MATLAB入門(mén)與實(shí)戰(zhàn)

前言

MATLAB是當(dāng)今最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一，具有強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算能力、可視化功能、開(kāi)放式可擴(kuò)展環(huán)境，所附帶的工具箱支持30多個(gè)領(lǐng)域的計(jì)算、仿真等應(yīng)用，因此，在許多科學(xué)領(lǐng)域中MATLAB成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究及應(yīng)用開(kāi)發(fā)的基本工具和首選平臺(tái)。同時(shí)，MATL~~具有其他高級(jí)語(yǔ)言難以比擬的一些優(yōu)點(diǎn)——編寫(xiě)簡(jiǎn)單、效率高、易學(xué)易懂，因此，MATLAB語(yǔ)言也被通俗地稱(chēng)為演算紙式的科學(xué)算法語(yǔ)言。MATLAB在信號(hào)處理、通信、自動(dòng)控制及科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，被認(rèn)為是最能夠提高工作效率，改善設(shè)計(jì)手段的工具軟件。掌握了MATLAB，就掌握了一把開(kāi)啟專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域科學(xué)研究大門(mén)的鑰匙。然而，目前市面上與MATLAB技術(shù)相關(guān)的書(shū)籍，由于受到各種因素的制約，往往存在著內(nèi)容不夠全面，沒(méi)有和相關(guān)技術(shù)發(fā)展結(jié)合的問(wèn)題，不能滿(mǎn)足新技術(shù)發(fā)展的需要。同時(shí)，MATLAB圖書(shū)如果缺乏實(shí)際應(yīng)用例子的介紹，就會(huì)讓讀者感覺(jué)參考價(jià)值不高。本系列叢書(shū)旨在用MATLAB的最新版本軟件工具實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、小波分析和系統(tǒng)仿真等相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的新技術(shù)、新算法，使讀者可以通過(guò)解讀書(shū)中所舉的應(yīng)用實(shí)例快速掌握MATLAB的新功能、新特性，同時(shí)能夠快速解決讀者所關(guān)注領(lǐng)域的新問(wèn)題。本系列叢書(shū)重點(diǎn)介紹了IVIATLAB工具箱的最新內(nèi)容和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的新理論，能夠緊跟技術(shù)發(fā)展。另外，本系列叢書(shū)注重理論與實(shí)際的結(jié)合，對(duì)所有基礎(chǔ)理論和重要算法的討論都通過(guò)MTLAB工具箱中相關(guān)函數(shù)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

內(nèi)容概要

本書(shū)作為MATLAB使用的入門(mén)書(shū)，面向MATLAB的初級(jí)用戶(hù)，在介紹MATLAB集成環(huán)境的基礎(chǔ)上，對(duì)MATLAB使用中需要了解的知識(shí)和用到的工具進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，內(nèi)容涵蓋了MATLAB使用基礎(chǔ)、高級(jí)編程及其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用。本書(shū)在結(jié)構(gòu)安排上，按照循序漸進(jìn)的原則，結(jié)合具體的實(shí)例，以大量的程序仿真為依托，講解了MATLAB應(yīng)用的各個(gè)方面。　　