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陈杰 著 / 电子工业出版社 / 2010-03 / 平装
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宝典丛书:MATLAB宝典(第2版)
本书的第一版——《MATLAB宝典》由于讲解细致、内容全面而深受广大读者的喜爱,上市三年以来长期占据各大MATLAB类图书排行榜的前列。根据广大读者的反馈,作者对第一版进行了调整,并增加了这几年工作中新的MATLAB应用体会。
本书由浅入深、循序渐进地介绍了MATLAB的知识体系及操作方法。全书共分为8个部分25章。其中主要介绍了如何使用MATLAB进行数据分析、数据可视化的方法、MATLAB编程、图形用户界面、MATLAB仿真,以及文件输入/输出、编译器和应用程序接口等高级技术。本书最大的特色在于每一节的例子都经过精挑细选,具有很强的针对性,力求让读者通过亲自动手做而掌握基本参数及制作技巧,学习尽可能多的知识。
本书适用于初、中级MATLAB用户,同时也适合使用MATLAB的本科生、研究生和教师以及广大科研工作人员作为参考用书。
第1部分MATLAB基础知识篇1第1章MATLAB概述21.1MATLAB7简介21.2MATLAB7的安装21.3MATLAB7的工作环境51.3.1操作界面简介61.3.2运行命令窗口61.3.3命令窗口的显示方式71.3.4数值结果的显示方式91.3.5命令窗口的标点符号101.3.6输入变量121.3.7处理复数141.3.8命令窗口的控制命令151.3.9使用历史窗口161.3.10使用实录命令201.3.11当前目录管理器和路径管理211.3.12设置当前目录221.3.13MATLAB的搜索路径231.3.14工作空间浏览器和数组编辑器251.3.15变量的编辑命令261.3.16数组编辑器271.3.17存取数据文件281.4MATLAB7的帮助系统301.4.1纯文本帮助301.4.2演示(demo)帮助311.4.3帮助导航/浏览器331.4.4Contents帮助文件目录窗口341.4.5Index帮助文件索引窗口351.4.6Search帮助文件搜索窗口351.5小结36第2章数组372.1创建数值数组372.1.1一维数组的创建方法372.1.2二维数组的创建方法382.1.3使用下标创建三维数组392.1.4使用低维数组创建三维数组402.1.5使用创建函数创建三维数组412.1.6创建低维标准数组432.1.7创建高维标准数组442.2操作数值数组452.2.1选取低维数组的对角元素452.2.2低维数组的形式转换462.2.3选取三角矩阵472.2.4Kronecker乘法492.2.5高维数组的对称交换502.2.6高维数组的维序号移动512.2.7高维数组的广义共轭转置522.2.8高维数组的降维操作532.3小结54第3章矩阵和架构553.1稀疏矩阵553.1.1稀疏矩阵的存储方式553.1.2创建稀疏矩阵——使用sparse命令563.1.3创建稀疏矩阵——使用spdiags命令573.1.4查看稀疏矩阵的信息583.1.5稀疏矩阵的图形化信息593.2字符串数组603.2.1创建字符串数组——直接输入法613.2.2创建字符串数组——使用ASCII码613.2.3创建字符串数组——使用函数623.2.4处理字符串数组的空格633.2.5读取字符串数组的信息643.3构架数组653.3.1创建单构架数组——使用直接法663.3.2创建二维构架数组673.3.3创建三维构架数组683.3.4使用命令创建构架数组693.3.5访问构架数组的数据693.3.6设置构架数组的域属性723.4小结74第4章矩阵分析754.1矩阵计算754.1.1进行范数分析——使用norm函数754.1.2进行范数分析——使用normest函数784.1.3条件数分析804.1.4数值矩阵的行列式814.1.5符号矩阵的行列式824.1.6矩阵的化零矩阵834.2线性方程组844.2.1非奇异线性方程组844.2.2奇异线性方程组854.2.3欠定线性方程组874.2.4超定线性方程组884.3矩阵分解894.3.1Cholesky分解894.3.2使用Cholesky分解求解方程组914.3.3不完全Cholesky分解924.3.4LU分解934.3.5不完全LU分解964.3.6QR分解1004.3.7操作QR分解结果1014.3.8奇异值分解1054.4特征值分析1074.4.1特征值和特征向量1074.4.2