duì)MATLAB 7.0進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，力求做到細(xì)致全面。全書(shū)共分為15章。前5章是有關(guān)MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)，包括MATLAB的安裝、卸載及系統(tǒng)功能的簡(jiǎn)述，MATLAB的數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)可視化工具以及MATLAB的編程等內(nèi)容。第6章～第9章是MATLAB的高級(jí)應(yīng)用部分，分別介紹了MATLAB 7.0的數(shù)據(jù)分析和處理功能，符號(hào)計(jì)算功能，Simulink仿真環(huán)境和文件I/O操作。第10章～第12章和第14章介紹了信號(hào)處理工具箱、圖像處理工具箱和編譯工具箱以及應(yīng)用廣泛的高級(jí)圖形設(shè)計(jì)。第13章、第15章介紹了MATLAB的外圍功能，包括與Word、Excel的混合使用和MATLAB的應(yīng)用程序接口。附錄部分列出了常用命令和函數(shù)，Simulink的庫(kù)模塊和應(yīng)用程序接口函數(shù)庫(kù)?！禡ATLAB7.0從入門(mén)到精通》敘述詳細(xì)，深入淺出，又有豐富的例程，適合使用MATLAB的本科生、研究生和教師以及廣大科研工作人員作為參考用書(shū)。注：本書(shū)附光盤(pán)

書(shū)籍目錄

第1章　MATLAB概述　11.1　MATLAB 7.0簡(jiǎn)介　21.2　MATLAB 7.0的安裝、退出與卸載　31.3　MATLAB 7.0的目錄結(jié)構(gòu)　81.4　MATLAB 7.0的工作環(huán)境　91.5　MATLAB 7.0的通用命令　161.6　使用MATLAB 7.0幫助系統(tǒng)　191.7　初識(shí)MATLAB　22第2章　MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)　242.1　數(shù)據(jù)類(lèi)型　242.1.1　數(shù)值類(lèi)型　242.1.2　邏輯類(lèi)型　262.1.3　字符和字符串　262.1.4　函數(shù)句柄　262.1.5　結(jié)構(gòu)體類(lèi)型　272.1.6　單元數(shù)組類(lèi)型　302.2　基本矩陣操作　322.2.1　矩陣的構(gòu)造　332.2.2　矩陣大小的改變　352.2.3　矩陣下標(biāo)引用　372.2.4　矩陣信息的獲取　392.2.5　矩陣結(jié)構(gòu)的改變　412.2.6　稀疏矩陣　422.3　運(yùn)算符和特殊符號(hào)　462.3.1　算數(shù)運(yùn)算符　462.3.2　關(guān)系運(yùn)算符　482.3.3　邏輯運(yùn)算符　492.3.4　運(yùn)算優(yōu)先級(jí)　502.4　字符串處理函數(shù)　512.4.1　字符串的構(gòu)造　512.4.2　字符串比較函數(shù)　532.4.3　字符串查找和替換函數(shù)　542.4.4　字符串——數(shù)值轉(zhuǎn)換　55第3章　數(shù)學(xué)運(yùn)算　573.1　矩陣運(yùn)算　573.1.1　矩陣分析　573.1.2　線性方程組　633.1.3　矩陣分解　673.1.4　矩陣的特征值和特征向量　743.1.5　非線性矩陣運(yùn)算　753.2　矩陣元素的數(shù)學(xué)函數(shù)　793.2.1　三角函數(shù)　793.2.2　指數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)　813.2.3　復(fù)數(shù)函數(shù)　813.2.4　截?cái)嗪颓笥嗪瘮?shù)　833.3　特殊數(shù)學(xué)函數(shù)　843.3.1　特殊函數(shù)　843.3.2　數(shù)論函數(shù)　903.3.3　坐標(biāo)變換函數(shù)　91第4章　MATLAB 7.0基本編程　924.1　腳本和函數(shù)　924.1.1　函數(shù)　924.1.2　腳本　934.1.3　子函數(shù)與私有目錄　954.1.4　P碼文件　954.2　MATLAB中的變量和語(yǔ)句　964.2.1　變量類(lèi)型　964.2.2　M文件的流控制語(yǔ)句　974.3　程序的調(diào)試(Debug)　1044.3.1　直接調(diào)試法　1044.3.2　工具調(diào)試法　