MATLAB使用详解PDF电子书下载

第1章MATLAB7.0安装与用户界面 1

1.1 MATLAB 7.0的安装与卸载 2

1.1.1硬件、软件环境 2

1.1.2安装过程 3

1.2 MATLAB 7.0的用户界面 6

1.2.1菜单栏 7

1.2.2工具栏 8

1.2.3开始按钮 8

1.2.4 Command Windows（命令窗口） 9

1.2.5 Command Histo（历史命令窗口） 9

1.2.6 Workspace（工作空间窗口） 10

1.2.7 Array Editor（数组编辑器） 11

1.3当前目录窗口与MATLAB 7.0路径设置 11

1.3.1 Current Directo（当前工作目录窗口） 11

1.3.2设置当前目录 12

1.3.3 MATLAB 7.0的搜索路径 12

1.3.4设置和更改MATLAB 7.0的路径 13

1.4 MATLAB 7.0帮助系统 14

第2章MATLAB 7.0基本操作 16

2.1数值计算 17

2.2变量 18

2.3复数运算 21

2.4运算结果的可视化 21

第3章 数据结构 23

3.1矩阵的生成 24

3.1.1简单矩阵的生成 24

3.1.2特殊矩阵生成函数 24

3.1.3向量数列的生成 26

3.2矩阵的下标援引 26

3.2.1访问单元素 27

3.2.2下标转换 27

3.2.3访问多元素 28

3.3矩阵的变形 28

3.3.1矩阵的拼接 28

3.3.2矩阵的扩容和缩容 30

3.3.3矩阵形状的改变 32

3.4对角矩阵的操作 33

3.5非矩形矩阵 34

3.5.1空矩阵 34

3.5.2标量和向量 35

3.6访问矩阵信息 35

3.6.1获取矩阵的尺寸信息 35

3.6.2判断矩阵元素的数据类型 36

3.6.3判断矩阵的数据结构 37

3.7满矩阵与稀疏矩阵 37

3.8高维数组 38

3.8.1高维数组的建立 38

3.8.2访问高维数组的信息 41

3.8.3高维数组操作函数 41

第4章 数据类型 44

4.1数值类型 45

4.1.1整型 45

4.1.2单精度浮点型 46

4.1.3双精度浮点型 47

4.2逻辑类型 49

4.3字符和字符串 49

4.3.1字符数组的建立 50

4.3.2字符串元胞数组 51

4.3.3字符串的比较 52

4.3.4字符串的查找与替换 53

4.3.5字符串与数值类型的相互转换 54

4.4元胞数组 54

4.4.1元胞数组的创建 55

4.4.2元胞数组内容的访问 57

4.5构架数组 58

4.5.1构架数组的创建 59

4.5.2构架数组元素的访问 60

第5章 矩阵 62

5.1矩阵基本代数运算 63

5.1.1矩阵加、减法 63

5.1.2矩阵乘法 64

5.1.3矩阵除法 65

5.1.4矩阵的幂 66

5.1.5矩阵的按位运算 67

5.2矩阵分析 74

5.2.1求解线性方程 74

5.2.2矩阵行列式 75

5.2.3矩阵的逆 76

5.2.4矩阵条件数 77

5.2.5矩阵范数 78

5.2.6矩阵的秩 80

5.2.7矩阵特征值和特征向量 82

5.2.8矩阵分解 84

5.2.9矩阵函数 90

5.3稀疏矩阵 93

5.3.1稀疏矩阵与全矩阵 93

5.3.2稀疏矩阵的创建与转换 94

5.3.3稀疏矩阵的操作 98

5.3.4稀疏矩阵的运算 101

第6章 数据分析 107

6.1初等函数分析 108

6.1.1函数的表示 108

6.1.2函数零点 108

6.1.3函数数值微分 112

6.1.4函数数值积分 113

6.1.5函数最优化 116

6.1.6函数可视化 119

6.2基本数据分析 123

6.2.1最大值、最小值、中位数 123

6.2.2排序 126

6.2.3求和、乘积、差分 129

6.2.4均值、方差分析 131

6.3数据统计分析 133

6.3.1关于数学符号的说明 133

6.3.2几个重要的概率分布 134

6.3.3随机数的生成 135

6.3.4数据直方图分析 139

6.3.5数据统计函数 141

第7章 数据可视化 144

7.1绘图步骤 145

7.2二维图形的绘制与编辑 146

7.2.1调用plot函数绘制二维图形 146

7.2.2便捷绘图函数fplot和ezplot 148

7.2.3设置图形曲线的线型、颜色与数据点型 150

7.2.4设置坐标轴范围 151

7.2.5设置网格和坐标框 152

7.2.6图形叠绘 153

7.2.7绘制双Y-坐标图形 154

7.2.8绘制多子图 155

7.2.9图形标识 156

7.2.10交互式图形绘制函数 157

