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第1篇 MATLAB基础 2

第1章 MATLAB概述 2

1.1 MATLAB简介 2

1.2 MATLAB 2010a的新功能和特点 3

1.3 MATLAB的工具箱简介 3

1.4 MATLAB的安装、退出及卸载 4

1.4.1 MATLAB软件的安装 5

1.4.2 MATLAB软件的目录结构 8

1.4.3 MATLAB软件的启动 9

1.4.4 MATLAB软件的卸载 9

1.5 MATLAB的工作环境 10

1.6 MATLAB的通用命令 15

1.7 MATLAB的帮助系统 16

1.7.1 通过命令获取帮助 16

1.7.2 MATLAB帮助系统 17

1.8 本章小结 18

第2章 MATLAB基础 19

2.1 数据类型 19

2.1.1 数值类型 20

2.1.2 逻辑类型 27

2.1.3 函数句柄 28

2.2 结构体类型 30

2.3 单元数组 35

2.4 运算符 40

2.4.1 算术运算符 40

2.4.2 关系运算符 41

2.4.3 逻辑运算符 42

2.4.4 运算符的优先级 45

2.5 日期和时间 46

2.5.1 日期和时间的表示 47

2.5.2 日期的格式转换 48

2.5.3 计时函数及应用 51

2.6 字符串分析 52

2.6.1 字符串的创建 53

2.6.2 字符串比较 55

2.6.3 字符串的转换 56

2.6.4 字符串的查找和替换 58

2.6.5 字符串的执行 59

2.7 本章小结 61

第3章 数组和矩阵分析 62

3.1 数组及其操作 62

3.1.1 创建数组 62

3.1.2 数组信息的获取 65

3.1.3 数组的常用计算 70

3.2 矩阵的建立 73

3.2.1 矩阵的建立 73

3.2.2 矩阵的基本操作 76

3.2.3 矩阵的运算 84

3.3 特殊矩阵的生成 89

3.4 矩阵的常用计算 95

3.4.1 上三角矩阵和下三角矩阵 95

3.4.2 对角矩阵 96

3.4.3 方阵的行列式 97

3.4.4 特征值和特征多项式 97

3.4.5 矩阵的迹 98

3.4.6 矩阵的秩 98

3.4.7 矩阵的逆和伪逆 99

3.4.8 矩阵的范数 100

3.4.9 矩阵的条件数 101

3.4.10 矩阵的标准正交基 102

3.4.11 矩阵的超越函数 102

3.5 矩阵的分解 104

3.5.1 LU分解 104

3.5.2 Cholesky分解 105

3.5.3 Schur分解 106

3.5.4 QR分解 107

3.5.5 SVD分解 108

3.5.6 Hessenberg分解 109

3.6 稀疏矩阵 109

3.6.1 矩阵的存储 110

3.6.2 建立稀疏矩阵 110

3.6.3 特殊稀疏矩阵 113

3.7 本章小结 114

第4章 MATLAB基本编程 115

4.1 MATLAB编程概述 115

4.2 常量和变量 116

4.2.1 局部变量 116

4.2.2 全局变量 117

4.2.3 永久变量 117

4.3 脚本M文件 118

4.4 程序的流程控制 119

4.4.1 顺序结构 119

4.4.2 选择结构 120

4.4.3 循环结构 123

4.4.4 try...catch语句 125

4.4.5 人机交互函数 126

4.5 函数M文件 129

4.5.1 函数的参数 130

4.5.2 函数句柄 133

4.5.3 主函数、子函数和嵌套函数 134

4.5.4 匿名函数 136

4.5.5 私有函数 138

4.5.6 重载函数 139

4.6 P码文件和ASV文件 140

4.6.1 P码文件 141

4.6.2 ASV文件 141

4.7 M文件的调试 142

4.7.1 直接调试法 142

4.7.2 工具调试法 144

4.8 本章小结 148

第2篇 MATLAB数据可视化 150

第5章 二维数据可视化 150

5.1 MATLAB绘图步骤 150

5.2 二维曲线图形绘制 151

5.2.1 基本绘图函数 151

5.2.2 子图绘制 155

5.2.3 叠加图绘制 156

5.2.4 双纵轴绘制 157

5.2.5 设置坐标轴范围、网格线及边框 158

5.2.6 特殊坐标系的绘制 160

5.3 绘制图形标注方法 163

5.3.1 图形标注基础 163

5.3.2 图形的标题标注 165

5.3.3 坐标轴名称标注 166

5.3.4 图例的标注 167

5.3.5 图形区域内的标注 169

5.4 特殊二维图形的绘制 172

5.4.1 直方图 172

