MATLAB基础及其应用教程

目录
第1 章 MATLAB 简介
1.1 MATLAB 的发展沿革
1.2 MATLAB 的特点及应用领域
1.3 MATLAB 系统及工具箱
1.4 MATLAB 的安装和启动
1.5 MATLAB 操作界面
1.5.1 命令窗口(Command Window)
1. 命令提示符和语句颜色
2. 语句的重复调用、编辑和重运行
3. 语句行中使用的标点符号
4. 命令窗口中数值的显示格式
5. 数值显示格式的设定方法
6. 命令窗口清屏
1.5.2 历史命令(CommandHistory)窗口
1. 复制、执行历史命令窗口中的命令
2. 清除历史命令窗口中的内容
1.5.3 当前目录(Current Directory)窗口
1.5.4 工作空间(Workspace)窗口
1. 用工作空间结合快捷菜单保存数据
2. 用命令建立数据文件以保存数据
1.5.5 帮助(Help)窗口
1.6 MATLAB 的各种文件
1.7 MATLAB 的搜索路径
1.7.1 搜索路径机制和搜索顺序
1.7.2 设置搜索路径的方法
1. 用菜单和对话框设置搜索路径
2. 用命令设置搜索路径
1.8 MATLAB 窗口操作命令
1.9 小结
1.10 习题
第2 章 MATLAB语言基础
2.1 基本概念
2.1.1 MATLAB 数据类型
2.1.2 常量与变量
2.1.3 标量、向量、矩阵与数组
2.1.4 字符串
2.1.5 运算符
1. 算术运算符
2. 关系运算符
3. 逻辑运算符
4. 运算符的优先级
2.1.6 命令、函数、表达式和语句
2.2 向 量 运 算
2.2.1 向量的生成
1. 直接输入法
2. 冒号表达式法
3. 函数法
2.2.2 向量的加减和数乘运算
2.2.3 向量的点、叉积运算
1. 点积运算
2. 叉积运算
3. 混合积运算
2.3 矩阵运算
2.3.1 矩阵元素的存储次序
2.3.2 矩阵元素的表示及相关操作
1. 元素的下标表示法
2. 矩阵元素的赋值
3. 矩阵元素的删除
2.3.3 矩阵的创建
1. 直接输入法
2. 抽取法
3. 拼接法
4. 函数法
5. 拼接函数和变形函数法
6. 加载法
7. M 文件法
2.3.4 矩阵的代数运算
1. 求矩阵行列式的值
2. 矩阵加减、数乘与乘法
3. 求矩阵的逆矩阵
4. 矩阵的除法
5. 求矩阵的秩
6. 求矩阵的特征值与特征向量
7. 矩阵的乘幂与开方
8. 矩阵的指数与对数
9. 矩阵转置
10. 矩阵的提取与翻转
2.4 数组运算
2.4.1 多维数组元素的存储次序
2.4.2 多维数组的创建
1. 下标赋值法
2. 工具阵函数法
3. 拼接和变形函数法
2.4.3 数组的代数运算
1. 数组的加减、数乘与乘法
2. 数组的除法
3. 数组的乘幂与开方
4. 数组的指数与对数
5. 数组或矩阵的单纯转置
2.4.4 数组的关系与逻辑运算
1. 数组的关系运算
2. 数组的逻辑运算
3. 与逻辑运算相关的函数
2.4.5 数组和矩阵函数的通用形式
2.5 字符串运算
2.5.1 字符串变量与一维字符数组
1. 给字符串变量赋值
2. 一维字符数组的生成
2.5.2 对字符串的多项操作
1. 求字符串长度
2. 字符串与一维数值数组的相互转换
3. 比较字符串
4. 查找字符串
5. 显示字符串
2.5.3 二维字符数组
2.6 小结
2.7 习题
第3 章 MATLAB 数值运算
3.1 多项式
3.1.1 多项式的表达和创建
