MATLAB基礎(chǔ)與應(yīng)用教程

前言

MATLAB（MATrix LABoratory）是MathWorks公司于1984年開(kāi)發(fā)的科學(xué)與工程計(jì)算軟件。它以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)，將高性能的數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算功能、強(qiáng)大的繪圖功能、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真功能以及為數(shù)眾多的應(yīng)用工具箱集成在一起，是頗具特色和影響的科學(xué)計(jì)算軟件，在科學(xué)研究以及工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。在高等院校，無(wú)論是在課程教學(xué)，還是在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，應(yīng)用MATLAB已十分普遍。許多高等院校將MATLAB語(yǔ)言列入培養(yǎng)方案，納入計(jì)算機(jī)教育課程體系，開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的課程。本書(shū)是編者在教學(xué)實(shí)際需要的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)改革的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)總結(jié)后編寫(xiě)而成的。本書(shū)具有以下特點(diǎn)。（1）反映了MATLAB技術(shù)的發(fā)展和最新的應(yīng)用成果。近年來(lái)，MATLAB版本不斷更新，功能不斷完善。2008年，MathWorks公司推出了MAllLAB撮新的版本R2008b（MATLAB 7．7）。該版本集成了最新的：MATLAB 7．7編譯器、Simulink 7.2仿真軟件以及很多工具箱，增加了很多新的功能和特性，內(nèi)容相當(dāng)豐富。本書(shū)以MATLAB 7．7版為基礎(chǔ)，全面介紹。MATL,AB的各種功能與應(yīng)用。在MKILAB版本不斷更新的同時(shí)，MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域也得到不斷拓展。本書(shū)介紹了MATLAB一些學(xué)科方面的應(yīng)用工具箱和應(yīng)用案例，能起到引導(dǎo)、示范的作用。（2）體現(xiàn)基本原理，突出應(yīng)用特色。本書(shū)在介紹MATLAB基本功能的同時(shí)，介紹具體的實(shí)現(xiàn)原理，但最終以應(yīng)用為目的，體現(xiàn)了突出基本原理是為了更好地應(yīng)用，使應(yīng)用更富有規(guī)律的理念。本書(shū)讓讀者在理解算法原理的基礎(chǔ)上使用MATLAB的功能，使教材既成為教學(xué)內(nèi)容的載體，也成為思維方法和認(rèn)知過(guò)程的載體。例如，在介紹數(shù)值計(jì)算功能時(shí)，盡可能介紹相關(guān)的算法背景，使學(xué)生能得到基本數(shù)值計(jì)算方法的訓(xùn)練，這對(duì)培養(yǎng)倉(cāng)撕能力是很有必要的。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)以MATLAB 7.7版本為基礎(chǔ)，結(jié)合高等學(xué)校課堂教學(xué)和工程科學(xué)計(jì)算應(yīng)用的需要，從實(shí)用角度出發(fā)，通過(guò)大量的算法實(shí)現(xiàn)和典型應(yīng)用實(shí)例，系統(tǒng)地介紹MATLAB的各種功能與應(yīng)用。全書(shū)共分12章，內(nèi)容包括MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)MATLAB程序設(shè)計(jì)、圖形繪制、線性代數(shù)中的數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理與多項(xiàng)式計(jì)算、數(shù)值微積分與常微分方程求解、符號(hào)計(jì)算、圖形句柄、圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)、Simulink仿真環(huán)境、MATLAB應(yīng)用接口，以及MATLAB在各學(xué)科中的應(yīng)用?！　”緯?shū)可作為高等院校理工科專(zhuān)業(yè)本科生和研究生的教材，也可供廣大科技工作者閱讀參考。

