MATLAB編程指南

《MATLAB編程指南》是2017年12月1日清華大學出版社出版的圖書，作者是付文利、劉剛。

基本介紹

• 書名：MATLAB編程指南
• 作者：付文利、劉剛
• ISBN：9787302467397
• 定價：110元
• 出版時間：2017.12.01
• 印次：1-1
• 印刷日期：2017.12.07

內容簡介

MATLAB是適合多學科、多工作平台、開放性很強的大型科學套用軟體。本書以MATLABR2016a軟體為基礎，全面闡述MATLAB的功能及編程方法，幫助讀者儘快掌握MATLAB的套用技巧。

全書共分為22章，從MATLAB簡介開始，詳細介紹了數組、矩陣、符號運算、MATLAB繪圖、數據分析、微積分方程、MATLAB最佳化、函式、程式設計、圖形用戶界面、Simulink仿真系統及其建模套用、工具箱等內容。此外，本書還詳細介紹了神經網路、信號處理和圖形處理等工具箱的套用；附錄中給出了MATLAB基本命令和Simulink基本模組的介紹，便於讀者使用和研究。為了使用戶能夠更好地操作MATLAB，本書中示例的命令已記錄在M檔案及其他相關檔案中，讀者可以將相關的目錄設定為工作目錄，直接使用M檔案進行操作，以便快速掌握MATLAB的使用方法。

目錄

第一部分MATLAB基礎知識 第1章MATLAB概述 1.1MATLAB簡介 1.2MATLAB的特點及套用領域 1.3MATLAB R2016a的工作環境 1.3.1操作界面 1.3.2命令行視窗 1.3.3命令歷史記錄視窗 1.3.4輸入變數 1.3.5當前資料夾視窗和路徑管理 1.3.6搜尋路徑 1.3.7工作區視窗和數組編輯器 1.3.8變數的編輯命令 1.3.9存取數據檔案 1.4MATLAB R2016a的幫助系統 1.4.1純文本幫助 1.4.2演示幫助 1.4.3幫助導航 1.4.4幫助檔案視窗 1.4.5幫助檔案索引窗 本章小結 第2章MATLAB基礎 2.1基本概念 2.1.1MATLAB數據類型概述 2.1.2整數類型 2.1.3浮點數類型 2.1.4複數 2.1.5無窮量（Inf）和非數值量（NaN） 2.1.6數值類型的顯示格式 2.1.7確定數值類型的函式 2.1.8常量與變數 2.1.9標量、向量、矩陣與數組 2.1.10字元串 2.1.11運算符 2.1.12命令、函式、表達式和語句 2.2向量運算 2.2.1向量的生成 2.2.2向量的加減和數乘運算 2.2.3向量的點、叉積運算 2.3矩陣運算 2.3.1矩陣元素的存儲次序 2.3.2矩陣元素的表示及相關操作 2...

2.3.3矩陣的創建

2.3.4矩陣的代數運算

2.4字元串運算

2.4.1字元串變數與一維字元數組

2.4.2對字元串的多項操作

2.4.3二維字元數組

本章小結

第3章數組

3.1MATLAB中的數組

3.2數組的創建

3.2.1創建空數組

3.2.2創建一維數組

3.2.3創建二維數組

3.2.4創建三維數組

3.2.5創建低維標準數組

3.2.6創建高維標準數組

3.3數組的屬性

3.3.1數組結構

3.3.2數組大小

3.3.3數組維度

3.3.4數組數據類型

3.3.5數組記憶體的占用

3.4創建特殊數組

3.4.101數組

3.4.2對角數組

3.4.3隨機數組

3.4.4魔方數組

3.5數組操作

3.5.1數組的保存和裝載

3.5.2數組索引和定址

3.5.3數組的擴展和裁剪

3.5.4數組形狀的改變

3.5.5數組運算

3.5.6數組的查找

3.5.7數組的排序

3.5.8高維數組的降維操作

3.6多維數組及其操作

3.6.1多維數組的屬性

3.6.2多維數組的操作

3.7關係運算和邏輯運算

3.7.1關係運算

3.7.2邏輯運算

3.7.3常用函式

本章小結

第4章矩陣

4.1矩陣的基本特徵參數

4.1.1矩陣的基本參數

4.1.2條件數、矩陣的穩定性

4.1.3特徵值和特徵向量的基本概念

4.2矩陣的生成

4.2.1實數值矩陣輸入

4.2.2複數矩陣輸入

4.2.3符號矩陣的生成

4.2.4大矩陣的生成

4.3矩陣運算

4.3.1矩陣分析

4.3.2矩陣特徵值和特徵向量的計算

4.4矩陣分解

4.4.1Cholesky分解

4.4.2使用Cholesky分解求解方程組

4.4.3不完全Cholesky分解

4.4.4LU分解

4.4.5不完全RU分解

4.4.6QR分解

4.4.7操作QR分解結果

4.4.8奇異值分解

4.5常用的數學函式

4.5.1三角函式

4.5.2指數和對數函式

4.5.3複數函式

4.6稀疏矩陣技術

4.6.1基本稀疏矩陣

4.6.2稀疏矩陣的函式

本章小結

第5章符號運算

5.1符號運算的基本概念

5.1.1符號對象

5.1.2創建符號對象與函式命令

5.1.3符號常量

5.1.4符號變數

5.1.5符號表達式、符號函式與符號方程

5.1.6函式命令findsym()