7.3绘制三维图形 158

7.3.1使用plot3函数绘制三维曲线 159

7.3.2使用mesh函数绘制三维网格图 160

7.3.3使用surf函数绘制三维曲面图 161

7.4编辑三维图形 162

7.4.1三维图形的视角设置 162

7.4.2三维图形的色彩设置 165

7.4.3三维图形的光照设置 167

7.4.4三维图形的透视设置 169

7.4.5三维图形的透明设置 170

7.5特殊的二、三维图形绘制 171

7.5.1调用bar函数绘制条形图 171

7.5.2调用area函数绘制区域图 172

7.5.3调用pie函数绘制饼状图 173

7.5.4调用hist函数绘制柱状图 174

7.5.5调用stem函数绘制离散数据杆状图 175

7.5.6绘制方向和速度矢量图 177

7.5.7调用 contour函数绘制轮廓线图 179

7.5.8在特殊坐标系中绘制图形 181

7.6绘制四维图形 182

7.7在图形窗口中进行图形的绘制和编辑 183

7.7.1图形窗口的创建 184

7.7.2图形窗口的标题栏和菜单栏 185

7.7.3图形窗口的工具栏和工具组件 188

第8章M-文件和MATLAB 7.0程序设计 192

8.1 M-文件 193

8.1.1脚本文件 193

8.1.2函数文件 195

8.1.3 M-文件的组成结构 199

8.1.4 P-码文件 200

8.2 MATLAB的程序结构及流控制语句 201

8.2.1顺序结构 201

8.2.2 for循环结构 201

8.2.3 while循环结构 205

8.2.4 if条件分支结构 206

8.2.5 switch条件分支结构 212

8.3 MATLAB交互式程序控制语句 215

8.3.1 continue结束循环语句 216

8.3.2 break结束循环语句 217

8.3.3 return终止操作语句 218

8.3.4 warning错误警告语句 219

8.3.5 error语句错误警告终止语句 220

8.3.6 ty-catch纠错模块语句 221

8.3.7 pause暂停语句 224

8.3.8 echo指令查询语句 225

8.3.9 input输入控制语句 227

8.3.10Keyboard键盘控制语句 229

8.4关系运算符和逻辑运算符 230

8.4.1关系运算符 230

8.4.2逻辑运算符 234

8.4.3运算符的优先级 236

8.5变量 238

8.5.1变量的分类 238

8.5.2变量检测函数 240

8.5.3“变长度”变量函数 241

8.5.4变量的跨空间传递函数 242

8.6函数 245

8.6.1主函数与子函数 245

8.6.2嵌套函数 247

8.6.3 函数句柄 249

8.6.4匿名函数 250

8.6.5字符串调用函数 251

8.7程序的调试 252

8.7.1直接调试法 252

8.7.2工具调试法 252

第9章SIMULINK交互式仿真集成环境 257

9.1安装SIMULINK软件包 258

9.2 SIMULINK的启动 258

9.3 SIMULINK的工作环境 259

9.3.1 SIMULINK库浏览器窗口 259

9.3.2 SIMULINK模型窗口 260

9.4 SIMULINK的模块库 264

9.4.1公共模型库 264

9.4.2专业模型库 275

9.5了解SIMULINK的工作机理 276

9.5.1模型的基本结构 276

9.5.2模型的仿真过程 277

9.6 SIMULINK模型的构建 277

9.6.1对模型文件的操作 277

9.6.2对模块的操作 278

9.6.3对信号线的操作 282

9.6.4对模型的注释 284

9.7设置仿真参数 284

9.7.1系统模块参数设置 285

9.7.2示波器参数设置 285

9.7.3仿真参数的设置 287

9.8连续系统建模实例 292

9.8.1线性系统 292

9.8.2非线性系统 297

9.9离散系统建模实例 297

第10章SIMULINK高级仿真技术 300

10.1创建SIMULINK子系统 301

10.1.1压缩已有模块创建子系统 301

10.1.2利用子系统模块创建子系统 302

10.2子系统的封装 303

10.2.1 Parameters标签页 303

10.2.2 Initialization标签页 304

10.2.3 Icon标签页 305

10.2.4 Documentation标签页 307

10.2.5子系统封装举例 308

10.3 SIMULINK高级子系统技术 311

10.3.1使能子系统 311

10.3.2触发子系统 312

10.3.3使能触发子系统 314