書(shū)籍目錄

第1章 MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)1.1 MATLAB的發(fā)展與主要功能1.1.1 MATLAB的發(fā)展1.1.2 MATLAB的主要功能1.2 MATLAB的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境1.2.1 MATLAB操作界面1.2.2 MATLAB的搜索路徑1.3 MATLAB的幫助功能1.3.1 幫助界面1.3.2 幫助命令1.3.3 演示系統(tǒng)1.4 MATLAB的變量和數(shù)據(jù)操作1.4.1 變量與賦值1.4.2 變量的管理1.4.3 數(shù)據(jù)的輸出格式1.5 MATLAB矩陣及其基本運(yùn)算1.5.1 矩陣的生成1.5.2 冒號(hào)表達(dá)式1.5.3 矩陣的拆分1.5.4 算術(shù)運(yùn)算1.5.5 關(guān)系運(yùn)算1.5.6 邏輯運(yùn)算1.6 字符串思考與實(shí)驗(yàn)第2章 MATLAB程序設(shè)計(jì)2.1 M文件2.1.1 M文件的建立與打開(kāi)2.1.2 M文件的分類(lèi)2.2 程序控制結(jié)構(gòu)2.2.1 順序結(jié)構(gòu)2.2.2 選擇結(jié)構(gòu)2.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)2.3 函數(shù)文件2.3.1 函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu)2.3.2 函數(shù)調(diào)用2.3.3 函數(shù)參數(shù)的可調(diào)性2.3.4 全局變量與局部變量2.4 程序調(diào)試2.4.1 程序調(diào)試概述2.4.2 MATLAB調(diào)試菜單2.5 程序性能分析與優(yōu)化2.5.1 程序性能分析2.5.2 程序優(yōu)化思考與實(shí)驗(yàn)第3章 圖形繪制3.1 二維曲線的繪制3.1.1 繪制二維曲線3.1.2 設(shè)置曲線樣式3.1.3 圖形標(biāo)注與坐標(biāo)控制3.1.4 對(duì)函數(shù)自適應(yīng)采樣的繪圖函數(shù)3.1.5 多圖形顯示3.1.6 其他坐標(biāo)系3.1.7 其他二維圖形3.2 三維圖形的繪制3.2.1 三維曲線3.2.2 三維曲面3.2.3 其他三維圖形3.3 圖形修飾處理3.3.1 視點(diǎn)處理3.3.2 色彩處理3.3.3 光照處理3-3.4 圖形的裁剪處理3.4 隱函數(shù)繪圖3.5 圖像處理與動(dòng)畫(huà)制作3.5.1 圖像處理3.5.2 動(dòng)畫(huà)制作思考與實(shí)驗(yàn)第4章 線性代數(shù)中的數(shù)值計(jì)算4.1 特殊矩陣的生成4.1.1 通用的特殊矩陣4.1.2 面向特定應(yīng)用的特殊矩陣4.2 矩陣分析4.2.1 矩陣結(jié)構(gòu)變換4.2.2 矩陣求值4.2.3 矩陣的特征值與特征向量4.3 線性方程組求解4.3.1 矩陣求逆及線性代數(shù)方程組求解4.3.2 利用左除運(yùn)算符求解線性方程組4.4 矩陣分解4.4.1 矩陣的LU分解4.4.2 矩陣的QR分解4.4.3 矩陣的Cholesky分解4.5 超越函數(shù)運(yùn)算4.6 稀疏矩陣的處理4.6.1 矩陣存儲(chǔ)方式4.6.2 矩陣的稀疏存儲(chǔ)方式4.6.3 稀疏矩陣應(yīng)用舉例思考與實(shí)驗(yàn)第5章 數(shù)據(jù)處理與多項(xiàng)式計(jì)算5.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理5.1.1 最大值和最小值5.1.2 求和與求積5.1.3 平均值和中值5.1.4 累加和與累乘積5.1.5 標(biāo)準(zhǔn)方差與相關(guān)系數(shù)5.1.6 排序5.2 數(shù)據(jù)插值5.2.1 一維數(shù)據(jù)插值5.2.2 維數(shù)據(jù)插值5.3 曲線擬合5.4 離散傅立葉變換5.4.1 離散傅立葉變換算法概述5.4.2 離散傅立葉變換的實(shí)現(xiàn)5.5 多項(xiàng)式計(jì)算5.5.1 多項(xiàng)式的四則運(yùn)算5.5.2 多項(xiàng)式的導(dǎo)函數(shù)5.5.3 多項(xiàng)式的求值5.5.4 多項(xiàng)式求根5.6 非線性方程數(shù)值求解5.6.1 單變量非線性方程求解5.6.2 非線性方程組的求解思考與實(shí)驗(yàn)第6章 數(shù)值微積分與常微分方程求解6.1 數(shù)值微分6.1.1 數(shù)值差分與差商6.1.2 數(shù)值微分的實(shí)現(xiàn)6.2 數(shù)值積分6.2.1 數(shù)值積分的原理6.2.2 定積分的數(shù)值求解實(shí)現(xiàn)6.2.3 多重定積分的數(shù)值求解實(shí)現(xiàn)6.3 常微分方程的數(shù)值求解6.3.1 龍格.