稀疏矩阵的特征值和特征向量1104.4.3特征值问题的条件数1114.4.4特征值的复数问题1134.5小结114第2部分数据分析篇115第5章函数分析和数值运算1165.1函数的零点1165.1.1一元函数的零点1165.1.2多元函数的零点1185.2数值积分1205.2.1一元函数的数值积分1205.2.2使用Simulink求解数值积分1225.2.3求解瑕积分1235.2.4矩形区域的多重数值积分1245.2.5变量区域的多重数值积分1255.3概率论和数理统计1295.3.1双变量的概率分布1295.3.2不同概率分布1315.3.3数据分布分析1325.3.4假设检验1335.4小结138第6章高级数值运算1396.1插值1396.1.1一维插值1396.1.2人口数量预测——一维插值实例1406.1.3二维插值1436.1.4绘制二元函数图形——二维插值实例1446.1.5样条插值1466.1.6牛顿插值1476.1.7多项式插值——牛顿插值实例1486.1.8Chebyshev多项式插值1506.1.9多项式插值——Chebyshev多项式插值实例1506.2曲线拟合1526.2.1多项式拟合1536.2.2加权最小方差拟合1546.2.3数据拟合——适用加权最小方差WLS方法1556.3曲线拟合图形界面1586.3.1曲线拟合1586.3.2绘制拟合残差图形1606.3.3进行数据预测1616.4傅里叶分析1636.4.1离散Fourier变换1636.4.2FFT和DFT1656.4.3DFT的物理含义1666.4.4使用DFS进行插值1696.5小结171第7章优化1727.1常见优化问题1727.1.1无约束非线性优化1727.1.2求解二元函数的最小值——无约束非线性优化1737.1.3非线性最小方差1777.1.4计算函数的非线性最小方差1777.1.5有约束的非线性优化1797.1.6计算多元函数的极值——有约束的非线性优化1807.1.7最小最大值的优化问题1837.1.8优化对比1867.1.9线性规划1877.1.10二次规划1907.1.11使用遗传算法求解二次规划1917.2使用遗传算法求解优化1937.2.1分析目标函数1947.2.2优化求解1957.2.3添加结果的可视性1977.2.4设置算法的属性1987.2.5设置“种群”属性1987.2.6设置“中止”属性2007.3优化“Banana”函数——优化方法对比2017.3.1分析目标函数2017.3.2BFGS优化法求解2037.3.3DFP优化法求解2047.3.4“无约束非线性”优化求解2067.3.5“最小方差”优化求解2077.4绘制帐篷——复杂的二次规划2087.4.1设置约束条件2087.4.2定义目标函数2107.4.3进行优化求解2117.4.4绘制优化求解的结果2137.5小结214第8章常微分方程2158.1显性常微分方程2158.1.1刚性和非刚性方程组2168.1.2设置允许误差属性2198.1.3设置输出参数属性2218.1.4设置解法器其他属性2258.2加权常微分方程2278.3延迟微分方程2308.4常微分方程的边界问题2328.4.1MATLAB求解边界问题——bvp4c命令2328.4.2求解带边界的常微分方程2338.5小结236第9章符号计算2379.1符号对象和符号表达式2379.1.1创建符号对象——使用sym命令2379.1.2创建符号对象——使用syms命令2409.1.3符号计算的运算符和函数2419.1.4识别对象2429.1.5确定符号表达式中的变量2439.2符号精度计算2449.3操作符号表达式2459.3.1合并表达式——collect函数2469.3.2展开表达式——expand函数2479.3.3因式分解——factor函数2489.3.4嵌套表达式——horner函数2499.3.5计算最小分母公因式——numden函数2509.3.6简化表达式——simplify函数2519.3.7最简化表达式——simple函数2529.3.8按书写方式显示表达式——pretty函数2549.4替换符号表达式2569.4.1替换重复字符串——subexpr函数2569.4.2替换特定符号——subs函数2579.5符号函数2599.5.1求反函数——finverse函数2599.5.2求复合函数——compose函数2609.6符号微积分2619.6.1求微分——diff函数2619.6.2化简微分结果2629.6.3求解矩阵微分2639.6.4向量微分jacobian函数2649.6.5符号极限2659.6