第1章 MATLAB基本介绍 1
1.1 MATLAB简介 1
1.1.1 MATLAB的发展史 1
1.1.2 MATLAB的主要应用 3
1.1.3 MATLAB的主要特点 3
1.1.4 MAT LAB新特性 5
1.1.5 MATLAB的基本组成 5
1.1.6 MATLAB版本介绍 6
1.2 MATLAB R2013a安装与激活 8
1.3 MATLAB工作环境 14
1.3.1 HOME工具项 14
1.3.2 PLOTS工具项 19
1.3.3 Apps工具 20
1.3.4 命令窗口 24
1.3.5 当前文件夹 26
1.3.6 工作空间窗口 27
1.3.7 命令历史窗口 28
1.4 MATLAB的工具箱概述 29
1.5 MATLAB帮助系统 30
1.5.1 命令查询帮助 30
1.5.2 联机帮助系统 32
第2章 MATLAB计算基础 34
2.1 数据类型 34
2.1.1 常量与变量 35
2.1.2 数值类型 37
2.1.3 逻辑类型 44
2.1.4 字符和字符串 45
2.1.5 函数句柄 50
2.2 单元数组 51
2.2.1 创建单元数组 51
2.2.2 访问单元数组 53
2.2.3 显示单元数组 54
2.2.4 删除单元数组 55
2.2.5 类型转换 56
2.3 结构体数组 56
2.3.1 创建结构体数组 57
2.3.2 结构体数组操作 58
2.3.3 数据类型转换 59
2.4 运算符 60
2.4.1 算术运算符 60
2.4.2 关系运算 61
2.4.3 逻辑运算 62
2.5 日期和时间 65
2.5.1 日期和时间表示形式 65
2.5.2 日期与时间格式转换 67
2.5.3 计时函数 69
第3章 MATLAB矩阵创建及操作 71
3.1 一般矩阵创建 71
3.1.1 直接方式创建矩阵 71
3.1.2 特殊矩阵创建 73
3.2 矩阵的基本操作 75
3.2.1 矩阵的修改 75
3.2.2 矩阵的拼接 76
3.2.3 矩阵的变向 77
3.2.4 矩阵的抽取 77
3.2.5 矩阵块操作 78
3.2.6 矩阵的转置 79
3.2.7 改变矩阵尺寸 80
3.3 矩阵访问 81
3.3.1 单元素访问 81
3.3.2 单下标访问 81
3.3.3 多个元素访问 83
3.4 获取矩阵信息 84
3.4.1 获取矩阵的数据结构 84
3.4.2 获取矩阵元素数据类型 85
3.4.3 获取矩阵尺寸信息 85
3.5 矩阵的数值运算 86
3.5.1 矩阵的加减运算 86
3.5.2 矩阵的乘除运算 87
3.5.3 矩阵元素查找 89
3.5.4 矩阵元素排序 89
3.5.5 矩阵元素的求和 90
3.5.6 矩阵元素的求积 91
3.5.7 矩阵元素的差分 92
3.6 稀疏矩阵 92
3.6.1 稀疏矩阵存储方式 92
3.6.2 稀疏矩阵的创建 93
3.6.3 查看稀疏矩阵信息 95
3.6.4 特殊稀疏矩阵 96
3.7 高维数组 99
3.7.1 高维数组的创建 99
3.7.2 高维数组基本操作 102
3.7.3 高维数组特有操作函数 105
第4章 MATLAB矩阵分析 108
4.1 矩阵分析背景 108
4.2 矩阵特征量 108
4.2.1 矩阵的行列式 108
4.2.2 矩阵的逆与逆逆 109
4.2.3 矩阵的秩 110
4.2.4 矩阵的迹 111
4.2.5 矩阵的特征值 111
4.2.6 矩阵的范数 113
4.2.7 矩阵的条件数 113
4.2.8 矩阵的标准正交 114
4.3 超越函数 115
4.3.1 矩阵平方根 115
4.3.2 矩阵的对数 116
4.3.3 矩阵指数 117
4.3.4 普通矩阵函数 117
4.4 矩阵的分解 118
4.4.1 特征分解 118
4.4.2 奇异值分解 119
4.4.3 Schur分解 122
4.4.4 Cholesky分解 123
4.4.5 LU分解 126
4.4.6 QR分解 130
4.4.7 Hessenberg分解 133
第5章 MATLAB的多项式与符号计算 135
5.1 多项式 135
5.1.1 多项式创建 135
5.1.2 多项式的基本运算 136
5.1.3 多项式的微分与积分 138
5.1.4 多项式的展开 139
5.1.5 多项式的拟合 140
5.2 符号计算 143
5.2.1 符号变量的创建 143
5.2.2 符号矩阵 145
5.2.3 符号运算精度 145
