MATLAB从入门到精通（第2版）

第1章　MATLAB 7.x概述　1
1.1　MATLAB简介　1
1.1.1　MATLAB的发展　1
1.1.2　MATLAB的主要特点　2
1.2　MATLAB 7.x的安装　3
1.3　MATLAB 7.x的运行环境　7
1.3.1　MATLAB 7.x的启动　7
1.3.2　MATLAB 7.x的工作环境　8
1.3.3　命令窗口(Command Window)　9
1.3.4　历史命令(History Command)窗口　11
1.3.5　目录和文件管理　14
1.3.6　搜索路径管理　17
1.3.7　工作空间和数组编辑器　18
1.3.8　工作空间数据的保存　20
1.4　MATLAB 7.x的帮助系统　22
1.4.1　命令行帮助查询　22
1.4.2　演示帮助查看　24
1.4.3　内容帮助浏览　25
1.4.4　索引方式查询帮助文件　26
1.4.5　查询帮助文件　26
1.5　本章小结　27第2章　MATLAB基础知识　28
2.1　MATLAB计算的介绍　28
2.1.1　简单的计算示例　28
2.1.2　基本的数学运算符号　30
2.1.3　命令行中的常用标点　31
2.1.4　命令窗口中的常用操作和编辑命令　31
2.1.5　命令窗口的显示　33
2.2　数值、变量和表达式　35
2.3　数值数据类型　36
2.3.1　整数　36
2.3.2　浮点数　39
2.3.3　整型浮点数间的操作函数　40
2.3.4　复数　41
2.3.5　常见的数学函数　43
2.4　数组　45
2.4.1　一维数组的创建　46
2.4.2　多维数组的创建　48
2.4.3　数组的运算　51
2.4.4　常用的标准数组　53
2.4.5　低维数组的寻址和搜索　54
2.4.6　低维数组的处理函数　58
2.4.7　高维数组的处理和运算　61
2.5　单元数组和结构体　63
2.5.1　单元数组的创建和操作　63
2.5.2　单元数组函数　66
2.5.3　结构体创建　68
2.5.4　结构体函数　69
2.6　字符串　71
2.6.1　字符串创建和简单操作　71
2.6.2　正则表达式搜索字符串　74
2.7　关系和逻辑运算　76
2.7.1　关系运算符　76
2.7.2　逻辑运算符　77
2.7.3　关系和逻辑函数　78
2.8　本章小结　80第3章　矩阵运算　81
3.1　矩阵函数和特殊矩阵　81
3.1.1　常见的矩阵处理函数　81
3.1.2　特殊矩阵　83
3.1.3　稀疏矩阵　83
3.2　矩阵分析　86
3.2.1　范数分析　87
3.2.2　条件数分析　89
3.2.3　矩阵的行列式　90
3.3　线性方程组　92
3.3.1　恰定方程组　92
3.3.2　欠定方程组　94
3.3.3　超定方程组　95
3.4　矩阵分解　96
3.4.1　Cholesky分解　97
3.4.2　不完全Cholesky分解　98
3.4.3　LU分解　100
3.4.4　不完全LU分解　101
3.4.5　QR分解　103
3.4.6　奇异值分解　106
3.5　特征值分析　108
3.5.1　特征值和特征向量　109
3.5.2　稀疏矩阵的特征值和特征向量　111
3.5.3　特征值的条件数　112
3.5.4　特征值的复数问题　113
3.6　本章小结　114第4章　MATLAB 7.x编程基础　115
4.1　M文件编辑器　115
4.1.1　打开M文件编辑器　115
4.1.2　M文件编辑器的设置　117
4.1.3　M文件编辑器的打印属性设置　117
4.2　M脚本文件的编写　118
4.3　流程控制　120
4.3.1　for循环结构　120
4.3.2　while循环结构　121
4.3.3　if判断结构　122
4.3.4　switch分支选择结构　123
4.3.5　try-catch结构　124
4.4　控制命令　126
4.4.1　continue命令　126
4.4.2　break命令　126
4.4.3　return命令　127
4.4.4　input命令　128
4.4.5　keyboard命令　128
4.4.6　error和warning命令　129
4.5　程序的向量化概念　129
4.5.1　程序的向量化　130
4.5.2　向量化和循环结构的对比　131
4.5.3　逻辑数组和向量化　132
4.6　M函数文件　134
4.6.1　函数文件的创建　134
4.6.2　伪码文件　135
4.6.3　输入输出参数　136
4.6.4　任意个数输入输出参数　137
4.6.5　函数句柄和匿名函数　140
4.7　程序的调试和剖析　143
4.7.1　程序调试的常见错误　143
4.7.2　直接调试方法　143
4.7.3　通过工具调试　144
4.7.4　M文件剖析　146
4.8　本章小结　149第5章　数据可视化　150
5.1　图形绘制示例　150
5.2　二维图形绘制　152
5.2.1　plot函数　152
5.2.2　线型、标记和颜色　155
5.2.3　图形坐标轴设置　156