5.1.7數組、矩陣與符號矩陣

5.2符號運算的基本內容

5.2.1符號變數代換及其函式subs()

5.2.2符號對象轉換為數值對象的函式

5.2.3符號表達式的化簡

5.2.4符號運算的其他函式

5.2.5兩種特定的符號運算函式

5.3符號微積分運算及套用

5.3.1MATLAB符號極限運算

5.3.2符號函式微分運算

5.3.3符號函式積分運算

5.3.4符號卷積

5.3.5符號積分的變換

5.4符號矩陣及其運算

5.4.1符號矩陣的建立與訪問

5.4.2符號矩陣的基本運算

5.4.3符號矩陣的化簡

5.4.4符號矩陣的微分與積分

5.4.5符號矩陣的Laplace變化

5.5MATLAB符號方程求解

5.5.1符號代數方程求解

5.5.2符號微分方程求解

5.6符號函式圖形計算器

5.6.1符號函式圖形計算器的界面

5.6.2符號函式圖形計算器的輸入框操作

5.6.3符號函式圖形計算器的按鈕操作

本章小結

第二部分MATLAB數據處理

第6章MATLAB二維繪圖

6.1數據圖像繪製簡介

6.1.1離散數據可視化

6.1.2連續函式可視化

6.2二維圖形的基本繪圖命令

6.2.1二維圖形繪製步驟

6.2.2二維圖形基本繪圖命令plot

6.2.3快速方程式畫圖(fplot，ezplot)

