MATLAB编程指南
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北京房山
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作者付文利,刘刚 编著
出版社清华大学出版社
ISBN9787302467397
出版时间2017-12
装帧平装
开本16开
定价110元
货号1201633669
上书时间2024-06-20
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作者简介
付文利，毕业于哈尔滨工业大学信息技术专业，研究生学历。现就职于烽火通信集团，担任系统工程师。精通MATLAB科学计算、Simulink系统仿真、Visual C++程序设计等，在靠前外期刊发表论文多篇。在工作实践中长期使用MATLAB/Simulink，对其编程与应用有深刻的理解。
目录
第一部分MATLAB基础知识
第1章MATLAB概述
1.1MATLAB简介
1.2MATLAB的特点及应用领域
1.3MATLAB R2016a的工作环境
1.3.1操作界面
1.3.2命令行窗口
1.3.3命令历史记录窗口
1.3.4输入变量
1.3.5当前文件夹窗口和路径管理
1.3.6搜索路径
1.3.7工作区窗口和数组编辑器
1.3.8变量的编辑命令
1.3.9存取数据文件
1.4MATLAB R2016a的帮助系统
1.4.1纯文本帮助
1.4.2演示帮助
1.4.3帮助导航
1.4.4帮助文件窗口
1.4.5帮助文件索引窗
本章小结
第2章MATLAB基础
2.1基本概念
2.1.1MATLAB数据类型概述
2.1.2整数类型
2.1.3浮点数类型
2.1.4复数
2.1.5无穷量（Inf）和非数值量（NaN）
2.1.6数值类型的显示格式
2.1.7确定数值类型的函数
2.1.8常量与变量
2.1.9标量、向量、矩阵与数组
2.1.10字符串
2.1.11运算符
2.1.12命令、函数、表达式和语句
2.2向量运算
2.2.1向量的生成
2.2.2向量的加减和数乘运算
2.2.3向量的点、叉积运算
2.3矩阵运算
2.3.1矩阵元素的存储次序
2.3.2矩阵元素的表示及相关操作
2.3.3矩阵的创建
2.3.4矩阵的代数运算
2.4字符串运算
2.4.1字符串变量与一维字符数组
2.4.2对字符串的多项操作
2.4.3二维字符数组
本章小结
第3章数组
3.1MATLAB中的数组
3.2数组的创建
3.2.1创建空数组
3.2.2创建一维数组
3.2.3创建二维数组
3.2.4创建三维数组
3.2.5创建低维标准数组
3.2.6创建高维标准数组
3.3数组的属性
3.3.1数组结构
3.3.2数组大小
3.3.3数组维度
3.3.4数组数据类型
3.3.5数组内存的占用
3.4创建特殊数组
3.4.10-1数组
3.4.2对角数组
3.4.3随机数组
3.4.4魔方数组
3.5数组操作
3.5.1数组的保存和装载
3.5.2数组索引和寻址
3.5.3数组的扩展和裁剪
3.5.4数组形状的改变
3.5.5数组运算
3.5.6数组的查找
3.5.7数组的排序
3.5.8高维数组的降维操作
3.6多维数组及其操作
3.6.1多维数组的属性
3.6.2多维数组的操作
3.7关系运算和逻辑运算
3.7.1关系运算
3.7.2逻辑运算
3.7.3常用函数
本章小结
第4章矩阵
4.1矩阵的基本特征参数
4.1.1矩阵的基本参数
4.1.2条件数、矩阵的稳定性
4.1.3特征值和特征向量的基本概念
4.2矩阵的生成
4.2.1实数值矩阵输入
4.2.2复数矩阵输入
4.2.3符号矩阵的生成
4.2.4大矩阵的生成
4.3矩阵运算
4.3.1矩阵分析
4.3.2矩阵特征值和特征向量的计算
4.4矩阵分解
4.4.1Cholesky分解
4.4.2使用Cholesky分解求解方程组
4.4.3不接近Cholesky分解
4.4.4LU分解
4.4.5不接近RU分解
4.4.6QR分解
4.4.7操作QR分解结果
4.4.8奇异值分解
4.5常用的数学函数
4.5.1三角函数
4.5.2指数和对数函数
4.5.3复数函数
