MATLAB应用全解
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作者 付文利
出版社 清华大学出版社
ISBN 9787302617952
出版时间 2023-05
装帧 平装
开本 16开
纸张 胶版纸
定价 129元
货号 29583929
上书时间 2023-10-12
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【编辑推荐 】: 配套资源 1. 微课视频 提供讲解MATLAB基础应用的微课视频,帮助读者快速入门。 2. 程序代码 提供书中实例的程序代码,这些代码均已通过调试,帮助读者快速动手实践。 3. 课件素材 提供大部分章节的课件素材,便于普通高校教师作为授课的讲义素材。 4. 测试题库 提供MATLAB数学建模、科学计算方面的练习题库,便于读者巩固知识。 5. 算法代码 提供MATLAB算法的程序代码,帮助读者深入掌握MATLAB数学建模知识。 关注“人工智能科学与技术”微信公众号,获取相关配套资源(或到清华大学出版社网站本书页面获取下载链接)。 【内容简介 】: MATLAB是适合多学科、多工作平台的开放性很强的大型科学应用软件。本书以MATLAB 2022a软件为基础,全面阐述MATLAB的功能,帮助读者尽快掌握MATLAB的应用技巧。全书共分为16章,从MATLAB工作界面讲起,详细介绍MATLAB的基础知识、数组、矩阵、符号运算、二维绘图、三维绘图、程序设计、函数、数据分析与处理、微积分运算、概率与数理统计、优化计算等内容,同时还对Simulink仿真与应用进行详细的讲解。为了方便用户更好地操作MATLAB,本书中的示例均已记录在M文件及其他相关文件中,读者可以将相应目录设置为工作目录,直接使用M文件进行操作,以提高学习效率。 本书是一本全面的MATLAB参考书,讲解翔实,结合实例引导,深入浅出,可作为高等院校理工科相关专业研究生、本科生的教材,也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。 【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。现就职于湖北烽火通信集团虹信通信公司,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,在国内外期刊发表论文多篇。在工作实践中对Matlab/Simulink有了透彻的理解,Matlab已经成为工作中必不可少的工具。 【目录 】: 第一部分MATLAB基础知识 第1章初识MATLAB3 微课视频46分钟 1.1MATLAB简介3 1.2工作界面4 1.2.1命令行窗口5 1.2.2命令历史记录窗口8 1.2.3当前文件夹和路径管理9 1.2.4搜索路径9 1.2.5工作区和数组编辑器11 1.2.6变量的编辑命令12 1.2.7存取数据文件13 1.3通用命令14 1.3.1常用命令14 1.3.2输入内容的编辑14 1.3.3标点15 1.4帮助系统15 1.4.1纯文本帮助15 1.4.2帮助导航16 1.4.3示例帮助16 1.5初步使用MATLAB17 1.6本章小结18 第2章基础知识19 69分钟 2.1基本概念19 2.1.1常量与变量19 2.1.2无穷量和非数值量20 2.1.3标量、向量、矩阵与数组21 2.1.4命令、函数、表达式和语句21 2.1.5数组、矩阵与符号矩阵22 2.2数据类型23 2.2.1数据类型概述23 2.2.2整数类型24 2.2.3浮点数类型26 2.2.4显示格式27 2.2.5常用函数28 2.3基本运算29 2.3.1算术运算29 2.3.2关系运算30 2.3.3逻辑运算30 2.3.4运算符的优先级33 2.3.5常用函数33 2.4向量34 2.4.1向量生成35 2.4.2向量加减和数乘运算37 2.4.3向量点积和叉积运算37 2.5字符串39 2.5.1字符串变量与一维字符数组39 2.5.2对字符串的多项操作40 2.5.3二维字符数组42 2.6小结43 第3章数组44 100分钟 3.1创建数组44 3.1.1创建空数组44 