本書(shū)結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容全面、圖文并茂、實(shí)例豐富、適用面廣，適合信號(hào)處理、自動(dòng)控制、機(jī)械電子、自動(dòng)化、電力電氣、通信工程等專(zhuān)業(yè)的本科生、研究生、教師和科技工作者閱讀，可作為MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)的參考書(shū)，對(duì)涉及通信、電子、自動(dòng)控制等領(lǐng)域的大專(zhuān)院校師生具有重要的參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

書(shū)籍目錄

第1章 基礎(chǔ)準(zhǔn)備及入門(mén)  　1.1 認(rèn)識(shí)MATLAB  　　1.1.1 MATLAB的歷史  　　1.1.2 MATLAB的主要功能  　　1.1.3 MATLAB7.0新增功能  　1.2 視窗下的MATLAB環(huán)境  　　1.2.1 Desktop簡(jiǎn)介  　　1.2.2 Command Window運(yùn)行入門(mén)  　　1.2.3 Command Window簡(jiǎn)介  　　1.2.4 最簡(jiǎn)單的計(jì)算器使用法  　　1.2.5 數(shù)值、變量和表達(dá)式  　　1.2.6 計(jì)算結(jié)果的圖形表示 　1.3 Command Window操作要旨 　1.4 Command History窗口 　　1.4.1 Command History窗口簡(jiǎn)介 　　1.4.2 歷史指令行的再運(yùn)行 　1.5 Current Directory、路徑設(shè)置器和文件管理 　　1.5.1 Current Directory瀏覽器簡(jiǎn)介 　　1.5.2 MATLAB的搜索路徑 　　1.5.3 MATLAB搜索路徑的擴(kuò)展和修改 　1.6 Workspace Browser和ArrayEditor 　　1.6.1 Workspace Browser簡(jiǎn)介 　　1.6.2 現(xiàn)場(chǎng)菜單用于內(nèi)存變量的查閱和刪除 　　1.6.3 Array Editor數(shù)組編輯器和大數(shù)組的輸入 　1.7 Launch Pad交互界面分類(lèi)目錄窗 　1.8 Editor/Debugger和腳本編寫(xiě)初步 　　1.8.1 Editor/Debugger簡(jiǎn)介 　　1.8.2 M腳本文件編寫(xiě)初步 　1.9 幫助系統(tǒng) 　　1.9.1 幫助方式概述 　　1.9.2 Help Navigator/Browser簡(jiǎn)介 第2章 矩陣及其基本運(yùn)算 　2.1 引導(dǎo) 　2.2 創(chuàng)建新矩陣 　　2.2.1 建立新矩陣 　　2.2.2 向量和子矩陣的生成 　　2.2.3 MATLAB中的特殊矩陣 　　2.2.4 高維矩陣 　　2.2.5 高維矩陣構(gòu)作和操作函數(shù)匯總 　　2.2.6 “非數(shù)”和“空”矩陣 　2.3 矩陣構(gòu)造技法綜合 　2.4 矩陣運(yùn)算 　　2.4.1 加法和減法 　　2.4.2 乘法 　　2.4.3 除法 　　2.4.4 轉(zhuǎn)置和共軛 　　2.4.5 元素操作算術(shù)運(yùn)算 　　2.4.6 元素操作函數(shù) 　　2.4.7 矩陣的乘方與函數(shù) 第3章 基本運(yùn)算入門(mén) 　3.1 常用數(shù)學(xué)函數(shù) 　　3.1.1 常見(jiàn)數(shù)學(xué)函數(shù) 　　3.1.2 三角函數(shù)和雙曲線(xiàn)函數(shù) 　　3.1.3 復(fù)數(shù)函數(shù) 　　3.1.4 最大值和最小值 　　3.1.5 