MATLAB基础与工程应用PDF电子书下载

第1章MATLAB基础 1

1.1 MATLAB概述 1

1.1.1 MATLAB的特点与功能 1

1.1.2 MATLAB产品族 2

1.2 MATLAB的安装与激活 2

1.3 MATLAB的工作界面 6

1.3.1命令窗口 7

1.3.2命令历史窗口 8

1.3.3工作空间 8

1.3.4当前目录浏览器 9

1.4帮助窗口 12

1.4.1联机帮助系统 12

1.4.2命令窗口查询帮助系统 14

1.5快捷了解MATLAB 16

1.5.1通过命令行程序了解MATLAB 16

1.5.2通过绘图了解MATLAB 17

1.5.3通过M文件的编写了解MATLAB 18

1.5.4通过GUI了解MATLAB 19

1.5.5通过Simulink仿真了解MATLAB 20

第2章MATLAB的数据与运算 21

2.1 MATLAB的数据类型 21

2.1.1常量与变量 21

2.1.2 MATLAB的运算符号 25

2.1.3数组的创建 28

2.1.4矩阵的创建 29

2.1.5矩阵的拆分 31

2.2矩阵的运算 34

2.2.1矩阵的算术运算 34

2.2.2矩阵的翻转与旋转 38

2.2.3矩阵的提取 40

2.2.4矩阵的集合 43

2.3特殊矩阵 46

2.4矩阵的求值 48

2.4.1方阵的行列式 48

2.4.2矩阵的特征值 48

2.4.3矩阵的秩运算 49

2.4.4矩阵的迹及伪逆 50

2.4.5条件数运算 50

2.4.6向量和矩阵的范数 51

2.5矩阵的分解 52

2.5.1三角分解 52

2.5.2正交分解 53

2.5.3 Cholesky分解 54

2.5.4特征值分解 55

2.5.5奇异值分解 55

2.6稀疏矩阵 56

2.6.1稀疏矩阵的存储与创建 56

2.6.2稀疏矩阵的运算 61

2.6.3稀疏矩阵的分解 63

2.6.4稀疏矩阵的特征值 64

第3章MATLAB的数值分析 66

3.1数据类型 66

3.1.1字符串 66

3.1.2元胞数组 72

3.1.3结构数组 77

3.2复数及其运算 81

3.2.1复数表示法 81

3.2.2复数绘图 83

3.2.3复数的基本运算 83

3.2.4留数的基本运算 87

3.3多项式与其运算 88

3.3.1多项式的创建 89

3.3.2多项式的算术运算与求导 89

3.3.3多项式的求值与求根 90

3.3.4多项式的微积分 92

3.3.5多项式部分分式展开 92

3.4曲线拟合与插值 93

3.4.1曲线拟合 94

3.4.2曲线插值 98

3.5数据统计处理 107

3.5.1求最大与最小元素 107

3.5.2矩阵的平均值与中值 109

3.5.3矩阵元素求和与求积 110

3.5.4矩阵元素的累积与累乘积 111

3.5.5标准方差 112

3.5.6相关系数 113

3.5.7元素排序 114

第4章MATLAB的符号运算 115

4.1符号对象 115

4.1.1符号对象的创建 115

4.1.2符号表达式的建立 116

4.1.3符号表达式的运算 118

4.1.4符号变量的确定 122

4.1.5符号表达式的高级运算 122

4.1.6符号矩阵 124

4.2符号微积分 127

4.2.1符号极限 127

4.2.2符号导数 128

4.2.3符号积分 129

4.2.4积分变换 130

4.3 Taylor级数 134

4.4符号函数可视化 137

4.5符号方程的求解 141

4.5.1符号代数方程的求解 141

4.5.2符号微分方程求解 144

第5章MATLAB程序设计 147

5.1 MATLAB控制语句 147

5.1.1顺序结构语句 147

5.1.2循环结构语句 149

5.1.3条件结构语句 152

5.1.4选择结构语句 153

5.1.5 try-catch语句 155

5.2 M文件 157

5.2.1脚本文件 158

5.2.2函数文件 158

5.2.3变量的检测传递 161

5.2.4串演算函数 164

5.3设置断点 166

5.3.1设置标准断点 166

5.3.2设置条件断点 168

5.3.3设置错误断点 172

5.4处理错误及从错误中恢复 173

5.4.1报告错误 173

5.4.2提示错误原因 175

5.5数据输入与输出 176

5.5.1输入文本数据 176

5.5.2输出文本数据 181

5.6函数句柄 185

第6章MATLAB的图形绘制 187

6.1基本二维图形 187

6.1.1绘制二维曲线的基本函数 187

6.1.2利用函数绘制曲线 190

6.1.3双Y轴曲线 191

6.2绘制图形的辅助操作 192

6.2.1多重叠绘制图形 192

6.2.2多子图 193

6.2.3图形标注 194

6.3特殊二维图形 197

6.3.1极坐标图 197

6.3.2条形图 199

6.3.3误差图 201

6.3.4面积图 201

6.3.5柱形图 203

6.3.6火柴杆图 204