5.2.4 符号表达式的基本操作 146
5.2.5 反函数运算 154
5.2.6 复合函数运算 154
5.2.7 符号矩阵运算 155
5.3 符号微积分 158
5.3.1 符号极限 158
5.3.2 符号微分 159
5.3.3 符号积分 161
5.3.4 符号级数 163
5.4 符号积分变换 164
5.4.1 傅里叶变换 165
5.4.2 拉普拉斯变换 165
5.4.3 Z变换 166
第6章 MATLAB的程序结构与函数 168
6.1 M文件 168
6.1.1 M文件的创建 168
6.1.2 脚本M文件 169
6.1.3 函数M文件 170
6.2 函数参数传递 172
6.2.1 输入输出参数个数 172
6.2.2 可变数目的参数传递 173
6.3 程序结构 175
6.3.1 顺序结构 175
6.3.2 分支结构 176
6.3.3 循环结构 179
6.3.4 处理异常结构 181
6.4 控制语句 182
6.4.1 结束循环 183
6.4.2 跳出循环 184
6.4.3 转换控制 184
6.4.4 输入控制权 185
6.4.5 使用键盘 186
6.4.6 提示警告信息 187
6.4.7 暂时终止程序 187
6.4.8 echo函数 188
6.5 函数类型 189
6.5.1 主函数 189
6.5.2 子函数 189
6.5.3 嵌套函数 191
6.5.4 私有函数 193
6.5.5 重载函数 194
6.5.6 匿名函数 196
6.5.7 内联函数 199
6.5.8 函数句柄 201
第7章 MATLAB图形处理 203
7.1 基本的绘图处理 203
7.1.1 常用函数 203
7.1.2 图形修饰处理 208
7.2 特殊二维图形 217
7.2.1 条形图 217
7.2.2 直方图 218
7.2.3 面积图 220
7.2.4 饼图 221
7.2.5 散点图 221
7.2.6 排列图 223
7.2.7 等值线图 224
7.2.8 误差图 226
7.2.9 罗盘图 226
7.2.10 羽毛图 227
7.2.11 矢量图 228
7.2.12 杆型图 228
7.2.13 阶梯图 229
7.2.14 极坐标图 230
7.3 三维图形 231
7.3.1 三维曲线图 231
7.3.2 三维曲面图 232
7.4 特殊三维绘图 236
7.4.1 柱面图 236
7.4.2 球面图 237
7.4.3 ellipsoid函数 237
7.4.4 三维等值线 237
7.4.5 三维切片图 238
7.4.6 三维柱状图 239
7.4.7 三维饼图 240
7.4.8 三维散点图 241
7.4.9 三维火柴杆图 242
7.4.10 三维向量图 242
7.4.11 三维彩带图 243
7.4.12 非网格数据绘图 244
7.4.13 三维片块 244
7.5 三维图形的修改 245
7.5.1 视角处理 245
7.5.2 色彩控制 248
7.5.3 光照处理 253
7.5.4 材质设置 256
第8章 MATLAB的统计领域工具箱 257
8.1 统计检验 257
8.1.1 卡方检验 257
8.1.2 Jarque-Beran检验 258
8.1.3 Kolmogorov-Smirnov检验 260
8.1.4 Lilliefors检验 263
8.1.5 秩和检验 264
8.2 假设测验 266
8.2.1 单个正态总体假设检验 266
8.2.2 两个正态总体的假设检验 268
8.3 方差分析 269
8.3.1 单因素方差分析 269
8.3.2 双因素方差分析 274
8.3.3 多因素方差分析 276
8.4 回归分析 279
8.4.1 线性回归分析 280
8.4.2 线性回归诊断 283
8.4.3 稳健回归 285
8.4.4 非线性回归 287
8.4.5 非线性回归模型预测 289
8.5 多元统计分析 290
8.5.1 判别分析 290
8.5.2 聚类分析 293
8.5.3 主成分分析 299
8.5.4 因子分析 301
第9章 MATLAB的信号处理工具箱 305
9.1 信号处理工具箱 305
9.2 波形产生 306
9.2.1 方波 306
9.2.2 锯齿波 306
9.2.3 矩形波 307
9.2.4 脉冲波 308
9.2.5 非周期三角波 308
9.2.6 sinc波 309
