MATLAB大学教程（第2版）

图书标准信息

• 作者 肖汉光
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2021-10
• 版次 1
• ISBN 9787121421334
• 定价 58.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 336页
• 字数 0.54千字

【内容简介】

本书基于2021版MATLAB，以编程知识方法与实践技能并重，以提高综合编程能力和解决实际工程问题为纲，由浅入深地介绍MATLAB的基本语法、编程技巧和高级应用。前8章为基础，主要介绍MATLAB基本知识和系统环境、矩阵及其运算、数据可视化、程序设计、数值计算、符号运算、GUI设计、Simulink仿真；后4章为应用，通过结合MATLAB的基本知识与高校其他相关课程及实际应用，主要介绍MATLAB在电路仿真、数字信号处理、数字图像处理、电磁场与电磁波中的应用。每章末尾都包含相应的习题和实验，可让读者在学习理论知识后上机训练，以便更好地掌握本书的知识。全书在讲解的过程中为突出实用性，穿插了大量实例，图文并茂。

【作者简介】

肖汉光，男，博士，教授，硕士生导师，重庆理工大学两江人工智能学院院长助理、智科系主任，中国人工智能学会会员，新加坡国立大学访问学者（2004—2006年），澳大利亚麦考瑞大学访问学者（2016—2017年）。主要从事人工智能领域的教学与研究工作，主持国家自然科学基金2项、主研1项，主持和参与省部级和横向项目20余项，发表学术论文50余篇，授权申请专利10余项，编著5部。从事MATLAB编程教学与科研工作15余年，曾在国际和国内数学建模大赛中指导学生MATLAB编程并获得多项殊荣：获“全国大学生数学建模竞赛”全国一、二等奖5项、省部级奖20余项；获“美国数学建模竞赛”国际一、二等奖11项；获“研究生数学建模竞赛”一等奖2项、二等奖6项。