求和、乘積和差分 　　3.1.6 簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)命令 　　3.1.7 排序 　3.2 關(guān)系和邏輯運(yùn)算及多項(xiàng)式運(yùn)算 　　3.2.1 關(guān)系操作符 　　3.2.2 邏輯操作符 　　3.2.3 關(guān)系與邏輯函數(shù) 　3.3 字符串 　　3.3.1 字符串入門(mén) 　　3.3.2 字符串的分配(屬性和標(biāo)識(shí)） 　　3.3.3 顯示和輸入 　　3.3.4 字符串求值 　　3.3.5 復(fù)雜字符串的創(chuàng)建 　　3.3.6 字符串轉(zhuǎn)換函數(shù) 　　3.3.7 字符串操作函數(shù) 第4章 M文件初步 　4.1 入門(mén) 　4.2 M文件分類(lèi)和操作 　　4.2.1 函數(shù)文件 　　4.2.2 非函數(shù)文件 　　4.2.3 M文件的操作 　4.3 M文件的結(jié)構(gòu) 　　4.3.1 函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu) 　　4.3.2 函數(shù)調(diào)用 　　4.3.3 函數(shù)參數(shù)的可調(diào)性 　　4.3.4 全局變量與局部變量 　　4.3.5 實(shí)戰(zhàn)：M函數(shù)文件操作練習(xí) 第5章 基本繪圖 　5.1 二維圖形 　　5.1.1 基本平面圖形命令 　　5.1.2 平面圖形命令　　5.1.3 二維圖形注釋命令　5.2 三維圖形　　5.2.1 三維曲線(xiàn)、面填色命令　　5.2.2 三維圖形等高線(xiàn)　　5.2.3 曲面與網(wǎng)格圖命令　　5.2.4 三維數(shù)據(jù)的其他表現(xiàn)形式命令第6章 矩陣高級(jí)運(yùn)算　6.1 矩陣分解　　6.1.1 Cholesky分解　　6.1.2 LU分解　　6.1.3 QR分解　　6.1.4 Schur分解　　6.1.5 實(shí)Schur分解轉(zhuǎn)化成復(fù)Schur分解　　6.1.6 特征值分解　　6.1.7 奇異值分解　　6.1.8 廣義奇異值分解　　6.1.9 特征值問(wèn)題的QZ分解　　6.1.10 海森伯格形式的分解　6.2 線(xiàn)性方程組的求解　　6.2.1 求線(xiàn)性方程組的唯一解或特解(第一類(lèi)問(wèn)題）　　6.2.2 求線(xiàn)性齊次方程組的通解　　6.2.3 求非齊次線(xiàn)性方程組的通解　　6.2.4 線(xiàn)性方程組的LQ解法　　6.2.5 雙共軛梯度法解方程組　　6.2.6 穩(wěn)定雙共軛梯度方法解方程組　　6.2.7 復(fù)共軛梯度平方法解方程組　　6.2.8 共軛梯度的LSQR方法　　6.2.9 廣義最小殘差法　　6.2.10 最小殘差法解方程組　　6.2.11 預(yù)處理共軛梯度方法　　6.2.12 準(zhǔn)最小殘差法解方程組　6.3 特征值與二次型　　6.3.1 特征值與特征向量的求法　　6.3.2 提高特征值的計(jì)算精度　　6.3.3 復(fù)對(duì)角矩陣轉(zhuǎn)化為實(shí)對(duì)角矩陣　　6.3.4 正交基　　6.3.5 二次型　6.4 秩與線(xiàn)性相關(guān)性　　6.4.1 矩陣和向量組的秩以及向量組的線(xiàn)性相關(guān)性　　6.4.2 求行階梯矩陣及向量組的基　6.5 稀疏矩陣技術(shù)　　6.5.1 稀疏矩陣的創(chuàng)建　　6.5.2 將稀疏矩陣轉(zhuǎn)化為滿(mǎn)矩陣　　6.5.3 稀疏矩陣非零元素的索引　　6.5.4 外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為稀疏矩陣　　6.5.5 基本稀疏矩陣　　6.5.6 稀疏矩陣的運(yùn)算　　6.5.7 畫(huà)稀疏矩陣非零元素的分布圖形　　6.5.8 矩陣變換　　6.5.9 