MATLAB語言基礎與應用

前言

MATLAB在數值計算、圖形處理、圖形交互界面、圖形仿真、符號計算方面都有極強的功能，尤其是處理復雜數學函數的圖形仿真功能遠勝過其他數學軟件，所以近年來這一強大科學計算軟件被廣大科研人員、工程技術人員所了解、關注、應用、認可。MATLAB現已成為自動控制專業(yè)、電氣工程專業(yè)、電子信息專業(yè)、物理學專業(yè)、計算數學專業(yè)、金融數學、應用數學專業(yè)、經濟地理專業(yè)等的必修課，也逐漸成為大學生開發(fā)仿真軟件的摯愛。MATLAB自身也經歷了諸多版本，現在已經達到2010a版本。本書基于現在常用版本MATLAB7.1對其主要內容通過實例進行詳細闡述。本書特色本書特點是以讓學生能夠快速接受、易于自學為最終追求；以培養(yǎng)學生良好的編程習慣、訓練激發(fā)學生創(chuàng)新意識為標準；以精練實例、簡單明了分析、規(guī)范編程為途徑，使MATLAB成為學生學習的工具，激發(fā)創(chuàng)新意識的樂園。基礎知識只存骨架，講述實例注意精、細，例如，數值計算中略去數學理論和繁雜的算法，讓MATLAB成為學生更喜歡的課程。主要有以下特點。1.內容主要出自課堂教學以常用版本MATLAB7.1為平臺，以課堂講授內容為主題，以學生在學習過程中遇到的問題為重點，以解決這些問題為途徑，對MATLAB語言的基礎知識進行闡述講解；并以用MATLAB開發(fā)圖形用戶界面軟件，仿真解決微分方程實例，求解物理、數學、電子線路、自動控制等具體問題所遇到的麻煩為中心，自己構造問題、借鑒他人實例進行分析求解，往往以分析為主，作者希望能給讀者以知其然也能知其所以然的效果。2.課堂實用性強書中示例和實例與物理學、數學相關的較多，與電子信息、自動控制、電氣工程相關的較少，這與作者專業(yè)背景有關。盡管第一作者自2005年以來，曾給電子信息、自動控制、電氣工程專業(yè)本科學生講授MATLAB近3年余，仍未能對這些專業(yè)的典型問題進行總結歸納，甚是遺憾。但是就MATLAB語言基礎與應用方面講，對讀者還是或多或少有點幫助。基于當前學生數學推導興趣不高的實際，在本教材中盡量借助MATLAB強大的圖形功能給予描述，有助于學生對許多復雜數學表達形式的動力學模型深入理解，同時對激發(fā)學生學習研究這方面問題的興趣也很有幫助。比如，參考文獻中發(fā)表在《臨沂師范學院學報》上的兩篇文章，主要結果是由學生模擬仿真的，并且在參加山東省“挑戰(zhàn)杯”中都獲得了獎項。本書框架是以學生提出的問題為知識框架，將MATLAB基礎知識填充，讓其豐滿，成為教材。所以課堂實用，易于讀者學習是本書的一大特點。3.英文解釋為讀者自學提供方便所有程序解釋語言都有英文解釋，第1章還有中文說明，后面章節(jié)基本全是英文解釋，這為學生自己讀懂MATLAB自帶程序很有幫助，有利于學生進一步自學，這也是本書另一個特點。