.6求解无限极限2669.6.7求解左右极限2669.6.8符号积分2679.6.9矩阵积分2699.6.10证明积分等式2699.6.11交互近似积分2709.6.12符号级数求和2729.7符号积分变换2739.7.1Fourier变换2739.7.2Laplace变换2759.7.3Z变换2769.8符号矩阵的计算2779.8.1线性代数运算2779.8.2特征值运算2809.9符号代数方程的求解2829.9.1solve命令2839.9.2求解非线性方程组2839.9.3求解含参数方程组2839.9.4求解超越方程组2849.10符号微分方程的求解2849.10.1dsolve命令2859.10.2求解常微分方程2859.10.3求解二阶常微分方程2869.10.4求解常微分方程组2869.11利用Maple的资源2879.11.1调用maple的相关命令2879.11.2查看maple的帮助2899.12可视化符号分析2909.12.1单变量函数分析界面2919.12.2泰勒级数逼近分析界面2939.13小结294第3部分数据可视化篇295第10章二维图形29610.1图形的基础知识29610.1.1离散数据(函数)的可视化29610.1.2连续函数的可视化29710.1.3绘制图表的基础步骤29910.2绘制二维图形29910.2.1绘制二维图形——使用plot命令30010.2.2设置曲线的属性30210.2.3设置坐标轴范围30410.2.4设置坐标轴显示方式30510.2.5设置坐标轴系统30610.2.6图形标识30710.2.7叠绘30910.2.8绘制双坐标轴图形31110.2.9绘制多子图31210.2.10交互式图形31310.2.11使用fplot命令绘制图形31510.2.12使用ezplot命令绘制图形31610.3特殊图形31810.3.1绘制面积图31810.3.2绘制直方图31910.3.3绘制二维饼图32110.3.4绘制矢量图32110.3.5绘制等高线32210.3.6绘制伪色彩图32310.3.7绘制误差棒32410.3.8绘制二维离散杆图32510.3.9绘制散点图32610.3.10极坐标图形32810.3.11柱坐标图形32810.4小结329第11章三维图形33011.1绘制三维曲线33011.1.1绘制三维图形——plot3命令33011.1.2绘制三维曲线图——mesh命令33111.1.3绘制等高线33311.1.4绘制曲面图——surf命令33311.2编辑三维图形33511.2.1控制视角——view命令33511.2.2控制旋转——rotate命令33611.2.3设置背景颜色33811.2.4设置图形颜色33911.2.5设置数值轴的颜色34011.2.6添加颜色标尺34111.2.7设置图形的着色34311.2.8控制照明——light命令34411.2.9控制照明——lighting命令34511.2.10控制材质——material命令34511.2.11控制透视34611.2.12控制透明34711.3三维图形的简易命令34911.4四维图形35111.4.1绘制切片图——slice命令35111.4.2绘制切面等位线图35211.4.3绘制流线切面图35311.5图形窗口35311.5.1创建和控制图形窗口35411.5.2使用工具栏编辑图形35511.5.3使用绘图工具编辑图形35811.5.4使用图形窗口进行数据分析36411.6绘制复数变量图形36711.6.1绘制复数图形原理36711.6.2绘制复数图形——CPLXMAP命令36811.6.3绘制复数曲面图——CPLXROOT命令36911.7图形的打印和输出37011.7.1图形打印的菜单操作方式37011.7.2图形打印的命令操作方式37211.8小结373第4部分MATLAB编程篇375第12章MATLAB编程基础知识37612.1简单实例——排序函数37612.1.1编写函数文件37612.1.2编写脚本文件37812.1.3运行代码37912.1.4检测代码38012.2M文件编辑器38112.2.1打开文件编辑器38112.2.2设置M文件编辑器的属性38212.2.3设置M文件编辑器的打印属性38412.3MATLAB的变量和关系式38512.3.1M文件的变量类型38512.3.2M文件的关键字38612.3.3关系表达式38612.3.4关系表达式的优先级38812.3.5截断误差问题38912.3.6逻辑表达式39012.3.7逻辑运算函数39212.4程序结构39212.4.1顺序结构39212.4.2if