3.1.2创建一维数组45 3.1.3创建二维数组46 3.1.4创建三维数组47 3.1.5创建低维标准数组50 3.1.6创建高维标准数组51 3.2数组属性52 3.2.1数组结构52 3.2.2数组大小53 3.2.3数组维度54 3.2.4数组数据类型54 3.2.5数组内存的占用55 3.3创建特殊数组56 3.3.10-1数组56 3.3.2对角数组56 3.3.3随机数组57 3.3.4魔方数组58 3.4数组操作58 3.4.1保存和装载58 3.4.2索引和寻址59 3.4.3扩展和裁剪61 3.4.4形状改变66 3.4.5数组运算69 3.4.6数组查找72 3.4.7数组排序73 3.4.8高维数组降维73 3.5多维数组及其操作74 3.5.1多维数组属性74 3.5.2多维数组操作75 3.6小结78 第4章矩阵79 66分钟 4.1矩阵基本操作79 4.1.1元素存储次序79 4.1.2元素表示及操作80 4.2创建矩阵83 4.2.1直接输入法83 4.2.2抽取法84 4.2.3拼接法85 4.2.4函数法86 4.2.5拼接函数和变形函数法87 4.2.6加载法89 4.2.7M文件法90 4.2.8复数矩阵输入90 4.2.9大矩阵的生成91 4.3基本运算91 4.3.1矩阵行列式的值91 4.3.2矩阵加减、数乘与乘法92 4.3.3求矩阵的逆92 4.3.4矩阵的除法93 4.3.5求矩阵的秩94 4.3.6求矩阵的特征值与特征向量95 4.3.7矩阵的乘幂与开方95 4.3.8矩阵的指数与对数运算96 4.3.9矩阵转置96 4.3.10矩阵的提取与翻转97 4.4矩阵特征参数98 4.4.1条件数、矩阵的稳定性98 4.4.2特征值和特征向量99 4.4.3范数104 4.4.4条件数106 4.5矩阵的数学函数107 4.5.1三角函数107 4.5.2指数函数和对数函数109 4.5.3复数函数111 4.6稀疏矩阵技术112 4.6.1基本稀疏矩阵112 4.6.2稀疏矩阵函数115 4.7矩阵分解118 4.7.1Cholesky分解118 4.7.2不完全Cholesky分解119 4.7.3LU分解120 4.7.4不完全LU分解121 4.7.5QR分解122 4.7.6操作QR分解结果123 4.7.7奇异值分解123 4.8小结124 第5章符号运算125 55分钟 5.1基本概念125 5.1.1符号对象125 5.1.2符号常量128 5.1.3符号变量128 5.1.4符号表达式、函数与方程129 5.1.5自变量函数133 5.1.6符号矩阵134 5.2符号运算基本内容137 5.2.1符号变量代换137 5.2.2符号对象转换为数值对象138 5.2.3符号表达式化简140 5.2.4符号运算的其他函数143 5.2.5两种特定的符号运算函数144 5.3符号微积分146 5.3.1符号极限运算146 5.3.2符号函数微分运算149 5.3.3符号函数积分运算150 5.3.4符号卷积152 5.3.5符号积分变换152 5.4符号矩阵及其运算155 5.4.1符号矩阵元素访问155 5.4.2符号矩阵基本运算156 5.4.3符号矩阵化简161 5.4.4符号矩阵微分与积分163 5.5符号方程求解164 5.5.1代数方程求解164 5.5.2微分方程求解167 5.6小结169 第二部分MATLAB绘图与程序设计 第6章二维绘图173 50分钟 6.1数据可视化173 6.1.1离散数据可视化173 6.1.2连续函数可视化176 6.2基本二维图形绘制178 6.2.1二维图形绘制步骤178 6.2.2二维基本绘图函数(plot)179 6.2.3快速方程式绘图(fplot,ezplot)182 6.3二维图形的修饰183 6.3.1色彩、线型和点型183 6.3.2坐标轴的调整185 6.3.3刻度和栅格187 6.3.4设置坐标框188 6.3.5图形标识189 6.3.6图案填充192 6.4子图绘制法194 6.5特殊图形的绘制197 6.5.1特殊坐标系图形的绘制197 6.5.2特殊二维图形的绘制201 6.6二维绘图应用206 6.7小结212 第7章三维绘图213 