《MATLAB實用教程（第5版）（含視頻教學）》是2020年5月電子工業出版社出版的圖書，作者是鄭阿奇。
基本介紹
- 書名：MATLAB實用教程（第5版）（含視頻教學）
- 作者：鄭阿奇
- ISBN：9787121388163
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2020年5月
- 頁數：412
- 字數：659千字
- 開本：16開
- 版次：01-01
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
MATLAB是廣受歡迎的科學與工程計算軟體之一，版本升級很快，本書修訂時的最新版本是 R2019b，但是MATLAB R2015b產品族仍然是MathWorks公司套用較多的版本。根據廣大讀者的需求，本書仍以MATLAB R2015b為平台，比較系統地介紹MATLAB R2015b環境、MATLAB數值計算、MATLAB符號計算、MATLAB計算的可視化和GUI設計、MATLAB程式設計、線性控制系統分析與設計、Simulink仿真環境、MATLAB高級套用等。本書內容主要分為實用教程、習題、實驗及附錄四個部分，各部分深入淺出，相互配合，層次清晰。實用教程部分先講解基礎知識，後開展實例操作；習題部分系統練習基本內容；實驗部分先引導操作，後展開思考練習；附錄部分包含習題參考答案、模擬測試題及其參考答案、例題索引和程式的調試介紹。同時，本書配備教學課件和實例檔案，方便老師授課和學生自學。本書配套對應的教學視頻，通過掃描二維碼播放。同時，將PPT、習題、實驗、實例和微課視頻等形成線上平台資源，進行系統展示。本書可作為大學本科和專科有關課程的教材或教學參考書，也適於MATLAB用戶學習和參考。
圖書目錄
目 錄
第1部分 實 用 教 程
第1章 MATLAB R2015b環境1
1.1 MATLAB簡介1
1.1.1 MATLAB工具箱2
1.1.2 MATLAB的功能和特點2
1.2 MATLAB R2015b的環境設定3
1.2.1 MATLAB的集成開發環境3
1.2.2 工具列4
1.3 常用視窗7
1.3.1 命令視窗
（Command Window）8
1.3.2 當前目錄瀏覽器視窗
（Current Folder）12
1.3.3 工作空間視窗
（Workspace）14
1.3.4 歷史命令視窗
（Command History）16
1.3.5 變數編輯器視窗
（Variable Editor）17
1.3.6 M檔案編輯/調試器視窗
（Editor/Debugger）18
1.3.7 代碼分析報告視窗
（Code Analyzer Report）19
1.3.8 程式性能剖析視窗
（Profiler）19
1.3.9 MATLAB R2015b幫助20
1.4 MATLAB R2015b其他管理22
1.4.1 MATLAB用戶檔案格式22
1.4.2 設定搜尋路徑23
1.5 1個實例26
第2章 MATLAB數值計算30
2.1 變數和數據30
2.1.1 數據類型30
2.1.2 常數32
2.1.3 變數33
2.2 矩陣和數組34
2.2.1 矩陣輸入34
2.2.2 矩陣元素37
2.2.3 字元串41
2.2.4 矩陣和數組運算44
2.2.5 多維數組55
2.3 日期和時間58
2.3.1 日期和時間的表示格式58
2.3.2 日期和時間函式59
2.4 稀疏矩陣60
2.4.1 稀疏矩陣的建立60
2.4.2 稀疏矩陣的存儲空間62
2.4.3 稀疏矩陣的運算63
2.5 多項式63
2.5.1 多項式的求值、求根和部分
分式展開63
2.5.2 多項式的乘除法和微積分65
2.5.3 多項式擬合和插值66
2.6 元胞數組和結構數組69
2.6.1 元胞數組69
2.6.2 結構數組72
2.7 表格型和分類型75
2.7.1 表格型75
2.7.2 分類型76
2.8 數據分析77
2.8.1 數據統計和相關分析77
2.8.2 差分和積分78
2.8.3 卷積和快速傅立葉變換80
2.8.4 向量函式82
第3章 MATLAB符號計算84
3.1 符號表達式的建立84
3.1.1 創建符號常量84
3.1.2 創建符號變數和符號表達式86
