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第1篇 MATLAB基础 2

第1章 MATLAB概述（教学视频：15分钟） 2

1.1 MATLAB简介 2

1.2 MATLAB的特点 2

1.2.1 界面友好，容易使用 2

1.2.2 强大的科学计算和数据处理能力 3

1.2.3 强大的图形处理功能 3

1.2.4 应用广泛的专业领域工具箱 3

1.2.5 实用的程序接口 3

1.3 MATLAB 2010a的新功能和特点 4

1.4 MATLAB的安装、退出及卸载 4

1.4.1 MATLAB的安装 4

1.4.2 MATLAB的启动和退出 8

1.4.3 MATLAB的卸载 9

1.5 MATLAB的目录结构 10

1.6 MATLAB的工作环境 11

1.7 MATLAB的通用命令简介 16

1.8 MATLAB的工具箱简介 17

1.9 MATLAB的帮助系统 18

1.9.1 命令行窗口查询帮助 18

1.9.2 MATLAB 2010a联机帮助系统 20

1.10 本章小结 21

第2章 MATLAB基础（教学视频：78分钟） 22

2.1 数据类型 22

2.1.1 数值类型 23

2.1.2 逻辑类型 31

2.1.3 字符和字符串 32

2.1.4 函数句柄 33

2.1.5 单元数组类型 35

2.1.6 结构体类型 39

2.2 运算符 46

2.2.1 算术运算符 46

2.2.2 关系运算符 47

2.2.3 逻辑运算符 48

2.2.4 运算优先级 52

2.3 日期和时间 53

2.3.1 日期和时间的表示形式 53

2.3.2 日期和时间的格式转换 55

2.3.3 计时函数及其应用 58

2.4 MATLAB中的常量和变量 60

2.5 本章小结 60

第3章 数组和矩阵分析（教学视频：160分钟） 61

3.1 数组及其函数 61

3.1.1 数组的建立和操作 61

3.1.2 数组的算术运算 65

3.1.3 数组的关系运算 68

3.1.4 数组的逻辑运算 70

3.1.5 数组信息的获取 71

3.2 矩阵的创建 75

3.3 矩阵的基本操作 79

3.3.1 矩阵的扩展 79

3.3.2 矩阵的块操作 80

3.3.3 矩阵中元素的删除 82

3.3.4 矩阵的转置 82

3.3.5 矩阵的旋转 83

3.3.6 矩阵的翻转 84

3.3.7 矩阵尺寸的改变 85

3.4 矩阵的基本数值运算 85

3.4.1 矩阵的加减运算 85

3.4.2 矩阵的乘法 86

3.4.3 矩阵的除法 87

3.4.4 矩阵元素的查找 89

3.4.5 矩阵元素的排序 89

3.4.6 矩阵元素的求和 90

3.4.7 矩阵元素的求积 91

3.4.8 矩阵元素的差分 92

3.5 特殊矩阵的生成 93

3.5.1 全零矩阵 93

3.5.2 全1矩阵 94

3.5.3 单位矩阵 94

3.5.4 0～1间均匀分布的随机矩阵 95

3.5.5 标准正态分布随机矩阵 95

3.5.6 魔方矩阵 96

3.5.7 范得蒙矩阵 96

3.5.8 希尔伯特矩阵 97

3.5.9 托普利兹矩阵 98

3.5.10 伴随矩阵 98

3.5.11 帕斯卡矩阵 99

3.6 矩阵的特征和线性代数 100

3.6.1 方阵的行列式 100

3.6.2 特征值、特征向量和特征多项式 100

3.6.3 对角阵 102

3.6.4 上三角阵和下三角阵 102

3.6.5 矩阵的逆和伪逆 103

3.6.6 矩阵的秩 104

3.6.7 矩阵的迹 105

3.6.8 矩阵的范数 105

3.6.9 矩阵的条件数 106

3.6.10 矩阵的标准正交基 107

3.6.11 矩阵的超越函数 108

3.7 稀疏矩阵 111

3.7.1 矩阵存储方式 111

3.7.2 产生稀疏矩阵 111

3.7.3 特殊稀疏矩阵 115

3.8 矩阵的分解 117

3.8.1 Cholesky分解 117

3.8.2 LU分解 118

3.8.3 QR分解 119

3.8.4 SVD分解 120

3.8.5 Schur分解 121

3.8.6 Hessenberg分解 122

3.9 本章小结 123

第4章 字符串分析（教学视频：19分钟） 124

4.1 字符串处理函数 124

4.1.1 字符串基本属性 124

4.1.2 字符串的构造 125

4.1.3 字符串的比较 127

4.1.4 字符串的查找和替换 128