1054.4　函數(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)　1154.4.1　建立數(shù)學(xué)模型　1154.4.2　編寫(xiě)代碼　1164.4.3　運(yùn)行程序　122第5章　數(shù)據(jù)可視化　1285.1　二維繪圖　1285.1.1　plot命令　1285.1.2　fplot命令　1315.1.3　ezplot命令　1335.2　三維繪圖　1345.2.1　plot3命令　1345.2.2　mesh命令　1355.2.3　surf命令　1365.2.4　基本三維繪圖命令的改進(jìn)命令　1375.3　特殊圖形　1395.3.1　二維特殊圖形函數(shù)　1395.3.2　特殊的三維圖形函數(shù)　1455.3.3　特殊坐標(biāo)軸的圖形函數(shù)　1475.3.4　四維表現(xiàn)圖　1525.4　圖形處理　1535.4.1　圖形標(biāo)注　1535.4.2　坐標(biāo)軸的控制　1585.4.3　圖形數(shù)據(jù)取點(diǎn)　1615.4.4　子圖和圖形保持　1625.4.5　色彩控制　1645.4.6　視角與光照　1685.4.7　圖形的打印和輸出　1755.5　圖形窗口　1755.5.1　圖形窗口的創(chuàng)建與控制　1755.5.2　圖形窗口的菜單操作　1765.5.3　圖形窗口的工具欄　184第6章　數(shù)據(jù)分析　1866.1　多項(xiàng)式函數(shù)　1866.1.1　多項(xiàng)式表示法　1866.1.2　多項(xiàng)式求值　1906.1.3　多項(xiàng)式乘法和多項(xiàng)式除法　1916.1.4　多項(xiàng)式的導(dǎo)數(shù)和微分　1926.1.5　多項(xiàng)式的根和由根創(chuàng)建多項(xiàng)式　1946.1.6　多項(xiàng)式部分分式展開(kāi)　1956.1.7　多項(xiàng)式曲線擬合　1966.1.8　曲線擬合圖形用戶接口　1976.2　插值　1996.2.1　一維插值　1996.2.2　二維插值　2036.3　數(shù)據(jù)分析和傅立葉變換　2066.3.1　基本數(shù)據(jù)分析函數(shù)　2066.3.2　協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)矩陣　2116.3.3　有限差分和梯度　2136.3.4　信號(hào)濾波和卷積　2146.3.5　傅立葉變換　2186.4　功能函數(shù)　2236.4.1　函數(shù)的表示　2236.4.2　函數(shù)畫(huà)圖　2246.4.3　函數(shù)最小值和零點(diǎn)　2256.4.4　數(shù)值積分　2306.4.5　在功能函數(shù)中使用含參函數(shù)　2336.5　微分方程組數(shù)值解　2356.5.1　常微分方程組的初值問(wèn)題　2356.5.2　延遲微分方程組數(shù)值解　2426.5.3　常微分方程組的邊界問(wèn)題　244第7章　Simulink仿真環(huán)境　2487.1　Simulink概述　2487.1.1　Simulink的概念　2507.1.2　Simulink的工作環(huán)境　2507.1.3　Simulink的工作原理　2557.1.4　Simulink模型的特點(diǎn)　2567.1.5　Simulink里的數(shù)據(jù)類(lèi)型　2577.1.6　Simulink里的模塊和模塊庫(kù)　2627.2　模型的創(chuàng)建　2677.2.1　Simulink模塊的基本操作　2677.2.2　創(chuàng)建模型的基本步驟　2717.2.3　模型文件格式　2727.3　子系統(tǒng)及其封裝　2737.3.1　創(chuàng)建子系統(tǒng)　2737.3.2　封裝子系統(tǒng)　2757.3.3　定義自己的模塊庫(kù)　2787.4　過(guò)零檢測(cè)　2797.5　代數(shù)環(huán)　2807.6　回調(diào)函數(shù)　2827.7　運(yùn)行仿真　2847.7.1　使用窗口運(yùn)行仿真　2847.7.2　仿真參數(shù)的設(shè)置　2857.7.3　使用MATLAB命令運(yùn)行仿真　2897.7.4　改善仿真性能及精度　2907.8　仿真結(jié)果分析　2917.8.1　觀看輸出結(jié)果　2917.8.2　線性化　2927.8.3　平衡點(diǎn)的分析　2937.9　模型的調(diào)試　2947.9.1　Simulink調(diào)試器　2947.9.2　