3.1.3 符號矩陣87
3.2 符號表達式的代數運算88
3.2.1 符號表達式的運算符和函式88
3.2.2 符號數值任意精度控制和
運算90
3.2.3 符號對象與數值對象的轉換91
3.3 符號表達式的操作和轉換92
3.3.1 符號表達式中自由變數的
確定92
3.3.2 符號表達式的化簡93
3.3.3 符號表達式的替換94
3.3.4 求反函式和複合函式95
3.3.5 符號表達式的轉換97
3.4 符號極限、微積分和級數求和98
3.4.1 符號極限98
3.4.2 符號微分99
3.4.3 符號積分100
3.4.4 符號級數101
3.5 符號積分變換103
3.5.1 傅立葉變換及其反變換103
3.5.2 拉普拉斯變換及其反變換104
3.5.3 Z變換及其反變換105
3.6 符號方程的求解106
3.6.1 代數方程106
3.6.2 符號常微分方程107
3.7 符號函式的可視化108
3.7.1 符號函式的繪圖命令108
3.7.2 圖形化的符號函式計算器110
第4章 MATLAB計算的可視化和GUI設計112
4.1 二維曲線的繪製112
4.1.1 基本繪圖函式112
4.1.2 繪製曲線的一般步驟117
4.1.3 多個圖形繪製的方法118
4.1.4 曲線的線形、顏色和數據
點形120
4.1.5 設定坐標軸和文字標註121
4.1.6 互動式圖形函式125
4.2 圖形對象126
4.2.1 句柄圖形體系126
4.2.2 圖形對象的操作127
4.3 MATLAB的特殊圖形繪製132
4.3.1 條形圖132
4.3.2 面積圖和實心圖133
4.3.3 直方圖134
4.3.4 餅形圖136
4.3.5 離散數據圖136
4.3.6 對數坐標和極坐標圖137
4.3.7 等高線圖138
4.3.8 復向量圖139
4.4 MATLAB的三維圖形繪製140
4.4.1 繪製三維線圖函式140
4.4.2 繪製三維網線圖和曲面圖140
4.4.3 立體圖形與圖軸的控制143
4.4.4 色彩的控制144
4.5 圖形繪製工具147
4.5.1 圖形視窗147
4.5.2 圖形檔案轉儲148
4.6 對話框149
4.7 用戶圖形界面設計152
4.7.1 可視化的界面環境152
4.7.2 選單153
4.7.3 控制項155
4.7.4 對象對齊工具、屬性編輯器
和對象瀏覽器157
4.7.5 回調函式158
第5章 MATLAB程式設計160
5.1 程式流程控制160
5.1.1 for…end循環結構160
5.1.2 while…end循環結構161
5.1.3 if…else…end條件轉移結構161
5.1.4 switch…case開關結構163
5.1.5 try…catch…end試探結構163
5.1.6 流程控制語句164
5.1.7 循環結構與動畫166
5.2 M檔案169
5.2.1 M檔案編輯器170
5.2.2 M腳本檔案170
5.2.3 M函式檔案171
5.3 函式調用和參數傳遞173
5.3.1 子函式和私有函式173
5.3.2 局部變數和全局變數174
5.3.3 嵌套函式175
5.3.4 函式的參數176
5.3.5 程式舉例180
5.4 利用函式句柄執行函式184
5.4.1 函式句柄的創建184
5.4.2 用feval命令執行函式184
5.5 利用泛函命令進行數值分析185
5.5.1 求極小值185
5.5.2 求過零點187
5.5.3 數值積分188
5.5.4 微分方程的數值解188
5.6 內聯函式190
5.7 M檔案性能的最佳化和加速191
5.7.1 M檔案性能最佳化191
5.7.2 P碼檔案192
第6章 線性控制系統分析與設計194
6.1 線性系統的描述194
6.1.1 狀態空間描述法194
6.1.2 傳遞函式描述法195
6.1.3 零極點描述法196
6.1.4 離散系統的數學描述197
6.2 線性系統模型之間的轉換199
6.2.1 連續系統模型之間的轉換199
6.2.2 連續系統與離散系統之間的
轉換202
6.2.3 模型對象的屬性203
6.3 結構框圖的模型表示205
6.4 線性系統的時域分析209
6.4.1 零輸入回響分析210
6.4.2 脈衝回響分析211
