MATLAB實(shí)用教程（第2版）

目　錄
第1章　概述　1
1．1　MATLAB簡(jiǎn)介及安裝　1
1．2　MATLAB的目錄結(jié)構(gòu)　3
1．3　MATLAB的工作環(huán)境　3
1．4　MATLAB的通用命令　6
1．5　MATLAB的幫助系統(tǒng)　8
1．6　MATLAB示例　10
習(xí)題　11
第2章　基礎(chǔ)知識(shí)　12
2．1　數(shù)據(jù)類型　12
2．2　基本矩陣操作　15
2．2．1　矩陣的構(gòu)造　16
2．2．2　矩陣的大小　18
2．2．3　矩陣元素的訪問　20
2．2．4　矩陣信息的獲取　21
2．2．5　矩陣結(jié)構(gòu)的改變　23
2．3　運(yùn)算符和優(yōu)先級(jí)　25
2．3．1　算術(shù)運(yùn)算符　25
2．3．2　關(guān)系運(yùn)算符　27
2．3．3　邏輯運(yùn)算符　27
2．3．4　運(yùn)算優(yōu)先級(jí)　28
2．4　矩陣運(yùn)算函數(shù)　29
2．4．1　矩陣分析　29
2．4．2　線性方程組求解　32
2．4．3　矩陣分解　33
2．4．4　矩陣的特征值和特征向量　36
2．4．5　矩陣相似變換　36
2．4．6　矩陣非線性運(yùn)算　37
2．5　矩陣元素運(yùn)算函數(shù)　39
2．5．1　三角函數(shù)　39
2．5．2　指數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)　40
2．5．3　復(fù)數(shù)函數(shù)　41
2．5．4　截?cái)嗪颓笥嗪瘮?shù)　41
2．5．5　特殊函數(shù)　42
2．6　字符串處理函數(shù)　44
2．6．1　字符串的創(chuàng)建　45
2．6．2　字符串的比較　46
2．6．3　字符串的查找和替換　47
2．6．4　字符串與數(shù)值間的轉(zhuǎn)換　48
2．7　符號(hào)計(jì)算　49
2．7．1　符號(hào)計(jì)算入門　49
2．7．2　符號(hào)對(duì)象的創(chuàng)建和使用　50
2．7．3　任意精度計(jì)算　53
2．7．4　符號(hào)表達(dá)式的化簡(jiǎn)和替換　54
2．7．5　符號(hào)矩陣計(jì)算　57
2．7．6　符號(hào)微積分　60
2．7．7　符號(hào)積分變換　62
2．7．8　符號(hào)方程求解　64
2．7．9　可視化數(shù)學(xué)分析界面　66
習(xí)題　67
第3章　基本編程　69
3．1　M文件編程　70
3．1．1　函數(shù)　70
3．1．2　腳本　71
3．1．3　子函數(shù)與私有函數(shù)　72
3．1．4　偽代碼　72
3．2　變量和語句　73
3．2．1　變量類型　73
3．2．2　程序控制結(jié)構(gòu)　74
3．3　程序調(diào)試　81
3．3．1　直接調(diào)試法　81
3．3．2　工具調(diào)試法　81
3．4　函數(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)　87
3．4．1　建立數(shù)學(xué)模型　88
3．4．2　編寫代碼　89
3．4．3　運(yùn)行程序　89
3．4．4　編程習(xí)慣　89
3．5　數(shù)據(jù)顯示及存取　90
3．5．1　二維繪圖　90
3．5．2　三維繪圖　94
3．5．3　圖形處理　97
3．5．4　圖形窗口　107
3．5．5　MAT文件的應(yīng)用　111
3．5．6　文件I/O　111
習(xí)題　120
第4章　Simulink仿真　122
4．1　Simulink概述　122
4．1．1　Simulink的概念　123
4．1．2　Simulink的工作環(huán)境　124
4．1．3　Simulink的工作原理　127
4．1．4　Simulink模型的特點(diǎn)　127
4．1．5　Simulink的數(shù)據(jù)類型　128
4．1．6　Simulink的模塊和模塊庫(kù)　130
4．2　模型的創(chuàng)建　136
4．3　子系統(tǒng)及其封裝　139
4．3．1　創(chuàng)建子系統(tǒng)　139
4．3．2　封裝子系統(tǒng)　140
4．3．3　自定義模塊庫(kù)　143
4．4　過零檢測(cè)　143
4．5　代數(shù)環(huán)　144
4．6　回調(diào)函數(shù)　144
4．7　運(yùn)行仿真　146
4．8　仿真結(jié)果分析　150
4．9　模型調(diào)試　150
4．10　S函數(shù)　153
4．10．1　S函數(shù)的概念　153
4．10．2　S函數(shù)的功能　154
4．10．3　S函數(shù)的工作流程　154
4．10．4　S函數(shù)的編寫　155
4．10．5　應(yīng)用示例　158
4．11　S函數(shù)實(shí)例　159
習(xí)題　162
第5章　圖形用戶界面(GUI)　163
5．1　GUI設(shè)計(jì)向?qū)А?63
5．1．1　GUI概述　163
5．1．2　啟動(dòng)GUIDE　164
5．1．3　GUIDE提供的控件　164
