MATLAB工程计算及分析PDF电子书下载

第1讲 MATLAB基础入门 1

1.1 MATLAB简介 1

1.1.1 MATLAB的历史 1

1.1.2 MATLAB的主要功能 4

1.2 MATLAB软件安装与界面介绍 4

1.2.1 MATLAB软件安装 5

1.2.2 MATLAB界面介绍 5

1.3 MATLAB帮助系统 9

1.3.1在线帮助桌面系统 9

1.3.2命令查询系统 10

1.3.3联机演示系统 13

1.3.4其他帮助 14

第2讲 数组与矩阵 15

2.1变量与数值 15

2.1.1运算符 15

2.1.2变量 17

2.1.3数值 18

2.2数据类型 18

2.2.1数值型数据 19

2.2.2字符型数据 22

2.2.3逻辑型数据 22

2.2.4结构类型 23

2.2.5函数句柄类型 24

2.3数组 24

2.3.1一维数组的创建 25

2.3.2多维数组的创建 26

2.3.3数组的运算 27

2.4元胞数组和结构体 31

2.4.1元胞数组的创建和显示 31

2.4.2元胞数组函数 33

2.4.3结构体创建 34

2.4.4结构体函数 35

2.5矩阵 36

2.5.1矩阵创建 36

2.5.2矩阵运算 40

2.5.3稀疏矩阵 45

第3讲 MATLAB编程基础 50

3.1字符串、关系运算和逻辑运算 50

3.1.1字符串 50

3.1.2关系运算和逻辑运算 53

3.1.3 NaNs和空矩阵 57

3.2程序控制流 59

3.2.1顺序结构语句 59

3.2.2选择与分支语句 60

3.2.3循环结构语句 66

3.3 M文件 69

3.3.1 M文件结构 70

3.3.2 M文件规则和属性 72

3.3.3 M文件实例 75

3.4函数 77

3.4.1函数类型 77

3.4.2函数句柄 79

第4讲 符号计算 80

4.1符号表达式 80

4.1.1 MATLAB符号运算的工作流程 80

4.1.2符号对象的生成和使用 81

4.1.3符号表达式的操作 83

4.2符号函数 85

4.2.1 MATLAB的六大常见符号运算 85

4.2.2符号运算的其他函数 89

4.3符号微积分 91

4.3.1符号序列的求和 91

4.3.2符号微分和jacobian矩阵 91

4.3.3符号积分 92

4.4符号代数方程求解 94

4.4.1线性方程组的符号解 94

4.4.2一般代数方程组的解 95

4.4.3符号微分方程的求解 96

第5讲 数据绘图 98

5.1二维图形 98

5.1.1绘图指令 98

5.1.2图形注释 101

5.1.3特殊绘图 102

5.2三维图形 106

5.2.1创建三维图形 106

5.2.2三维网图的高级处理 110

5.2.3图形的控制与修饰 113

第6讲 多项式与曲线拟合 115

6.1多项式的四则运算 115

6.1.1加、减法 115

6.1.2乘法 116

6.1.3除法 116

6.2多项式的导函数 117

6.3多项式的求值 118

6.3.1代数多项式求值 119

6.3.2矩阵多项式求值 119

6.4多项式求根 120

6.5有理多项式 121

6.6最小二乘法拟合 122

6.7曲线拟合工具箱 134

第7讲 数据插值 138

7.1插值函数 138

7.1.1一维插值 139

7.1.2二维插值 142

7.2 Lagrange插值 144

7.3牛顿插值 146

7.3.1差商的定义 147

7.3.2牛顿插值公式 147

7.3.3等距节点插值公式 150

7.4 Hermite插值 153

7.5艾特肯插值 156

7.6三次样条插值 157

7.7高维插值 160

第8讲 复变函数应用 162

8.1复数和复矩阵的生成 162

8.1.1复数的生成 162

8.1.2创建复矩阵 162

8.2复数的运算 163

8.3留数 166

8.4 Taylor级数展开 168

8.5 Fourier级数与Fourier变换 169

8.5.1三角级数 169

8.5.2以2π为周期的函数的Fourier级数 169

8.5.3以21为周期的函数的Fourier级数 170

8.5.4 Fourier变换及其逆变换 172

8.6快速Fourier变换及其MATLAB应用 174

第9讲 数值微分与积分 176

9.1数值微分方法 176

9.1.1差商方法 176

9.1.2插值型公式 178

9.1.3理查森外推加速法 179

9.2 MATLAB常用数值微分函数 180

9.2.1函数diff（） 180

9.2.2函数gradient（）和函数surfnorm（） 181

9.3数值积分 183

9.3.1插值型的求积公式 183

9.3.2牛顿-柯特斯求积公式 184

9.3.3梯形求积公式 185

9.3.4辛普生求积公式 187

9.4复合求积公式 189

9.4.1复合梯形求积公式 190

9.4.2复合辛普生求积公式 190

9.5高斯求积公式 191

9.6龙贝格求积公式 192

9.6.1龙贝格求积公式简介 193

9.6.2龙贝格求积公式的MATLAB实现 194

9.7 MATLAB常用数值积分函数 195

9.7.1函数int（） 195

9.7.2函数trapz（）实现复合梯形法求积计算 196

9.7.3函数quad（）和quadl（） 196

9.7.4函数dblquad（） 197

9.7.5函数triplequad（） 198

第10讲 矩阵分析与线性方程组 199

10.1特征值与特征向量 199

10.1.1特征值和特征向量的求取 199

10.1.2特征值问题的条件数 201

10.1.3复数特征值对角阵与实数特征值对角阵的转化 203

10.2矩阵对角化 203