6.4.3 階躍回響分析212
6.4.4 任意輸入的回響214
6.4.5 系統的結構參數215
6.5 線性系統的頻域分析219
6.5.1 頻域特性219
6.5.2 連續系統頻域特性219
6.5.3 幅值裕度和相角裕度223
6.5.4 閉環頻率特性的性能指標224
6.6 頻率特性校正225
6.6.1 超前校正225
6.6.2 滯後校正227
6.7 線性系統的根軌跡分析228
6.7.1 繪製根軌跡228
6.7.2 根軌跡的其他工具230
6.8 線性系統的圖形工具界面233
6.8.1 LTI Viewer界面233
6.8.2 SISO設計工具sisotool235
6.8.3 PID Tuner237
第7章 Simulink仿真環境239
7.1 演示1個Simulink的簡單程式239
7.2 Simulink檔案操作和模型視窗242
7.2.1 Simulink檔案操作242
7.2.2 Simulink模型視窗242
7.3 模型創建242
7.3.1 模組操作243
7.3.2 信號線操作243
7.4 Simulink基本模組245
7.5 複雜系統仿真與分析250
7.5.1 仿真設定250
7.5.2 系統仿真舉例253
7.5.3 仿真結構參數化261
7.6 子系統與封裝262
7.6.1 建立子系統262
7.6.2 條件執行子系統264
7.6.3 子系統的封裝267
7.7 用MATLAB函式創建和運行
Simulink模型270
7.8 S函式272
7.8.1 S函式簡介272
7.8.2 S函式的編寫273
7.8.3 S函式模組的使用275
第8章 MATLAB高級套用278
8.1 Publish發布功能278
8.2 曲線擬合與插值282
8.3 MuPAD Notebook的使用285
8.4 低級檔案輸入/輸出287
8.4.1 打開和關閉檔案287
8.4.2 讀/寫格式化檔案288
8.4.3 讀/寫二進制數據290
8.4.4 檔案定位291
第2部分 習 題
第1章 MATLAB R2015b環境294
第2章 MATLAB數值計算294
第3章 MATLAB符號計算296
第4章 MATLAB計算的可視化和GUI設計297
第5章 MATLAB程式設計299
第6章 線性控制系統分析與設計300
第7章 Simulink仿真環境302
第8章 MATLAB高級套用303
第3部分 實 驗
實驗1 MATLAB R2015b環境及命令視窗305
實驗2 MATLAB數值計算316
實驗3 MATLAB符號計算325
實驗4 MATLAB計算的可視化和GUI設計333
實驗5 MATLAB程式設計341
實驗6 線性控制系統分析與設計348
實驗7 Simulink仿真環境358
第4部分 附 錄
附錄A 習題參考答案368
附錄B 模擬測試題389
附錄C 模擬測試題參考答案391
附錄D 例題索引394
附錄E 程式的調試400
E.1 錯誤類型400
E.2 程式調試器400
第1部分 實 用 教 程
第1章 MATLAB R2015b環境1
1.1 MATLAB簡介1
1.1.1 MATLAB工具箱2
1.1.2 MATLAB的功能和特點2
1.2 MATLAB R2015b的環境設定3
1.2.1 MATLAB的集成開發環境3
1.2.2 工具列4
1.3 常用視窗7
1.3.1 命令視窗
（Command Window）8
1.3.2 當前目錄瀏覽器視窗
（Current Folder）12
1.3.3 工作空間視窗
（Workspace）14
1.3.4 歷史命令視窗
（Command History）16
1.3.5 變數編輯器視窗
（Variable Editor）17
1.3.6 M檔案編輯/調試器視窗
（Editor/Debugger）18
1.3.7 代碼分析報告視窗
（Code Analyzer Report）19
1.3.8 程式性能剖析視窗
（Profiler）19
1.3.9 MATLAB R2015b幫助20
1.4 MATLAB R2015b其他管理22
1.4.1 MATLAB用戶檔案格式22
1.4.2 設定搜尋路徑23
1.5 1個實例26
第2章 MATLAB數值計算30