6.3.7阶梯图 205

6.3.8扇形图 205

6.3.9罗盘图 206

6.3.10等高线图 207

6.3.11羽毛图 208

6.3.12其他二维绘图函数 209

6.4基本三维图形 211

6.4.1三维曲线图 211

6.4.2三维网格图 213

6.4.3三维曲面图 218

6.5特殊三维图形 222

6.5.1三维条形图 222

6.5.2柱形图 223

6.5.3球面图 224

6.5.4三维火柴杆图 225

6.5.5三维等高线图 225

6.5.6瀑布图 226

6.5.7三维饼图 227

6.5.8三维表面法向图 228

6.5.9三维网目图 229

6.5.10三维切片 229

6.6三维图形修饰处理 231

6.6.1三维图形的视角 231

6.6.2透明度处理 234

6.6.3三维图形的光照 235

第7章Simulink仿真技术 239

7.1 Simulink简介 239

7.1.1 Simulink概述 239

7.1.2 Simulink的运行与界面 240

7.2 Simulink常用模块介绍 241

7.2.1常用模块库（Commonly Used Blocks） 242

7.2.2连续模块库（Continuous Blocks） 243

7.2.3非连续系统模块库（Discontinuities） 244

7.2.4离散系统模块库（Discrete） 244

7.2.5数学运算模块库（Math Operations） 245

7.2.6接收模块库（Sinks） 247

7.2.7信号源模块库（Sources ） 248

7.3 Simulink模块的基本操作 249

7.3.1建立简单模型 249

7.3.2模块操作 250

7.3.3仿真配置 254

7.3.4仿真实例 258

7.4子系统的创建及封装 261

7.4.1子系统的创建 261

7.4.2子系统的封装 263

7.5 S-函数 267

7.5.1 S-函数的概念 267

7.5.2 S-函数的工作原理 268

7.5.3 S-函数的模板 268

7.5.4 S-函数的模块 270

7.5.5 S-函数实例 271

第8章MATLAB的图形用户界面 275

8.1句柄图形 275

8.1.1句柄图形对象 275

8.1.2句柄图形对象的基本操作 276

8.2图形界面设计 280

8.2.1打开GUIDE编辑器 280

8.2.2对象编辑器 282

8.2.3位置调整工具 282

8.2.4菜单编辑器 283

8.2.5 M-file编辑器 284

8.2.6 Tab顺序编辑器 285

8.2.7对象属性编辑器 285

8.2.8对象浏览器 285

8.3 GUI控件设计 286

8.3.1 uicontrol函数 286

8.3.2基本控件 289

8.3.3控件综合示例 295

8.4对话框 298

8.4.1菜单对话框 299

8.4.2信息对话框 299

8.4.3列表对话框 300

8.4.4输入对话框 301

8.4.5错误信息提示对话框 301

8.4.6帮助对话框 302

8.4.7警告对话框 302

8.4.8进度条 303

8.4.9问题对话框 304

8.4.10字体设置对话框 305

8.4.11颜色设置对话框 306

8.4.12文件打开对话框 307

8.4.13文件保存对话框 307

第9章MATLAB在方程中的求解 309

9.1 MATLAB在线性方程中的求解 309

9.1.1齐次线性方程组的求解 309

9.1.2非齐次线性方程组的求解 310

9.1.3 Lyapunov方程求解 314

9.1.4 Sylvester方程求解 315

9.1.5 Riccati方程求解 316

9.1.6三角分解法 317

9.2 MATLAB在非线性方程中的求解 320

9.2.1二分法 320

9.2.2迭代法 322

9.2.3牛顿迭代法 324

9.3 MATLAB在微分方程中的求解 327

9.3.1一阶微分方程组的数值解 327

9.3.2特殊微分方程的数值解 335

9.4 MATLAB在偏微分方程中的求解 342

9.4.1求解单的Poission方程 342

9.4.2求解双曲线偏微分方程 343

9.4.3求解抛物型偏微分方程 344

9.4.4方程边值问题求解 345

9.4.5常微分方程边值问题求解器 348

第10章MATLAB综合应用实例 351

10.1 MATLAB在最优化中的应用 351

10.1.1线性规划的实现 351

10.1.2非线性规划的实现 353

10.1.3二次规划 358

10.2 MATLAB在控制系统中的应用 359

10.2.1控制系统模型的建立及转换 360

10.2.2控制系统的时域分析 367

10.2.3控制系统的频域分析 371

10.2.4控制系统的根轨迹分析 375

10.3 MATLAB在数学信号中的应用 379

10.3.1离散系统与系统 379

10.3.2 IIR数字滤波器设计 382

10.3.3 FIR滤波器设计 388