5.2.4　多个图形叠绘及多个图形窗口　159
5.2.5　子图绘制　161
5.2.6　交互式绘图和屏幕刷新　162
5.2.7　plotyy函数绘制双坐标轴　164
5.2.8　easy绘图命令　166
5.3　三维图形绘制　168
5.3.1　曲线图绘制　168
5.3.2　网格图绘制　169
5.3.3　曲面图的绘制　172
5.3.4　绘制等值线图　175
5.4　四维图形可视化　177
5.4.1　slice切片命令　177
5.4.2　其他slice函数　178
5.4.3　等值面图绘制　179
5.5　复数变量图形绘制　182
5.6　特殊图形绘制　183
5.6.1　area区域绘图　184
5.6.2　pie饼图绘制　185
5.6.3　直方图和梯形图　185
5.6.4　矢量分布图绘制　187
5.6.5　误差线图形绘制　188
5.6.6　离散数据绘制　189
5.6.7　伪色彩图绘制　190
5.6.8　极坐标图形绘制　191
5.7　图形的打印输出　192
5.8　本章小结　194第6章　数据分析　195
6.1　数据插值　195
6.1.1　一维插值　195
6.1.2　二维插值　199
6.1.3　样条插值　201
6.2　曲线拟合　203
6.3　图形界面曲线拟合　204
6.3.1　曲线拟合示例　204
6.3.2　拟合残差图形绘制　205
6.3.3　数据预测　207
6.4　傅里叶分析　208
6.4.1　离散傅里叶变换　208
6.4.2　傅里叶变换相关的常用函数　211
6.4.3　傅里叶级数　212
6.4.4　使用FFT进行插值　215
6.5　优化问题　217
6.5.1　非线性无约束优化　217
6.5.2　约束条件下的非线性优化　220
6.5.3　最小最大值的优化问题　221
6.5.4　线性规划求解　223
6.6　常微分方程　224
6.6.1　常微分方程介绍　224
6.6.2　常微分方程求解　225
6.6.3　加权常微分方程　229
6.6.4　延迟微分方程　231
6.6.5　常微分方程的边界问题　232
6.7　函数的零点问题　234
6.7.1　一元函数的零点　234
6.7.2　多元函数的零点　235
6.8　数值积分　236
6.8.1　一元函数的数值积分　237
6.8.2　多重数值积分　238
6.9　概率论和数理统计　239
6.9.1　概率分布　239
6.9.2　数据分布分析　241
6.9.3　假设检验　242
6.10　本章小结　245第7章　符号计算　246
7.1　符号对象和符号表达式　246
7.1.1　符号对象的创建命令　246
7.1.2　符号对象的创建示例　247
7.1.3　符号计算中的运算符和函数　248
7.1.4　符号对象的类别识别命令　248
7.1.5　符号表达式中的变量确定　249
7.1.6　符号精度计算　250
7.2　符号表达式的操作　250
7.3　符号表达式的替换　252
7.4　符号函数的操作　253
7.4.1　反函数操作　253
7.4.2　复合函数操作　254
7.5　符号微积分　255
7.5.1　级数求和　255
7.5.2　符号极限　255
7.5.3　符号微分　256
7.5.4　符号积分　258
7.6　符号积分变换　259
7.6.1　傅里叶变换及其反变换　259
7.6.2　拉普拉斯变换及其反变换　260
7.6.3　Z变换及其反变换　261
7.7　符号代数方程求解　262
7.8　符号微分方程求解　263
7.9　利用Maple进行符号计算　265
7.9.1　Maple函数的使用　265
7.9.2　Maple经典函数的调用　266
7.9.3　Maple库函数的帮助　268
7.10　符号分析可视化　270
7.10.1　funtool分析界面　270
7.10.2　taylortool分析界面　271
7.11　本章小结　272第8章　Simulink仿真系统　273
8.1　Simulink基础知识　273
8.1.1　Simulink的启动　273
8.1.2　Simulink创建仿真示例　274
8.1.3　模块库浏览器　278
8.1.4　Simulink模型窗口　279
8.1.5　模型窗口的菜单栏　280
8.2　Simulink模型操作　283
8.2.1　Simulink模型的原理　283
8.2.2　模块的操作　284
8.2.3　信号线的操作　286
8.3　Simulink信号　287
8.3.1　常见信号　287
8.3.2　复数信号　288
8.3.3　虚拟信号和信号总线　289
8.3.4　创建信号组　291
8.3.5　自定义信号源　294
8.4　常用的Sink模块　295
8.5　Simulink仿真系统的设置　298
8.5.1　解算器(Solver)的设置　299
8.5.2　仿真数据的输入输出设置　300
8.5.3　仿真诊断设置　301
8.6　线性连续系统建模　303
8.6.1　使用积分模块　303
8.6.2　使用积分器求解微分方程　305
8.6.3　传递函数进行仿真　306
