MATLAB基础知识及工程应用PDF电子书下载

第1章 MATLAB软件概述 1

1.1 MATLAB的发展历程 1

1.2 MATLAB语言的特点 2

1.2.1高级但简单的程序环境 2

1.2.2功能强大的数值运算功能 2

1.2.3出色的图形处理功能 2

1.2.4开放性强、可扩展性强 2

1.2.5丰富的工具箱 2

1.3 MATLAB的安装、退出及卸载 3

1.3.1 MATLAB的安装 3

1.3.2 MATLAB的启动和退出 4

1.3.3 MATLAB的卸载 4

1.4 MATLAB的操作界面 4

1.5 MATLAB主菜单 5

1.5.1 File菜单 5

1.5.2 Edit菜单 5

1.5.3 Debug菜单 6

1.5.4 Window菜单 6

1.5.5 Desktop菜单 7

1.5.6 Help菜单 8

1.6命令窗运行 9

1.6.1命令行的显示方式 9

1.6.2命令窗口中命令行的编辑 9

1.6.3命令窗口中的标点符号 9

1.6.4命令窗口中数值的显示格式 10

1.6.5命令窗口中相关的操作命令 11

1.7历史命令窗口 11

1.8当前目录窗口 12

1.8.1用户目录 12

1.8.2用户目录设置成当前目录 12

1.8.3用户目录设置成当前目录的方法 12

1.9工作空间窗口 13

1.9.1工作空间窗口的主要功能 13

1.9.2工作空间的管理指令 14

1.10 MATLAB的帮助系统 14

1.10.1命令行窗口查询帮助 15

1.10.2 MATLAB 2011 b联机帮助系统 17

1.11 MATLAB中保存的各种文件 19

1.12 MATLAB的搜索路径 19

1.12.1搜索路径的基本操作 19

1.12.2 MATLAB搜索路径的扩展 20

习题1 21

第2章 MATLAB数值计算 22

2.1基本概念 22

2.1.1 MATLAB数据类型 22

2.1.2变量与常量 22

2.1.3标量、向量、矩阵和数组的概念 23

2.1.4复数 24

2.1.5字符串 24

2.1.6运算符 25

2.1.7命令、函数、表达式和语句 28

2.2向量及其运算 28

2.2.1向量的创建 28

2.2.2向量的加减与数乘运算 30

2.2.3点积、叉积及混合积的实现 30

2.3矩阵及其运算 31

2.3.1矩阵的生成 31

2.3.2矩阵元素和操作 35

2.3.3矩阵的基本运算 41

2.4数组及其运算 47

2.4.1多维数组元素的存储次序 47

2.4.2多维数组的创建 47

2.4.3数组的运算 50

2.4.4数组的关系与逻辑运算 53

2.4.5数组和矩阵函数的通用形式 56

2.4.6数组有关的信息的获取 57

2.5字符串数组的创建与运算 58

2.5.1字符串变量的创建 58

2.5.2字符串数组的标识 59

2.5.3字符串操作 59

2.6多项式及其运算 63

2.6.1多项式的表达与创建 63

2.6.2多项式的四则运算 65

2.6.3多项式的求值、求根和部分分式展开 66

2.6.4多项式的求导和积分 68

2.7多项式拟合和插值 68

2.7.1多项式拟合 68

2.7.2多项式插值 70

2.8稀疏矩阵 73

2.8.1稀疏矩阵的建立 73

2.8.2稀疏矩阵的存储空间 77

2.8.3稀疏矩阵的运算 78

2.9数据统计和处理 79

2.9.1数据统计和相关分析 79

2.9.2差分和积分 80

2.10线性方程组的数值解 88

2.10.1直接解法 88

2.10.2迭代法 88

2.11常微分方程的数值解 95

2.11.1欧拉法 95

2.11.2龙格—库塔方法 99

2.12细胞数组和结构数组 101

2.12.1细胞数组 101

2.12.2结构数组 106

习题2 110

第3章 MATLAB符号计算 111

3.1符号表达式的建立 111