10.4 SIMULINK的模型调试 315

10.4.1 SIMULINK调试器的启动 315

10.4.2 SIMULINK调试窗口 315

10.4.3设置断点 317

10.4.4系统调试举例 319

10.5对仿真进行分析 321

10.5.1使用Sim指令运行模型 321

10.5.2线性化的方法 323

10.5.3平衡点的分析 326

10.5.4仿真速度和精度 327

10.6代数环的形成与处理 328

10.6.1构成代数环的常见模块及表征 329

10.6.2如何处理代数环问题 329

10.7 S-函数（系统函数）的创建和使用 332

10.7.1 S-函数的概述 332

10.7.2 S-函数的使用 332

10.7.3 S-函数的工作机理 334

10.7.4 S-函数的常用术语介绍 335

10.7.5 S-函数的模板 337

10.7.6 S-函数的创建和调用 339

第11章 句柄图形 344

11.1句柄图形的体系结构 345

11.1.1句柄图形的等级关系 345

11.1.2句柄图形的对象类型 345

11.2 MATLAB中对象的属性 348

11.3设置和访问对象属性值 349

11.3.1设置属性值 350

11.3.2查询属性值 350

11.3.3默认属性 351

11.4图形窗口对象的属性 355

11.4.1图形窗口的定位 355

11.4.2设置色彩属性 356

11.4.3图像窗口绘制方式和光标指针样式 357

11.5轴对象的属性 358

11.5.1轴对象的几何属性 358

11.5.2轴对象多轴重叠属性 359

11.5.3单轴对象刻度、刻度标记及坐标轴方向属性 360

11.5.4轴对象自动模式属性 362

11.6访问对象句柄 363

11.6.1获取当前对象的句柄 363

11.6.2调用fiindobj函数通过属性值查询对象 364

11.6.3使用句柄操作对象 365

11.7控制图形的输出 366

11.7.1指定图形输出的目标窗口 367

11.7.2为图形对象准备图形窗口对象和轴对象 367

11.7.3利用newPlot函数指定图形输出目标对象 367

11.8句柄的存储及MATLAB内建函数 368

第12章 图形用户界面（GUI） 370

12.1 GUI的设计基础 371

12.1.1 GUI的对象层次结构 371

12.1.2 GUI的创建原则及基本步骤 371

12.1.3 GUI的设计方式 374

12.2在GUIDE中创建GUI 374

12.2.1在MATLAB中启动GUIDE 374

12.2.2 GUI编辑界面的控件布局 376

12.2.3在GUI中添加控件 377

12.2.4设置GUI及控件属性 380

12.2.5确定“标签”属性 382

12.2.6 GUI设计编程 382

12.3在GUIDE中编辑菜单 386

12.3.1标准菜单的创建 386

12.3.2在GUIDE中创建自定义菜单 387

第13章 高级数值计算 393

13.1多项式 394

13.1.1多项式表示 394

13.1.2矩阵的特征多项式 394

13.1.3多项式求值 395

13.1.4求多项式根 396

13.1.5多项式卷积和反卷积 397

13.1.6多项式微分 398

13.1.7多项式分式的部分展开 399

13.2插值 400

13.2.1一维插值 401

13.2.2二维插值 403

13.2.3样条插值和FFT插值 404

13.2.4各种插值方法比较 406

13.3常微分方程 409

13.3.1一阶常微分方程 409

13.3.2各种ODE函数比较 413

13.3.3高阶常微分方程 415

13.4傅立叶分析 417

13.4.1 FFT、 IFFT 417

13.4.2 FFT幅度、相位 418

13.4.3傅立叶分析的例子 420

13.5回归分析 421

13.5.1线性回归分析 422

13.5.2多项式回归分析 424

13.5.3多变量回归分析 425

13.6曲线拟合 426

13.6.1多项式拟合 427

13.6.2指数函数拟合 428

第14章 符号计算 430

14.1符号对象和一般数值类型比较 431

14.2符号对象的创建 432

14.2.1创建符号变量 432

14.2.2创建符号表达式 433

14.2.3符号函数 434

14.3符号对象的转换 434

14.3.1符号表达式的显示 434

14.3.2符号表达式间的相互转换 435

14.3.3符号表达式的替换 437

14.3.4符号常量与数值类型的转换 438

14.4符号矩阵 439

14.4.1符号矩阵的创建 439

14.4.2符号矩阵的基本代数运算 440