4.1.5 字符串的转换 130

4.2 字符串的其他操作 131

4.2.1 字符的分类 131

4.2.2 字符串的执行 132

4.2.3 其他操作 134

4.3 本章小结 136

第2篇 MATLAB科学运算 138

第5章 MATLAB数据分析（教学视频：33分钟） 138

5.1 多项式及其函数 138

5.1.1 多项式的建立 138

5.1.2 多项式的求值与求根 139

5.1.3 多项式乘法和除法 141

5.1.4 多项式的导数和积分 142

5.1.5 多项式展开 143

5.1.6 多项式拟合 145

5.1.7 曲线拟合图形用户接口 145

5.2 插值 147

5.2.1 一维插值 147

5.2.2 二维插值 150

5.2.3 样条插值 151

5.2.4 高维插值 152

5.3 函数的极限 153

5.3.1 极限的概念 153

5.3.2 求极限的函数 155

5.4 本章小结 157

第6章 积分和微分运算（教学视频：27分钟） 158

6.1 数值积分 158

6.1.1 定积分概念 158

6.1.2 利用梯形求面积 159

6.1.3 利用矩形求面积 161

6.1.4 单变量数值积分求解 162

6.1.5 双重积分求解 164

6.1.6 三重定积分求解 165

6.2 常微分方程 166

6.2.1 常微分方程符号解 166

6.2.2 常微分方程数值解 168

6.3 函数的极小值和零点 171

6.3.1 一元函数的最小值 171

6.3.2 多元函数的最小值 172

6.3.3 一元函数的零点 173

6.4 本章小结 174

第7章 概率和数理统计（教学视频：94分钟） 175

7.1 随机数的产生 175

7.1.1 二项分布随机数据的产生 175

7.1.2 泊松分布 176

7.1.3 指数分布随机数据的产生 176

7.1.4 均匀分布随机数据的产生 177

7.1.5 正态分布随机数据的产生 178

7.1.6 其他常见分布随机数据的产生 179

7.2 概率密度函数 179

7.2.1 常见离散分布的概率密度函数 179

7.2.2 常见连续分布的概率密度函数 182

7.2.3 三大抽样分布的概率密度函数 185

7.3 随机变量的数字特征 187

7.3.1 平均值和中位数 187

7.3.2 数据的排序 192

7.3.3 期望和方差 195

7.3.4 常见分布的期望和方差 198

7.3.5 协方差和相关系数 203

7.3.6 偏斜度和峰度 205

7.4 参数估计 207

7.4.1 点估计 207

7.4.2 区间估计 207

7.5 假设检验 212

7.5.1 方差已知时正态总体均值的假设检验 212

7.5.2 方差未知时正态总体均值的假设检验 213

7.5.3 两个正态分布均值差的检验 214

7.5.4 两个分布一致性检验 215

7.6 方差分析 216

7.6.1 单因素方差分析 216

7.6.2 双因素方差分析 218

7.7 统计图绘制 221

7.7.1 正整数的频率表 221

7.7.2 样本数据的盒图 222

7.7.3 最小二乘拟合直线 222

7.7.4 正态分布概率图 223

7.7.5 经验累积分布函数图 224

7.7.6 威布尔概率图 225

7.7.7 分位数-分位数图 226

7.7.8 给当前图形加一条参考线 227

7.7.9 给当前图形加多项式曲线 228

7.7.10 样本的概率图形 229

7.7.11 带有正态密度曲线的直方图 230

7.7.12 在指定区间绘制正态密度曲线 230

7.8 本章小结 231

第8章 MATLAB符号计算（教学视频：124分钟） 232

8.1 符号运算入门 232

8.1.1 符号变量的创建 232

8.1.2 符号变量 235

8.1.3 符号函数和符号方程 236

8.2 简单实例分析 237

8.2.1 求解一元二次方程的根 237

8.2.2 求导数 237

8.2.3 计算不定积分 238

8.2.4 计算定积分 238

8.2.5 求解一阶微分方程 238

8.3 符号运算精度 239

8.4 符号表达式的操作 240

8.4.1 符号表达式的基本运算 240

8.4.2 符号表达式的常用操作 241

8.4.3 符号表达式的化简 245

8.4.4 符号表达式的替换 247

8.4.5 反函数运算 249

8.4.6 复合函数运算 250

8.5 符号矩阵的计算 251