3.1.1创建符号常量 111

3.1.2创建符号变量和表达式 112

3.1.3符号矩阵 113

3.2符号表达式的代数运算及符号数值任意精度控制和运算 114

3.2.1符号表达式的代数运算 114

3.2.2符号数值任意精度控制和运算 116

3.3符号表达式的操作 118

3.3.1符号表达式中自由变量的确定 118

3.3.2符号表达式的化简 119

3.3.3符号表达式的替换 123

3.3.4求反函数和复合函数 124

3.4符号与数值间的转换 125

3.4.1符号对象与数值对象的转换 125

3.4.2符号表达式与多项式的转换 126

3.5符号极限、微积分和级数求和 126

3.5.1符号极限 126

3.5.2符号微分 127

3.5.3符号积分 128

3.5.4符号级数 129

3.6符号积分变换 131

3.6.1傅里叶变换及其逆变换 131

3.6.2拉普拉斯变换及其逆变换 132

3.6.3 Z变换及其逆变换 133

3.7符号方程的求解 134

3.7.1符号代数方程（组）的求解 134

3.7.2符号常微分方程 135

习题3 136

第4章 MATLAB程序设计基础 137

4.1程序控制结构 137

4.1.1条件语句 137

4.1.2循环语句 140

4.1.3程序流的控制 142

4.2脚本文件与函数文件 144

4.2.1脚本文件 144

4.2.2函数文件 145

4.3数据的输入与输出 146

4.3.1数据输入 146

4.3.2数据输出 147

4.4程序调试 150

习题4 151

第5章 MATLAB绘图基础 152

5.1二维曲线的绘制 152

5.1.1基本绘图命令plot 152

5.1.2特殊二维图形 159

5.2图形的控制与表现 162

5.2.1图形窗口 162

5.2.2坐标轴控制命令 164

5.2.3 MATLAB的图形标注方法 166

5.2.4图线形式、颜色和数据点形 170

5.3 MATLAB的三维图形绘制 171

5.3.1三维线图 171

5.3.2绘制三维网线图和曲面图 172

5.3.3特殊的三维图形绘制 176

5.4函数绘图 178

5.4.1一元函数绘图 178

5.4.2二元函数绘图 179

5.5绘制曲线的一般步骤 181

习题5 181

第6章 基于MATLAB的机械优化设计 183

6.1优化设计概述 183

6.2优化设计的数学模型 183

6.3优化问题的分类 184

6.4 MATLAB优化设计 184

6.5工程优化实例 195

6.5.1螺栓组连接的优化设计 195

6.5.2蜗轮蜗杆减速箱的优化设计 197

6.5.3平面四杆机构的优化设计 199

6.5.4铲车液压缸优化设计 202

6.5.5指派问题 204

6.5.6生产计划的最优化问题 205

习题6 206

第7章 Simulink动态仿真基础 208

7.1 Simulink基本操作 208

7.1.1 Simulink启动 208

7.1.2 Simulink的文件操作和模型窗口 209

7.1.3建立Simulink仿真模型 214

7.1.4系统仿真运行 215

7.1.5仿真结果输出 216

7.2 Simulink的基本模块库和基本操作 217

7.2.1 Simulink的常用基本模块 217

7.2.2常用模块的参数和属性设置 222

7.3 Simulink环境下的仿真参数设置 228

7.3.1解法器选项卡的参数设置 229

7.3.2数据的输入/输出选项卡的参数设置 230

7.3.3启动仿真 232

7.4 Simulink仿真举例 232

7.4.1闭环控制系统 232

7.4.2弹簧—质量—阻尼系统 233

7.4.3悬吊式起重机 235

7.4.4银行贷款分期还款问题 237

7.4.5阀控液压缸的动刚度分析 238

习题7 241

参考文献 242