6.3二維圖形的修飾

6.3.1色彩、線型和點型

6.3.2坐標軸的調整

6.3.3刻度和分格線

6.3.4設定坐標框

6.3.5圖形標識

6.3.6圖案填充

6.4子圖繪製法

6.5特殊圖形的繪製

6.5.1特殊坐標圖形的繪製

6.5.2特殊二維圖形的繪製

6.6二維繪圖的實際套用

本章小結

第7章MATLAB三維繪圖

7.1三維繪圖基礎

7.1.1三維繪圖基本步驟

7.1.2三維繪圖基本命令

7.1.3三維坐標標記及圖形標記

7.2三維格線曲面

7.2.1繪製三維曲面

7.2.2柵格數據的生成

7.2.3格線曲面的繪製命令

7.2.4隱藏線的顯示和關閉

7.3三維陰影曲面的繪製

7.3.1帶有等高線的陰影曲面繪製

7.3.2具有光照效果的陰影曲面繪製

7.4三維圖形的控制

7.4.1設定視角位置

7.4.2設定坐標軸

7.5三維圖形特殊處理

7.5.1透視、裁剪和鏤空

7.5.2色彩控制

7.5.3照明和材質處理

7.5.4簡潔繪圖指令

7.6特殊三維圖形

7.6.1螺旋線

7.6.2拋物面

7.6.3柱狀圖

7.6.4柱體

7.6.5餅狀圖

7.6.6雙曲面

7.6.7三維等高線

7.6.8三維離散序列圖

7.6.9其他圖形

7.7三維繪圖的實際套用

本章小結

第8章數據分析

8.1插值

8.1.1一維插值命令及實例

8.1.2二維插值命令及實例

8.1.3樣條插值

8.2曲線擬合

8.2.1多項式擬合

8.2.2加權最小方差（WLS）擬合原理及實例

8.3曲線擬合圖形界面

8.3.1曲線擬合

8.3.2繪製擬合殘差圖形

8.3.3進行數據預測

8.4傅立葉分析

8.4.1離散傅立葉變換

8.4.2FFT和DFT

8.5圖像數據分析處理

本章小結

第9章微積分方程

9.1微分方程的基礎及其套用

9.1.1微分方程的概念

9.1.2常微分方程的解

9.1.3微分方程的數值解法

9.1.4偏微分方程的數值解

9.2積分方程的基礎及其套用

9.2.1積分的有關理論

9.2.2數值積分的MATLAB套用

9.2.3高斯積分的MATLAB套用

9.2.4反常積分的MATLAB套用

9.2.5重積分的MATLAB套用

9.3多種求積算法的分析比較

9.3.1牛頓科茨求積公式及其MATLAB實現

9.3.2復化求積公式及其MATLAB實現

9.3.3龍貝格求積公式及其MATLAB實現

9.3.4高斯勒讓德求積公式及其MATLAB實現

9.3.5各種求積公式的分析比較

9.4MATLAB求方程極值解

9.4.1一元函式的極限

9.4.2多元函式的極值

本章小結

第10章MATLAB最佳化

10.1常見最佳化問題

10.1.1無約束非線性最佳化

10.1.2有約束規劃

10.1.3目標規劃

10.1.4最大最小化問題

10.1.5線性規劃

10.1.6二次規劃

10.1.7多目標規劃

10.1.8非線性方程的最佳化解

10.2最小二乘最優問題

10.2.1約束線性最小二乘

10.2.2非線性數據（曲線）擬合

10.2.3非負線性最小二乘

10.3代數方程的求解

本章小結

第11章機率和數理統計

11.1隨機數的產生

11.1.1二項分布隨機數

11.1.2泊松分布隨機數

11.1.3均勻分布隨機數

11.1.4常態分配隨機數

11.1.5其他常見分布隨機數

11.2機率密度函式

11.2.1常見分布的密度函式作圖

11.2.2通用函式計算機率密度函式值

11.2.3專用函式計算機率密度函式值

11.3隨機變數的數字特徵

11.3.1平均值、中值

11.3.2數學期望

11.3.3協方差及相關係數

11.3.4矩和協方差矩陣

11.3.5數據比較

11.3.6方差

11.3.7常見分布的期望和方差

11.4參數估計

11.4.1常見分布的參數估計

11.4.2點估計

11.4.3區間估計

11.5假設檢驗

11.5.1方差已知時的均值假設檢驗

11.5.2正態總體均值假設檢驗

11.5.3分布擬合假設檢驗

11.6方差分析

11.6.1單因子方差分析

11.6.2雙因子方差分析

11.7統計圖表的繪製

本章小結

第12章函式

12.1M檔案

12.1.1M檔案概述

12.1.2變數

12.1.3腳本檔案

12.1.4函式檔案

12.1.5函式調用

12.2函式類型

12.2.1匿名函式

12.2.2M檔案主函式

12.2.3嵌套函式

12.2.4子函式

12.2.5私有函式

12.2.6重載函式

12.3參數傳遞

12.3.1MATLAB參數傳遞概述

12.3.2輸入和輸出參數的數目

12.3.3可變數目的參數傳遞

12.3.4返回被修改的輸入參數

12.3.5全局變數

本章小結

第三部分MATLAB程式和GUI設計

第13章MATLAB程式設計

13.1MATLAB的程式結構

13.1.1if分支結構

13.1.2switch分支結構

13.1.3while循環結構

13.1.4for循環結構

13.2MATLAB的控制語句

13.2.1continue命令

13.2.2break命令

13.2.3return命令

13.2.4input命令

13.2.5keyboard命令

13.3MATLAB檔案操作

13.4程式調試

13.4.1程式調試命令

13.4.2程式常見的錯誤類型

13.5MATLAB程式最佳化

13.5.1效率最佳化（時間最佳化）

13.5.2記憶體最佳化（空間最佳化）

13.5.3幾個常用的算法程式

本章小結

第14章經典智慧型算法的MATLAB實現

14.1免疫算法的MATLAB實現

14.1.1基本原理

14.1.2程式設計

14.1.3經典套用

14.2小波分析算法的MATLAB實現

14.2.1基本原理

14.2.2程式設計

14.2.3經典套用

14.3PID控制器的實現

14.3.1基本原理

14.3.2經典套用

本章小結

第15章圖形用戶界面

15.1創建GUI對象

15.1.1用M檔案創建GUI對象

15.1.2使用GUIDE創建GUI對象

15.2定製標準選單

15.3編寫回調函式

15.4創建現場選單

15.4.1編寫GUI的程式代碼

15.4.2演示GUI對象

15.5GUI對象的套用

15.5.1控制項區域框

15.5.2靜態文本框、滑動鍵、檢錄框示例

15.5.3可編輯框、彈出框、列表框、按鍵示例

本章小結

第16章神經網路GUI設計

16.1人工神經網路基本原理

16.2常規神經網路GUI

16.3專業神經網路GUI

16.3.1神經網路擬合GUI

16.3.2神經網路模式識別GUI

16.3.3神經網路聚類GUI

本章小結

第四部分Simulink套用和MATLAB工具箱

第17章Simulink基礎

17.1基本介紹

17.1.1Simulink工作環境

17.1.2模組庫介紹

17.1.3Simulink仿真基本步驟

17.2模組操作

17.2.1Simulink模組類型

17.2.2自動連線模組

17.2.3手動連線模組

17.2.4設定模組特定參數

17.2.5設定輸出提示

17.3模型的創建

17.3.1信號線操作

17.3.2對模型的注釋

17.3.3常用的Source信源

17.3.4常用的Sink信宿

17.3.5仿真的配置

17.3.6啟動仿真

17.4Simulink系統仿真

17.4.1仿真基礎

17.4.2輸出信號的顯示

17.4.3簡單系統的仿真分析

本章小結

第18章Simulink子系統

18.1子系統介紹

18.2條件執行子系統

18.2.1使能子系統

18.2.2觸發子系統

18.2.3觸發使能子系統

18.3自定義庫操作

本章小結