MATLAB基础及其应用教程PDF电子书下载

第1章 MATLAB基础准备与入门 1

1.1 MATLAB概述 2

1.1.1 MATLAB产生的历史背景 2

1.1.2 MATLAB的语言特点 2

1.1.3 MATLAB的组成 3

1.2 MATLAB的安装与内容选择 4

1.3 MATLAB用户界面概述 7

1.3.1 MATLAB系统的启动与退出 7

1.3.2 MATLAB的工作界面 8

1.4 MATLAB的帮助系统 12

1.4.1 使用帮助浏览器窗口 13

1.4.2 使用帮助命令 13

1.4.3 其他帮助 14

习题 15

第2章 MATLAB的基本使用方法 16

2.1 MATLAB的表达式和函数 17

2.1.1 变量 18

2.1.2 基本运算符 18

2.1.3 函数 18

2.2 常用的操作命令和快捷键 18

2.2.1 命令窗口（Command Window）中的常用操作 18

2.2.2 工作空间浏览器窗口常用命令 20

2.2.3 文件管理命令 21

2.2.4 MATLAB的快捷键 22

2.3 MATLAB的常用数据类型 22

2.3.1 数值型 22

2.3.2 逻辑型 26

2.3.3 字符串 27

2.3.4 日期格式的类型 27

习题 28

第3章 数组和数组运算 29

3.1 数组及其运算 30

3.1.1 数组的创建 30

3.1.2 数组寻址 31

3.1.3 数组的扩展与裁剪 32

3.1.4 数组的查找和排序 34

3.1.5 数组的运算 36

3.1.6 数组操作函数 37

3.2 多项式 39

3.2.1 多项式的表示 39

3.3.2 多项式运算 39

3.3 关系和逻辑运算 43

3.3.1 关系操作符 43

3.3.2 逻辑运算符 44

3.3.3 运算符优先级 44

3.3.4 逻辑运算函数 45

习题 45

第4章 字符串单元数组和结构 47

4.1 字符和字符串 48

4.1.1 字符串的操作 48

4.1.2 字符转换函数 49

4.2 单元数组 50

4.2.1 单元数组的生成 51

4.2.2 单元数组的操作 51

4.3 结构型变量 53

4.3.1 创建结构 53

4.3.2 结构型变量的操作 54

4.3.3 对结构使用函数 56

习题 56

第5章 数值计算功能 58

5.1 矩阵及其运算 59

5.1.1 矩阵生成 59

5.1.2 矩阵连接 60

5.1.3 矩阵元素的下标引用及操作 60

5.1.4 矩阵运算 62

5.2 稀疏型矩阵 65

5.2.1 稀疏型矩阵生成 65

5.2.2 转换成满矩阵 66

5.2.3 对非零元素进行操作 66

5.2.4 稀疏矩阵的特例 66

5.3 MATLAB与线性代数 67

5.3.1 矩阵的特征参数 67

5.3.2 利用矩阵的分解求解线性方程组 70

5.3.3 非线性方程数值求解 72

5.3.4 函数极值 73

5.4 数据插值与曲线的拟合 73

5.4.1 函数插值 73

5.4.2 曲线拟合 74

5.5 概率统计 75

5.5.1 常见分布的随机数产生 75

5.5.2 计算概率密度函数值 77

5.5.3 计算随机变量X的数学期望和方差 78

5.5.4 参数估计 78

5.5.5 假设检验 80

习题 80

第6章 符号运算 82

6.1 符号变量、符号表达式和符号方程的生成 83

6.1.1 使用sym函数生成符号变量和符号表达式 83

6.1.2 使用syms函数定义符号变量和符号表达式 84

6.1.3 符号方程的生成 84

6.2 符号变量的基本操作 85

6.2.1 Findsym函数：寻找符号变量 85

6.2.2 符号运算的精度确定 85

6.3 符号表达式的基本操作 86

6.3.1 四则运算 86

6.3.2 符号多项式的因式分解与展开 86

6.3.3 提取有理式的分子和分母 88

6.3.4 符号表达式的化简 88

6.3.5 符号表达式的替换 89

6.3.6 反函数的求解 89

6.3.7 复合函数 90

6.4 符号矩阵的生成和运算 91

6.4.1 符号矩阵的生成 91

6.4.2 符号矩阵的运算 92

6.5 符号微积分 93

6.5.1 符号极限 93

6.5.2 符号微分 94

6.5.3 符号积分 95

6.6 符号积分变换 95

6.6.1 傅里叶变换及其逆变换 96

6.6.2 Laplace变换及其逆变换 97

6.6.3 Z变换及其逆变换 98

6.7 符号方程的求解 100

6.7.1 代数方程求解 100

6.7.2 微分方程求解 101

习题 102

第7章 数据和函数的可视化 103

7.1 绘图的一般步骤 104

7.2 二维绘图 104

7.2.1 plot命令 104

7.2.2 线型、颜色及数据点型的设置 105

7.2.3 图形的标注、网格及图例说明 107

7.2.4 坐标轴的形式与刻度 109

7.2.5 多层重叠、双纵坐标和多子图 111

7.2.6 多条曲线的绘制 113

7.2.7 复数的绘图 115

7.3 三维绘图 115

7.3.1 plot3函数 115