8.6.4　状态空间方法进行系统仿真　308
8.7　非线性连续系统建模　309
8.7.1　非线性仿真系统建模简介　309
8.7.2　任意非线性函数的仿真　312
8.8　封装子系统创建和受控执行　315
8.8.1　使用模块组合子系统　315
8.8.2　通过子系统模块创建子系统　316
8.8.3　封装子系统　318
8.8.4　使能控制子系统　320
8.8.5　触发控制子系统　321
8.9　离散时间系统和混合系统　322
8.10　命令方式运行Simulink　324
8.11　本章小结　325第9章　句柄图形　326
9.1　句柄图形体系　326
9.1.1　图形对象　326
9.1.2　句柄对象　327
9.1.3　对象属性　328
9.1.4　图形对象句柄创建示例　328
9.2　图形对象创建　329
9.2.1　创建图形对象　329
9.2.2　访问图形对象句柄　331
9.2.3　使用句柄操作图形对象　333
9.3　图形对象设置　334
9.3.1　用set命令设置属性　334
9.3.2　图形的默认属性　337
9.3.3　句柄图形的通用属性　338
9.4　高级绘图对象　339
9.4.1　Nextplot属性　339
9.4.2　Newplot命令　340
9.4.3　高级绘图命令　340
9.5　坐标轴对象　341
9.5.1　坐标轴的几何属性　342
9.5.2　坐标轴的刻度属性　343
9.5.3　坐标轴的照相机属性　344
9.5.4　坐标轴的尺度、方向属性　346
9.6　本章小结　346第10章　图形用户界面　347
10.1　图形用户界面介绍　347
10.2　图形用户界面控件　349
10.2.1　图形用户界面控件的创建　349
10.2.2　鼠标动作执行　353
10.2.3　事件队列的执行顺序　355
10.2.4　回调函数的编写　355
10.3　对话框对象　360
10.4　界面菜单　364
10.5　编写M文件　368
10.6　图形界面创建工具GUIDE　370
10.6.1　GUIDE的启动　370
10.6.2　创建图形用户界面对象　372
10.6.3　设置组件的属性　375
10.6.4　编写回调函数　377
10.6.5　图形用户界面的执行　379
10.6.6　GUIDE创建的工具　379
10.6.7　创建带UIcontrol控件的图形界面　381
10.6.8　创建带菜单和坐标轴的图形界面　384
10.7　本章小结　388第11章　文件读取I/O　389
11.1　工作空间数据读取　389
11.2　数据文件的导入和导出　391
11.3　底层文件读取I/O　393
11.4　文件名称处理　395
11.5　处理二进制文件　397
11.5.1　读取M文件　397
11.5.2　读取文本文件　399
11.5.3　写入文本文件　401
11.6　处理文本文件　402
11.6.1　使用csvread读取文本文件　402
11.6.2　使用dlmread读入数据　403
11.6.3　使用textread读入文件　405
11.6.4　使用textscan读入数据　407
11.6.5　使用csvwrite输出文本数据　408
11.6.6　使用dlmwrite输出数据　409
11.7　图像文件读入和输出　410
11.7.1　图像文件读入　410
11.7.2　图像文件输出　412
11.8　本章小结　413第12章　MATLAB 7.x的编译器　414
12.1　编译器概述　414
12.2　编译器的安装和配置　415
12.2.1　安装前提　415
12.2.2　编译器的安装　415
12.2.3　配置编译器　415
12.3　编译过程　420
12.3.1　安装MCR　421
12.3.2　MCR编译过程　422
12.4　编译命令　423
12.5　编译生成独立运行程序　425
12.5.1　编译M文件　425
12.5.2　M文件和C文件的混合编译　428
12.5.3　编译图形绘制M文件　430
12.6　调用M文件中的函数接口　434
12.7　编译生成共享库函数　438
12.8　本章小结　446第13章　应用程序接口　447
13.1　C语言MEX文件　447
13.1.1　MEX文件的数据　447
13.1.2　C-MEX文件的调用　448
13.1.3　创建MEX文件　451
13.2　FORTRAN语言的MEX文件　454
13.2.1　FORTRAN-MEX函数的调用　454
13.2.2　MEX函数　456
13.3　MAT文件　458
13.3.1　MAT函数　458
13.3.2　C语言创建MAT文件　459
13.3.3　FORTRAN语言创建MAT文件　462
13.4　MATLAB的引擎技术　465
13.4.1　MATLAB引擎技术简介　466
13.4.2　创建使用引擎技术程序　467
13.5　Java语言接口　471
13.5.1　MATLAB中的Java接口　471
13.5.2　Java接口程序应用　477
13.6　本章小结　484参考文献　486