MATLAB基础与应用教程PDF电子书下载

第1章 MATLAB基础知识 1

1.1 MATLAB的发展与基本功能 1

1.1.1 MATLAB的发展 1

1.1.2 MATLAB的基本功能 2

1.2 MATLAB的工作环境 4

1.2.1 启动和退出MATLAB 5

1.2.2 MATLAB的操作界面 5

1.3 MATLAB的基本操作 7

1.3.1 命令格式与基本规则 7

1.3.2 MATLAB的搜索路径 9

1.4 MATLAB的帮助系统 10

1.4.1 帮助浏览器 10

1.4.2 获取帮助信息的其他方法 11

思考与实验 12

第2章 MATLAB数据对象 14

2.1 数值数据及操作 14

2.1.1 数值数据 14

2.1.2 数据的输出格式 17

2.2 变量及其操作 19

2.2.1 变量与赋值 19

2.2.2 变量的管理 20

2.3 MATLAB数组 21

2.3.1 构造数组 22

2.3.2 引用矩阵元素 24

2.4 MATLAB运算 27

2.4.1 算术运算 27

2.4.2 关系运算 33

2.4.3 逻辑运算 33

2.5 字符数据及操作 34

2.5.1 字符向量与字符数组 34

2.5.2 字符串数组 36

2.6 结构体对象和单元对象 37

2.6.1 结构体对象 37

2.6.2 单元数组 38

思考与实验 39

第3章 MATLAB程序设计 41

3.1 脚本 41

3.1.1 脚本的编辑 41

3.1.2 实时脚本 43

3.2 程序控制结构 44

3.2.1 顺序结构 44

3.2.2 选择结构 45

3.2.3 循环结构 49

3.3 函数 52

3.3.1 函数文件 52

3.3.2 函数调用 54

3.3.3 可变参数 55

3.3.4 匿名函数 55

3.3.5 全局变量与局部变量 56

3.4 程序调试 57

3.4.1 程序调试概述 57

3.4.2 MATLAB调试模块 57

3.5 程序性能分析与优化 59

3.5.1 程序性能分析 59

3.5.2 程序优化 60

思考与实验 61

第4章 图形绘制 63

4.1 二维曲线绘制 63

4.1.1 绘制二维曲线 63

4.1.2 设置曲线样式 66

4.1.3 图形标注与坐标控制 69

4.1.4 多图形显示 72

4.1.5 其他坐标系下的曲线 75

4.2 其他二维图形绘制 77

4.2.1 条形类图形 77

4.2.2 面积类图形 79

4.2.3 散点类图形 80

4.2.4 矢量场图形 81

4.3 三维图形绘制 82

4.3.1 三维曲线 82

4.3.2 三维曲面 84

4.4 图形修饰处理 90

4.4.1 视点处理 90

4.4.2 色彩处理 91

4.4.3 图形的裁剪处理 94

4.5 图像处理 95

4.5.1 图像数据读写与显示 95

4.5.2 图像捕获与播放 96

4.6 交互式绘图工具 96

4.6.1 “绘图”选项卡 97

4.6.2 图形窗口 97

思考与实验 99

第5章 线性代数中的数值计算 101

5.1 特殊矩阵的生成 101

5.1.1 通用的特殊矩阵 101

5.1.2 面向特定应用的特殊矩阵 103

5.1.3 特殊构造矩阵 105

5.2 矩阵分析 106

5.2.1 矩阵结构变换 106

5.2.2 矩阵求值 110

5.2.3 矩阵的特征值与特征向量 112

5.3 矩阵分解 113

5.3.1 矩阵的LU分解 113

5.3.2 矩阵的QR分解 115

5.3.3 矩阵的Cholesky分解 116

5.3.4 矩阵的SVD分解 117

5.4 线性方程组求解 118

5.4.1 利用左除和右除运算求解 118

5.4.2 线性方程组的其他求解方法 119

5.5 矩阵运算函数 121

5.5.1 矩阵乘法 121

5.5.2 矩阵幂 121

5.5.3 超越函数 122

5.5.4 通用矩阵函数funm 122

5.6 稀疏矩阵的操作 122

5.6.1 矩阵存储方式 123

5.6.2 生成稀疏矩阵 123

5.6.3 访问稀疏矩阵 126

思考与实验 127

第6章 数据分析与多项式计算 129

6.1 数据统计处理 129

6.1.1 求最大值和最小值 129

6.1.2 求和与求积 130

6.1.3 求平均值和中值 131

6.1.4 求累加和与累乘积 131

6.1.5 统计描述函数 132

6.1.6 排序 135

6.2 多项式计算 135

6.2.1 多项式的四则运算 135

6.2.2 多项式的求导 136

6.2.3 多项式的求值 137

6.2.4 多项式的求根 138

6.2.5 多项式的除法变换 139

6.3 数据插值 139

6.3.1 一维数据插值 140

6.3.2 网格数据插值 142

6.3.3 散乱数据插值 143

6.4 曲线拟合 144

6.5 非线性方程和非线性方程组的数值求解 145

6.5.1 非线性方程求解 145

6.5.2 非线性方程组求解 146

思考与实验 147

第7章 数值微积分与常微分方程求解 149

7.1 数值微分 149