7.3.2 三维网线图函数mesh和meshz 116

7.3.3 三维曲面图函数surf及surfc 117

7.3.4 视图函数view 118

7.4 特殊图形的绘制 118

7.4.1 柱状图 119

7.4.2 面积图 120

7.4.3 饼图 121

7.4.4 直方图 121

7.5 MATLAB的图形窗口 122

7.5.1 图形窗口界面 123

7.5.2 图形的打印和输出 124

习题 126

第8章 MATLAB程序设计 127

8.1 M文件 128

8.1.1 函数变量 129

8.1.2 函数参数 129

8.1.3 函数句柄 132

8.1.4 函数类型 133

8.2 MATLAB的程序控制结构 135

8.2.1 条件控制语句 135

8.2.2 循环控制语句 137

8.2.3 误差控制语句 138

8.2.4 其他流程控制语句 139

8.3 文件操作 140

8.3.1 文件的打开与关闭 141

8.3.2 文件I/O 142

8.4 MATLAB程序优化 145

8.4.1 通过Profiler进行程序运行分析 145

8.4.2 通过tic和toc函数进行程序运行分析 147

8.4.3 程序优化的常用方法 148

8.5 程序调试 149

8.5.1 直接调试法 149

8.5.2 利用调试工具 150

习题 151

第9章 图形用户界面设计 152

9.1 使用GUIDE创建GUI 153

9.1.1 GUIDE编辑界面简介 153

9.1.2 菜单设计实例 155

9.1.3 包含控件的GUI设计实例 156

9.1.4 M文件和FIG文件 160

9.2 GUI编程 161

9.3 实例解析 163

9.3.1 实例1：peaks函数的轮廓图绘制 163

9.3.2 实例2：用控件控制图形的属性 166

9.3.3 实例3：TeapotdemoGUI的制作过程剖析 171

习题 173

第10章 Simulink仿真基础 174

10.1 Simulink简介 175

10.2 一个简单Simulink仿真示例 175

10.3 Simulink的基本模块 177

10.3.1 Simulink的基本模块及其功能 177

10.3.2 常用模块的参数和属性设置 178

10.4 Simulink系统的仿真 180

10.4.1 Simulink的文件操作 180

10.4.2 模块的操作 180

10.4.3 信号线的操作 181

10.4.4 修改或给模块添加文本注释 183

10.5 复杂系统的仿真 183

10.5.1 仿真的设置 183

10.5.2 连续系统仿真示例 184

10.5.3 离散系统仿真示例 185

10.6 子系统与封装 187

10.6.1 建立子系统 187

10.6.2 子系统的封装 188

习题 189

第11章 MATLAB在信号与系统中的应用 190

11.1 典型连续时间信号描述及运算 191

11.1.1 典型连续信号波形的绘制 191

11.1.2 连续时间信号的运算 193

11.2 线性系统时域分析 195

11.2.1 连续时间信号卷积 195

11.2.2 线性系统时域分析 197

11.3 连续系统的频域分析 199

11.4 连续时间系统S域零极点分析 201

11.4.1 零极点分布与系统稳定性 201

11.4.2 零极点分布与系统脉冲响应时域特性 203

习题 205

第12章 MATLAB在数字信号处理中的应用 207

12.1 离散时间信号的MATLAB实现 208

12.1.1 正弦序列 208

12.1.2 指数序列 208

12.1.3 单位抽样序列 211

12.1.4 单位阶跃序列 212

12.2 基于MATLAB的快速傅里叶变换 213

12.2.1 快速傅里叶变换的用法 213

12.2.2 运用FFT进行简单滤波 215

12.3 IIR数字滤波器的设计 217

12.3.1 模拟原型滤波器 217

12.3.2 频率变换 218

12.3.3 滤波器最小阶数选择 219

12.3.4 模拟滤波器到数字滤波器的转换 220

12.3.5 完全工具函数设计IIR滤波器 222

12.4 IIR滤波器直接设计 224

12.5 FIR滤波器设计 226

12.5.1 运用窗函数设计数字滤波器 227

12.5.2 标准型FIR滤波器 229

习题 230

第13章 MATLAB在通信原理中的应用 232

13.1 幅度调制 233

13.1.1 BASK调制 233

13.1.2 MASK调制 235

13.1.3 QAM调制 236

13.2 相位调制 237

13.2.1 PSK调制 237

13.2.2 OQPSK调制 238

13.3 频率调制 240

13.3.1 BFSK调制 240

13.3.2 MFSK调制 241

13.3.3 CPM调制 243

13.3.4 OFDM调制 247

13.4 数字信号的解调 248

13.4.1 BASK解调 248

13.4.2 QAM解调 250

13.4.3 BPSK解调 251

13.4.4 BFSK解调 253

习题 254

附录A 255

参考文献 269