4.6稀疏矩阵技术
4.6.1基本稀疏矩阵
4.6.2稀疏矩阵的函数
本章小结
第5章符号运算
5.1符号运算的基本概念
5.1.1符号对象
5.1.2创建符号对象与函数命令
5.1.3符号常量
5.1.4符号变量
5.1.5符号表达式、符号函数与符号方程
5.1.6函数命令findsym()
5.1.7数组、矩阵与符号矩阵
5.2符号运算的基本内容
5.2.1符号变量代换及其函数subs()
5.2.2符号对象转换为数值对象的函数
5.2.3符号表达式的化简
5.2.4符号运算的其他函数
5.2.5两种特定的符号运算函数
5.3符号微积分运算及应用
5.3.1MATLAB符号极限运算
5.3.2符号函数微分运算
5.3.3符号函数积分运算
5.3.4符号卷积
5.3.5符号积分的变换
5.4符号矩阵及其运算
5.4.1符号矩阵的建立与访问
5.4.2符号矩阵的基本运算
5.4.3符号矩阵的化简
5.4.4符号矩阵的微分与积分
5.4.5符号矩阵的Laplace变化
5.5MATLAB符号方程求解
5.5.1符号代数方程求解
5.5.2符号微分方程求解
5.6符号函数图形计算器
5.6.1符号函数图形计算器的界面
5.6.2符号函数图形计算器的输入框操作
5.6.3符号函数图形计算器的按钮操作
本章小结
第二部分MATLAB数据处理
第6章MATLAB二维绘图
6.1数据图像绘制简介
6.1.1离散数据可视化
6.1.2连续函数可视化
6.2二维图形的基本绘图命令
6.2.1二维图形绘制步骤
6.2.2二维图形基本绘图命令plot
6.2.3快速方程式画图(fplot，ezplot)
6.3二维图形的修饰
6.3.1色彩、线型和点型
6.3.2坐标轴的调整
6.3.3刻度和分格线
6.3.4设置坐标框
6.3.5图形标识
6.3.6图案填充
6.4子图绘制法
6.5特殊图形的绘制
6.5.1特殊坐标图形的绘制
6.5.2特殊二维图形的绘制
6.6二维绘图的实际应用
本章小结
第7章MATLAB三维绘图
7.1三维绘图基础
7.1.1三维绘图基本步骤
7.1.2三维绘图基本命令
7.1.3三维坐标标记及图形标记
7.2三维网格曲面
7.2.1绘制三维曲面
7.2.2栅格数据的生成
7.2.3网格曲面的绘制命令
7.2.4隐藏线的显示和关闭
7.3三维阴影曲面的绘制
7.3.1带有等高线的阴影曲面绘制
7.3.2具有光照效果的阴影曲面绘制
7.4三维图形的控制
7.4.1设置视角位置
7.4.2设置坐标轴
7.5三维图形特殊处理
7.5.1透视、裁剪和镂空
7.5.2色彩控制
7.5.3照明和材质处理
7.5.4简洁绘图指令
7.6特殊三维图形
7.6.1螺旋线
7.6.2抛物面
7.6.3柱状图
7.6.4柱体
7.6.5饼状图
7.6.6双曲面
7.6.7三维等高线
7.6.8三维离散序列图
7.6.9其他图形
7.7三维绘图的实际应用
本章小结
第8章数据分析
8.1插值
8.1.1一维插值命令及实例
8.1.2二维插值命令及实例
8.1.3样条插值
8.2曲线拟合
8.2.1多项式拟合
8.2.2加权最小方差（WLS）拟合原理及实例
8.3曲线拟合图形界
8.3.1曲线拟合
8.3.2绘制拟合残差图形
8.3.3进行数据预测
8.4傅里叶分析8.4.1离散傅里叶变换
8.4.2FFT和DFT
8.5图像数据分析处理
本章小结
第9章微积分方程
9.1微分方程的基础及其应用
9.1.1微分方程的概念
9.1.2常微分方程的解
9.1.3微分方程的数值解法
9.1.4偏微分方程的数值解
9.2积分方程的基础及其应用
9.2.1积分的有关理论
9.2.2数值积分的MATLAB应用
9.2.3高斯积分的MATLAB应用
9.2.4反常积分的MATLAB应用
9.2.5重积分的MATLAB应用
9.3多种求积算法的分析比较
9.3.1牛顿科茨求积公式及其MATLAB实现
9.3.2复化求积公式及其MATLAB实现
9.3.3龙贝格求积公式及其MATLAB实现
9.3.4高斯勒让德求积公式及其MATLAB实现
9.3.5各种求积公式的分析比较
9.4MATLAB求方程极值解
9.4.1一元函数的极限
9.4.2多元函数的极值
本章小结
第10章MATLAB优化
10.1常见优化问题