8.5.1 符号矩阵的生成 251

8.5.2 符号矩阵的四则运算 253

8.5.3 符号矩阵的线性代数运算 254

8.6 符号微积分 260

8.6.1 符号表达式的微分运算 260

8.6.2 符号表达式的极限 262

8.6.3 符号表达式的积分 262

8.6.4 级数的求和 264

8.6.5 泰勒级数 264

8.7 符号表达式积分变换 265

8.7.1 Fourier变换及其反变换 265

8.7.2 Laplace变换及其反变换 267

8.7.3 Z变换及其反变换 268

8.8 符号方程求解 270

8.8.1 符号代数方程组的求解 270

8.8.2 微分方程的求解 273

8.9 符号函数的图形绘制 275

8.9.1 符号函数曲线的绘制 275

8.9.2 符号函数的三维网格图 280

8.9.3 符号函数的等值线图 283

8.9.4 符号函数的三维彩色曲面图 284

8.10 图形化符号函数计算器 286

8.10.1 单变量符号函数计算器 287

8.10.2 泰勒级数逼近计算器 288

8.11 Maple接口 289

8.11.1 利用sym函数调用Maple函数 290

8.11.2 利用maple函数调用Maple函数 290

8.12 本章小结 291

第3篇 数据可视化 294

第9章 二维数据可视化（教学视频：112分钟） 294

9.1 MATLAB绘图 294

9.1.1 基本绘图函数 294

9.1.3 子图绘制 300

9.1.4 叠加图绘制 301

9.1.5 设置坐标轴 302

9.1.6 网格线和边框 303

9.1.7 坐标轴的缩放 304

9.1.8 图形的拖曳 306

9.1.9 数据光标 306

9.1.10 绘制直线 307

9.1.11 极坐标绘图 307

9.1.12 对数和半对数坐标系绘图 309

9.1.13 双纵轴绘图 311

9.2 图形的窗口和标注 312

9.2.1 图形窗口 313

9.2.2 图形标注概述 314

9.2.3 图形标题 315

9.2.4 坐标轴标题 318

9.2.5 图例 319

9.2.6 颜色条 321

9.2.7 文本框标注 322

9.2.8 获取和标记数据点 323

9.3 特殊图形的绘制 324

9.3.1 函数绘图 325

9.3.2 柱状图 328

9.3.3 饼状图 330

9.3.4 直方图 331

9.3.5 面积图 331

9.3.6 散点图 332

9.3.7 等高线绘图 333

9.3.8 误差图 335

9.3.9 填充图 335

9.3.10 火柴杆图 336

9.3.11 阶梯图 336

9.3.12 罗盘图 337

9.3.13 羽毛图 337

9.3.14 向量场图 338

9.3.15 彗星图 338

9.3.16 伪彩色绘图 339

9.4 图形句柄 339

9.4.1 图形句柄 339

9.4.2 坐标轴句柄 342

9.5 本章小结 346

第10章 三维数据可视化（教学视频：75分钟） 347

10.1 创建三维图形 347

10.1.1 三维图形概述 347

10.1.2 三维曲线图 348

10.1.3 三维曲面图 348

10.1.4 特殊三维绘图 354

10.1.5 非网格数据绘图 362

10.1.6 创建三维片块模型 363

10.2 三维隐函数绘图 364

10.3 三维图形显示 367

10.3.1 设置视角 367

10.3.2 色彩控制 369

10.3.3 光照效果 377

10.3.4 Camera控制 381

10.3.5 图形绘制实例 382

10.4 图形的输出 385

10.5 本章小结 386

第4篇 MATLAB编程 388

第11章 MATLAB基本编程（教学视频：77分钟） 388

11.1 MATLAB编程概述 388

11.1.1 M文件的创建 388

11.1.2 脚本M文件 388

11.1.3 函数M文件 390

11.1.4 函数的参数传递 393

11.2 流程控制 397

11.2.1 变量 397

11.2.2 顺序结构 399

11.2.3 分支结构 399

11.2.4 循环结构 401

11.2.5 try...catch语句 404

11.2.6 人机交互函数 405

11.3 函数类型 408

11.3.1 主函数 409

11.3.2 子函数 409

11.3.3 嵌套函数 410

11.3.4 私有函数 411