24分钟 7.1三维绘图基础213 7.1.1三维绘图基本步骤213 7.1.2三维绘图基本函数214 7.1.3三维坐标标记及图形标记217 7.2三维网格曲面218 7.2.1绘制三维曲面218 7.2.2栅格数据的生成222 7.2.3网格曲面的绘制命令224 7.2.4隐藏线的显示和关闭227 7.3三维阴影曲面的绘制228 7.3.1带有等高线的阴影曲面绘制228 7.3.2具有光照效果的阴影曲面绘制228 7.4三维图形的控制229 7.4.1设置视角位置229 7.4.2设置坐标轴230 7.5三维图形特殊处理231 7.5.1透视、镂空和裁切231 7.5.2色彩控制233 7.5.3照明和材质处理236 7.5.4简捷绘图函数237 7.6特殊三维图形239 7.6.1螺旋线239 7.6.2抛物面240 7.6.3柱状图241 7.6.4柱体243 7.6.5饼状图244 7.6.6双曲面245 7.6.7三维等高线246 7.6.8三维离散序列图247 7.6.9其他图形247 7.7三维绘图应用248 7.8小结256 第8章程序设计257 20分钟 8.1程序结构257 8.1.1if分支结构257 8.1.2switch分支结构258 8.1.3while循环结构259 8.1.4for循环结构260 8.2控制语句261 8.2.1continue命令261 8.2.2break命令262 8.2.3return命令263 8.2.4input命令263 8.2.5keyboard命令264 8.3文件操作264 8.3.1fopen语句265 8.3.2fclose语句266 8.4程序调试266 8.4.1程序调试命令266 8.4.2程序常见的错误类型267 8.5程序优化271 8.5.1效率优化(时间优化)271 8.5.2内存优化(空间优化)271 8.5.3几个常用的算法程序277 8.6小结285 第9章函数286 22分钟 9.1M文件286 9.1.1M文件概述286 9.1.2变量287 9.1.3脚本文件288 9.1.4函数文件289 9.1.5函数调用290 9.2函数类型294 9.2.1匿名函数294 9.2.2主函数295 9.2.3嵌套函数295 9.2.4子函数296 9.2.5私有函数296 9.2.6重载函数296 9.3参数传递297 9.3.1参数传递概述297 9.3.2输入和输出参数的数目297 9.3.3可变数目的参数传递298 9.3.4返回被修改的输入参数299 9.3.5全局变量300 9.4小结301 第三部分MATLAB高级应用 第10章数据分析与处理305 23分钟 10.1插值305 10.1.1一维插值305 10.1.2二维插值307 10.1.3三维插值309 10.1.4多维插值310 10.1.5样条插值312 10.2曲线拟合313 10.2.1多项式拟合314 10.2.2加权最小方差拟合315 10.3曲线拟合工具317 10.3.1曲线拟合图形用户接口317 10.3.2绘制拟合残差图形318 10.3.3数据预测319 10.4傅里叶分析320 10.4.1离散傅里叶变换320 10.4.2FFT和DFT对比322 10.5图像数据分析324 10.6小结329 第11章微积分运算330 20分钟 11.1极限330 11.2求积运算332 11.2.1积分基本概念332 11.2.2符号积分函数333 11.2.3数值积分函数335 11.3求积算法实现340 11.3.1牛顿-科特斯求积340 11.3.2高斯-勒让德求积342 11.3.3复化求积343 11.3.4龙贝格求积346 11.4微分方程347 11.4.1微分方程的概念347 11.4.2常微分方程的解347 11.4.3微分方程的数值解法353 11.4.4偏微分方程的数值解法354 11.5多元函数的极值358 11.6本章小结360 第12章概率与数理统计361 25分钟 12.1随机数的产生361 12.1.1二项分布随机数361 12.1.2泊松分布随机数362 12.1.3均匀分布随机数363 12.1.4正态分布随机数363 12.1.5其他常见分布随机数363 