10.1.1无约束非线性优化
10.1.2有约束规划
10.1.3目标规划
10.1.4优选最小化问题
10.1.5线性规划
10.1.6二次规划
10.1.7多目标规划
10.1.8非线性方程的优化解10.2最小二乘很优问题
10.2.1约束线性最小二乘
10.2.2非线性数据（曲线）拟合
10.2.3非负线性最小二乘
10.3代数方程的求解
本章小结
第11章概率和数理统计
11.1随机数的产生
11.1.1二项分布随机数
11.1.2泊松分布随机数
11.1.3均匀分布随机数
11.1.4正态分布随机数
11.1.5其他常见分布随机数
11.2概率密度函数
11.2.1常见分布的密度函数作图
11.2.2通用函数计算概率密度函数值
11.2.3专用函数计算概率密度函数值
11.3随机变量的数字特征
11.3.1平均值、中值
11.3.2数学期望
11.3.3协方差及相关系数
11.3.4矩和协方差矩阵
11.3.5数据比较
11.3.6方差
11.3.7常见分布的期望和方差
11.4参数估计
11.4.1常见分布的参数估计
11.4.2点估计
11.4.3区间估计
11.5假设检验
11.5.1方差已知时的均值假设检验
11.5.2正态总体均值假设检验
11.5.3分布拟合假设检验
11.6方差分析
11.6.1单因子方差分析
11.6.2双因子方差分析
11.7统计图表的绘制
本章小结
第12章函数
12.1M文件
12.1.1M文件概述
12.1.2变量
12.1.3脚本文件
12.1.4函数文件
12.1.5函数调用
12.2函数类型
12.2.1匿名函数
12.2.2M文件主函数
12.2.3嵌套函数
12.2.4子函数
12.2.5私有函数
12.2.6重载函数
12.3参数传递
12.3.1MATLAB参数传递概述
12.3.2输入和输出参数的数目
12.3.3可变数目的参数传递
12.3.4返回被修改的输入参数
12.3.5全局变量
本章小结
第三部分MATLAB程序和GUI设计
第13章MATLAB程序设计
13.1MATLAB的程序结构
13.1.1if分支结构
13.1.2switch分支结构
13.1.3while循环结构
13.1.4for循环结构
13.2MATLAB的控制语句
13.2.1continue命令
13.2.2break命令
13.2.3return命令
13.2.4input命令
13.2.5keyboard命令
13.3MATLAB文件操作
13.4程序调试
13.4.1程序调试命令
13.4.2程序常见的错误类型
13.5MATLAB程序优化
13.5.1效率优化（时间优化）
13.5.2内存优化（空间优化）
13.5.3几个常用的算法程序
本章小结
第14章经典智能算法的MATLAB实现
14.1免疫算法的MATLAB实现
14.1.1基本原理
14.1.2程序设计
14.1.3经典应用
14.2小波分析算法的MATLAB实现
14.2.1基本原理
14.2.2程序设计
14.2.3经典应用
14.3PID控制器的实现
14.3.1基本原理
14.3.2经典应用
本章小结
第15章图形用户界面
15.1创建GUI对象
15.1.1用M文件创建GUI对象
15.1.2使用GUIDE创建GUI对象
15.2定制标准菜单
15.3编写回调函数
15.4创建现场菜单
15.4.1编写GUI的程序代码
15.4.2演示GUI对象
15.5GUI对象的应用
15.5.1控件区域框
15.5.2静态文本框、滑动键、检录框示例
15.5.3可编辑框、弹出框、列表框、按键示例
本章小结
第16章神经网络GUI设计
16.1人工神经网络基本原理
16.2常规神经网络GUI
16.3专业神经网络GUI
16.3.1神经网络拟合GUI
16.3.2神经网络模式识别GUI
16.3.3神经网络聚类GUI
本章小结
第四部分Simulink应用和MATLAB工具箱
第17章Simulink基础
17.1基本介绍
17.1.1Simulink工作环境
17.1.2模块库介绍
17.1.3Simulink仿真基本步骤
17.2模块操作
17.2.1Simulink模块类型
17.2.2自动连接模块
17.2.3手动连接模块