5.4.2 区域图 173

5.4.3 柱状图 174

5.4.4 等高线 175

5.4.5 散点图 176

5.4.6 向量图 177

5.4.7 其他实例 178

5.5 本章小结 181

第6章 三维数据可视化 182

6.1 创建三维图形 182

6.2 三维曲线图 183

6.3 三维绘图 184

6.3.1 网格数据点的产生 184

6.3.2 三维网格图 186

6.3.3 三维曲面图 188

6.3.4 非网格数据绘图 191

6.3.5 三维片块模型 194

6.4 三维简单函数绘图 194

6.5 三维图形显示 198

6.5.1 设置视角 198

6.5.2 色彩控制 201

6.5.3 光照效果 209

6.5.4 Camera工具栏 211

6.6 特殊三维图形 212

6.6.1 三维柱面图 213

6.6.2 三维球面图 214

6.6.3 三维柱状图 214

6.6.4 三维等高线图 215

6.6.5 三维散点图 216

6.6.6 三维饼状图 217

6.6.7 三维火柴杆图 217

6.6.8 三维向量场图 217

6.6.9 三维填充图 218

6.6.10 三维彗星图 219

6.6.11 三维彩带图 219

6.7 本章小结 220

第3篇 MATLAB典型模块 222

第7章 MATLAB的符号计算 222

7.1 符号计算简介 222

7.1.1 符号对象的创建 222

7.1.2 符号对象的基本运算 227

7.2 符号计算的精度 227

7.3 符号表达式的化简和替换 229

7.3.1 符号表达式的化简 229

7.3.2 符号表达式的替换 233

7.4 符号表达式的高级运算 234

7.4.1 复合函数的符号运算 234

7.4.2 反函数的符号运算 235

7.5 符号矩阵的运算 236

7.5.1 符号矩阵的四则运算 236

7.5.2 符号矩阵的特性运算 237

7.6 符号计算在高等数学中的应用 238

7.6.1 符号计算的极限运算 238

7.6.2 符号计算的微分运算 239

7.6.3 符号计算的积分运算 242

7.6.4 无穷级数求和及展开 244

7.7 符号计算的积分变换 245

7.7.1 傅里叶变换及其反变换 245

7.7.2 拉氏变换及其反变换 247

7.7.3 Z变换及其反变换 249

7.8 符号计算的方程求解 251

7.8.1 代数方程的求解 251

7.8.2 方程组的求解 252

7.8.3 微分方程的求解 253

7.9 本章小结 256

第8章 MATLAB的文件读写 257

8.1 文件夹管理 257

8.1.1 当前文件夹 257

8.1.2 文件夹管理 258

8.2 文本文件 261

8.2.1 文件的打开和关闭 262

8.2.2 读取和写入文本文件 263

8.2.3 读取和写入二进制文件 265

8.2.4 文件的位置控制 267

8.2.5 其他函数 268

8.3 音频文件 268

8.3.1 读取语音文件 268

8.3.2 获取语音文件的信息 271

8.3.3 播放语音文件 271

8.3.4 录音 272

8.3.5 语音文件的保存 273

8.4 图像文件 274

8.4.1 读取和显示图像文件 274

8.4.2 获取图像文件信息 276

8.4.3 图像文件的保存 277

8.5 视频文件 278

8.5.1 视频的建立和读取 278

8.5.2 获取视频的信息 280

8.5.3 写入视频文件 281

8.6 Excel文件处理 282

8.6.1 读取Excel文件 282

8.6.2 获取Excel文件信息 283

8.6.3 向Excel文件中写入数据 283

8.7 本章小结 284

第9章 MATLAB GUI编程开发 285

9.1 MATLAB图形系统 285

9.1.1 对象句柄 286

9.1.2 获取对象的属性 286

9.1.3 设置对象的属性 287

9.1.4 根对象 288

9.1.5 图形窗口对象 288

9.1.6 坐标轴对象 290

9.2 图形对象 291

9.2.1 获取图形对象 291

9.2.2 图形对象的操作 292

9.3 GUI中的常用对话框 295

9.3.1 消息、警告、错误和帮助对话框 296

9.3.2 输入对话框 297

9.3.3 列表对话框 298

9.3.4 进度条对话框 298

9.3.5 问题对话框 299

9.3.6 路径选择、文件打开和保存对话框 300

9.3.7 颜色和字体对话框 301

9.3.8 页面设置、打印预览和打印对话框 302

9.4 利用GUIDE建立GUI 304

9.4.1 GUIDE介绍 304