命令行調(diào)試　2967.9.3　設(shè)置斷點(diǎn)　2967.9.4　顯示仿真的有關(guān)信息　2977.9.5　顯示模型的信息　2997.10　S-函數(shù)　2997.10.1　什么是S-函數(shù)　3007.10.2　為何要用S-函數(shù)　3007.10.3　S-函數(shù)如何工作　3007.10.4　怎樣書(shū)寫(xiě)S-函數(shù)　3027.10.5　S-函數(shù)應(yīng)用示例　3047.11　綜合實(shí)例——PLL中的非線性電荷泵和濾波器　307第8章　MATLAB 7.0符號(hào)計(jì)算功能　3138.1　符號(hào)運(yùn)算入門(mén)　3138.1.1　求解一元二次方程 的根　3138.1.2　求導(dǎo)數(shù) 　3148.1.3　計(jì)算定積分 　3148.1.4　求解一階微分方程 　3158.2　符號(hào)對(duì)象的創(chuàng)建和使用　3158.2.1　創(chuàng)建符號(hào)對(duì)象和表達(dá)式　3158.2.2　符號(hào)對(duì)象的基本運(yùn)算　3188.3　任意精度數(shù)學(xué)計(jì)算　3198.4　符號(hào)表達(dá)式的化簡(jiǎn)和替換　3218.4.1　符號(hào)表達(dá)式的化簡(jiǎn)　3218.4.2　符號(hào)表達(dá)式的替換　3258.5　符號(hào)矩陣的計(jì)算　3288.5.1　基本代數(shù)運(yùn)算　3288.5.2　線性代數(shù)運(yùn)算　3288.5.3　特征值分解　3308.5.4　約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型　3318.5.5　奇異值分解　3318.6　符號(hào)微積分　3328.6.1　符號(hào)表達(dá)式的微分運(yùn)算　3338.6.2　符號(hào)表達(dá)式的極限　3348.6.3　符號(hào)表達(dá)式的積分　3358.6.4　級(jí)數(shù)的求和　3368.6.5　泰勒級(jí)數(shù)　3368.7　符號(hào)積分變換　3378.7.1　Fourier變換　3388.7.2　Laplace變換　3388.7.3　Z變換　3398.8　符號(hào)方程求解　3418.8.1　代數(shù)方程的求解　3418.8.2　微分方程的求解　3428.9　可視化數(shù)學(xué)分析界面　3438.9.1　圖示化符號(hào)函數(shù)計(jì)算器　3438.9.2　泰勒級(jí)數(shù)逼近分析器　3458.10　Maple接口　3458.10.1　利用sym函數(shù)調(diào)用Maple函數(shù)　3458.10.2　利用maple函數(shù)調(diào)用Maple函數(shù)　346第9章　文件I/O　3479.1　打開(kāi)和關(guān)閉文件　3479.1.1　打開(kāi)文件　3479.1.2　關(guān)閉文件　3489.2　讀取二進(jìn)制文件　3499.3　寫(xiě)入二進(jìn)制文件　3519.4　讀取文本文件　3519.5　寫(xiě)入文本文件　3549.6　文件內(nèi)的位置控制　355第10章　信號(hào)處理工具箱　35810.1　數(shù)字信號(hào)處理基本理論　35810.1.1　離散信號(hào)與系統(tǒng)　35810.1.2　Z變換　36010.1.3　離散傅立葉變換　36110.1.4　數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)　36310.2　MATLAB 7.0的信號(hào)處理工具箱函數(shù)　36810.2.1　波形產(chǎn)生(Waveform Generation)　36810.2.2　濾波器分析(Filter Analysis)　36810.2.3　濾波器實(shí)現(xiàn)(Filter Implementation)　36910.2.4　線性系統(tǒng)變換(Linear System Transformations)　36910.2.5　FIR濾波器設(shè)計(jì)(FIR Digital Filter Design)　37010.2.6　IIR濾波器設(shè)計(jì)(IIR Digital Filter Design)　37010.2.7　IIR濾波器階的選擇(IIR Filter Order Estimation)　37010.2.8　變換(Transforms)　37110.2.9　