10.3 Jordan标准型 208

10.4矩阵分解 209

10.4.1 LU分解 209

10.4.2 QR分解 210

10.4.3 Cholesky分解 213

10.4.4 Schur分解 214

10.4.5奇异值分解 214

10.4.6 Hessenberg分解 216

10.5解线性方程组的求逆法 217

10.6解线性方程组的分解法 219

10.6.1 LU分解 219

10.6.2 QR分解 220

10.6.3 Cholesky分解 222

10.7解线性方程组的迭代法 223

10.7.1 Jacobi迭代法 223

10.7.2 Gauss-Seidel迭代法 224

10.7.3梯度法 226

10.7.4共轭梯度法 227

10.7.5超松弛迭代法 229

10.8求齐次线性方程组的通解 232

10.9求非齐次线性方程组的通解 233

第11讲 常微分方程与偏微分方程 236

11.1常微分方程的数值解法 236

11.2 Euler方法 243

11.3 Runge-Kutta方法 246

11.4常微分方程的符号解法 248

11.5偏微分方程简介 250

11.5.1偏微分方程的定解问题 251

11.5.2偏微分方程的差分解法 252

11.6偏微分方程的数值解 254

11.7有限元法 263

11.7.1有限元理论综述 263

11.7.2 Ritz方法和Galerkin方法 264

11.7.3 MATLAB实现基函数的图形展示 265

11.8一维边值问题线性有限元数值解 268

11.9二维Poisson方程问题有限元数值解 269

第12讲 运筹优化工具箱 276

12.1运筹优化概述 276

12.1.1最优化问题 277

12.1.2 MATLAB优化工具箱 278

12.2线性规划的MATLAB实现 281

12.3整数规划 284

12.3.1 0-1型线性整数规划 285

12.3.2 MATLAB优化工具箱函数 287

12.3.3指派问题 288

12.4多目标规划 291

12.4.1多目标规划基本理论 291

12.4.2多目标规划问题的MATLAB计算 292

12.5利用工具箱函数实现最优化方法 294

12.5.1最小化问题 294

12.5.2最小二乘问题 300

12.5.3有约束的一元函数的最小值 304

12.5.4无约束多元函数最小值 305

12.5.5有约束的多元函数最小值 306

12.5.6二次规划问题 308

第13讲 遗传算法工具箱 311

13.1遗传算法简介 311

13.1.1遗传算法的特点 312

13.1.2遗传算法的研究现状 312

13.1.3遗传算法的应用 313

13.2遗传算法概述 314

13.2.1遗传算法计算流程 314

13.2.2遗传算法的基因操作 315

13.3遗传算法工具箱简介及其应用 318

13.3.1 MATLAB遗传工具箱结构 319

13.3.2 MATLAB遗传工具箱中的主要函数 319

13.3.3遗传算法工具箱的应用 322

13.4遗传算法求解TSP问题 324

13.4.1 TSP问题的数学模型 324

13.4.2遗传算法求解TSP问题 325

13.4.3求解TSP问题的MATLAB程序 327

第14讲 神经网络工具箱 334

14.1人工神经网络简介 334

14.1.1神经元模型 335

14.1.2神经网络特点 335

14.1.3几种著名的神经网络 337

14.2感知器 338

14.2.1感知器工具函数 339

14.2.2感知器函数详解 339

14.3线性神经网络 344

14.3.1线性神经网络函数 344

14.3.2线性神经网络函数详解 344

14.4 BP网络 346

14.4.1 BP网络原理 346

14.4.2 BP网络函数 348

14.4.3 BP网络应用举例 353

14.5径向基网络 358

14.5.1径向基网络原理 358

14.5.2径向基网络函数 359

14.5.3径向基网络应用举例 362

第15讲 图像处理工具箱 369

15.1 MATLAB图像处理初步 369

15.1.1图像处理工具箱概述 369

15.1.2 MATLAB支持的图像格式 370

15.2 MATLAB图像文件操作 370

15.2.1 MATLAB图像文件的读写 371

15.2.2图像的显示 371

15.3图像变换 372

15.3.1离散余弦变换 372

15.3.2 Radon变换 373

15.4图像增强 374

15.4.1灰度变换增强 374

15.4.2直方图变换增强 376

15.4.3空间域滤波增强 378

15.4.4频域增强 381

15.5图像分割 383

15.5.1边缘检测 383

15.5.2阈值分割 384

第16讲 Simulink仿真工具箱 390

16.1 Simulink基础知识 390

16.1.1 Simulink中的基本概念 391

16.1.2 Simulink的启动 393

16.1.3模型库介绍 396

16.2 Simulink模型操作 402

16.3仿真参数设置 406

16.4 Simulink与MATLAB 410

16.5仿真模型分析 411

16.5.1传递函数 411

16.5.2微分方程 412

16.6 Simulink子系统 415

16.6.1子系统介绍 415

16.6.2封装子系统 417

16.6.3条件子系统 421

16.7 S函数 423

16.7.1 S函数概述 424

16.7.2 S函数的工作原理 424

16.7.3 S函数的基本概念 425

16.7.4函数的回调 426

16.7.5 S函数的调用格式 426

16.7.6 S函数的模板格式 427