MATLAB程序设计与实战（微课视频版） 9787302593867

MATLAB软件是流行、应用广泛的科学计算软件之一。它具有强大的矩阵计算功能、数值计算功能、符号运算功能、M语言编程功能、数据可视化功能、用户界面设计功能、系统仿真分析功能以及众多的工具箱。广泛应用于科学计算、信号处理与通信、图像处理与地理信息、信号测量测试、数学建模与分析、控制设计与分析、财经金融建模与分析等领域； 成为高等数学、线性代数、概率论与数理统计、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、自动控制原理等课程的基本教学工具。同时，国内外众多高校对本科生和研究生开设了MATLAB课程，MATLAB成为学生必须掌握的基本语言之一，成为教师、科研人员和工程师们进行教学、科学研究和生产设计分析的一个基本工具。
本书以MATLAB 2020a为蓝本，结合作者20多年从事MATLAB语言课程教学、课程改革、毕业设计指导和利用MATLAB进行科学研究的经验编著而成，对MATLAB的应用所涉及的基本内容及前沿技术由浅入深、由易到难进行介绍，注重实践应用，以案例为驱动，激发学生的学习热情，探索“新工科”建设的新理念、新模式、新方法，助力新工科建设。本书具有以下特点： 
（1） 由浅入深，循序渐进。每章均给出学习要点和学习目标，以先基础后应用、先理论后实践、循序渐进的原则进行编排，便于读者学习和掌握MATLAB语言及其编程方法。
（2） 内容丰富，例题新颖。本书结合作者多年的MATLAB语言课程教学和使用经验，详细介绍MATLAB的基本内容，列举丰富的例题和应用实例，便于读者更好地理解和掌握MATLAB的各种函数和命令。
（3） 理论简洁，实例典型。介绍MATLAB基础内容简洁，分析使用方法和技巧详尽，实际工程应用案例算法严谨，从而引导读者更好地用MATLAB解决专业领域的实际应用问题。
（4） 精心编排，便于查阅。将相关内容和函数命令通过表格的形式归纳总结，便于读者在学习的同时，翻阅查找相关部分的命令、函数。
（5） 资源丰富，实训巧妙。本书提供配套的电子教案、教学大纲、所有例题和应用实例的源代码、教材微视频53个(通过扫描教材中所附的二维码即可观看)、6个工具箱(5G工具箱、计算机视觉工具箱、音频工具箱、信号处理工具箱、通信工具箱、控制系统工具箱)功能简介(通过扫描教材中所附的二维码即可查看)等教学资料。为了便于读者上机做实验，每章提供了相应的实训内容。
本书包括9章内容。
第1章： MATLAB概述，主要介绍MATLAB及其通用命令、工具箱及模块、MATLAB的帮助系统、MATLAB的数据类型、MATLAB的运算符。
第2章： MATLAB矩阵运算及应用，主要介绍矩阵创建、矩阵的运算、矩阵的分析、稀疏矩阵、矩阵及其运算应用。
第3章： MATLAB数值计算及应用，主要介绍多项式计算、数据统计与分析、数据插值、数值微积分及应用。
第4章： MATLAB符号运算及应用，主要介绍符号运算、符号函数的导数、符号函数的积分、级数、符号方程求解、符号运算应用。

第5章： MATLAB程序设计及应用，主要介绍M文件、程序控制结构、函数文件、程序调试、程序设计应用。
第6章： MATLAB绘图及应用，主要介绍二维绘图、三维绘图、隐函数绘图、绘图应用。
第7章： MATLAB GUI设计及应用，主要介绍句柄图形对象、控件和属性的基本原理及操作、用户菜单的建立、GUI的设计原则及步骤、对话框的设计、回调函数的使用、可视化图形用户界面设计。
第8章： MATLAB工具箱及应用，主要介绍MATLAB工具箱、MATLAB信号处理工具箱及应用、MATLAB通信系统工具箱及应用、MATLAB控制系统工具箱及应用。
第9章： Simulink仿真及应用，主要介绍Simulink操作基础、Simulink的建模与仿真、Simulink公共模块库、子系统及其封装技术、用MATLAB命令创建和运行Simulink模型，以及应用实例。
本书适合作为高等院校理工科专业，尤其是新工科类(电子信息工程、电子科学技术、自动化、电气工程、通信工程、电气工程及其自动化、网络工程等)专业的教学用书，也可以作为研究生、科研与工程技术人员的参考用书。建议授课学时为48学时，若为32学时，可以省略每章的应用案例讲授，留给学生自学。同时，作者为本书精心配套了丰富的学习资源。便于读者高效学习，快速掌握MATLAB程序设计与实践。
本书由汤全武任主编，汤哲君、刘馨阳任副主编。第1、8、9章由汤全武(宁夏大学)编写，第2、3、4章由汤哲君(浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院)编写，第5章由张然(宁夏警官职业学院)编写，第6章由史崇升(中国电信有限公司宁夏分公司)编写，第7章由刘馨阳(宁夏大学新华学院)编写。研究生何昊瀚同学为本书录制了相应的微视频，朱赫同学参与收集整理了部分资料。在本书的编写过程中，作者参考和引用了相关教材和资料，在此一并向教材和资料的作者表示诚挚的谢意。同时，非常感谢本书的责任编辑曾珊以及清华大学出版社的同仁。
本书是宁夏回族自治区“十三五”电气信息类重点专业群建设的研究成果之一，并得到了该项目的资助； 同时是2020年批产学合作育人项目的研究成果； 也是宁夏大学西部一流专业计划“电子信息工程(卓越工程师方向)”建设的成果之一，并得到了该项目的资助。
为了便于教师教学，本书提供配套的电子教案、教学大纲、所有例题和应用实例的源代码、教材微视频53个和6个工具箱功能简介(扫描书中的二维码即可查看)等教学资料，可到清华大学出版社网站本书页面下载。欢迎选用本书作为教材的教师联系作者索取实训内容源代码，联系邮箱： tangqw@nxu.edu.cn。
由于编者的水平有限，书中难免存在不妥之处，欢迎使用本书的教师、学生和科技人员批评指正，殷切希望得到读者使用本书的宝贵意见与建议(邮箱： tangqw@nxu.edu.cn)，以便再版时改进和提高。
编者
2021年10月 