稀疏矩陣的近似歐幾里德范數(shù)和條件數(shù)　　6.5.10 稀疏矩陣的分解　　6.5.11 稀疏矩陣的特征值分解第7章 數(shù)值計(jì)算　7.1 引言　7.2 函數(shù)極值點(diǎn)　　7.2.1 一元函數(shù)的極小值點(diǎn)　　7.2.2 多元函數(shù)的極小值點(diǎn)　7.3 求零點(diǎn)　7.4 積分　　7.4.1 一元函數(shù)的數(shù)值積分　　7.4.2 多重?cái)?shù)值積分　7.5 微分　7.6 微分方程　7.7 曲線(xiàn)擬合　7.8 插值　　7.8.1 一維插值　　7.8.2 二維插值　　7.8.3 實(shí)戰(zhàn)：插值M文件應(yīng)用練習(xí)第8章 專(zhuān)業(yè)數(shù)值運(yùn)算　8.1 三次樣條　　8.1.1 基本特征　　8.1.2 分段多項(xiàng)式　　8.1.3 積分　　8.1.4 微分　8.2 多項(xiàng)式及其操作　　8.2.1 多項(xiàng)式的表達(dá)和創(chuàng)建　　8.2.2 多項(xiàng)式的根　　8.2.3 乘法　　8.2.4 加法　　8.2.5 除法　　8.2.6 導(dǎo)數(shù)　　8.2.7 估值　　8.2.8 有理多項(xiàng)式　8.3 Fourier分析　　8.3.1 快速Fourier變換　　8.3.2 Fourier級(jí)數(shù)第9章 符號(hào)計(jì)算 　9.1 符號(hào)表達(dá)式 　9.2 符號(hào)表達(dá)式運(yùn)算　　9.2.1 提取分子和分母　　9.2.2 標(biāo)準(zhǔn)代數(shù)運(yùn)算　　9.2.3 高級(jí)運(yùn)算　　9.2.4 變換函數(shù)　　9.2.5 變量替換　　9.2.6 微分和積分　9.3 符號(hào)表達(dá)式畫(huà)圖　9.4 符號(hào)表達(dá)式簡(jiǎn)化和格式化　9.5 可變精度算術(shù)運(yùn)算　9.6 方程求解　　9.6.1 求解單個(gè)代數(shù)方程　　9.6.2 代數(shù)方程組求解　　9.6.3 單個(gè)微分方程　　9.6.4 微分方程組　9.7 線(xiàn)性代數(shù)和矩陣　　9.7.1 符號(hào)矩陣　　9.7.2 代數(shù)運(yùn)算　　9.7.3 線(xiàn)性代數(shù)運(yùn)算　　9.7.4 其他特性　9.8 符號(hào)工具箱函數(shù)總結(jié)第10章 MATLAB程序設(shè)計(jì)　10.1 順序結(jié)構(gòu)語(yǔ)句　　10.1.1 表達(dá)式語(yǔ)句　　10.1.2 賦值語(yǔ)句　　10.1.3 空語(yǔ)句　　10.1.4 輸入語(yǔ)句　　10.1.5 輸出語(yǔ)句　　10.1.6 變量值的保存與恢復(fù)　10.2 選擇結(jié)構(gòu)　　10.2.1 If語(yǔ)句　　10.2.2 switch語(yǔ)句　　10.2.3 try語(yǔ)句　　10.2.4 選擇語(yǔ)句的嵌套　10.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句　　10.3.1 for循環(huán)結(jié)構(gòu)　　10.3.2 循環(huán)嵌套　　10.3.3 While循環(huán)　　10.3.4 break語(yǔ)句　10.4 MATLAB控制流功能概括　10.5 文件讀寫(xiě)函數(shù)　10.6 局部工作空間和基本工作空間　10.7 規(guī)則和屬性　　10.7.1 M文件函數(shù)　　10.7.2 變量　　10.7.3 函數(shù)調(diào)用　10.8 MATLAB編程技巧實(shí)戰(zhàn)第11章 圖形處理　11.1 通用圖形函數(shù)命令　　11.1.1 圖形對(duì)象句柄命令　　11.1.2 軸的產(chǎn)生和控制命令　　11.1.3 圖形句柄操作命令　　11.1.4 圖形窗口的控制命令　11.2 