MATLAB基礎(chǔ)及應(yīng)用

前言

MATLAB（Matrix Laboratory）是美國(guó)Math Works公司于20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的一種可視化科學(xué)計(jì)算軟件，是界面友好且開(kāi)放性很強(qiáng)的大型優(yōu)秀應(yīng)用軟件。它將矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析、圖形處理、圖形用戶界面和編程技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，為用戶提供了一個(gè)強(qiáng)有力的工程問(wèn)題分析、計(jì)算及程序設(shè)計(jì)的工具。在發(fā)達(dá)國(guó)家，MATLAB早已在工程院校普及。在中國(guó)，學(xué)習(xí)和使用MATLAB的人也越來(lái)越多，很多理工科高等院校開(kāi)設(shè)了MATLAB課程，它已成為廣大讀者在數(shù)值分析、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制理論以及工程應(yīng)用等方面的首選工具。作者在多年從事MATLAB教學(xué)的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了本教材，在編寫(xiě)過(guò)程中還精心選擇了具有代表性的例題，通過(guò)這些例題可以幫助讀者理解MATLAB的基本命令并熟悉MATLAB的使用，從而進(jìn)一步滿足廣大讀者學(xué)習(xí)MATLAB的需要。本書(shū)是按以下的指導(dǎo)思想來(lái)組織的：（1）前十章是MATLAB語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)。MATLAB語(yǔ)言的內(nèi)容極其豐富，本書(shū)不可能涵蓋MATLAB的所有內(nèi)容，但通過(guò)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以幫助讀者了解MATLAB語(yǔ)言的基本內(nèi)容框架，為讀者體會(huì)MATLAB神奇魅力的探索之路上提供前進(jìn)的路標(biāo)。（2）最后一章是MATLAB的綜合應(yīng)用，主要是在電路、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理和電力系統(tǒng)仿真上的應(yīng)用。這部分內(nèi)容充分體現(xiàn)了MATLAB的科學(xué)計(jì)算能力和數(shù)據(jù)可視化特點(diǎn)。在數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用方面充分使用了MATLAB的信號(hào)處理工具箱（MATLAB中有許多應(yīng)用在不同領(lǐng)域的工具箱，它們是用MATLAB基本語(yǔ)句編成的子程序集），應(yīng)用工具箱可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化編程，為解決復(fù)雜問(wèn)題提供高效的辦法。在電力系統(tǒng)仿真應(yīng)用方面充分利用了動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真工具Simulink。（3）對(duì)應(yīng)用部分涉及的相關(guān)內(nèi)容，本書(shū)不再做理論推導(dǎo)，而是直接利用教材上的現(xiàn)有結(jié)淪來(lái)重點(diǎn)討論如何利用這些結(jié)論和MATLAB編程解決實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)可視化結(jié)果來(lái)加深對(duì)理論的理解。

內(nèi)容概要

本書(shū)為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。    MATLAB是集數(shù)學(xué)計(jì)算、圖形處理和程序設(shè)計(jì)于一體的科學(xué)計(jì)算軟件。本書(shū)以全新的編排方式，由淺入深、循序漸進(jìn)地介紹了MATLAB 7的數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算、數(shù)據(jù)可視化、圖形處理、程序設(shè)計(jì)、句柄圖形和圖形用戶界面等內(nèi)容，同時(shí)給出了MATLAB在電路、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理和電力系統(tǒng)仿真方面的應(yīng)用實(shí)例。這些實(shí)例令MATLAB的學(xué)習(xí)更加直觀、方便、條理更加清晰，也為讀者靈活運(yùn)用MATLAB處理實(shí)際問(wèn)題、掌握MATLAB的應(yīng)用技巧提供了思路。    本書(shū)可作為高等院校理工科學(xué)生學(xué)習(xí)MATLAB語(yǔ)言的教材或參考書(shū)，也可作為廣大科技工作者和愛(ài)好MATLAB語(yǔ)言的學(xué)習(xí)者的參考資料。