《MATLAB程序设计与实战（微课视频版）》是一部系统介绍MATLAB的程序设计基础知识以及MATLAB在信息系统中的应用实例的立体化教程（含纸质图书、电子书、教学课件、源代码与视频教程）。全书共分为9章。

汤全武 宁夏大学教授，硕士生导师。目前主要研究方向为模式识别、图像处理及机器视觉技术。国家一流课程负责人，首届全国教材建设先进个人，宝钢优秀教师教育奖获得者。主编6部教材，作为副主编及参编3部教材；主持完成5项省部级教改项目、1项省部级科研项目，参与完成2项国家自然基金项目；获得9项国家专利以及7项软件著作权。

第1章MATLAB概述

1.1MATLAB简介

1.1.1MATLAB的发展

1.1.2MATLAB的基本功能

1.1.3MATLAB的特点

1.1.4MATLAB的安装、退出及卸载

1.1.5MATLAB的工作界面

1.2MATLAB的常用命令简介

1.3MATLAB的工具箱及模块简介

1.3.1MATLAB的常用工具箱

1.3.2MATLAB的常用模块

1.4MATLAB的帮助系统

1.4.1命令窗口查询帮助

1.4.2MATLAB 2020a联机帮助系统

1.5MATLAB的数据类型

1.5.1常量与变量

1.5.2数值型数据

1.5.3字符型数据

1.5.4元胞数组

1.5.5结构体

1.6MATLAB的运算符

1.6.1算术运算符

1.6.2关系运算符

1.6.3逻辑运算符

实训项目一

第2章MATLAB矩阵运算及应用

2.1创建矩阵

2.1.1矩阵的创建方法

2.1.2特殊矩阵的生成

2.2矩阵的运算

2.2.1矩阵的算术运算

2.2.2矩阵的关系运算

2.2.3矩阵的逻辑运算

2.3矩阵的分析

2.3.1对角阵与三角阵

2.3.2矩阵的转置与旋转

2.3.3矩阵的逆与伪逆

2.3.4方阵的行列式

2.3.5矩阵的秩与迹

2.3.6向量和矩阵的范数

2.3.7矩阵的条件数

2.3.8矩阵的特征值与特征向量

2.3.9矩阵的超越函数

2.4稀疏矩阵

2.4.1矩阵存储方式

2.4.2稀疏矩阵的产生

2.4.3稀疏矩阵应用

2.5矩阵及其运算应用

2.5.1秩与线性相关性

2.5.2线性方程组的求解

2.5.3电阻电路的求解

实训项目二

第3章MATLAB数值计算及应用

3.1多项式计算

3.1.1多项式的创建

3.1.2多项式的四则运算

3.1.3多项式的值和根

3.1.4多项式的微积分运算

3.1.5多项式的部分方式展开

3.2数据统计与分析

3.2.1矩阵的元素和小元素

3.2.2求矩阵的平均值和中值

3.2.3矩阵元素求和与求积

3.2.4矩阵元素累加和与累乘积

3.2.5标准方差和相关系数

3.2.6矩阵的排序

3.3数据插值

3.3.1一维插值

3.3.2二维插值

3.3.3多维插值

3.4数值微积分

3.4.1数值微分

3.4.2函数极值与零点

3.4.3常微分方程的数值求解

3.4.4数值积分

3.5应用实例

3.5.1Van Der Pol方程

3.5.2电荷在磁场中的运动

3.5.3小球在空气中竖直上抛运动的规律

实训项目三

第4章MATLAB符号运算及应用

4.1符号运算基础

4.1.1符号对象

4.1.2基本的符号运算

4.1.3符号表达式中变量的确定

4.1.4符号矩阵

4.1.5符号与数值间的转换

4.1.6复数的运算

4.2符号函数的导数

4.2.1函数的极限

4.2.2符号函数求导及应用

4.3符号函数的积分

4.3.1符号函数的不定积分

4.3.2符号函数的定积分

4.3.3积分变换

4.3.4留数运算

4.4级数

4.4.1级数的符号求和

4.4.2函数的泰勒级数

4.5符号方程求解

4.5.1符号代数方程求解

4.5.2符号常微分方程求解

4.6符号运算应用实例

4.6.1符号运算在极限中的应用

4.6.2符号运算在导数中的应用

4.6.3符号运算在不定积分中的应用

4.6.4符号运算在多重积分中的应用

4.6.5符号运算在傅里叶级数中的应用

实训项目四

第5章MATLAB程序设计及应用

5.1M文件

5.1.1M文件的分类

5.1.2M文件的建立与打开

5.2程序控制结构

5.2.1顺序结构

5.2.2选择结构

5.2.3循环结构

5.3函数文件