顏色與光照模式命令　　11.2.1 顏色控制命令　　11.2.2 色圖控制命令第12章 句柄圖形　12.1 誰(shuí)需要句柄圖形　12.2 什么是句柄圖形對(duì)象　12.3 句柄對(duì)象　12.4 通用函數(shù)get和set　12.5 查找對(duì)象　12.6 用鼠標(biāo)選擇對(duì)象 　12.7 位置和單位　12.8 圖形打印　12.9 默認(rèn)屬性　12.10 非文件式屬性　12.11 句柄圖形實(shí)戰(zhàn)　　12.11.1 自制光標(biāo)形狀　　12.11.2 任意布置子圖和軸外注釋　　12.11.3 制作個(gè)性化雙坐標(biāo)系　　12.11.4 連續(xù)變焦和飛馳圖形　　12.11.5 動(dòng)畫(huà)制作示例 　　12.11.6 surface指令衍生不同曲面 　　12.11.7 紋理影射和曲面彩繪　　12.11.8 三維塊建模和著色　　12.11.9 鼠標(biāo)拖動(dòng)字對(duì)象　12.12 實(shí)用函數(shù)　12.13 屬性名和屬性值 　12.14 小結(jié)　12.15 關(guān)鍵詞索引第13章 圖形用戶(hù)界面GUI制作　13.1 創(chuàng)建圖形界面GUIr的理由　13.2 GUI對(duì)象層次結(jié)構(gòu)　13.3 菜單　　13.3.1 菜單的布置　　13.3.2 建立菜單和子菜單　　13.3.3 菜單實(shí)戰(zhàn)舉例　　13.3.4 菜單屬性　　13.3.5 菜單快捷鍵　　13.3.6 菜單的外觀(guān)　　13.3.7 顏色控制　　13.3.8 菜單項(xiàng)去能　　13.3.9 回調(diào)屬性　　13.3.10 實(shí)戰(zhàn)：M文件舉例　13.4 控制框　　13.4.1 建立不同類(lèi)型的控制框　　13.4.2 控制框?qū)傩浴　?3.4.3 控制框布置的考慮　　13.4.4 實(shí)戰(zhàn)：M文件舉例　13.5 編程和回調(diào)考慮第14章 Simulink交互式仿真集成環(huán)境　14.1 引導(dǎo)　　14.1.1 Simulink啟動(dòng)與界面說(shuō)明　　14.1.2 Simulink模型窗的組成　14.2 模型的創(chuàng)建　　14.2.1 仿真模塊　　14.2.2 信號(hào)線(xiàn)操作　　14.2.3 常用的Source庫(kù)信源　　14.2.4 常用的Sink庫(kù)信宿　14.3 示波器　　14.3.1 示波器界面簡(jiǎn)介　　14.3.2 示波器縱坐標(biāo)范圍的手工設(shè)置　14.4 Simulink在控制系統(tǒng)仿真中應(yīng)用　　14.4.1 Control System Toolbox(控制系統(tǒng)工具箱）　　14.4.2 Simulink子模塊庫(kù)中與控制系統(tǒng)仿真有關(guān)的子模塊庫(kù)　14.5 Simulink命令集第15章 MATLAB應(yīng)用開(kāi)發(fā)　15.1 將C或Fortran源程序轉(zhuǎn)換為m文件　15.2 在其他語(yǔ)言中調(diào)用MATLAB　15.3 MATLAB應(yīng)用界面開(kāi)發(fā)工具的使用　15.4 用MATLAB編譯器產(chǎn)生獨(dú)立外部應(yīng)用程序　15.5 從C或Fortran調(diào)用MATLAB附錄A 工具箱函數(shù)匯總　A.1 統(tǒng)計(jì)工具箱函數(shù)　A.2 優(yōu)化工具箱函數(shù)　A.3 樣條工具箱函數(shù)　A.4 偏微分方程數(shù)值解工具箱函數(shù)　A.5 MATLAB工具箱編寫(xiě)技巧附錄B MATLAB常用命令大全參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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