MATLAB基础及应用PDF电子书下载

第1篇MATLAB基础 1

第1章MATLAB简介 3

引例 4

1.1 MATLAB的特点、应用领域及MATLAB工具箱 5

1.1.1 MATLAB的特点和应用领域 5

1.1.2 MATLAB工具箱 6

1.2 MATLAB的安装、内容选择和启动 7

1.2.1 MATLAB的安装、内容选择 7

1.2.2 MATLAB 7.1的启动 8

1.3 MATLAB 7.1的操作桌面 8

1.3.1命令窗口 8

1.3.2工作空间窗口和数组编辑器 11

1.3.3历史命令记录窗口 12

1.3.4 M文件编辑调试器 13

1.3.5搜索路径和当前目录窗口 14

1.4 MATLAB管理指令 17

1.4.1命令窗中语句行的编辑 17

1.4.2命令窗口的常用控制指令 17

1.4.3工作空间管理指令 17

1.5 MATLAB帮助系统 18

1.5.1帮助命令 18

1.5.2帮助窗口 19

1.5.3演示系统 19

1.5.4远程帮助系统 20

小结 20

阅读材料：MATLAB语言的发展历史及MathWorks网站 21

习题 23

第2章 矩阵与数值数组 24

引例 25

2.1数组的创建 27

2.1.1直接输入法 27

2.1.2载入外部数据文件 27

2.1.3用内置函数生成数组 29

2.1.4利用M文件创建和保存数组 30

2.2数组元素的标志 31

2.2.1“全下标”标志 31

2.2.2“单下标”标志 32

2.2.3“逻辑1”标志 32

2.3子数组的寻访和赋值 33

2.4 MATLAB的数值、变量与表达式 34

2.4.1数值 34

2.4.2变量 34

2.4.3表达式 35

2.5 MATLAB常用的运算函数 36

2.6数组运算和矩阵运算 37

2.7关系运算与逻辑运算 39

2.7.1关系运算 39

2.7.2逻辑运算 40

2.7.3关系、逻辑函数 41

2.8“非数”和“空”数组 41

2.8.1“非数”NaN 41

2.8.2“空”数组 42

2.9数组操作函数和高维数组 44

2.9.1数组操作函数 44

2.9.2高维数组 45

2.10多项式及其运算 48

2.10.1多项式的表达与创建 48

2.10.2多项式的运算 48

小结 50

阅读材料：矩阵、随机化与分形图形 50

习题 52

第3章 字符串、元胞与构架数组 54

引例 55

3.1字符串数组 56

3.1.1字符串数组的创建 56

3.1.2复杂字符串数组的创建 57

3.1.3串转换函数与串操作函数 59

3.2元胞数组 60

3.2.1元胞数组的创建 60

3.2.2元胞数组的显示和寻访 62

3.2.3元胞数组相关函数 64

3.2.4元胞数组的扩充、收缩和重组 64

3.3构架数组 65

3.3.1构架数组的创建 66

3.3.2构架数组的相关函数 68

3.3.3构架数组的操作 68

3.4几种数组的转换 72

3.4.1数值数组与字符串数组的转换 72

3.4.2数值数组与元胞数组的转换 72

3.4.3字符串数组与元胞数组的转换 72

3.4.4元胞数组与构架数组的转换 73

小结 74

阅读材料：数据结构 74

习题 76

第4章 数值计算 77

引例 78

4.1 LU分解和恰定方程组的解 79

4.1.1 LU分解 79

4.1.2恰定方程组的解 80

4.2矩阵特征值和特征向量 81

4.3函数的零点 82

4.3.1一元函数的零点 82

4.3.2多元函数的零点 84

4.4函数的极值点 85

4.4.1一元函数的极小值点 85

4.4.2多元函数的极小值点 87

4.5数值积分 89

4.5.1一元函数的数值积分 89

4.5.2多重数值积分 90

4.6随机数据的统计描述 91

4.7傅里叶分析 92

4.8常微分方程 94

小结 97

阅读材料：傅里叶简介 97

习题 98

第5章 符号运算 99

引例 100

5.1符号变量和符号表达式 100

5.1.1符号变量的创建 100

5.1.2符号变量的基本操作 102

5.1.3符号表达式的基本操作 103

5.2符号函数的极限及微积分运算 107

5.2.1符号函数求极限 107

5.2.2符号微分与Jacobian矩阵 108

5.2.3符号积分运算 109

5.3符号矩阵的创建及运算 110

5.3.1符号矩阵的创建 110

5.3.2符号矩阵的运算 111

5.4符号方程的求解 112

5.4.1符号代数方程组的求解 112

5.4.2符号微分方程（组）的求解 113

5.5符号积分变换 114

5.5.1傅里叶变换及其逆变换 114

5.5.2拉普拉斯变换及其逆变换 115

5.5.3z变换及其逆变换 116

小结 116

阅读材料：Maple软件 117

习题 119

第6章MATLAB图形绘制 120

引例 121

6.1 MATLAB图形绘制基础 122

6.1.1 MATLAB图形绘制的基本步骤 122

6.1.2 MATLAB基本绘图命令 123

6.2二维图形的绘制 124

6.2.1二维图形的创建及曲线颜色、线型、数据点型设置 124

