MATLAB科学计算（科学与工程计算技术丛书）

图书标准信息

• 作者 温正 著
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2017-08
• 版次 1
• ISBN 9787302467144
• 定价 99.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 616页
• 字数 962千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

　　本书以新推出的MATLAB R2016a软件为基础，详细介绍了各科学计算求解方法及其MATLAB在科学计算中的应用，是一本掌握MATLAB科学计算方法的综合性参考书。全书以科学计算在MATLAB中的应用为主线，结合各种应用案例，详细讲解了科学计算的MATLAB实现方法。

 

　　全书分为MATLAB基础应用、科学计算和工具箱等三部分，共17章。基础应用部分详细讲解了MATLAB的计算入门知识、基本运算方法、图形的可视化以及编程方法等，这些都是掌握科学计算的必备知识。科学计算部分详细讲解了MATLAB的插值拟合、数据拟合、微分方程求解、微分方程及级数、线性方程(组)求解、非线性方程(组)求解、常微分方程(组)求解、概率统计计算、偏小二乘应用分析、人工智能算法等相关知识。工具箱部分介绍了模糊逻辑工具箱、优化工具箱和偏微分方程工具箱。

 

　　本书按逻辑编排，自始至终采用实例描述； 内容完整且每章相对独立，是一本具有较高参考价值的MATLAB科学计算参考书。

 

　　本书以工程应用为目标，内容深入浅出，讲解循序渐进，适合作为理工科高等院校研究生、本科生教学用书，也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。

 

【作者简介】

　　温正  北京航空航天大学博士后，现就职于航天某院所，精通MATLAB、ANSYS、Fluent等工程仿真计算软件。在国内外期刊发表论文多篇，其中被SCI检索三篇，被EI检索十几篇，申请并获得授权专利多项，曾获得国防科学技术成果奖等奖项，出版过多本畅销计算机图书。

【目录】

第1章MATLAB概述

 

1.1MATLAB平台简介

 

1.2MATLABR2016a的工作环境

 

1.2.1命令行窗口

 

1.2.2命令历史记录窗口

 

1.2.3当前文件夹窗口和路径管理

 

1.2.4搜索路径

 

1.2.5工作区窗口和数组编辑器

 

1.2.6变量的编辑命令

 

1.2.7存取数据文件

 

1.3MATLAB图形绘制

 

1.4MATLAB的帮助系统

 

1.4.1联机帮助系统

 

1.4.2命令窗口查询帮助系统

 

1.4.3联机演示系统

 

本章小结

 

第2章MATLAB基本运算

 

2.1MATLAB的数据类型

 

2.1.1变量和常量

 

2.1.2数值型数据

 

2.1.3字符型数据

 

2.1.4元胞数组

 

2.1.5结构体

 

2.1.6函数句柄

 

2.1.7数据类型间的转换

 

2.2数组运算

 

2.2.1数组的创建和操作

 

2.2.2数组的常见运算

 

2.3矩阵运算

 

2.3.1矩阵生成

 

2.3.2向量的生成

 

2.3.3矩阵加减运算

 

2.3.4矩阵乘法运算

 

2.3.5矩阵除法运算

 

2.4奇异值分解

 

2.5矩阵的基本函数运算

 

2.5.1矩阵的分解运算

 

2.5.2关系运算和逻辑运算

 

2.6线性方程组

 

2.6.1矩阵逆和除法解恰定方程组

 

2.6.2矩阵除法解超定方程组

 

2.6.3矩阵除法解欠定方程组

 

2.7符号运算

 

2.7.1符号表达式的生成

 

2.7.2符号矩阵

 

2.7.3常用符号运算

 

2.8复数及其运算

 

2.8.1复数和复矩阵的生成

 

2.8.2复数的运算

 

2.8.3留数运算

 

2.8.4泰勒级数展开

 

2.8.5傅里叶变换及其逆变换

 

2.8.6拉普拉斯变换及其逆变换

 

2.8.7Z变换及其逆变换

 

2.9多项式求解

 

本章小结

 

第3章MATLAB图形可视化

 

3.1图形绘制

 

3.1.1离散数据图形绘制

 

3.1.2函数图形绘制

 

3.1.3图形绘制的基本步骤

 

3.2二维图形绘制

 

3.2.1plot指令

 

3.2.2格栅

 

3.2.3图形标记说明

 

3.2.4线型、标记和颜色

 

3.2.5子图绘制

 

3.2.6拓扑关系图

 

3.2.7双坐标轴绘制

 

3.2.8二元函数的伪色彩

 

3.2.9MATLAB特殊符号标记

 

3.3三维图形绘制

 

3.3.1网格图绘制

 

3.3.2曲线图绘制

 

3.3.3曲面图绘制

 

3.3.4等值线图绘制

 