2.1 變數和數據30
2.1.1 數據類型30
2.1.2 常數32
2.1.3 變數33
2.2 矩陣和數組34
2.2.1 矩陣輸入34
2.2.2 矩陣元素37
2.2.3 字元串41
2.2.4 矩陣和數組運算44
2.2.5 多維數組55
2.3 日期和時間58
2.3.1 日期和時間的表示格式58
2.3.2 日期和時間函式59
2.4 稀疏矩陣60
2.4.1 稀疏矩陣的建立60
2.4.2 稀疏矩陣的存儲空間62
2.4.3 稀疏矩陣的運算63
2.5 多項式63
2.5.1 多項式的求值、求根和部分
分式展開63
2.5.2 多項式的乘除法和微積分65
2.5.3 多項式擬合和插值66
2.6 元胞數組和結構數組69
2.6.1 元胞數組69
2.6.2 結構數組72
2.7 表格型和分類型75
2.7.1 表格型75
2.7.2 分類型76
2.8 數據分析77
2.8.1 數據統計和相關分析77
2.8.2 差分和積分78
2.8.3 卷積和快速傅立葉變換80
2.8.4 向量函式82
第3章 MATLAB符號計算84
3.1 符號表達式的建立84
3.1.1 創建符號常量84
3.1.2 創建符號變數和符號表達式86
3.1.3 符號矩陣87
3.2 符號表達式的代數運算88
3.2.1 符號表達式的運算符和函式88
3.2.2 符號數值任意精度控制和
運算90
3.2.3 符號對象與數值對象的轉換91
3.3 符號表達式的操作和轉換92
3.3.1 符號表達式中自由變數的
確定92
3.3.2 符號表達式的化簡93
3.3.3 符號表達式的替換94
3.3.4 求反函式和複合函式95
3.3.5 符號表達式的轉換97
3.4 符號極限、微積分和級數求和98
3.4.1 符號極限98
3.4.2 符號微分99
3.4.3 符號積分100
3.4.4 符號級數101
3.5 符號積分變換103
3.5.1 傅立葉變換及其反變換103
3.5.2 拉普拉斯變換及其反變換104
3.5.3 Z變換及其反變換105
3.6 符號方程的求解106
3.6.1 代數方程106
3.6.2 符號常微分方程107
3.7 符號函式的可視化108
3.7.1 符號函式的繪圖命令108
3.7.2 圖形化的符號函式計算器110
第4章 MATLAB計算的可視化和GUI設計112
4.1 二維曲線的繪製112
4.1.1 基本繪圖函式112
4.1.2 繪製曲線的一般步驟117
4.1.3 多個圖形繪製的方法118
4.1.4 曲線的線形、顏色和數據
點形120
4.1.5 設定坐標軸和文字標註121
4.1.6 互動式圖形函式125
4.2 圖形對象126
4.2.1 句柄圖形體系126
4.2.2 圖形對象的操作127
4.3 MATLAB的特殊圖形繪製132
4.3.1 條形圖132
4.3.2 面積圖和實心圖133
4.3.3 直方圖134
4.3.4 餅形圖136
4.3.5 離散數據圖136
4.3.6 對數坐標和極坐標圖137
4.3.7 等高線圖138
4.3.8 復向量圖139
4.4 MATLAB的三維圖形繪製140
4.4.1 繪製三維線圖函式140
4.4.2 繪製三維網線圖和曲面圖140
4.4.3 立體圖形與圖軸的控制143
4.4.4 色彩的控制144
4.5 圖形繪製工具147
4.5.1 圖形視窗147
4.5.2 圖形檔案轉儲148
4.6 對話框149
4.7 用戶圖形界面設計152
4.7.1 可視化的界面環境152
4.7.2 選單153
4.7.3 控制項155
4.7.4 對象對齊工具、屬性編輯器
和對象瀏覽器157
4.7.5 回調函式158
第5章 MATLAB程式設計160
5.1 程式流程控制160
5.1.1 for…end循環結構160
5.1.2 while…end循環結構161
5.1.3 if…else…end條件轉移結構161
5.1.4 switch…case開關結構163
5.1.5 try…catch…end試探結構163
5.1.6 流程控制語句164
5.1.7 循環結構與動畫166
5.2 M檔案169
5.2.1 M檔案編輯器170
5.2.2 M腳本檔案170
5.2.3 M函式檔案171
5.3 函式調用和參數傳遞173