11.3.5 重载函数 412

11.3.6 匿名函数 414

11.3.7 函数句柄 419

11.4 P码文件和ASV文件 420

11.4.1 P码文件 420

11.4.2 ASV文件 422

11.5 本章小结 423

第12章 程序调试和编程技巧（教学视频：33分钟） 424

12.1 M文件调试 424

12.1.1 出错信息 424

12.1.2 直接调试法 424

12.1.3 工具调试法 425

12.1.4 错误处理 430

12.2 M文件性能分析 434

12.2.1 Code Analyzer工具 434

12.2.2 Profiler分析工具 436

12.3 编程技巧 438

12.3.1 程序执行时间 438

12.3.2 编程技巧 438

12.3.3 小技巧 442

12.4 本章小结 443

第5篇 MATLAB仿真 446

第13章 Simulink基本知识（教学视频：61分钟） 446

13.1 Simulirk概述 446

13.1.1 Simulink的概念 446

13.1.2 Simulink的应用和特点 446

13.2 Simulink的基本操作 447

13.2.1 启动Simulink 447

13.2.2 选择模块 448

13.2.3 模块的连接 449

13.2.4 模块的基本操作 449

13.2.5 模块参数设置 450

13.2.6 仿真器设置 450

13.2.7 运行仿真 451

13.3 常用的模块库 452

13.3.1 Simulink常用模块子集 452

13.3.2 连续时间模块子集 453

13.3.3 非连续时间模块子集 454

13.3.4 离散时间模块子集 455

13.3.5 逻辑和位操作模块子集 456

13.3.6 查表模块子集 457

13.3.7 数学运算模块子集 459

13.3.8 端口和子系统模块子集 459

13.3.9 信号特征模块子集 460

13.3.10 信号路径模块子集 462

13.3.11 Sinks模块子集 463

13.3.12 信号源模块子集 464

13.3.13 用户定义模块子集 465

13.4 子系统及其封装 466

13.4.1 子系统 466

13.4.2 子系统的封装 467

13.5 Simulink模型工作空间 469

13.6 本章小结 470

第14章 Simulink建模和S-函数（教学视频：32分钟） 471

14.1 回调函数 471

14.1.1 模型回调函数 471

14.1.2 模块回调函数 472

14.2 运行仿真 474

14.2.1 仿真参数的设置 474

14.2.2 仿真的出错信息 476

14.2.3 使用MATLAB命令运行仿真 476

14.3 模型的调试 478

14.3.1 Simulink调试器 478

14.3.2 命令行调试 479

14.4 S-函数建模 479

14.4.1 S-函数介绍 480

14.4.2 S-函数工作原理 480

14.4.3 M文件的S-函数 480

14.4.4 S-函数实例分析 481

14.5 本章小结 484

第6篇 MATLAB高级应用 486

第15章 GUI编程开发（教学视频：70分钟） 486

15.1 图形句柄 486

15.1.1 MATLAB图形系统 486

15.1.2 图形句柄 487

15.1.3 图形对象的属性 487

15.2 图形对象 487

15.2.1 创建图形对象 487

15.2.2 获取对象的属性 488

15.2.3 设置对象的属性 489

15.2.4 对象的基本操作 491

15.2.5 root根对象 494

15.2.6 figure对象 495

15.2.7 axes坐标轴对象 495

15.2.8 核心图形对象 496

15.3 用户接口对象 499

15.3.1 uicontrol对象 499

15.3.2 uimenu对象 500

15.3.3 uicontextmenu对象 502

15.3.4 uitoolbar对象 503

15.3.5 uibuttongroup对象 506

15.3.6 uipanel对象 506

15.3.7 uitable对象 506

15.4 常用的对话框 507

15.4.1 消息对话框 508

15.4.2 错误对话框 508

15.4.3 警告对话框 509

15.4.4 帮助对话框 509

15.4.5 输入对话框 510

15.4.6 列表对话框 511