【目录】

第1章  MATLAB概述及系统环境1

1.1  MATLAB概述1

1.1.1  MATLAB的优点1

1.1.2  MATLAB桌面环境及入门2

1.2  MATLAB集成环境4

1.2.1  MATLAB运行环境4

1.2.2  MATLAB的安装9

1.3  初识MATLAB实例13

1.4  MATLAB常用命令及学习技巧14

1.5  MATLAB帮助系统15

1.5.1  命令窗口帮助系统15

1.5.2  帮助浏览窗口17

习题118

第2章　MATLAB矩阵及其运算19

2.1　MATLAB的特殊常量19

2.2　MATLAB变量19

2.2.1　变量的命名规则20

2.2.2　变量的定义与赋值20

2.2.3　变量的显示21

2.2.4　变量的存取22

2.2.5　变量的清除24

2.3　MATLAB数组与矩阵25

2.3.1　一维数组25

2.3.2　二维数组（矩阵）28

2.3.3　字符数组31

2.3.4　结构数组34

2.3.5　元胞数组36

2.3.6　“非数”与“空”数组39

2.4　矩阵的运算和操作41

2.4.1　矩阵的算术运算41

2.4.2　矩阵的关系运算44

2.4.3　矩阵的逻辑运算45

2.4.4　矩阵元素的取整、取模和取余45

2.4.5　矩阵的综合操作47

2.5　MATLAB矩阵分析与处理49

2.5.1　矩阵的行列式49

2.5.2　矩阵的秩与迹50

2.5.3　矩阵的逆与伪逆51

2.5.4　线性方程组的求解52

2.5.5　特征值分析53

2.5.6　矩阵的范数和条件数53

习题255

实验2　矩阵及运算56

第3章  MATLAB数据可视化57

3.1  二维数据可视化57

3.1.1  基本二维曲线绘制58

3.1.2  绘图辅助操作60

3.1.3  多图叠绘、双纵坐标、多子图65

3.1.4  特殊二维图形绘制68

3.2  三维数据可视化71

3.2.1  三维曲线绘制72

3.2.2  三维网格绘制73

3.2.3  三维曲面绘制75

3.2.4  准四维图形绘制76

3.2.5  其他特殊的三维图形78

3.3  可视化图形修饰80

3.3.1  图形视角处理80

3.3.2  图形色彩处理83

3.3.3  图形光照处理87

3.3.4  图形裁剪与空间变换90

3.4  句柄绘图92

3.4.1  句柄图形体系92

3.4.2　图形对象句柄的获取93

3.4.3  对象属性的获取和设置94

3.4.4  控制图形输出96

习题398

实验3  数据可视化99

第4章　MATLAB程序设计100

4.1  M文件100

4.1.1  M文件的创建、打开和运行100

4.1.2  M脚本文件102

4.1.3  M函数文件102

4.2  MATLAB的结构化程序设计103

4.2.1  顺序结构103

4.2.2  条件控制结构104

4.2.3  循环控制结构107

4.2.4  其他常用语句110

4.3  函数113

4.3.1  函数的创建113

4.3.2  函数的调用与可调性116

4.3.3  局部变量与全局变量118

4.3.4  函数句柄119

4.4  MATLAB程序的调试119

4.4.1  程序调试的基本概念119

4.4.2  M编辑器的程序调试120

4.4.3  程序的性能优化121

习题4121

实验4　程序设计122

第5章  MATLAB数值计算123

5.1  线性方程组求解123

5.1.1  直接求解法123

5.1.2  迭代法128

5.2  非线性方程求解135

5.2.1　非线性方程数值求解的基本原理135

5.2.2  非线性方程求根的MATLAB命令136

5.2.3  非线性方程数值解法及MATLAB实现139

5.3  MATLAB数据插值与拟合143

5.3.1  一维插值143

5.3.2  二维插值145

5.3.3  曲线拟合146

5.4  数值微积分148

5.4.1  数值微分计算148

5.4.2  数值积分计算150

习题5155

实验5  数值计算155

第6章  MATLAB符号运算157

6.1  符号对象的创建157

6.1.1  符号常量和符号变量157

6.1.2  符号表达式与符号函数158

6.1.3  符号矩阵159

6.2　符号对象的运算160

6.2.1　符号表达式的基本运算160

6.2.2  符号矩阵的基本运算161

6.2.3  其他符号运算162

6.3  符号函数的微积分应用165

6.3.1  符号函数的极限与连续性165

6.3.2  符号函数的微分167

6.3.3  符号函数的积分168

6.4  符号级数应用169

6.4.1  级数求和169

6.4.2  泰勒级数170

6.4.3  函数的傅里叶级数展开式170

6.5  符号积分变换172

6.5.1  傅里叶变换及其逆变换172

6.5.2  拉普拉斯变换及其逆变换172

6.5.3  Z变换及其逆变换173

6.6  符号方程求解174

6.6.1  符号代数方程174

6.6.2  符号常微分方程175

习题6177

实验6  符号运算177

第7章  MATLAB GUI设计178

7.1  GUI基本介绍178

7.1.1　GUI简介178

7.1.2  入门示例179

7.1.3  控件创建180

7.2　GUI创建182

7.2.1　菜单设计182

7.2.2  对话框设计184

7.2.3  文件管理框185

7.3  GUI的M文件187

7.4  GUI实例187

7.4.1  MATLAB GUI设计步骤187

7.4.2  设计实例188

习题7192

实验7  GUI设计192

第8章  MATLAB Simulink仿真193

8.1  Simulink的基本操作193

8.1.1  Simulink的启动193

8.1.2  Simulink模型窗口的建立193

8.2  Simulink模块库与系统仿真194

8.2.1  Simulink模块库195

8.2.2  Simulink环境下的仿真运行197

8.3  Simulink子系统与模块封装200

8.3.1  Simulink子系统的建立201

8.3.2  子系统的条件执行203

8.3.3  Simulink子系统的封装206

8.4  Simulink仿真实例209

习题8212

实验8  Simulink建模与仿真213

第9章  MATLAB在电路仿真中的应用215

9.1　MATLAB电路辅助设计与优化215

9.2　电阻电路215

9.2.1  电路描述215

9.2.2  程序结果验证描述216

9.2.3  Simulink建模216

9.2.4  线性电阻电路方程的建立218

9.2.5  电路方程的求解219

9.2.6  MATLAB程序结构设计220

9.2.7　测试221

9.3  动态电路的时域分析224

9.3.1  一阶零输入响应225

9.3.2  二阶零输入响应227

9.3.3  单位阶跃响应229

9.4  动态电路的频率响应230

9.4.1  一阶低通电路的频率响应230

9.4.2  二阶低通响应231

9.4.3  频率响应：二阶带通电路232

9.4.4  复杂谐振电路的计算233

9.5  MATLAB电路仿真实例234

9.5.1  仿真实例1：电路电阻分析234

9.5.2  仿真实例2：用MATLAB的M文件设计巴特沃斯滤波器236

9.5.3  仿真实例3：信号分解237

9.5.4  仿真实例4：信号的合成239

习题9240

实验9  MATLAB在电路仿真中的应用240

第10章　MATLAB在数字信号处理中的应用241

10.1  信号的MATLAB表示与描述241

10.1.1  离散信号的MATLAB表示241

10.1.2  信号序列的产生243

10.2  MATLAB数字信号处理基础247

10.2.1  信号的基本运算247

10.2.2  信号的卷积运算249

10.2.3  信号的相关运算250

10.3  信号的频域分析252

10.3.1  傅里叶级数分析252

10.3.2  离散傅里叶变换252

10.3.3  快速傅里叶变换254

10.3.4  信号窗函数257

10.4  其他数字信号分析方法259

10.4.1  离散余弦变换259

10.4.2  希尔伯特变换261

10.4.3  倒谱分析262

10.5  数字滤波器设计264

10.5.1  数字滤波器的基本原理与分类264

10.5.2  IIR滤波器设计及MALTAB实现265

10.5.3  FIR滤波器设计及MATLAB实现270

习题10274

实验10  MATLAB在数字信号处理中的应用275

第11章  MATLAB在数字图像处理中的应用276

11.1  图像基本操作276

11.1.1  图像的读取和显示276

11.1.2  图像的基本运算277

11.1.3  图像数据的保存279

11.2  图像灰度变换279

11.2.1  常用灰度变换函数279

11.2.2  线性灰度变换和非线性灰度变换281

11.2.3  直方图均衡化281

11.3  滤波处理283

11.3.1  空间滤波283

11.3.2  频域滤波286

11.4  形态学处理287

11.4.1  膨胀与腐蚀288

11.4.2  开运算与闭运算290

11.5  图像分割292

11.5.1  边缘检测292

11.5.2  阈值处理293

11.5.3  区域生长295

习题11299

实验11  数字图像处理299

第12章  MATLAB在电磁场与电磁波中的应用300

12.1  矢量分析300

12.1.1  矢量基本运算300

12.1.2  梯度、散度和旋度的计算303

12.1.3  场的可视化304

12.2  电磁场的计算与仿真305

12.2.1  静电场的计算与仿真305

12.2.2  恒定磁场的计算与仿真308

12.3  电磁波的计算与仿真312

12.3.1  电磁波的合成计算与仿真312

12.3.2  电磁波驻波的模拟313

12.3.3  光的多缝衍射模拟314

12.3.4  电磁波的极化模拟316

12.3.5  电磁波传播的模拟318

习题12322

实验12　矢量计算与电磁仿真322

参考文献324