9.2.7 扫频余弦信号 310
9.2.8 周期sinc信号 311
9.2.9 压控振荡信号 312
9.3 信号采样 313
9.3.1 改变信号的采样率 313
9.3.2 降低信号的采样率 314
9.3.3 提高信号的采样率 315
9.4 IIR滤波器设计 317
9.4.1 IIR数字滤波器介绍 317
9.4.2 IIR数字滤波器 318
9.4.3 IIR数字滤波器阶数的选择 323
9.5 功率谱估计 324
9.5.1 非参数法功率谱估计 324
9.5.2 参数模型法功率谱估计 326
9.5.3 子空间法功率谱估计 331
9.6 FIR滤波器设计 333
9.6.1 窗函数法 333
9.6.2 多带设计法 334
9.6.3 约束最小二乘法 337
第10章 MATLAB的图像处理工具箱 339
10.1 图像处理基础 339
10.1.1 数字图像处理 339
10.1.2 数字图像类型 343
10.1.3 图像类型转换 344
10.1.4 图像的读写与显示 350
10.2 图像的基本操作 355
10.2.1 基本运算 355
10.2.2 图像增强 358
10.2.3 图像变换 360
10.2.4 图像滤波 362
10.2.5 图像的插值 364
10.2.6 图像添加噪声 366
10.2.7 图像的剪切 367
10.2.8 像素值 368
10.3 图像的边缘检测 369
第11章 MATLAB的优化工具箱 372
11.1 线性规划 372
11.2 整数规则 376
11.3 二次规划 377
11.4 非线性规划 379
11.4.1 无约束非线性规划 379
11.4.2 约束非线性规划 382
11.5 多目标规划 386
11.6 最小最大值问题 389
第12章 MATLAB的神经网络工具箱 392
12.1 人工神经网络介绍 392
12.1.1 神经网络研究领域 392
12.1.2 人工神经网络基本特征 393
12.1.3 人工神经网络的应用 393
12.1.4 几种著名的神经网络 394
12.1.5 MATLAB神经网络工具箱 396
12.2 感知器神经网络 398
12.2.1 感知器神经网络函数 398
12.2.2 感知器实例 403
12.3 线性神经网络 405
12.3.1 线性神经网络概述 405
12.3.2 线性神经网络函数 405
12.3.3 线性神经网络实例 408
12.4 BP网络 409
12.4.1 BP网络概述 409
12.4.2 BP网络函数 409
12.4.3 BP网络实例 422
12.5 径向基网络 425
12.5.1 径向基网络概述 425
12.5.2 径向基网络函数 426
12.5.3 径向基网络实例 429
12.6 回归网络 432
12.6.1 回归网络函数 432
12.6.2 回归网络实例 434
第13章 MATLAB的小波分析工具箱 437
13.1 小波变换的概述 437
13.2 常用小波函数 439
13.2.1 一维小波变换 439
13.2.2 二维小波变换 447
13.2.3 小波包变换 451
13.2.4 信号去噪 456
13.2.5 信号压缩 463
13.3 提升小波变换 464
13.3.1 提升方案函数 464
13.3.2 正交或双正交小波函数 466
13.3.3 双正交四联滤波器函数 466
13.3.4 正交或双正交小波函数 469
13.3.5 波及lazy小波函数 469
13.3.6 劳伦多项式和矩阵小波函数 470
13.3.7 提升小波变换 471
13.3.8 提升小波逆变换 473
第14章 MATLAB的控制系统工具箱 476
14.1 系统模型 476
14.1.1 传递函数模型 476
14.1.2 零极点模型 478
14.1.3 状态空间模型 479
14.1.4 模型间的转换 480
14.1.5 系统之间的转换 482
14.1.6 模型连接 483
14.2 线性控制系统的分析 484
14.2.1 时域分析 485
14.2.2 根轨迹分析 489
14.2.3 频域分析 493
14.3 状态空间分析 500
14.3.1 能控性分析 500
14.3.2 能观性分析 502
14.3.3 极点配置 504
14.4 系统最优控制 506
14.4.1 线性系统最优控制 506
14.4.2 离散系统最优控制 509
14.4.3 线性高斯最优控制 511
参考文献 515