15.4.7 问题对话框 512

15.4.8 进度条设置对话框 513

15.4.9 路径选择对话框 514

15.4.10 文件打开对话框 515

15.4.11 文件保存对话框 516

15.4.12 页面设置对话框 518

15.4.13 打印预览对话框 518

15.4.14 打印对话框 519

15.4.15 颜色设置对话框 520

15.4.16 字体设置对话框 520

15.5 本章小结 521

第16章 GUIDE工具建立GUI界面（教学视频：79分钟） 522

16.1 采用GUIDE建立GUI 522

16.1.1 图形用户界面概述 522

16.1.2 GUIDE启动 522

16.1.3 GUI对象的常用属性 526

16.1.4 GUI的M文件 528

16.1.5 数据传递 529

16.2 简单实例分析 529

16.2.1 简单的按钮 530

16.2.2 简单的滑动条 530

16.2.3 弹出式菜单 531

16.2.4 列表框 531

16.2.5 加法运算 532

16.2.6 坐标轴 533

16.2.7 菜单 534

16.2.8 快捷菜单 535

16.3 综合实例分析 536

16.3.1 声音的显示和播放 536

16.3.2 语音实时采集和显示 538

16.4 本章小结 540

第17章 文件夹管理和文件I/O操作（教学视频：89分钟） 541

17.1 文件夹管理 541

17.1.1 当前文件夹 541

17.1.2 文件夹管理 542

17.2 低级文件I/O 546

17.2.1 打开和关闭文件 546

17.2.2 读取和写入二进制文件 547

17.2.3 逐行读取文本文件 549

17.2.4 格式化读取和写入文件 549

17.2.5 文件内部的位置控制 552

17.3 高级文件I/O 553

17.3.1 使用向导导入数据 553

17.3.2 带有分隔符的数据文件 555

17.3.3 带有文本内容的数据文件 556

17.3.4 利用函数importdata（）导入数据 558

17.3.5 利用函数diary（）导出数据 559

17.3.6 其他函数 559

17.4 音频文件 560

17.4.1 读取音频文件 560

17.4.2 播放和录音 563

17.4.3 写入音频文件 564

17.5 图像文件 566

17.5.1 读取和显示图像 566

17.5.2 获取文件信息 567

17.5.3 写入图片文件 568

17.5.4 通过函数image（）显示图像 569

17.6 视频文件 570

17.6.1 读取视频文件 570

17.6.2 获取文件信息 572

17.6.3 写入视频文件 572

17.7 表单文件 573

17.7.1 读取表单文件 574

17.7.2 获取表单文件信息 575

17.7.3 写入表单文件 575

17.7.4 Lotus 123表单文件 576

17.8 本章小结 576

第18章 MATLAB编译器（教学视频：28分钟） 577

18.1 编译器概述 577

18.2 编译器的安装和配置 577

18.2.1 查看系统信息 577

18.2.2 对编译器进行配置 578

18.3 编译器的使用 578

18.3.1 编译过程 578

18.3.2 deploytool工具 581

18.3.3 MCR的安装 583

18.4 本章小结 584

第7篇 工具箱与接口编程 586

第19章 信号处理工具箱（教学视频：75分钟） 586

19.1 数字信号处理理论 586

19.1.1 信号处理工具箱 586

19.1.2 离散信号 586

19.1.3 波形发生器 592

19.2 改变信号的采样率 600

19.2.1 改变信号的采样率 600

19.2.2 降低信号的采样率 601

19.2.3 提高信号的采样率 603

19.3 FIR数字滤波器 604

19.3.1 FIR滤波器介绍 604

19.3.2 常用的窗函数 604

19.3.3 基于窗函数的FIR滤波器 607

19.3.4 基于频率采样的FIR滤波器 609

19.3.5 FIR滤波器实例分析 610

19.4 IIR数字滤波器 611

19.4.1 IIR数字滤波器介绍 611

19.4.2 IIR数字滤波器 612

19.4.3 IIR数字滤波器阶数的选择 616

19.4.4 IIR滤波器实例分析 617

19.5 非参数法功率谱估计 618

19.5.1 周期图法功率谱估计 618