14.4.3符号矩阵的关系运算 442

14.4.4符号矩阵的行列式 442

14.4.5符号矩阵的逆 443

14.4.6符号矩阵的特征值 444

14.4.7符号矩阵的SVD分解 446

14.5符号微积分 449

14.5.1极限 449

14.5.2微分 451

14.5.3积分 453

14.5.4 Taylor级数 455

14.5.5级数求和 456

14.6符号方程求解 457

14.6.1一般的代数方程求解 457

14.6.2线性方程求解 460

14.6.3微分方程求解 461

第15章图像处理工具箱 464

15.1数字图像基础 465

15.1.1图像的采样和量化 465

15.1.2图像类型 466

15.1.3图像数据的读写和显示 467

15.1.4图像的转换 471

15.2图像的灰度变换 474

15.2.1直方图 474

15.2.2灰度变换 476

15.2.3直方图均衡 478

15.3图像的代数运算 480

15.3.1图像加法 480

15.3.2图像乘法 481

15.3.3图像减法 482

15.3.4图像除法 482

15.4图像的几何运算 482

15.4.1缩放 482

15.4.2旋转 484

15.4.3裁剪 484

15.5线性滤波 485

15.5.1卷积和相关 485

15.5.2线性滤波 487

15.6图像的排序滤波 489

15.6.1中值滤波 489

15.6.2最大值、最小值滤波 491

第16章 信号处理工具箱 492

16.1 MATLAB 7.0中的采样函数 493

16.1.1 upfiirdn（）函数 493

16.1.2 decimat（）下采样函数 493

16.1.3 interp（）上采样函数 494

16.1.4 resample（）重采样函数 495

16.2 MATLAB中的信号发生函数 495

16.2.1线性调频信号发生器 496

16.2.2周期函数发生器 496

16.2.3锯齿波、三角波和矩形波发生器 497

16.2.4高斯调幅正弦波发生器和脉冲序列发生器 497

16.3模拟滤波器设计 499

16.3.1巴特沃思滤波器 499

16.3.2切比雪夫Ⅰ型滤波器 500

16.3.3切比雪夫II型滤波器 501

16.3.4椭圆滤波器 502

16.3.5贝塞尔滤波器 503

16.3.6频率变换 504

16.3.7滤波器阶数选择 506

16.4数字滤波器设计 507

16.4.1数字滤波器的设计方法简介 507

16.4.2 IIR滤波器设计函数 507

16.4.3冲激响应不变法 510

16.4.4双线性变换法 512

16.4.5 FIR窗函数设计法设计步骤 514

16.4.6基于窗函数法的MATLAB信号处理工具箱函数 518

16.5随机信号的参数模型和功率谱估计 520

16.5.1相关函数估计 520

16.5.2功率谱估计 522

第17章MATLAB 7.0编译器 526

17.1编译器的功能与局限 527

17.1.1编译器的功能与局限 527

17.1.2脚本文件向函数文件转换 527

17.2编译器的安装和设置 529

17.2.1编译器的安装 530

17.2.2编译器的设置 530

17.2.3为产生MEX文件进行编译器设置 531

17.2.4验证编译器设置的正确性 532

17.3编译器的使用 535

17.3.1安装MCR 535

17.3.2编译流程 537

17.3.3 mcc编译命令 538

17.3.4编译M-文件 538

17.3.5编译包含绘图函数的M-文件 539

第18章 应用程序接口 541

18.1 MATLAB中的数组 542

18.1.1 MATLAB数组 542

18.1.2 C中的mxArray结构 542

18.2在MATLAB中调用C或FORTRAN 542

18.2.1 C语言中的MEX文件 543

18.2.2 FORTRAN语言中的MEX文件 545

18.3在C和FORTRAN中调用MATLAB 547

第19章在Word和Excel环境下使用MATLAB 553

19.1 MATLAB 7.0环境下Notebook的使用 554

19.1.1 Notebook的安装 554

19.1.2 Notebook的启动及初始化 554

19.1.3输入元胞和元胞群 556

19.1.4输出元胞的格式设置 557

19.1.5 Notebook菜单功能选项 558

19.2 Excel Link的使用 559

19.2.1安装Excel Link 559

19.2.2 Excel Link的设置 560

19.2.3 Excel Link的函数 562