MATLAB程序设计与应用 第3版PDF电子书下载

基础篇 3

第1章 MATLAB系统环境 3

1.1 MATLAB概貌 4

1.1.1 MATLAB的发展 4

1.1.2 MATLAB的主要功能 5

1.2 MATLAB系统环境的准备 6

1.2.1 MATLAB系统的安装 6

1.2.2 MATLAB系统的启动与退出 6

1.3 MATLAB操作界面 8

1.3.1 MATLAB操作界面的组成 8

1.3.2 MATLAB的搜索路径 10

1.4 MATLAB基本操作 11

1.4.1 交互式命令操作 11

1.4.2 MATLAB功能演示 13

1.4.3 MATLAB帮助系统 15

习题1 17

第2章 MATLAB数据及其运算 19

2.1 MATLAB数值数据 20

2.1.1 数值数据类型的分类 20

2.1.2 数据的输出格式 21

2.2 MATLAB矩阵的表示 23

2.2.1 矩阵的建立 23

2.2.2 冒号表达式 24

2.2.3 矩阵元素的引用 24

2.3 变量及其操作 28

2.3.1 变量与赋值语句 28

2.3.2 预定义变量 29

2.3.3 变量的管理 29

2.4 MATLAB常用内部函数 31

2.4.1 常用数学函数 31

2.4.2 矩阵的超越函数 32

2.5 MATLAB运算 34

2.5.1 算术运算 34

2.5.2 关系运算 37

2.5.3 逻辑运算 38

2.6 字符串 39

2.6.1 字符串的表示 39

2.6.2 字符串的操作 40

2.7 结构数据和单元数据 42

2.7.1 结构数据 42

2.7.2 单元数据 43

习题2 44

第3章 MATLAB矩阵处理 47

3.1 特殊矩阵 48

3.1.1 通用的特殊矩阵 48

3.1.2 用于专门学科的特殊矩阵 49

3.2 矩阵变换 52

3.2.1 对角阵与三角阵 52

3.2.2 矩阵的转置与旋转 54

3.2.3 矩阵的逆与伪逆 55

3.3 矩阵求值 57

3.3.1 方阵的行列式 57

3.3.2 矩阵的秩与迹 57

3.3.3 向量和矩阵的范数 58

3.3.4 矩阵的条件数 59

3.4 矩阵的特征值与特征向量 60

3.5 稀疏矩阵 62

3.5.1 矩阵存储方式 62

3.5.2 稀疏存储方式的产生 62

3.5.3 稀疏矩阵应用举例 66

习题3 68

第4章 MATLAB程序流程控制 71

4.1 M文件 72

4.1.1 M文件的建立与打开 72

4.1.2 M文件的分类 73

4.2 程序控制结构 74

4.2.1 顺序结构 75

4.2.2 选择结构 76

4.2.3 循环结构 81

4.3 函数文件 88

4.3.1 函数文件的基本结构 89

4.3.2 函数调用 90

4.3.3 函数参数的可调性 93

4.3.4 全局变量与局部变量 93

4.4 特殊形式的函数 94

4.5 程序调试与优化 96

4.5.1 程序调试方法 96

4.5.2 程序性能分析与优化 97

习题4 99

第5章 MATLAB绘图 103

5.1 二维图形 104

5.1.1 绘制二维曲线的基本函数 104

5.1.2 绘制图形的辅助操作 109

5.2 其他形式的二维图形 115

5.2.1 对函数自适应采样的绘图函数 115

5.2.2 其他坐标系下的二维曲线图 115

5.2.3 其他特殊二维图形 117

5.3 三维图形 124

5.3.1 绘制三维曲线的基本函数 124

5.3.2 三维曲面 125

5.3.3 其他三维图形 132

5.4 隐函数绘图 134

5.4.1 隐函数二维绘图 134

5.4.2 隐函数三维绘图 136

5.5 图形修饰处理 137

5.5.1 视点处理 137

5.5.2 色彩处理 138

5.5.3 图形的裁剪处理 140

5.6 图像处理与动画制作 141

5.6.1 图像处理 141

5.6.2 动画制作 142

5.7 交互式绘图工具 143

5.7.1 “绘图”选项卡 143

5.7.2 绘图工具 144

习题5 145

第6章 MATLAB数据分析与多项式计算 149

6.1 数据统计分析 150

6.1.1 最大值和最小值 150

6.1.2 求和与求积 152

6.1.3 平均值和中值 152

6.1.4 累加和与累乘积 153

6.1.5 标准差与相关系数 153

6.1.6 排序 156

6.2 多项式计算 157

6.2.1 多项式的四则运算 157

6.2.2 多项式的导函数 158

6.2.3 多项式的求值 159

6.2.4 多项式求根 160

6.3 数据插值 161

6.3.1 一维数据插值 161

6.3.2 二维数据插值 163

6.4 曲线拟合 165

习题6 166

第7章 MATLAB数值微分与积分 169

7.1 数值微分 170

7.1.1 数值差分与差商 170

7.1.2 数值微分的实现 170

7.2 数值积分 172

7.2.1 数值积分基本原理 172

7.2.2 数值积分的实现 173

7.2.3 多重定积分的数值求解 176

7.3 离散傅里叶变换 177

7.3.1 离散傅里叶变换算法简介 177

7.3.2 离散傅里叶变换的实现 178

习题7 180

第8章 MATLAB方程数值求解 181

8.1 线性方程组求解 182

8.1.1 线性方程组的直接解法 182

8.1.2 线性方程组的迭代解法 187

8.1.3 求线性方程组的通解 190