統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理和譜分析(Statistical Signal Processing and Spectral Analysis)　37110.2.10　窗函數(shù)(Windows)　37210.2.11　參數(shù)化建模(Parametric Modeling)　37210.2.12　特殊操作(Specialized Operations)　37310.2.13　模擬低通濾波器原型(Analog Lowpass Filter Prototypes)　37310.2.14　模擬濾波器設(shè)計(jì)(Analog Filter Design)　37310.2.15　模擬濾波器轉(zhuǎn)換(Analog Filter Transformation)　37410.2.16　濾波器離散化(Filter Discretization)　37410.2.17　對(duì)數(shù)倒譜分析(Cepstral Analysis)　37410.2.18　線性預(yù)測(cè)(Linear Prediction)　37410.2.19　多速信號(hào)處理(Multirate Signal Processing)　37510.2.20　圖形用戶接口(Graphical User Interfaces)　37510.3　基于MATLAB的信號(hào)處理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)　37510.3.1　離散信號(hào)與系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)　37510.3.2　離散傅立葉變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)　37810.3.3　Z變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)　38010.3.4　FIR濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)　38310.3.5　IIR濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)　386第11章　圖像處理工具箱　39111.1　圖像處理工具箱介紹　39111.1.1　常用圖像格式　39111.1.2　MATLAB 7.0圖像類(lèi)型　39311.1.3　MATLAB 7.0圖像類(lèi)型轉(zhuǎn)換　39611.2　圖像的顯示　39811.2.1　標(biāo)準(zhǔn)圖像顯示技術(shù)　39811.2.2　特殊圖像顯示技術(shù)　40011.3　圖像的幾何運(yùn)算　40311.3.1　圖像插值　40311.3.2　圖像大小調(diào)整　40411.3.3　圖像旋轉(zhuǎn)　40511.3.4　圖像剪裁　40611.4　圖像的變換技術(shù)　40711.4.1　數(shù)字圖像的二維傅立葉變換　40811.4.2　數(shù)字圖像的離散余弦變換　41211.4.3　其他變換技術(shù)　41711.5　圖像分析　41811.5.1　像素值及其統(tǒng)計(jì)　41911.5.2　圖像分析　42211.5.3　圖像調(diào)整　42511.5.4　圖像平滑　42811.6　特殊區(qū)域處理　43111.6.1　區(qū)域的指定　43111.6.2　特定區(qū)域?yàn)V波　43211.6.3　特定區(qū)域填充　433第12章　高級(jí)圖形設(shè)計(jì)　43512.1　句柄圖形　43512.1.1　圖形對(duì)象、圖像句柄和句柄圖形樹(shù)結(jié)構(gòu)　43512.1.2　圖形對(duì)象種類(lèi)　43612.1.3　圖形對(duì)象屬性概念　43812.2　圖形對(duì)象的操作　43912.2.1　創(chuàng)建圖形對(duì)象　43912.2.2　圖形對(duì)象屬性設(shè)置　44112.2.3　屬性值查詢　44212.2.4　設(shè)置用戶屬性默認(rèn)值　44412.3　句柄使用方法　44812.3.1　訪問(wèn)對(duì)象句柄　44812.3.2　使用句柄操作圖形對(duì)象　45012.3.3　控制圖形輸出　45212.3.4　在M文件中保存句柄　45612.4　GUI設(shè)計(jì)向?qū)А?5812.4.1　圖形用戶界面概述　45812.4.2　啟動(dòng)GUIDE　45912.4.3　GUIDE提供的用戶控件　46012.4.4　界面設(shè)計(jì)工具集　46112.4.5　