庫(kù)塔法簡(jiǎn)介6.3.2 常微分方程數(shù)值求解的實(shí)現(xiàn)思考與實(shí)驗(yàn)第7章 符號(hào)計(jì)算7.1 符號(hào)對(duì)象及其運(yùn)算7.1.1 建立符號(hào)對(duì)象：7.1.2 符號(hào)表達(dá)式運(yùn)算7.1.3 符號(hào)表達(dá)式中變量的確定7.1.4 符號(hào)矩陣7.2 符號(hào)微積分7.2.1 符號(hào)極限7.2.2 符號(hào)導(dǎo)數(shù)7.2.3 符號(hào)積分7.3 級(jí)數(shù)7.3.1 級(jí)數(shù)符號(hào)求和7.3.2 函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù)7.4 符號(hào)方程求解7.4.1 符號(hào)代數(shù)方程求解7.4.2 符號(hào)常微分方程求解思考與實(shí)驗(yàn)第8章 圖形句柄8.1 圖形對(duì)象及其句柄8.1.1 圖形對(duì)象8.1.2 圖形對(duì)象句柄8.1.3 圖形對(duì)象屙眭8.2 圖形窗口對(duì)象與坐標(biāo)軸8.2.1 圖形窗口對(duì)象8.2.2 坐標(biāo)軸8.3 核心圖形對(duì)象8.3.1 曲線對(duì)象8.3.2 曲面對(duì)象8.3.3 文本對(duì)象8.3.4 其他核心對(duì)象思考與實(shí)驗(yàn)第9章 圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)9.1 用戶(hù)界面對(duì)象9.1.1 用戶(hù)界面對(duì)象概述9.1.2 控件的公共屬性9.1.3 回調(diào)函數(shù)9.1.4 GUI的設(shè)計(jì)方式9.2 圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)工具9.2.1 圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)窗口9.2.2 對(duì)象屬性查看器9.2.3 菜單編輯器9.2.4.位置調(diào)整工具9.2.5 對(duì)象瀏覽器9.2.6 Tab順序編輯器9.2.7 GLYIDE設(shè)計(jì)示例9.3 GUI編程9.3.1 建立控件對(duì)象9.3.2 建立用戶(hù)菜單9.3.3 建立快捷菜單思考與實(shí)驗(yàn)第10章 Simulink仿真環(huán)境10.1 初識(shí)Simulink——一個(gè)簡(jiǎn)單的仿真實(shí)例10_2仿真模型的建立10.2.1 Simulink的基本模塊10.2.2 模塊操作10.2.3 模塊的連接10.2.4 模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置10.3 系統(tǒng)的仿真與分析10.3.1 設(shè)置仿真參數(shù)10.3.2 仿真結(jié)果分析10.3.3 系統(tǒng)仿真實(shí)例10.4 子系統(tǒng)與封裝10.4.1 子系統(tǒng)的建立10.4.2 子系統(tǒng)的條件執(zhí)行10.4.3 子系統(tǒng)的封裝10.5 S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用10.5.1 用MATL_AB語(yǔ)言編寫(xiě)S函數(shù)10.5.2 S函數(shù)的應(yīng)用思考與實(shí)驗(yàn)第11章 MATLAB應(yīng)用接口11.1 MATLAB與Word和Excel的混合使用11.1.1 Notebook的使用11.1.2 SpreadsheetLink的使用11.2 MATLAB數(shù)據(jù)接口11.2.1 文件輸入／{俞出操作11.2.2 MAT文件與應(yīng)用11.2.3 多媒體文件的讀寫(xiě)11.3 MATLAB編譯器11.3.1 MATL,AB編譯器的配置與使用11.3.2 MATLABBuilder的使用11.4 MATLAB與其他語(yǔ)青的接口l1.4.1 MEX文件11.4.2 MATLAB引擎思考與實(shí)驗(yàn)第12章 MATLAB的學(xué)科應(yīng)用12.1 MATLAB在優(yōu)化問(wèn)題中的應(yīng)用12.1.1 