3.3.5特殊图形绘制

 

3.4四维图形可视化

 

3.4.1用颜色描述第四维

 

3.4.2其他函数

 

3.5MATLAB动画设计

 

本章小结

 

第4章MATLAB编程入门

 

4.1MATLAB编程简介

 

4.2MATLAB编程原则

 

4.3M文件和函数

 

4.3.1M文件

 

4.3.2匿名函数、子函数、私有函数与私有目录

 

4.3.3重载函数

 

4.3.4eval和feval函数

 

4.3.5内联函数

 

4.3.6向量化和预分配

 

4.4MATLAB程序控制语句运用

 

4.5MATLAB中的函数及调用

 

4.5.1函数类型

 

4.5.2函数参数传递

 

4.6MATLAB程序调试

 

4.6.1调试方法

 

4.6.2M文件分析工具

 

4.7MATLAB常用编程技巧

 

4.7.1循环计算

 

4.7.2使用例外处理机制

 

4.7.3通过varargin传递参数

 

本章小结

 

第5章插值拟合

 

5.1插值问题

 

5.1.1拉格朗日插值

 

5.1.2牛顿均差插值

 

5.2一维数据插值

 

5.3埃尔米特插值

 

5.4二维数据插值

 

5.5回归分析

 

本章小结

 

第6章数据拟合

 

6.1函数逼近

 

6.1.1切比雪夫逼近

 

6.1.2傅里叶逼近

 

6.2最小二乘拟合

 

6.3多项式拟合

 

6.4曲线拟合的最小二乘法

 

6.5用正交多项式作最小二乘拟合

 

6.6超定方程组的最小二乘解

 

6.7非线性曲线拟合

 

6.8非线性拟合转线性拟合

 

6.9用MATLAB解决拟合问题

 

6.10数据拟合方法

 

本章小结

 

第7章微分方程求解

 

7.1符号微积分

 

7.1.1极限

 

7.1.2导数

 

7.1.3积分

 

7.1.4化简、提取和代入

 

7.1.5傅里叶变换及其逆变换

 

7.1.6拉普拉斯变换及其逆变换

 

7.1.7Z变换及其逆变换

 

7.2数值积分

 

7.3微分方程的数值解

 

7.4微积分运算

 

7.4.1龙贝格积分法

 

7.4.2自适应积分法

 

7.4.3样条函数求积分

 

7.5动态微分方程模型

 

7.6打靶法

 

本章小结

 

第8章微分方程及级数

 

8.1微分方程基本运算

 

8.1.1常微分方程符号解

 

8.1.2常微分方程数值解

 

8.1.3泰勒级数

 

8.2微分方程在实际物理模型中的应用

 

8.2.1肿瘤大小应用分析

 

8.2.2放射性废料的处理问题

 

8.2.3质点系转动惯量求解

 

8.2.4储油罐的油量计算

 

8.2.5香烟毒物摄入问题

 

8.2.6冰雹的下落速度

 

本章小结

 

第9章线性方程（组）求解

 

9.1递推算法

 

9.1.1循环迭代

 

9.1.2迭代收敛性

 

9.1.3牛顿迭代

 

9.2高斯消元法

 

9.3追赶法

 

9.4范数

 

9.5方程组的性态

 

9.6高斯塞德尔迭代法

 

9.7迭代法的收敛性

 

9.8雅可比迭代法

 

本章小结

 

第10章非线性方程（组）求解

 

10.1线性规划问题

 

10.2非线性规划问题

 

10.2.1有约束的一元函数最小值

 

10.2.2无约束的多元函数最小值

 

10.2.3有约束的多元函数最小值

 

10.2.4二次规划问题

 

10.3“半无限”有约束的多元函数最优解

 

10.4极小化极大问题

 

10.5多目标规划问题

 

10.6最小二乘最优问题

 

10.6.1约束线性最小二乘

 

10.6.2非线性曲线拟合

 

10.6.3非线性最小二乘

 

10.6.4非负线性最小二乘

 

10.7非线性方程(组)的解

 

10.7.1非线性方程的解

 

10.7.2非线性方程组的解

 

本章小结

 

第11章常微分方程（组）求解

 

11.1常微分方程解

 

11.2欧拉方法

 

11.2.1向前欧拉方法

 

11.2.2向后欧拉方法

 

11.2.3梯形公式

 

11.2.4改进欧拉公式

 

11.3龙格库塔方法

 

11.3.1二阶龙格库塔法

 

11.3.2三阶龙格库塔法

 

11.3.3四阶龙格库塔法

 

11.4亚当斯方法

 

11.4.1亚当斯外推公式

 

11.4.2亚当斯内推公式

 

11.4.3亚当斯校正公式

 

11.4.4汉明法

 