GUI組態(tài)　46712.4.6　GUI界面設(shè)計(jì)　47012.5　編程設(shè)計(jì)GUI　47212.5.1　M文件以及GUI數(shù)據(jù)管理　47212.5.2　回調(diào)函數(shù)的使用方法　47412.5.3　圖形窗口的行為控制　47612.6　圖形用戶界面設(shè)計(jì)實(shí)例　47712.6.1　圖形界面的實(shí)現(xiàn)　47712.6.2　行為控制的實(shí)現(xiàn)　478第13章　MATLAB 7.0與Word、Excel的混合使用　48713.1　Notebook的安裝和使用環(huán)境　48713.2　一個(gè)Notebook實(shí)例　48813.3　Notebook使用的幾個(gè)問(wèn)題　49013.4　Excel link的安裝和使用環(huán)境　49113.4.1　Excel link的安裝　49113.4.2　設(shè)置Excel link的啟動(dòng)方式　49313.4.3　終止Excel link的運(yùn)行　49413.5　一個(gè)Excel link實(shí)例　49513.5.1　數(shù)據(jù)表執(zhí)行方式　49513.5.2　宏命令執(zhí)行模式(Macro Version)　49613.6　Excel link使用的幾個(gè)問(wèn)題　49813.6.1　關(guān)于語(yǔ)法　49913.6.2　關(guān)于工作表　499第14章　編譯工具箱　50014.1　編譯器概述　50014.2　編譯器的安裝和配置　50014.2.1　配置MATLAB 7.0編譯器的前提準(zhǔn)備　50014.2.2　對(duì)編譯器進(jìn)行配置　50114.3　MATLAB 7.0編譯器的使用　50314.3.1　編譯過(guò)程　50314.3.2　MCR的安裝　50314.3.3　編譯指令mcc　50414.3.4　創(chuàng)建獨(dú)立的應(yīng)用程序　505第15章　應(yīng)用程序接口　51115.1　創(chuàng)建C語(yǔ)言MEX文件　51115.1.1　MEX文件簡(jiǎn)介　51115.1.2　編寫(xiě)C MEX文件　51215.2　創(chuàng)建Fortran語(yǔ)言MEX文件　51415.2.1　Fortran語(yǔ)言MEX文件簡(jiǎn)介　51415.2.2　Fortran MEX文件示例　51515.3　MAT文件應(yīng)用　51615.4　MATLAB引擎技術(shù)的應(yīng)用　51915.5　MATLAB的Java接口　52215.5.1　Java接口應(yīng)用　52215.5.2　應(yīng)用示例　52415.6　MATLAB中的DDE技術(shù)　52515.6.1　關(guān)于DDE的一般性說(shuō)明　52515.6.2　DDE中的MATLAB服務(wù)器　52615.6.3　DDE中的MATLAB客戶　52615.7　MATLAB中的ActiveX技術(shù)　52915.7.1　關(guān)于ActiveX的一般性說(shuō)明　52915.7.2　MATLAB的ActiveX自動(dòng)化　529附錄　532A.1　常用命令和函數(shù)　532A.2　SIMULINK的庫(kù)模塊　543A.2.1　庫(kù)模塊　543A.2.2　連續(xù)模塊子庫(kù)Continuous　543A.2.3　離散模塊子庫(kù)Discrete　544A.2.4　解析函數(shù)和查表函數(shù)模塊子庫(kù)Functions&Tables　544A.2.5　一般數(shù)學(xué)函數(shù)子庫(kù)Math　544A.2.6　非線性模塊子庫(kù)Nonlinear　544A.2.7　信號(hào)和系統(tǒng)模塊子庫(kù)Signal&Systems　545A.2.8　信宿模塊子庫(kù)Sinks　545A.2.9　信源模塊子庫(kù)Sources　545A.3　應(yīng)用程序接口函數(shù)庫(kù)　546A.3.1　外部程序接口函數(shù)庫(kù)　546A.3.2　MAT文件庫(kù)函數(shù)　546A.3.3　MATLAB引擎函數(shù)庫(kù)　547A.3.4　ActiveX對(duì)象的構(gòu)造和操作命令　547A.3.5　動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換函數(shù)　547

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