優(yōu)化模型與優(yōu)化工具12.1.2 應(yīng)用實(shí)例12.2 MATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用12.2.1 控制系統(tǒng)工具箱12.2.2 應(yīng)用實(shí)例12.3 MATLAB在信號(hào)處理中的應(yīng)用12.3.1 信號(hào)處理工具箱與Simulink模塊集12.3.2 應(yīng)用實(shí)例12.4 MATAB在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用12.4.1 圖像處理工具箱12.4.2 應(yīng)用實(shí)例12.5 MATLAB在經(jīng)濟(jì)和金融領(lǐng)域中的應(yīng)用12.5.1 經(jīng)濟(jì)和金融領(lǐng)域的工具箱12.5.2 應(yīng)用實(shí)例思考與實(shí)驗(yàn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)1.2 MATLAB的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境MATLAB采用流行的圖形用戶(hù)操作界面，集命令的輸入、執(zhí)行、修改、調(diào)試于一體，操作非常直觀和方便。在使用MATLAB之前，首先要安裝MATLAB系統(tǒng)。其安裝過(guò)程非常簡(jiǎn)單，只要執(zhí)行安裝盤(pán)上的setup.exe文件來(lái)啟動(dòng)安裝過(guò)程，然后按照系統(tǒng)提示進(jìn)行操作即可。安裝完成后，就可以使用MATLAB了。1.2.1 MATLAB操作界面在Windows桌面，單擊任務(wù)欄上的“開(kāi)始”按鈕，選擇“所有程序”菜單項(xiàng)，然后選擇“MATLAB”程序組中的“MATLAB R2008b”程序選項(xiàng)，就可啟動(dòng)MATLAB系統(tǒng)。啟動(dòng)MATLAB后，將進(jìn)入MATLAB 7.7集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，如圖1.2所示。MATLAB 7.7集成開(kāi)發(fā)環(huán)境包括多個(gè)窗口。除MATLAB主窗口外，還有命令窗口（Command Window）、工作空間（Workspace）窗口、命令歷史（Command History）窗口和當(dāng)前目錄（Current Directory）窗口。這些窗口都可以?xún)?nèi)嵌在MATLAB主窗口中，組成MATLAB的工作界面。此外，在MATLAB主窗口的左下角，還有一個(gè)Start按鈕。

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《MATLAB基礎(chǔ)與應(yīng)用教程》可作為高等院校理工科專(zhuān)業(yè)本科生和研究生的教材，也可供廣大科技工作者閱讀參考。強(qiáng)調(diào)算法原理，突出應(yīng)用實(shí)踐循序漸進(jìn)，深入淺出，便于教與學(xué)內(nèi)容豐富，提供實(shí)驗(yàn)、課件、實(shí)例源代碼《MATLAB基礎(chǔ)與應(yīng)用教程》以MATLAB 7.7版本為基礎(chǔ)，結(jié)合高等學(xué)校課堂教學(xué)和工程科學(xué)計(jì)算應(yīng)用的需要，從實(shí)用角度出發(fā)，通過(guò)大量的算法實(shí)現(xiàn)和典型應(yīng)用實(shí)例，系統(tǒng)地介紹MATLAB的各種功能與應(yīng)用。全書(shū)共分1 2章，內(nèi)容包括MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)、MATLAB程序設(shè)計(jì)、圖形繪制、線性代數(shù)中的數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理與多項(xiàng)式計(jì)算、數(shù)值微積分與常微分方程求解、符號(hào)計(jì)算、圖形句柄、圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)、Slmulink仿真環(huán)境、MATLAB應(yīng)用接13，以及MATLAB在各學(xué)科中的應(yīng)用《MATLAB基礎(chǔ)與應(yīng)用教程》可作為高等院校理工科專(zhuān)業(yè)本科生和研究生的教材，也可供廣大科技工作者閱讀參考。

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