19.5.2 Welch法功率谱估计 619

19.6 参数模型法功率谱估计 620

19.6.1 AR模型功率谱估计 620

19.6.2 Yule-Walker法功率谱估计 621

19.6.3 Burg法功率谱估计 622

19.6.4 协方差法功率谱估计 622

19.7 子空间法功率谱估计 623

19.7.1 特征向量法功率谱估计 623

19.7.2 MUSIC算法功率谱估计 624

19.8 本章小结 624

第20章 小波分析工具箱（教学视频：54分钟） 625

20.1 小波分析 625

20.1.1 小波分析简介 625

20.1.2 连续小波变换 626

20.1.3 离散小波变换 626

20.1.4 多分辨分析 627

20.1.5 小波包分解 628

20.1.6 常用的小波 629

20.2 一维小波分解和重构 631

20.2.1 一维连续小波分解 631

20.2.2 一维离散小波分解和重构 631

20.3 二维小波分解和重构 634

20.3.1 二维小波的单层分解和重构 635

20.3.2 二维小波的多层分解和重构 635

20.4 小波包分析 638

20.4.1 一维小波包的分解和重构 638

20.4.2 二维小波包的分解和重构 642

20.4.3 小波能量和小波熵 643

20.5 小波工具箱的GUI工具 645

20.5.1 小波工具箱介绍 645

20.5.2 小波和小波包的显示工具 646

20.5.3 一维小波分析工具 647

20.5.4 二维小波分析工具 648

20.6 本章小结 649

第21章 图像处理工具箱（教学视频：78分钟） 650

21.1 图像处理基础 650

21.1.1 数字图像处理 650

21.1.2 图像处理工具箱介绍 651

21.1.3 MATLAB中图像类型 651

21.1.4 MATLAB图像类型转换 656

21.1.5 图像的读写和显示 661

21.1.6 图像浏览器 666

21.2 图像的常用操作 667

21.2.1 图像基本运算 667

21.2.2 图像的直方图和直方图均衡化 670

21.2.3 图像的对比度增强 672

21.2.4 图像的插值 673

21.2.5 图像中添加噪声 675

21.2.6 图像剪切 675

21.3 图像的变换技术 677

21.3.1 图像的傅里叶变换 677

21.3.2 图像的离散余弦变换 678

21.4 图像增强技术 679

21.4.1 像素值 679

21.4.2 图像的滤波 680

21.5 图像的边缘检测 683

21.6 数字图像的采集 684

21.6.1 USB摄像头设置 684

21.6.2 图像和视频的采集 685

21.6.3 imaqtool工具 688

21.7 本章小结 689

第22章 神经网络工具箱（教学视频：31分钟） 690

22.1 人工神经网络概述 690

22.1.1 人工神经网络介绍 690

22.1.2 人工神经元 691

22.1.3 MATLAB神经网络工具箱 692

22.2 感知器神经网络 693

22.2.1 感知器神经网络 693

22.2.2 设计实例分析 694

22.3 线性神经网络 696

22.3.1 线性神经网络 696

22.3.2 设计实例分析 697

22.4 BP网络 698

22.4.1 BP网络介绍 698

22.4.2 BP网络的创建 699

22.4.3 BP网络实例分析 700

22.5 径向基神经网络 702

22.5.1 径向基神经网络 702

22.5.2 广义回归神经网络 703

22.5.3 概率神经网络 704

22.6 神经网络GUI工具 706

22.6.1 nntool工具 706

22.6.2 nprtool工具 709

22.7 本章小结 712

第23章 MATLAB与Word和Excel的接口（教学视频：33分钟） 713

23.1 MATLAB与Word混合使用 713

23.1.1 Notebook的安装 713

23.1.2 Notebook的使用环境 714

23.1.3 Notebook实例分析 718

23.2 MATLAB与Excel混合使用 719

23.2.1 Excel link的安装 720

23.2.2 设置启动方式 721

23.2.3 启动和终止Excel link 722

23.2.4 Excel link工具栏 722

23.2.5 实例分析 723

23.3 本章小结 726