17.2.4设置模块特定参数
17.2.5设置输出提示
17.3模型的创建
17.3.1信号线操作
17.3.2对模型的注释
17.3.3常用的Source信源
17.3.4常用的Sink信宿
17.3.5仿真的配置
17.3.6启动仿真
17.4Simulink系统仿真
17.4.1仿真基础
17.4.2输出信号的显示
17.4.3简单系统的仿真分析
本章小结
第18章Simulink子系统
18.1子系统介绍
18.2条件执行子系统
18.2.1使能子系统
18.2.2触发子系统
18.2.3触发使能子系统
18.3自定义库操作
本章小结
第19章Simulink仿真与调试
19.1仿真配置
19.1.1求解器的概念
19.1.2仿真的设置
19.1.3诊断设置
19.2优化仿真性能
19.2.1提高仿真速度
19.2.2提高仿真精度
19.3模型调试
19.3.1启动调试器
19.3.2调试器的图形用户接口
19.3.3调试器的命令行接口
19.3.4调试器命令
19.4显示模型信息
19.4.1显示模型中模块的执行顺序
19.4.2显示模块
本章小结
第20章神经网络工具箱20.1神经网络MATLAB工具箱
20.1.1感知器工具箱的函数
20.1.2线性神经网络工具箱函数
20.1.3BP神经网络工具箱函数
20.1.4RBF网络工具箱函数
20.1.5Hopfield网络工具箱函数
20.1.6竞争型神经网络工具箱函数
20.2神经网络Simulink工具箱
20.3经典应用
20.3.1遗传算法优化神经网络
20.3.2基于Simulink的神经网络控制系统
本章小结
第21章信号处理工具箱
21.1信号处理工具箱建模
21.2信号的产生
21.2.1锯齿波、三角波和矩形波发生器
21.2.2周期sinc波
21.2.3高斯调幅正弦波
21.2.4调频信
21.2.5高斯分布随机序列
21.3随机信号处理
21.3.1随机信号的互相关函数
21.3.2随机信号的互协方差函数
21.3.3谱分析——psd函数
21.3.4谱分析——pwelch函数21.4模拟滤波器设计
21.4.1巴特沃斯滤波器
21.4.2切比雪夫Ⅰ型滤波器
21.4.3切比雪夫Ⅱ型滤波器
21.5IIR数字滤波器设计
21.5.1巴特沃斯数字滤波器设计
21.5.2切比雪夫Ⅰ型数字滤波器设计
21.5.3切比雪夫Ⅱ型数字滤波器设计
本章小结
第22章图像处理工具箱
22.1查看图像文件信息
22.2显示图像
22.2.1默认显示方式
22.2.2添加颜色条
22.2.3显示多帧图像
22.2.4显示动画
22.2.5三维材质图像
22.3图像的灰度变换
22.3.1图像的直方图
22.3.2灰度变换
22.3.3均衡直方图
22.4图像处理工具箱的应用
22.4.1道路图像阈值分割问题
22.4.2基于遗传神经网络的图像分割
本章小结
附录AMATLAB基本命令
附录BSimulink基本模块
参考文献
内容摘要
MATLAB是适合多学科、多工作平台、开放性很强的大型科学应用软件。本书以MATLAB R2016a软件为基础，全面阐述MATLAB的功能及编程方法，帮助读者尽快掌握MATLAB的应用技巧。全书共分为22章，从MATLAB简介开始，详细介绍了数组、矩阵、符号运算、MATLAB绘图、数据分析、微积分方程、MATLAB优化、函数、程序设计、图形用户界面、Simulink仿真系统及其建模应用、工具箱等内容。此外，本书还详细介绍了神经网络、信号处理和图形处理等工具箱的应用； 附录中给出了MATLAB基本命令和Simulink基本模块的介绍，便于读者使用和研究。为了使用户能够更好地操作MATLAB，本书中示例的命令已记录在M文件及其他相关文件中，读者可以将相关的目录设置为工作目录，直接使用M文件进行操作，以便快速掌握MATLAB的使用方法。本书是一本全面的MATLAB综合性参考图书。本书深入浅出，实例丰富，内容翔实，既可以作为高等院校理工科的本科生、研究生的教材，也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。
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