11.5一阶微分方程（组）的数值解计算

 

11.6高阶微分方程（组）的数值解计算

 

11.7边值问题的数值解计算

 

11.8有限差分方法

 

11.9常微分方程（组）边值问题数值解

 

本章小结

 

第12章概率统计分布计算

 

12.1概率密度函数

 

12.2随机变量的一般特征

 

12.2.1期望

 

12.2.2方差、标准差、矩

 

12.2.3协方差、相关系数

 

12.3一维随机数生成

 

12.4特殊连续分布

 

12.5特殊离散分布

 

12.6生成多维联合分布随机数

 

12.6.1各维度独立

 

12.6.2协方差阵生成多元正态分布

 

12.7统计图绘制

 

12.8方差分析

 

12.8.1单因素试验的方差分析

 

12.8.2双因素试验的方差分析

 

12.9蒙特卡罗方法

 

本章小结

 

第13章偏最小二乘应用分析

 

13.1偏最小二乘回归

 

13.2偏最小二乘案例分析

 

13.3本章小结

 

第14章人工智能算法

 

14.1人工智能基本概念

 

14.1.1智能的概念

 

14.1.2人工智能的概念

 

14.1.3人工智能的研究目标

 

14.2人工智能的典型应用

 

14.3人工智能的MATLAB实现

 

14.3.1粒子群算法的MATLAB实现

 

14.3.2遗传算法的MATLAB实现

 

14.3.3模糊神经网络控制在MATLAB中的应用

 

14.3.4蚁群算法的MATLAB实现

 

本章小结

 

第15章模糊逻辑工具箱

 

15.1隶属度函数

 

15.1.1高斯隶属度函数

 

15.1.2两边型高斯隶属度函数

 

15.1.3一般钟型隶属度函数

 

15.1.4两个sigmoid型隶属度函数之差组成的隶属度函数

 

15.1.5通用隶属度函数

 

15.1.6П形隶属度函数

 

15.1.7两个sigmoid型隶属度函数乘积组成的隶属度函数

 

15.1.8sigmoid型隶属度函数

 

15.1.9S形隶属度函数

 

15.1.10梯形隶属度函数

 

15.1.11三角形隶属度函数

 

15.1.12Z形隶属度函数

 

15.1.13两个隶属度函数之间转换参数

 

15.1.14基本FIS编辑器

 

15.1.15隶属度函数编辑器

 

15.2模糊推理结构

 

15.2.1不使用数据聚类从数据生成FIS

 

15.2.2使用减法聚类从数椐生成FIS

 

15.2.3生成FIS曲面

 

15.2.4mamdani型FIS转换为sugeno型FIS

 

15.2.5完成模糊推理计算

 

15.2.6模糊均值聚类

 

15.2.7模糊均值和减法聚类

 

15.2.8绘制FIS

 

15.2.9绘制给定变量的所有隶属度函数曲线

 

15.2.10从磁盘装入FIS

 

15.2.11从FIS中删除某一隶属度函数

 

15.2.12从FIS中删除变量

 

15.2.13设置模糊系统属性

 

15.2.14以分行形式显示FIS所有属性

 

15.2.15完成模糊运算

 

15.2.16解析模糊规则

 

15.2.17规则编辑器和语法编辑器

 

15.2.18规则观察器和模糊推理框图

 

15.2.19保存FIS到磁盘

 

15.2.20显示FIS的规则

 

15.3模糊聚类工具箱

 

15.4直接自适应模糊控制

 

15.4.1问题描述

 

15.4.2控制器设计

 

15.4.3自适应律设计

 

15.4.4直接自适应模糊控制仿真

 

本章小结

 

第16章优化工具箱

 

16.1优化工具箱及最优化问题简介

 

16.1.1优化工具箱常用函数

 

16.1.2最优化问题

 

16.2线性规划

 

16.2.1线性规划函数

 

16.2.2线性规划问题的应用

 

16.3无约束非线性规划

 

16.3.1基本数学原理简介

 

16.3.2无约束非线性规划函数

 

16.3.3无约束非线性规划问题的应用

 

16.4二次规划

 

16.4.1二次规划函数quadprog

 

16.4.2二次规划问题的应用

 

16.5有约束最小化

 

16.5.1有约束最小化函数fmincon

 

16.5.2有约束最小化的应用

 

16.6目标规划

 

16.6.1目标规划函数fgoalattain

 

16.6.2目标规划的应用

 

16.7最大最小化

 

16.7.1最大最小化函数fminimax

 

16.7.2最大最小化的应用

 

本章小结

 

第17章偏微分方程工具箱

 

17.1偏微分方程工具箱简介

 

17.2求解椭圆方程

 

17.3求解抛物线方程

 

17.4求解双曲线方程

 

17.5求解特征值方程

 

本章小结