5.3.1函数文件的基本结构

5.3.2函数调用

5.3.3函数参数

5.3.4函数变量

5.4程序调试

5.4.1程序调试概述

5.4.2MATLAB调试菜单

5.4.3调试命令

5.5程序设计应用

5.5.1等级与闰年

5.5.2程序运行时间测量

5.5.3M文件与函数的区别

实训项目五

第6章MATLAB绘图及应用

6.1二维绘图

6.1.1绘制图形的基本步骤

6.1.2绘制二维图形的函数

6.1.3线性图形格式设置

6.1.4图形的辅助操作

6.2三维绘图

6.2.1绘制三维图形的函数

6.2.2三维图形的精细处理

6.3隐函数绘图

6.3.1隐函数绘图函数

6.3.2隐函数绘图实例

6.4绘图应用

6.4.1直角坐标和极坐标画曲面的比较

6.4.2二维和三维等值线的画法

6.4.3光学中的应用

6.4.4动画的应用

实训项目六

第7章MATLAB GUI设计及应用

7.1GUI 的常见设计技术

7.1.1图形对象及其句柄

7.1.2图形对象属性

7.1.3GUI设计原则及步骤

7.2菜单设计

7.2.1建立用户菜单

7.2.2快捷菜单

7.3对话框设计

7.3.1对话框的控件

7.3.2对话框的设计

7.4可视化图形用户界面设计

7.4.1图形用户界面设计窗口

7.4.2可视化设计工具

7.5基于MATLAB GUI的日历设计

7.5.1控件绘制与属性设置

7.5.2存储GUI程序

7.5.3编写M文件

7.5.4运行与调试

实训项目七

第8章MATLAB工具箱及应用

8.1MATLAB工具箱

8.1.1MATLAB工具箱概述

8.1.2MATLAB R2020a新增主要功能

8.1.3MATLAB工具箱简介

8.2MATLAB信号处理工具箱及应用

8.2.1MATLAB信号处理工具箱简介

8.2.2MATLAB信号处理工具箱应用实例

8.2.3语音信号处理

8.3MATLAB通信工具箱及应用

8.3.1MATLAB通信工具箱简介

8.3.2MATLAB通信系统工具箱应用实例

8.4MATLAB控制系统工具箱及应用

8.4.1MATLAB控制系统工具箱简介

8.4.2MATLAB控制系统工具箱应用实例

实训项目八

第9章Simulink仿真及应用

9.1Simulink操作基础

9.1.1Simulink简介

9.1.2Simulink的基本概念

9.1.3Simulink模块的组成

9.1.4Simulink的启动与退出

9.1.5创建一个新模型

9.2Simulink的建模与仿真

9.2.1Simulink模块的操作

9.2.2Simulink建模原理

9.2.3Simulink的建模和仿真过程

9.2.4Simulink仿真参数设置

9.2.5Simulink仿真实例

9.3Simulink公共模块库

9.3.1Commonly Used Blocks子模块库

9.3.2Continuous子模块库

9.3.3Dashboard子模块库

9.3.4Discontinuous子模块库

9.3.5Discrete子模块库

9.3.6Logic and Bit Operations子模块库

9.3.7Lookup Tables子模块库

9.3.8Math Operations子模块库

9.3.9Model Verification子模块库

9.3.10ModelWide Utilities子模块库

9.3.11Ports and Subsystems子模块库

9.3.12Signals Attributes子模块库

9.3.13Signals Routing子模块库

9.3.14Sinks子模块库

9.3.15Sources子模块库

9.3.16String子模块库

9.3.17Userdefined Functions子模块库

9.4子系统及其封装技术

9.4.1子系统的建立

9.4.2子系统的条件执行

9.4.3子系统的封装

9.5用MATLAB命令创建和运行Simulink模型

9.5.1创建Simulink模型与文件

9.5.2添加模块和信号线

9.5.3设置模型和模块属性

9.5.4仿真

9.6应用实例

9.6.1组合逻辑电路设计和仿真

9.6.2时序逻辑电路设计和仿真

实训项目九

参考文献