分支结构39312.4.3switch分支结构39612.4.4try-catch结构39712.4.5while循环结构39812.4.6for循环结构40012.4.7绘制抛物线轨迹——综合实例40212.5控制语句40612.5.1结束循环——continue命令40612.5.2终止循环——break命令40712.5.3转换控制——return命令40812.5.4输入控制权——input命令40912.5.5使用键盘——keyboard命令41012.5.6提示警告信息——error和warning命令41012.6小结412第13章MATLAB编程的高级话题41313.1程序的向量化41313.1.1程序的向量化41313.1.2向量化和循环结构对比41513.1.3逻辑数组41713.1.4使用logical命令创建逻辑数组41713.1.5逻辑数组和向量化41813.2脚本和函数42013.2.1编写脚本文件42013.2.2编写函数文件42113.2.3编写P码文件42213.3变量传递42313.3.1变量检测命令42313.3.2“变长度”变量函数42413.3.3跨空间计算表达式的数值42813.3.4跨空间赋值43013.4字符串演算函数43113.4.1内联函数——inline43113.4.2求解函数零点43113.4.3绘制函数图形43313.4.4求解最值43513.5程序的调试和剖析43713.5.1直接调试法43713.5.2工具调试法44013.5.5程序剖析44313.6小结446第5部分图形用户界面篇447第14章句柄图形44814.1句柄图形体系44814.1.1图形对象44914.1.2句柄对象44914.1.3句柄图形的结构44914.1.4图形对象的属性45014.2图形句柄的操作45014.2.1创建图形对象45114.2.2访问图形对象的句柄45314.2.3使用句柄操作图形对象45514.3图形对象的操作45714.3.1设置图像属性——set命令45714.3.2使用结构体设置属性45914.3.3查询图形对象的属性——get命令46214.3.4查看图形对象的默认属性46414.3.5设置不同级别的属性46514.3.6设置图形对象的默认属性46714.4高层绘图命令46814.4.1设置父对象属性——NextPlot属性46914.4.2检查NextPlot属性——newplot命令46914.4.3高层绘图文件的构成47014.5坐标轴对象47114.5.1坐标轴的几何属性47114.5.2坐标轴的刻度属性47314.5.3坐标轴的照相机属性47414.6综合实例47614.6.1穿越图形47714.6.2动态反射图形48014.7小结487第15章图形用户界面基础48815.1图形用户界面概述48815.2使用M文件创建GUI对象48915.2.1编写程序代码48915.2.2运行程序代码49415.3使用GUIDE创建GUI对象49615.3.1启动GUIDE49615.3.2添加“编辑框”控件49815.3.3查看程序代码49915.3.4运行GUI对象49915.3.5创建GUI的注意事项50015.4小结502第16章创建菜单50316.1定制标准菜单50316.2使用GUIDE创建自定义菜单50416.2.1创建图形界面50516.2.2设置菜单属性50816.2.3添加控件50916.2.4添加“File”菜单的回调函数51116.2.5添加“ThresholdingMethod”菜单的回调函数51316.2.6添加“滚动条”控件的回调函数51916.2.7添加其他控件的回调函数52116.2.8编写主调函数52216.2.9运行GUI对象52316.3使用M文件创建自定义菜单52516.3.1演示GUI的功能52516.3.2添加“File”菜单的功能代码52616.3.3添加“Options”菜单的功能代码52816.3.4添加“Graphs”菜单的功能代码52916.3.5添加主调函数53316.3.6运行GUI对象53516.4创建快捷菜单53716.4.1编写程序代码53716.4.2运行GUI对象54216.5小结544第17章添加控件54517.1创建GUI对象的用户控件54517.1.1添加控件组件54617.1.2添加控件的功能代码54917.1.3运行程序代码55517.2图像切割界面——综合案例55717.2.1分析GUI对象55817.2.2规划GUI的设计过程55817.2.3创建GUI的工具栏对象55917.2.4准备图形对象的基础文件56017.2.5处