書(shū)籍目錄

前言第一章 MATLAB概述　第一節(jié) MATLAB簡(jiǎn)介　第二節(jié) MATLAB的安裝與卸載　第三節(jié) MATLAB應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境　第四節(jié) MATLAB幫助系統(tǒng)第二章 數(shù)組的運(yùn)算基礎(chǔ)　第一節(jié) 數(shù)組的創(chuàng)建　第二節(jié) 標(biāo)量一數(shù)組的運(yùn)算　第三節(jié) 數(shù)組一數(shù)組的運(yùn)算　第四節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)組　第五節(jié) 數(shù)組的大小　第六節(jié) 矩陣和數(shù)組的關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算第三章 字符串　第一節(jié) 字符串?dāng)?shù)組的建立　第二節(jié) 單元數(shù)組的建立　第三節(jié) 結(jié)構(gòu)數(shù)組的建立　第四節(jié) 數(shù)值與字符串的相互轉(zhuǎn)換　第五節(jié) 字符串函數(shù)第四章 MATLAB數(shù)值運(yùn)算基礎(chǔ)　第一節(jié) 多項(xiàng)式運(yùn)算　第二節(jié) 數(shù)據(jù)插值　第三節(jié) 數(shù)據(jù)分析第五章 MATLAB符號(hào)運(yùn)算　第一節(jié) 創(chuàng)建符號(hào)變量　第二節(jié) 符號(hào)表達(dá)式的建立、化簡(jiǎn)和替換　第三節(jié) 符號(hào)微積分　第四節(jié) 符號(hào)方程求解　第五節(jié) 符號(hào)數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)易繪圖函數(shù)第六章 圖形處理功能　第一節(jié) 二維平面圖形的繪制　第二節(jié) 三維平面圖形的繪制　第三節(jié) 坐標(biāo)軸的控制和圖形標(biāo)注　第四節(jié) 句柄圖形第七章 MATLAB的圖形用戶界面GUI　第一節(jié) GUI設(shè)計(jì)工具簡(jiǎn)介　第二節(jié) GUI向?qū)гO(shè)計(jì)　第三節(jié) GUI程序設(shè)計(jì)第八章 圖像、視頻和聲音　第一節(jié) 圖像　第二節(jié) 影片　第三節(jié) 圖像和影片的相互轉(zhuǎn)換　第四節(jié) 聲音第九章 MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　第一節(jié) M文件介紹　第二節(jié) M文件程序流程控制　第三節(jié) M文件調(diào)試　第四節(jié) 函數(shù)句柄第十章 Simulink基礎(chǔ)　第一節(jié) Simulink概述　第二節(jié) Simulink基本模塊簡(jiǎn)介　第三節(jié) Simulink電力系統(tǒng)模塊簡(jiǎn)介　第四節(jié) Simulink建模方法和步驟　第五節(jié) Simulink仿真運(yùn)行及結(jié)果分析第十一章 MATLAB的綜合應(yīng)用　第一節(jié) MATLAB在“電路”中的應(yīng)用　第二節(jié) MATLAB在“電力系統(tǒng)”中的應(yīng)用　第三節(jié) MATLAB在“信號(hào)與系統(tǒng)”中的應(yīng)用　第四節(jié) MATLAB在“數(shù)字信號(hào)處理”中的應(yīng)用　第五節(jié) MATLAB在“圖像處理”中的應(yīng)用附錄A MATLAB函數(shù)命令索引表附錄B 圖形對(duì)象屬性表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第一章　MATLAB概述 第一節(jié)　MATLAB簡(jiǎn)介MATLAB是一種高效的科學(xué)及工程計(jì)算語(yǔ)言，它將計(jì)算、可視化和編程等功能集于一體，廣泛地應(yīng)用于數(shù)學(xué)分析、計(jì)算、自動(dòng)控制、系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、人工智能、通信工程和金融系統(tǒng)等領(lǐng)域。一、MATLAB的發(fā)展歷史MATLAB是Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的縮寫(xiě)，它是以線性代數(shù)軟件包LINPACK和特征值計(jì)算軟件包EISPACK中的子程序?yàn)榛A(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一種開(kāi)放性程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。20世紀(jì)80年代初期，C1eve Mo1er和John 1itt1e采用C語(yǔ)言改寫(xiě)了MATLAB內(nèi)核，不久他們便成立了Mathworks軟件開(kāi)發(fā)公司，并將MATLAB正式推向市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和完善，MATLAB成為國(guó)際認(rèn)可的最優(yōu)化的科技應(yīng)用軟件。MATLAB軟件從1984年推出的第1個(gè)版本到目前發(fā)布的第14個(gè)版本MATLAB 7（Re1ease 14），有了較大的改進(jìn)和增補(bǔ)，增加了許多新功能和更為有效的處理方法。二、MATLAB的主要特點(diǎn)MATLAB是一個(gè)交互式系統(tǒng)（寫(xiě)程序與執(zhí)行命令同步），這一點(diǎn)在命令窗口（Command Window）表現(xiàn)最為突出。當(dāng)用戶在命令窗口提示符后輸入表達(dá)式或調(diào)入M文件，按Enter鍵后，MATLAB會(huì)很快將運(yùn)算結(jié)果以數(shù)據(jù)或可視化圖形的形式顯示出來(lái)，為用戶解決許多工程實(shí)際問(wèn)題提供了方便，特別是那些包含了大矩陣或數(shù)組的工程計(jì)算，采用MATLAB編程解決工程問(wèn)題比采用僅支持標(biāo)量和非交互式的編程語(yǔ)言（如C語(yǔ)言和Fortran語(yǔ)言）更加方便、高效。MATLAB的一個(gè)重要特色就是它有一套程序擴(kuò)展系統(tǒng)和一組稱為工具箱（Toolboxes）的特殊應(yīng)用子程序。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫(kù)，每一個(gè)工具箱都是為某一類學(xué)科專業(yè)定制的，主要包括信號(hào)處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和電力系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。MATLAB 7的界面并沒(méi)有太大改變，仍然包含命令窗口（Command Window）、工作空間（Work Space）窗口、命令歷史（Command History）窗口和當(dāng)前目錄（Current Directory）窗口，但MATLAB 7在一些數(shù)值表示和操作方法上有了新的變化，它添加和修改了一些內(nèi)核數(shù)值算法，能支持各種數(shù)據(jù)類型的數(shù)學(xué)運(yùn)算，而不僅僅是雙精度類型的數(shù)組（這一數(shù)據(jù)類型曾是較早MATLAB版本的核心）的數(shù)學(xué)運(yùn)算。

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《MATLAB基礎(chǔ)及應(yīng)用》由中國(guó)電力出版社出版。

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