9.4.2 GUIDE元件的常用属性 306

9.4.3 GUIDE产生的M文件框架 307

9.5 GUI设计实例分析 309

9.5.1 加法运算例子 309

9.5.2 按钮和菜单例子 310

9.6 本章小结 311

第10章 Simulink仿真基础 312

10.1 Simulink仿真环境 312

10.1.1 Simulink的特点 312

10.1.2 Simulink的启动 312

10.1.3 Simulink的仿真算法 314

10.2 Simulink的模块库 315

10.2.1 连续系统模块库 315

10.2.2 非连续系统模块库 316

10.2.3 离散系统模块库 317

10.2.4 逻辑与位操作模块库 318

10.2.5 表格查询模块库 319

10.2.6 数学操作模块库 319

10.2.7 端口与子系统模块库 320

10.2.8 信号属性操作模块库 321

10.2.9 信号路由模块库 321

10.2.10 接收模块库 322

10.2.11 信号源模块库 323

10.3 Simulink模型的建立 324

10.3.1 Simulink模块的基本操作 324

10.3.2 子系统的建立 326

10.3.3 典型应用实例 327

10.4 S-Function的设计 330

10.4.1 S-Function的概念及特点 330

10.4.2 S-Function的工作原理 331

10.4.3 S-Function的建立 331

10.5 本章小结 337

第4篇 MATLAB典型应用 340

第11章 MATLAB在电路原理中的应用 340

11.1 电阻电路的分析 340

11.1.1 节点分析法 340

11.1.2 回路分析法 342

11.1.3 最大输出功率的计算 343

11.2 动态电路的分析 346

11.2.1 RC回路 346

11.2.2 RL回路 348

11.2.3 RLC回路 350

11.3 正弦电路的分析 354

11.3.1 正弦稳态电路的功率 354

11.3.2 正弦电路的传递函数及其频率响应 359

11.3.3 三相正弦电路 363

11.4 双端口网络 365

11.4.1 双端口网络的参数表达及相互转换 365

11.4.2 双端口网络的连接 370

11.5 本章小结 373

第12章 MATLAB在模拟电子技术中的应用 374

12.1 二极管电路 374

12.1.1 二极管特性参数估算 374

12.1.2 直流电路中的二极管电压、电流估算 377

12.1.3 整流电路中滤波电容放电时间估算 379

12.1.4 稳压管的特性参数及电路参数估算 383

12.2 晶体管电路 386

12.2.1 基本共射极放大电路参数计算 386

12.2.2 多级放大电路参数计算 389

12.2.3 差分放大电路参数计算 391

12.2.4 共射级放大器的频率响应 394

12.3 运算放大器 397

12.3.1 反相输入运算电路 397

12.3.2 同相输入运算电路 402

12.3.3 运算放大器的频率响应 404

12.4 本章小结 406

第13章 MATLAB/Simulink在数字电路中的应用 407

13.1 数字电路仿真常用模块 407

13.1.1 6种常用的逻辑门单元 407

13.1.2 4种常用的触发器 407

13.1.3 辅助模块 408

13.2 组合逻辑电路仿真分析 408

13.2.1 编码器 408

13.2.2 译码器 412

13.2.3 数据选择器 416

13.3 时序逻辑电路仿真分析 422

13.3.1 移位寄存器 422

13.3.2 十进制同步计数器 425

13.3.3 十进制异步计数器 427

13.4 本章小结 430

第14章 MATLAB/Simulink在数字信号处理中的应用 431

14.1 Signal Processing Blockset子模块库 431

14.1.1 估计模块库 432

14.1.2 滤波模块库 433

14.1.3 数学函数模块库 436

14.1.4 统计处理模块库 438

14.1.5 变换处理模块库 438

14.2 Signal Processing Blockset的信号格式 438

14.2.1 基于采样的信号 439

14.2.2 基于帧的信号 444

14.3 子模块信号处理仿真实例 447

14.3.1 Simulink下的信号产生 447

14.3.2 Simulink下的信号滤波 451

14.3.3 Simulink下的矩阵运算及方程求解 458

14.3.4 Simulink下的信号域变换 460

14.4 本章小结 464