12.2概率密度函数365 12.2.1常见分布的密度函数作图365 12.2.2通用函数计算概率密度函数值368 12.2.3专用函数计算概率密度函数值369 12.3随机变量的数字特征370 12.3.1平均值、中值371 12.3.2数学期望372 12.3.3协方差及相关系数373 12.3.4中心矩374 12.3.5数据比较374 12.3.6方差376 12.3.7常见分布的期望和方差377 12.4参数估计378 12.4.1常见分布的参数估计378 12.4.2点估计380 12.4.3区间估计382 12.5假设检验382 12.5.1方差已知时的均值假设检验382 12.5.2正态总体均值假设检验383 12.5.3分布拟合假设检验385 12.6方差分析387 12.6.1单因子方差分析387 12.6.2双因子方差分析389 12.7统计图表的绘制390 12.7.1正整数的频率表390 12.7.2经验累积分布函数图形390 12.7.3最小二乘拟合直线391 12.7.4绘制正态分布概率图形392 12.7.5绘制威布尔概率图形392 12.7.6样本数据的箱线图393 12.7.7增加参考线393 12.7.8增加多项式曲线394 12.7.9样本概率图形394 12.7.10附加有正态密度曲线的直方图395 12.7.11在指定的界线之间绘制正态密度曲线395 12.8本章小结396 第13章优化计算397 18分钟 13.1优化参数设置397 13.1.1创建或编辑优化选项397 13.1.2获取优化选项参数400 13.2线性规划400 13.2.1线性规划数学模型401 13.2.2非标准型的标准化402 13.2.3线性规划函数调用格式403 13.2.4线性规划函数参数含义403 13.2.5线性规划函数命令详解405 13.2.6线性规划问题求解406 13.3有约束非线性规划409 13.3.1函数调用格式410 13.3.2函数参数含义410 13.3.3函数命令详解417 13.3.4问题求解417 13.4无约束非线性优化419 13.4.1一维搜索优化函数fminbnd419 13.4.2多维无约束搜索函数fminsearch423 13.4.3多维无约束优化函数fminunc425 13.5多目标规划430 13.5.1理想点法431 13.5.2线性加权和法434 13.5.3最大最小法436 13.5.4多目标规划函数439 13.6二次规划449 13.6.1函数调用格式449 13.6.2函数参数含义449 13.6.3问题求解453 13.7最小二乘最优问题454 13.7.1约束线性最小二乘454 13.7.2非线性数据(曲线)拟合455 13.7.3非负线性最小二乘457 13.8非线性方程的优化解457 13.8.1求单变量函数的零点458 13.8.2求解非线性方程组458 13.9小结460 第四部分Simulink仿真应用 第14章Simulink仿真基础463 30分钟 14.1基本介绍463 14.1.1运行Simulink463 14.1.2初识模块库463 14.1.3打开系统模型465 14.1.4保存系统模型465 14.1.5打印模型框图并生成报告465 14.1.6常用鼠标和键盘操作467 14.1.7环境设置467 14.1.8仿真基本步骤468 14.1.9系统封装469 14.2模块库介绍470 14.2.1信号源模块库471 14.2.2信号输出模块库472 14.2.3表格模块库473 14.2.4数学运算模块库474 14.2.5连续模块库475 14.2.6非线性模块库476 14.2.7离散模块库477 14.2.8信号路由模块库478 14.3模块操作479 14.3.1Simulink模块类型479 14.3.2模块的创建480 14.3.3模块的连接481 14.3.4模块参数设置484 14.4系统仿真484 14.4.1仿真参数设置484 14.4.2启动仿真486 14.4.3仿真结果分析486 14.4.4简单系统的仿真分析486
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