MATLAB基礎及其應用教程

基 礎 篇
第1章 入門基礎 3
1．1 MATLAB概述 3
1．1．1 MATLAB的優(yōu)勢特點 4
1．1．2 MATLAB的計算實例 5
1．2 MATLAB安裝方法 8
1．3 MATLAB環(huán)境介紹 12
1．4 預備知識 13
1．4．1 仿真的分類 13
1．4．2 仿真的發(fā)展 14
1．4．3 常見的仿真軟件 15
1．5 拓展知識 17
1．6 思考問題 17
1．7 常見問題 18
第2章 基本計算 20
2．1 入門實例 20
2．2 變量 21
2．2．1 預定義變量 21
2．2．2 用戶自定義變量 22
2．2．3 表達式 22
2．2．4 逗號與分號的區(qū)別 22
2．3 基本數(shù)據(jù)類型 23
2．3．1 數(shù)值類型 23
2．3．2 邏輯類型 23
2．3．3 字符串類型 24
2．3．4 單元類型 25
2．3．5 結(jié)構(gòu)類型 25
2．4 基本運算 26
2．4．1 算術運算 26
2．4．2 關系運算 27
2．4．3 邏輯運算 28
2．4．4 數(shù)學函數(shù) 28
2．5 拓展知識 30
2．6 思考問題 32
2．7 常見問題 32
附錄A C語言中結(jié)構(gòu)變量的定義及使用 33
A．1 C語言中結(jié)構(gòu)變量的定義 33
A．2 C語言中結(jié)構(gòu)變量的使用 34
第3章 數(shù)組和矩陣 35
3．1 入門實例 35
3．2 數(shù)組計算 38
3．2．1 數(shù)組的創(chuàng)建 38
3．2．2 數(shù)組的訪問 39
3．2．3 數(shù)組的運算 41
3．3 矩陣計算 43
3．3．1 矩陣的創(chuàng)建 43
3．3．2 矩陣的訪問 44
3．3．3 矩陣的運算 44
3．4 符號的作用 49
3．5 拓展知識 49
3．6 思考問題 50
3．7 常見問題 50
附錄B 矩陣的對角化 52
B．1 對角化 52
B．2 實對稱矩陣的對角化 53
第4章 數(shù)值計算 54
4．1 入門實例 54
4．2 數(shù)據(jù)分析 56
4．3 數(shù)據(jù)插值 57
4．4 數(shù)據(jù)擬合 58
4．5 多項式運算 59
4．5．1 多項式的創(chuàng)建 59
4．5．2 多項式的求根 60
4．5．3 多項式的乘運算 60
4．5．4 多項式的除運算 61
4．5．5 多項式的微積分 61
4．6 代數(shù)方程求解 62
4．7 微分方程求解 64
4．8 拓展知識 65
4．8．1 Lyapunov方程的計算求解 66
4．8．2 Sylvester方程的計算求解 68
4．8．3 Riccati方程的計算求解 71
4．9 思考問題 72
4．10 常見問題 72
附錄C 最小二乘法和微積分的基本概念 72
C．1 最小二乘法 73
C．2 微積分概念 73
第5章 符號計算 77
5．1 入門實例 77
5．2 符號變量的創(chuàng)建 78
5．3 符號表達式運算 79
5．3．1 算術運算 79
5．3．2 函數(shù)運算 80
5．4 符號微積分 82
5．5 符號方程求解 86
5．6 拓展知識 89
5．6．1 基本指令 89
5．6．2 調(diào)用MAPLE函數(shù) 90
5．6．3 運行MAPLE程序 91
5．7 思考問題 92
5．8 常見問題 92
附錄D 微分方程基礎 93
D．1 微分方程的概念 93
D．2 初等積分法 93
D．3 一階線性微分方程 94
D．4 常系數(shù)線性微分方程 95
D．5 初值問題數(shù)值解 95
第6章 圖形繪制 96
6．1 入門實例 96
6．2 可視化數(shù)據(jù)的分類 97
6．3 二維繪圖 98
6．3．1 基本繪圖函數(shù) 98
6．3．2 繪圖控制符 99
6．3．3 其他繪圖函數(shù) 100
6．4 三維繪圖 101
6．4．1 三維曲線圖 102
6．4．2 三維網(wǎng)格圖 102
6．4．3 三維曲面圖 104
6．5 圖形窗口的控制與操作 104
6．5．1 子窗口繪制 105
6．5．2 窗口的刷新 107
6．5．3 窗口的視點 108
6．6 圖形繪制的輔助操作 109
6．7 拓展知識 111
6．8 思考問題 112
6．9 常見問題 112
附錄E 計算機圖形學基礎 112
第7章 圖像處理 114
7．1 入門實例 114
7．2 MATLAB數(shù)字圖像處理 117
7．2．1 圖像文件輸入輸出 117
7．2．2 圖像顯示 118
7．2．3 圖像幾何運算 125
7．2．4 圖像亮度調(diào)整 128
7．2．5 圖像斑點去除 130
7．2．6 圖像輪廓提取 132
7．2．7 圖像邊界提取 133
7．2．8 圖像間的運算 134
7．2．9 特定區(qū)域處理 134
7．3 拓展知識 136
7．3．1 傅里葉變換 136
7．3．2 離散余弦變換 138
7．3．3 Radon變換 140
7．4 思考問題 142
7．5 常見問題 143