理指针对象56917.2.6设置图形对象的属性57317.2.7编写主程序代码57617.2.8设置GUI对象的菜单选项60317.2.9检测程序代码61517.3小结621第6部分MATLAB仿真篇623第18章SIMULINK基础知识62418.1Simulink的基础知识62418.1.1Simulink概述62418.1.2安装Simulink62518.1.3启动Simulink62618.2一个简单的仿真系统62618.2.1添加模块62718.2.2设置模块属性62818.2.3连接模块63018.2.4运行仿真系统63118.3Simulink的工作环境63218.3.1Simulink模型窗口界面63418.3.2使用“File”菜单63518.3.3使用“Edit”菜单63618.3.4使用“View”菜单63718.3.5使用“Simulation”菜单63918.3.6使用“Help”菜单64018.4Simulink中的数据类型64018.4.1Simulink支持的数据类型64118.4.2数据传递64318.4.3向量化模块64518.4.4使用Mux模块64618.4.5标量扩展64818.5Simulink的基本操作64918.5.1Simulink模型的工作原理64918.5.2操作模块65018.5.3显示模块的属性65118.5.4显示输出数值65218.5.5连接线的分支65318.5.6彩色显示信号线65418.5.7设置连接线的属性65518.6Simulink的信号65518.6.1创建信号65518.6.2添加信号标签65618.6.3复数信号65618.6.4虚拟信号65718.6.5控制信号65918.6.6信号总线66118.6.7信号组66518.6.8使用自定义信号源67018.6.9信号接收器67218.7Simulink仿真的设置67618.7.1设置解算器参数67718.7.2仿真数据的输入输出设置67818.7.3仿真诊断设置68018.8小结681第19章SIMULINK建模和子系统68219.1Simulink线性系统建模68219.1.1线性系统建模简介68219.1.2求解抛投小球的轨迹68419.1.3求解二阶微分方程68619.1.4使用传递函数69019.1.5使用状态方程69119.1.6“积分器”模块的工作原理69219.2非线性系统建模69319.2.1非线性系统建模简介69419.2.2求解非线性摩擦模型69619.3子系统70319.3.1子系统的基础知识70319.3.2创建子系统70319.3.3使用模块组合子系统70519.4信号输出系统——子系统实例70719.4.1添加控制信号70719.4.2添加子系统模块70819.4.3运行仿真系统71019.5封装子系统71119.5.1封装子系统的创建方法71219.5.2封装子系统的步骤71219.6ABS系统——封装子系统实例71519.6.1添加“Bang-bangcontorller”子系统71519.6.2添加“braketorque”子系统71719.6.3添加“tiretorque”子系统71719.6.4添加子系统的程序代码71919.6.5添加“subsystem”子系统72119.6.6运行仿真系统72319.7使能子系统72519.7.1创建使能子系统72519.7.2信号输出系统——使能子系统实例72619.8触发子系统73019.8.1触发子系统简介73019.8.2触发子系统的属性73019.9触发子系统实例73219.9.1添加系统模块73319.9.2设置“Throttle&Manifold”子系统属性73419.9.3设置“Intake”子系统属性73519.9.4设置“Compression”子系统属性73619.9.5设置“Combustion”子系统属性73719.9.6设置“DragTorque”子系统属性73719.9.7设置“VehicleDynamics”子系统属性73819.9.8设置“valvetiming”子系统属性73819.9.9运行仿真系统73919.10小结740第20章S函数和仿真结果分析74120.1S函数74120.1.1S函数概述74120.1.2S函数的运行机理74220.1.3S函数模板74220.1.4添加S函数模块74520.1.5添加S函数程序代码74720.1.6运行仿真74920.2振荡运行系统——S函数综合实例75020.2.1添加系统模块75020.2.2添加S函数的程序代码75220.2.3添加子系统模块75420.2.4运行仿真系