8.2 非线性方程数值求解 192

8.2.1 单变量非线性方程求解 193

8.2.2 非线性方程组的求解 193

8.3 最优化问题求解 195

8.3.1 无约束最优化问题求解 195

8.3.2 有约束最优化问题求解 197

8.3.3 线性规划问题求解 198

8.4 常微分方程初值问题的数值求解 198

8.4.1 龙格—库塔法简介 199

8.4.2 龙格—库塔法的实现 199

习题8 202

第9章 MATLAB符号计算 205

9.1 符号计算基础 206

9.1.1 建立符号对象 206

9.1.2 基本的符号运算 208

9.1.3 符号运算中变量的确定 212

9.1.4 符号矩阵的运算 212

9.2 符号微积分 214

9.2.1 符号极限 214

9.2.2 符号导数 215

9.2.3 符号积分 216

9.3 级数 218

9.3.1 级数符号求和 219

9.3.2 函数的泰勒级数 219

9.4 方程符号求解 220

9.4.1 代数方程符号求解 220

9.4.2 常微分方程符号求解 222

习题9 223

应用篇 227

第10章 MATLAB图形对象句柄 227

10.1 图形对象及其句柄 228

10.1.1 图形对象 228

10.1.2 图形对象句柄的使用 229

10.1.3 图形对象属性 230

10.2 图形窗口与坐标轴 232

10.2.1 图形窗口对象 232

10.2.2 坐标轴对象 234

10.3 低层绘图操作 236

10.3.1 曲线对象 236

10.3.2 曲面对象 237

10.3.3 文本对象 239

10.3.4 其他核心对象 240

10.4 光照和材质处理 245

10.4.1 光照处理 245

10.4.2 材质处理 246

习题10 248

第11章 MATLAB图形用户界面设计 251

11.1 对话框设计 252

11.1.1 控件的种类及作用 252

11.1.2 控件的操作 253

11.1.3 对话框设计实例 259

11.2 菜单设计 261

11.2.1 建立用户菜单 262

11.2.2 菜单对象常用属性 262

11.2.3 快捷菜单 264

11.3 可视化图形用户界面设计 265

11.3.1 图形用户界面设计窗口 265

11.3.2 可视化图形用户界面设计工具 267

11.3.3 可视化图形用户界面设计实例 271

习题11 275

第12章 MATLAB Simulink系统仿真 277

12.1 Simulink操作基础 278

12.1.1 Simulink的启动与退出 278

12.1.2 Simulink仿真初步 280

12.2 系统仿真模型的建立 283

12.2.1 Simulink的基本模块 283

12.2.2 模块操作 284

12.2.3 模块的连接 285

12.2.4 模块的参数和属性设置 286

12.3 系统的仿真与分析 286

12.3.1 设置仿真参数 286

12.3.2 运行仿真与仿真结果分析 290

12.3.3 系统仿真实例 293

12.4 子系统及其封装 296

12.4.1 子系统的创建 296

12.4.2 子系统的条件执行 297

12.4.3 子系统的封装 301

12.5 S函数的设计与应用 305

12.5.1 用MATLAB语言编写S函数 305

12.5.2 S函数的应用 306

习题12 311

第13章 MATLAB外部程序接口技术 313

13.1 MATLAB与Office软件的混合使用 314

13.1.1 在Word中使用MATLAB 314

13.1.2 在Excel中使用MATLAB 316

13.2 MATLAB数据接口 318

13.2.1 文件操作 319

13.2.2 MAT文件与应用 324

13.3 MATLAB与其他语言的接口 331

13.3.1 MEX文件 331

13.3.2 MATLAB引擎 334

习题13 337

第14章 MATLAB的应用 339

14.1 电路分析 340

14.1.1 电路分析方法概述 340

14.1.2 调谐振荡电路分析 340

14.2 控制系统分析 342

14.2.1 控制系统分析方法概述 342

14.2.2 线性反馈控制系统分析 343

14.3 分形曲线的绘制 345

14.3.1 科赫曲线的构造原理 345

14.3.2 科赫曲线的程序实现 346

14.4 最优化问题求解 348

14.4.1 最优化方法概述 348

14.4.2 证券投资组合问题 348

14.4.3 生产决策问题 350

14.5 工程结构分析 350

14.5.1 工程结构分析方法概述 351

14.5.2 静不定问题 351

14.5.3 直梁的自由振动频率 353

习题14 356

实验篇 359

实验1 MATLAB系统环境与运算基础 359

实验2 MATLAB矩阵处理 360

实验3 顺序结构程序设计 361

实验4 选择结构程序设计 362

实验5 循环结构程序设计 363

实验6 函数文件 364

实验7 绘图操作 365

实验8 数据分析与多项式计算 367

实验9 数值微分与积分 368

实验10 方程数值求解 369

实验11 符号计算对象与符号微积分 370

实验12 级数与方程符号求解 372

实验13 低层绘图操作 373

实验14 对话框与菜单设计 374

实验15 Simulink的应用 375

实验16 外部程序接口 376

实验17 综合实验 377

参考文献 379