5.3.1 子函式和私有函式173
5.3.2 局部變數和全局變數174
5.3.3 嵌套函式175
5.3.4 函式的參數176
5.3.5 程式舉例180
5.4 利用函式句柄執行函式184
5.4.1 函式句柄的創建184
5.4.2 用feval命令執行函式184
5.5 利用泛函命令進行數值分析185
5.5.1 求極小值185
5.5.2 求過零點187
5.5.3 數值積分188
5.5.4 微分方程的數值解188
5.6 內聯函式190
5.7 M檔案性能的最佳化和加速191
5.7.1 M檔案性能最佳化191
5.7.2 P碼檔案192
第6章 線性控制系統分析與設計194
6.1 線性系統的描述194
6.1.1 狀態空間描述法194
6.1.2 傳遞函式描述法195
6.1.3 零極點描述法196
6.1.4 離散系統的數學描述197
6.2 線性系統模型之間的轉換199
6.2.1 連續系統模型之間的轉換199
6.2.2 連續系統與離散系統之間的
轉換202
6.2.3 模型對象的屬性203
6.3 結構框圖的模型表示205
6.4 線性系統的時域分析209
6.4.1 零輸入回響分析210
6.4.2 脈衝回響分析211
6.4.3 階躍回響分析212
6.4.4 任意輸入的回響214
6.4.5 系統的結構參數215
6.5 線性系統的頻域分析219
6.5.1 頻域特性219
6.5.2 連續系統頻域特性219
6.5.3 幅值裕度和相角裕度223
6.5.4 閉環頻率特性的性能指標224
6.6 頻率特性校正225
6.6.1 超前校正225
6.6.2 滯後校正227
6.7 線性系統的根軌跡分析228
6.7.1 繪製根軌跡228
6.7.2 根軌跡的其他工具230
6.8 線性系統的圖形工具界面233
6.8.1 LTI Viewer界面233
6.8.2 SISO設計工具sisotool235
6.8.3 PID Tuner237
第7章 Simulink仿真環境239
7.1 演示1個Simulink的簡單程式239
7.2 Simulink檔案操作和模型視窗242
7.2.1 Simulink檔案操作242
7.2.2 Simulink模型視窗242
7.3 模型創建242
7.3.1 模組操作243
7.3.2 信號線操作243
7.4 Simulink基本模組245
7.5 複雜系統仿真與分析250
7.5.1 仿真設定250
7.5.2 系統仿真舉例253
7.5.3 仿真結構參數化261
7.6 子系統與封裝262
7.6.1 建立子系統262
7.6.2 條件執行子系統264
7.6.3 子系統的封裝267
7.7 用MATLAB函式創建和運行
Simulink模型270
7.8 S函式272
7.8.1 S函式簡介272
7.8.2 S函式的編寫273
7.8.3 S函式模組的使用275
第8章 MATLAB高級套用278
8.1 Publish發布功能278
8.2 曲線擬合與插值282
8.3 MuPAD Notebook的使用285
8.4 低級檔案輸入/輸出287
8.4.1 打開和關閉檔案287
8.4.2 讀/寫格式化檔案288
8.4.3 讀/寫二進制數據290
8.4.4 檔案定位291
第2部分 習 題
第1章 MATLAB R2015b環境294
第2章 MATLAB數值計算294
第3章 MATLAB符號計算296
第4章 MATLAB計算的可視化和GUI設計297
第5章 MATLAB程式設計299
第6章 線性控制系統分析與設計300
第7章 Simulink仿真環境302
第8章 MATLAB高級套用303
第3部分 實 驗
實驗1 MATLAB R2015b環境及命令視窗305
實驗2 MATLAB數值計算316
實驗3 MATLAB符號計算325
實驗4 MATLAB計算的可視化和GUI設計333
實驗5 MATLAB程式設計341
實驗6 線性控制系統分析與設計348
實驗7 Simulink仿真環境358
第4部分 附 錄
附錄A 習題參考答案368
附錄B 模擬測試題389
附錄C 模擬測試題參考答案391
附錄D 例題索引394
附錄E 程式的調試400
E.1 錯誤類型400
E.2 程式調試器400