统75720.3分析仿真结果75820.3.1分析Simulink模型的特征75820.3.2使用Sim命令76020.3.3使用Simset命令76120.3.4模型的线性化76420.3.5系统平衡点分析76620.4交替执行系统——综合实例176820.4.1添加系统模块76820.4.2设置系统模块的属性76920.4.3添加“Enabled”子系统77220.4.4运行仿真系统77520.5雷达轨迹分析——综合实例277620.5.1系统模块简介77620.5.2添加系统模块77620.5.3添加“Cross-AxisAccelerationModel”子系统77920.5.4添加“CartesiantoPolar”子系统77920.5.5添加“RadarKalmanFilter”子系统78120.5.6添加程序代码78320.5.7运行仿真系统78520.6小结786第7部分高级应用篇787第21章文件I/O78821.1处理文件名称78821.2打开和关闭文件79021.2.1打开文件79021.2.2关闭文件79221.3处理二进制文件79321.3.1读取M文件79321.3.2读取TXT文件79621.3.3写入二进制文件79821.4处理文本文件79921.4.1读取文本文件79921.4.2使用csvwrite命令读入文本文件80421.4.3使用dlmwrite命令读入文本文件80521.5处理图像80621.6小结810第22章MATLAB编译器81122.1编译器概述81122.1.1编译器的功能81122.1.2Complier4.0的性能改进81222.2编译器的安装和配置81222.2.1前提准备81222.2.2配置编译器81322.3编译过程81822.3.1安装MCR81822.3.2代码的编译过程81922.4编译命令82022.4.1编译命令的格式和选项82022.4.2处理脚本文件82122.5创建独立运行的程序82322.5.1编译M文件82322.5.2编译M和C的混合文件82622.5.3编译包含绘图命令的M文件82822.6小结833第23章应用程序接口83423.1C语言MEX文件83423.1.1MEX文件的数据83423.1.2MEX文件的结构83523.1.3MEX文件的实例83823.2MAT文件84223.2.1使用C语言创建MAT文件84323.2.2使用Fortran语言创建MAT文件84623.3MATLAB引擎技术84923.3.1引擎技术概念85023.3.2引擎技术应用85023.4Java接口85423.4.1Java接口85423.4.2Java接口应用86023.5小结865第8部分用户工具箱篇867第24章图形图像工具箱86824.1MATLAB中的图像86824.1.1图像类型86824.1.2多帧图像87024.1.3读取图像文件87124.1.4查看图像文件信息87324.2显示图像87524.2.1默认显示方式87524.2.2添加颜色条87524.2.3显示多帧图像87624.2.4显示动画87724.2.5三维材质图像87824.3图像的几何运算87924.3.1缩放图像87924.3.2旋转图像88124.3.3裁剪图像88324.4图像的灰度变换88424.4.1图像的直方图88424.4.2灰度变换88624.4.3均衡直方图88824.5图像的滤波88924.6分析图像89224.6.1分析图像的像素信息89224.6.2分析图像的灰度信息89324.6.3绘制等高图89424.7小结895第25章信号工具箱89625.1产生信号89625.1.1周期方波和锯齿波89625.1.2周期Sinc波89725.1.3高斯调幅正弦波89825.1.4调频信号89925.1.5高斯分布随机序列90025.2随机信号处理90125.2.1随机信号的互相关函数90125.2.2随机信号的互协方差函数90225.2.3谱分析——psd函数90325.2.4谱分析——pwelch函数90525.3模拟滤波器设计90625.3.1巴特沃斯滤波器90625.3.2切比雪夫I型滤波器90725.3.3切比雪夫Ⅱ型滤波器90825.4IIR数字滤波器设计90925.4.1巴特沃斯数字滤波器设计91025.4.2切比雪夫I型数字滤波器设计91125.4.3切比雪夫II型数字滤波器设计91325.5小结914附录AMATLAB常用函数检索表915
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开播时间:09月02日 10:30