5．1．4　界面設(shè)計(jì)工具集　165
5．1．5　GUI組態(tài)　167
5．1．6　GUI界面設(shè)計(jì)　168
5．2　編程設(shè)計(jì)GUI　170
5．3　圖形用戶界面設(shè)計(jì)實(shí)例　172
習(xí)題　175
第6章　數(shù)值計(jì)算　176
6．1　多項(xiàng)式運(yùn)算　176
6．2　插值運(yùn)算　182
6．2．1　一維插值　183
6．2．2　二維插值　184
6．3　數(shù)據(jù)分析　185
6．3．1　基本數(shù)據(jù)分析函數(shù)　185
6．3．2　協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)矩陣　190
6．3．3　有限差分和梯度　191
6．3．4　信號(hào)濾波和卷積　192
6．3．5　傅里葉變換　194
6．4　功能函數(shù)　198
6．5　微分方程組求解　205
6．5．1　常微分方程組的初值問題　206
6．5．2　延遲微分方程的問題　211
6．5．3　常微分方程組的邊界問題　212
習(xí)題　214
第7章　數(shù)學(xué)計(jì)算　216
7．1　高等數(shù)學(xué)　216
7．1．1　極限求取　216
7．1．2　導(dǎo)數(shù)求取　217
7．1．3　積分求取　217
7．1．4　微分方程求解　218
7．2　線性代數(shù)　221
7．2．1　行列式、逆和秩　221
7．2．2　矩陣分解　222
7．3　概率統(tǒng)計(jì)　226
7．3．1　概率計(jì)算　226
7．3．2　數(shù)學(xué)期望與方差　227
7．4　復(fù)變函數(shù)　228
7．4．1　復(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)矩陣　228
7．4．2　復(fù)數(shù)的運(yùn)算　229
7．4．3　泰勒級(jí)數(shù)展開　231
7．4．4　拉普拉斯變換及逆變換　231
7．4．5　傅里葉變換及逆變換　233
7．5　運(yùn)籌學(xué)　234
7．5．1　單純形法的算法原理　234
7．5．2　單純形法的算法步驟　234
7．5．3　單純形法的MATLAB實(shí)現(xiàn)　235
習(xí)題　236
第8章　控制領(lǐng)域　237
8．1　自動(dòng)控制領(lǐng)域　237
8．1．1　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　237
8．1．2　線性系統(tǒng)的時(shí)域分析　240
8．2　現(xiàn)代控制領(lǐng)域　243
8．2．1　狀態(tài)空間模型與系統(tǒng)傳遞函數(shù)　243
8．2．2　穩(wěn)定性分析　244
8．2．3　系統(tǒng)能控性和能觀性分析　245
8．3　智能控制領(lǐng)域　245
8．3．1　智能控制　246
8．3．2　模糊控制　246
8．3．3　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　250
習(xí)題　256
第9章　數(shù)據(jù)處理　257
9．1　信息處理領(lǐng)域　257
9．1．1　信號(hào)處理工具箱　257
9．1．2　信號(hào)處理模型集　258
9．1．3　信號(hào)處理實(shí)例　258
9．2　圖像處理領(lǐng)域　262
9．2．1　圖像處理工具箱　264
9．2．2　視頻和圖像處理模型集　264
9．2．3　圖像處理實(shí)例　264
9．3　數(shù)字語音信號(hào)處理領(lǐng)域　268
9．3．1　語音信號(hào)時(shí)域特征分析　268
9．3．2　語音信號(hào)頻域特征分析　274
習(xí)題　278
第10章　外部接口　279
10．1　與Word/Excel的混合使用　279
10．1．1　Notebook的使用　279
10．1．2　Excel link的使用　281
10．2　編譯器　286
10．2．1　編譯器概述　287
10．2．2　編譯器的安裝和配置　287
10．2．3　編譯器的使用　289
10．3　應(yīng)用程序接口　292
10．3．1　創(chuàng)建C語言MEX文件　292
10．3．2　Java接口　294
10．3．3　DDE技術(shù)　295
10．3．4　ActiveX技術(shù)　297
習(xí)題　299
附錄　實(shí)驗(yàn)　300
附1．1　MATLAB基本功能　300
附1．2　MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)　300
附1．3　MATLAB基本編程　301
附1．4　Simulink仿真　302
附1．5　MATLAB圖形用戶界面(GUI)　302
附1．6　MATLAB科學(xué)計(jì)算　303
附1．7　MATLAB數(shù)學(xué)計(jì)算　304
附1．8　MATLAB 控制領(lǐng)域應(yīng)用　304
附1．9　MATLAB 數(shù)據(jù)處理　305
附1．10　MATLAB外部接口　305
參考文獻(xiàn)　306