6.2.2二维图形的标注 126

6.2.3典型二维图形的绘制 129

6.3三维图形的绘制 139

6.3.1三维图形的基本绘制方法 139

6.3.2典型三维图形的绘制 141

小结 145

阅读材料：MATLAB中的一些特殊图形绘制及处理实例 145

习题 147

第7章M文件与MATLAB编程 148

引例 149

7.1 MATLAB控制流 150

7.1.1顺序结构 150

7.1.2选择结构 151

7.1.3循环结构 154

7.1.4 break和continue语句 156

7.2脚本文件和函数文件 157

7.2.1 M文件的建立与打开 157

7.2.2脚本文件 158

7.2.3函数文件 159

7.3串演算函数 164

7.3.1 eval 165

7.3.2 feval 165

7.4函数句柄 166

7.5程序调试 167

7.5.1程序调试概述 167

7.5.2调试器 168

小结 170

阅读材料：提高M文件执行效率的技巧 171

习题 172

第2篇MATLAB应用 173

第8章Simulink交互式仿真集成环境 175

引例 176

8.1模型的建立 177

8.1.1 Simulink启动 177

8.1.2 Simulink模型窗口 177

8.1.3 Simulink基本模块库 178

8.1.4模型的创建 182

8.1.5系统仿真 187

8.2连续系统仿真 190

8.2.1积分模块求解微分方程 190

8.2.2传递函数求解微分方程 192

8.3离散系统仿真 193

8.4 Simulink的分析工具 196

8.4.1 sim函数 196

8.4.2 simset函数 197

8.4.3 simget函数 198

8.4.4 set_param函数 198

8.5 S函数模块 198

8.5.1用MATLAB语言编写S函数 199

8.5.2 S函数的应用 201

小结 204

阅读材料：仿真 204

习题 207

第9章MATLAB在电路仿真中的应用 208

引例 208

9.1电力系统模块集简介 210

9.2电阻电路 213

9.2.1一般电阻电路 213

9.2.2含受控源的电阻电路 215

9.3动态电路的时域分析 217

9.3.1一阶动态电路的时域分析 217

9.3.2二阶动态电路的时域分析 220

9.4动态电路的稳态分析 225

9.4.1一般动态电路的稳态分析 225

9.4.2含受控源的正弦电路稳态分析 227

9.4.3带耦合电感的正弦电路稳态分析 229

9.5电路的频域分析 231

小结 233

阅读材料：电子电路设计和分析的常用软件 233

习题 237

第10章MATLAB在信号处理中的应用 238

引例 239

10.1 LTI系统的时域分析 241

10.1.1信号的表示 241

10.1.2信号的时域运算 246

10.1.3系统的时域分析 250

10.2连续系统的频域分析 256

10.2.1傅里叶变换的MATLAB实现 256

10.2.2连续系统的频率特性 257

10.2.3连续系统的频域分析 259

10.3连续系统的复频域分析 260

10.3.1拉普拉斯变换的MATLAB实现 260

10.3.2连续系统的零极点分布与稳定性 262

10.3.3微分方程表示系统的复频域分析 264

10.4离散系统的复频域分析 265

10.4.1 z变换的MATLAB实现 265

10.4.2离散系统的零极点分布与稳定性 267

10.4.3差分方程表示系统的复频域分析 269

10.5信号的谱分析 270

10.5.1离散信号的谱分析 270

10.5.2连续信号的谱分析 272

10.6 FIR滤波器的设计 274

10.6.1预备知识 274

10.6.2窗函数法设计FIR滤波器的MATLAB实现 275

10.6.3频率采样法设计FIR滤波器的MATLAB实现 282

10.6.4最优设计法 289

10.6.5应用举例 292

10.7 IIR滤波器的设计 297

10.7.1预备知识 297

10.7.2模拟原型滤波器的设计 297

10.7.3模拟滤波器的频带变换 301

10.7.4模拟滤波器到数字滤波器的转换 301

10.7.5 IIR滤波器的MATLAB程序设计实现 302

10.7.6应用举例 307

10.7.7 FIR和IIR数字滤波器的比较 311

小结 312

阅读材料：滤波器设计工具FDATool的使用 312

习题 314

第11章MATLAB工程应用案例 315

引例 316

11.1 MATLAB在语音信号处理中的应用 317

11.1.1设计要求 317

11.1.2语音信号的采集 317

11.1.3语音信号的频谱分析 317

11.1.4设计滤波器 318

11.1.5第二次滤波 320

11.2 MATLAB在图像直方图均衡中的应用 322

11.2.1预备知识 322

11.2.2直方图变换的基本原理 323

11.2.3直方图均衡化 324

11.2.4直方图规定化 325

11.2.5应用举例 325

小结 327

阅读材料：图形用户界面介绍 327

习题 328

参考文献 329