7.1.1 数值差分与差商 149

7.1.2 数值微分的实现 150

7.2 数值积分 152

7.2.1 数值积分的原理 152

7.2.2 定积分的数值求解实现 154

7.2.3 多重定积分的数值求解实现 156

7.3 离散傅里叶变换 157

7.4 常微分方程的数值求解 159

7.4.1 龙格-库塔法简介 159

7.4.2 常微分方程数值求解的实现 160

思考与实验 165

第8章 符号计算 167

8.1 符号对象及其运算 167

8.1.1 符号对象的建立 167

8.1.2 符号表达式中自变量的确定 170

8.1.3 符号对象的算术运算 171

8.1.4 符号对象的关系运算 176

8.1.5 符号对象的逻辑运算 177

8.2 符号微积分 177

8.2.1 符号极限 178

8.2.2 符号导数 178

8.2.3 符号积分 179

8.3 级数 181

8.3.1 级数符号求和 181

8.3.2 函数的泰勒级数 182

8.4 符号方程求解 182

8.4.1 符号代数方程求解 183

8.4.2 符号常微分方程求解 184

8.5 符号计算的可视化分析 185

8.5.1 funtool 186

8.5.2 Taylor Tool 186

思考与实验 187

第9章 图形对象 189

9.1 图形对象及其句柄 189

9.1.1 图形对象的基本概念 189

9.1.2 图形对象句柄 190

9.1.3 图形对象属性 191

9.2 图形窗口对象与坐标轴对象 194

9.2.1 图形窗口对象 194

9.2.2 坐标轴 195

9.3 图形数据对象 197

9.3.1 曲线对象 197

9.3.2 曲面对象 198

9.3.3 文本对象 201

9.3.4 其他图形数据对象 202

9.3.5 动画对象 204

9.4 光照和材质处理 207

9.4.1 光源对象 207

9.4.2 材质处理 208

思考与实验 209

第10章 App设计 211

10.1 图形用户界面 211

10.1.1 用户界面对象概述 211

10.1.2 控件的常用属性 212

10.1.3 回调函数 213

10.2 GUI函数 214

10.2.1 建立控件对象 214

10.2.2 建立用户菜单 215

10.2.3 建立快捷菜单 216

10.3 GUIDE 217

10.3.1 GUIDE简介 217

10.3.2 界面设计工具 219

10.3.3 GUIDE设计示例 222

10.4 App设计工具 226

10.4.1 App Designer 226

10.4.2 App组件 227

10.4.3 类的定义 228

10.4.4 App设计工具的设计示例 228

思考与实验 233

第11章 Simulink仿真与分析 235

11.1 Simulink概述 235

11.1.1 Simulink的工作环境 235

11.1.2 创建简单模型 237

11.2 系统模型的构建 240

11.2.1 Simulink模块 240

11.2.2 模型设计 241

11.3 系统的仿真与分析 244

11.3.1 设置仿真参数 245

11.3.2 运行仿真与仿真结果分析 248

11.3.3 系统仿真实例 250

11.4 子系统 252

11.4.1 子系统的创建 253

11.4.2 条件子系统 253

11.4.3 子系统的封装 256

11.5 S函数的设计与应用 259

11.5.1 用MATLAB语言编写S函数 259

11.5.2 S函数示例 260

思考与实验 263

第12章 MATLAB应用接口 265

12.1 MATLAB与Excel的接口 265

12.1.1 在Excel中导出/导入数据 265

12.1.2 在Excel中调用MATLAB函数 266

12.1.3 在MATLAB中导入/导出数据 267

12.2 文件操作 268

12.2.1 文件输入/导出操作 269

12.2.2 MAT文件 274

12.3 MATLAB编译器 280

12.3.1 生成独立应用程序 280

12.3.2 生成组件和共享库 282

12.4 MATLAB与其他语言程序的应用接口 285

12.4.1 MEX文件 286

12.4.2 MATLAB引擎 288

思考与实验 291

第13章 MATLAB的学科应用 292

13.1 MATLAB在优化问题中的应用 292

13.1.1 优化模型与优化工具 292

13.1.2 应用实例 293

13.2 MATLAB在控制系统中的应用 296

13.2.1 控制系统工具箱 296

13.2.2 应用实例 297

13.3 MATLAB在信号处理中的应用 302

13.3.1 信号处理工具箱与Simulink模块集 302

13.3.2 应用实例 303

13.4 MATLAB在数字图像处理中的应用 306

13.4.1 图像处理工具箱 306

13.4.2 应用实例 307

13.5 MATLAB在经济和金融领域中的应用 308

13.5.1 经济和金融领域的工具箱 308

13.5.2 应用实例 309

思考与实验 310

参考文献 312