附錄F 圖像處理基礎 143
F．1 圖像數(shù)字化 144
F．2 圖像的類型 145
F．3 數(shù)字圖像的存儲 146
第8章 M程序設計 149
8．1 入門實例 149
8．2 MATLAB編程特點 150
8．3 M文件形式 151
8．3．1 基本組成結(jié)構(gòu) 152
8．3．2 腳本文件 152
8．3．3 函數(shù)文件 153
8．3．4 局部變量和全局變量 155
8．4 控制結(jié)構(gòu) 156
8．4．1 順序結(jié)構(gòu) 156
8．4．2 分支結(jié)構(gòu) 157
8．4．3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 159
8．4．4 其他流程控制語句 160
8．5 M文件調(diào)試 162
8．6 M文件的編程規(guī)范 165
8．7 拓展知識 166
8．7．1 MATLAB調(diào)用其他程序的方法 166
8．7．2 其他程序調(diào)用MATLAB內(nèi)置函數(shù)的方法 176
8．8 思考問題 181
8．9 常見問題 181
附錄G即時編譯技術 182
第9章 GUI圖形用戶界面設計 183
9．1 入門實例 183
9．2 GUI設計工具介紹 184
9．2．1 GUIDE的啟動方法 185
9．2．2 GUI文件的構(gòu)成 186
9．2．3 GUIDE的構(gòu)成 189
9．3 GUI設計方法 193
9．4 用戶控件的制作 193
9．4．1 控件對象的描述 194
9．4．2 控件對象的屬性 194
9．4．3 對話框設計 196
9．4．4 用戶控件的設計實例 200
9．5 用戶菜單的制作 203
9．5．1 用戶菜單的制作方法 203
9．5．2 用戶菜單的設計實例 203
9．6 M文件的函數(shù)構(gòu)成 205
9．6．1 函數(shù)說明 205
9．6．2 參數(shù)說明 206
9．6．3 GUIDE數(shù)據(jù)傳遞機制 206
9．6．4 函數(shù)使用的實例 207
9．7 拓展知識 208
9．8 思考問題 210
9．9 常見問題 210
附錄H 可視化開發(fā) 211
第10章 MATLAB工具箱 212
10．1 入門實例 212
10．2 工具箱分類 215
10．3 Simulink工具箱 217
10．3．1 Simulink的啟用方法 217
10．3．2 Simulink模塊庫簡介 218
10．3．3 Simulink建模與仿真 222
10．3．4 Simulink建模實例 224
10．3．5 Simulink建模仿真命令 226
10．4 信號處理工具箱 227
10．4．1 信號處理工具箱簡介 227
10．4．2 SPTool工具 228
10．4．3 信號處理實例 230
10．4．4 信號處理命令函數(shù) 235
10．5 通信工具箱 241
10．5．1 通信工具箱簡介 241
10．5．2 通信命令函數(shù) 244
10．5．3 通信系統(tǒng)模塊集 245
10．5．4 通信系統(tǒng)性能仿真 249
10．6 神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱 253
10．6．1 神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱簡介 253
10．6．2 神經(jīng)網(wǎng)絡工具 254
10．6．3 神經(jīng)網(wǎng)絡應用實例 256
10．6．4 神經(jīng)網(wǎng)絡命令函數(shù) 263
10．7 拓展知識 267
10．8 思考問題 269
10．9 常見問題 269
應 用 篇
第11章 圖像處理方面的應用 270
11．1 典型問題 270
11．2 主要思路 270
11．3 圖像處理預備知識 270
11．4 MATLAB函數(shù) 271
11．5 MATLAB的實現(xiàn)方式 271
11．6 思考 280
第12章 GUI設計方面的應用 281
12．1 典型問題 281
12．2 主要思路 281
12．3 游戲設計預備知識 282
12．4 MATLAB函數(shù) 282
12．5 MATLAB的實現(xiàn)方式 283
12．6 思考 291
第13章 神經(jīng)網(wǎng)絡方面的應用 295
13．1 典型問題 295
13．2 主要思路 295
13．3 神經(jīng)網(wǎng)絡預備知識 296
13．4 MATLAB函數(shù) 297
13．5 MATLAB的實現(xiàn)方式 297
13．6 思考 302
第14章 信號處理方面的應用 303
14．1 典型問題 303
14．2 主要思路 303
14．3 信號處理預備知識 304
14．4 MATLAB函數(shù) 304
14．5 MATLAB的實現(xiàn)方式 305
14．5．1 設計過程 305
14．5．2 調(diào)試分析 308
14．6 思考 314
參考文獻