內容概要

本書首先介紹了MATLAB語言程序設計的基本內容，并以物理、數學、電子信息、自動化等領域的問題為載體對相關知識進行了講解，例如，求解平行六面體體積、求方程特征矩陣特征值、電路問題的求解、稀疏矩陣在物理繪圖上的應用、布朗運動、相干波成像、能流分布、迭代方法求解方程組、數值微積分問題、數據插值、數值擬合等。本書還講解了繪圖，對繪圖基本知識、圖形句柄操作、圖形界面交互開發(fā)等做了比較深入的介紹，并給出一些典型的實例；同時還借助實例介紹了 Simulink仿真和偏微分方程工具箱的基礎知識與應用。    本書可作為物理、數學、電子信息、電氣工程、自動化等專業(yè)理工科學生的教材或參考書，也可供相關工程技術人員學習參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1 MATLAB是什么  1.2 MATLAB啟動與退出     1.2.1 MATLAB啟動     1.2.2 MATLAB退出  1.3 MATLAB桌面     1.3.1 命令窗口     1.3.2 命令歷史窗口     1.3.3 工作間窗口     1.3.4 當前路徑瀏覽器  1.4 MATLAB高級功能  1.5 幫助系統(tǒng)     1.5.1 Help命令     1.5.2 幫助瀏覽器窗口     1.5.3 在線幫助  小結  習題第2章  矩陣、數組、符號運算  2.1 創(chuàng)建矩陣方法     2.1.1 直接輸入法     2.1.2 矩陣生成命令  2.2 構建數組方法     2.2.1 矩陣生成命令     2.2.2 矢量生成命令  2.3 矩陣數組的運算操作     2.3.1 四則運算     2.3.2 初等數學運算     2.3.3 矩陣運算操作函數  2.4 多項式     2.4.1 多項式表述     2.4.2 多項式操作  2.5 符號表達式的生成     2.5.1 創(chuàng)建符號對象     2.5.2 操作符號對象  2.6 微積分  2.7 求解符號方程     2.7.1 解代數方程     2.7.2 解微分方程  2.8 積分變換  2.9 實例應用     2.9.1 解多項式     2.9.2 解線性方程組     2.9.3 求平行六面體體積     2.9.4 特征值與特征向量     2.9.5 多元數據     2.9.6 電路問題     2.9.7 稀疏矩陣繪圖  小結  習題第3章  編程  3.1 Top-Down設計模式  3.2 偽代碼  3.3 順序結構程序  3.4 分支結構程序     3.4.1 關系與邏輯算符     3.4.2 if 結構     3.4.3 switch 結構     3.4.4 try/catch 結構  3.5 循環(huán)程序     3.5.1 for循環(huán)3.5.2 while循環(huán)  3.6 編寫函數     3.6.1 MATLAB函數     3.6.2 MATLAB中變量傳遞     3.6.3 選擇變量相關函數     3.6.4 全局變量和永久變量     3.6.5 子函數與私人函數  小結  習題第4章  繪圖  4.1 二維圖形     4.1.1 plot函數     4.1.2 plot屬性設置     4.1.3 二維繪圖的其它函數     4.1.4 ezplot函數  4.2 三維圖形     4.2.1 plot3函數     4.2.2 三維繪圖的常用命令     4.2.3 三維圖形的屬性設置  4.3 slice和movie函數     4.3.1 slice     4.3.2 movie  4.4 實例     4.4.1 布朗運動     4.4.2 相干波     4.4.3 透視的面     4.4.4 透視圖     4.4.5 能流圖  4.5 通過鼠標對圖形的操作  4.6 圖形句柄     4.6.1 圖形窗口——figure     4.6.2 核心對象     4.6.3 注釋對象     4.6.4 總結  小結  習題第5章  圖形用戶界面 (GUI）  5.1 借助函數guide啟動GUI  5.2 創(chuàng)建GUI  5.3 GUI實例  5.4 MATLAB編譯器     5.4.1 編譯器的安裝與配置     5.4.2 編譯為EXE文件  小結  習題第6章  偏微分方程工具箱  6.1 偏微分方程工具箱能求解的問題     6.1.1  偏微分方程工具箱能求解的方程     6.1.2  偏微分方程工具箱能求解微分方程的邊界類型     6.1.3  應用領域   6.2 基本實例     6.2.1  工具欄與菜單欄     6.2.2  基本類型方程解實例  6.3 解偏微分方程常用函數  小結  習題第7章  Simulink仿真  7.1 啟動Simulink  7.2 Simulink模塊庫瀏覽器  7.3 Simulink模型窗口  7.4 Simulink仿真系統(tǒng)屬性設置     7.4.1 求解器（Solver）屬性設置     7.4.2 輸入/輸出數據（Data Import/Export）屬性設置  7.5  實例  小結  習題第8章  數值計算方法  8.1 線性方程組數值解法     8.1.1 直接方法     8.1.2 迭代法  8.2 插值與擬合     8.2.1 多項式插值     8.2.2 最小二乘曲線擬合  8.3 積分與微分     8.3.1數值積分     8.3.2數值微分  8.4矩陣的特征值與特征向量     8.4.1 特征值函數     8.4.2 冪法與反冪法     8.4.3 Jacobi方法     8.4.4 QR方法  8.5 常微分方程數值解法     8.5.1 歐拉方法     8.5.2 Runge-Kutta方法     8.5.3 MATLAB 的相關函數       小結  習題參考文獻

章節(jié)摘錄

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《MATLAB語言基礎與應用》：教育部高等學校特色專業(yè)建設教材,香樟書庫系列(數學卷)

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