3.1.2 多项式的四则运算
3.1.3 多项式求值和求根运算
1. 多项式求值
2. 多项式求根
3.1.4 多项式的构造
3.2 插值和拟合
3.2.1 多项式插值和拟合
1．多项式插值函数(interp1)
2．多项式拟合函数polyfit
3.2.2 最小二乘法拟合
3.3 数值微积分
3.3.1 微分和差分
3.3.2 牛顿-科茨系列数值积分公式
1. 矩形法数值积分
2. 梯形法数值积分
3. 辛普森数值积分
4. 科茨数值积分
3.4 线性方程组的数值解
3.4.1 直接法
1. 矩阵相除法
2. 消去法
3.4.2 迭代法
1．Jacobi 迭代法
2．Gauss-Seidel 迭代法
3．SOR(超松弛)迭代法
3.5 稀疏矩阵
3.5.1 稀疏矩阵的建立
1．以sparse 创建稀疏矩阵
2．以spdiags 创建对角稀疏矩阵
3.5.2 稀疏矩阵的存储
3.5.3 用稀疏矩阵求解线性方程组
1．预处理共轭梯度法
2．广义极小残余法
3.6 常微分方程的数值解
3.6.1 欧拉法
3.6.2 龙格-库塔方法
1．二三阶龙格-库塔函数(ode23)
2．四五阶龙格-库塔函数(ode45)
3.7 小结
3.8 习题
第4 章 结构数组与细胞数组
4.1 结构数组
4.1.1 结构数组的创建
1．通过赋值创建结构数组
2．利用struct 函数创建结构数组
4.1.2 结构数组的操作
1. 向结构数组中增加新的域
2. 获取结构数组中的域名
3. 删除结构数组中的域
4. 删除结构数组中的元素
5. 获取结构数组中的域值
6．设置结构数组中的域值
7．结构数组的域排序
8．结构数组及其域的判定
4.2 细胞数组
4.2.1 细胞数组的创建
1．通过赋值创建细胞数组
2．利用函数cell 创建细胞数组
4.2.2 细胞数组的操作
1. 细胞数组的扩充与重组
2. 细胞元素的改写与删除
3. 细胞数组的数据显示
4. 细胞数组的访问
5. 细胞数组和字符型细胞数组的判定
6. 细胞数组与其他数组之间的转换
4.2.3 结构细胞数组
4.3 小结
4.4 习题
第5 章 MATLAB 符号运算
5.1 符号对象及其表达方式
5.1.1 符号常量和变量
1. 定义符号常量
2. 定义符号变量
5.1.2 符号表达式
5.1.3 符号矩阵
5.2 符号算术运算
5.2.1 符号对象的加减
5.2.2 符号对象的乘除
5.3 独立变量与表达式化简
5.3.1 表达式中的独立变量
5.3.2 表达式化简
1. 合并同类项(collect)
2. 多项式展开(expand)
3. 因式分解(factor)
4. 一般化简(simplify)
5. 不定化简(simple)
6. 通分(numden)
7. 书写格式美化(pretty)
5.4 符号微积分运算
5.4.1 符号极限
5.4.2 符号微分
5.4.3 符号积分
5.4.4 符号Taylor 级数展开
5.5 符号积分变换
5.5.1 傅里叶变换及其反变换
1．傅里叶变换
2．傅里叶反变换
5.5.2 拉普拉斯变换及其反变换
1．拉普拉斯变换
2．拉普拉斯反变换
5.5.3 Z 变换及其反变换
1．Z 变换
2．Z 反变换
5.6 方程的解析解
5.6.1 线性方程组的解析解
5.6.2 非线性方程(组)的解析解
5.6.3 常微分方程(组)的解析解
5.7 小结
5.8 习题
第6 章 MATLAB 程序设计
6.1 M 文件
6.1.1 局部变量与全局变量
6.1.2 M 文件的编辑与运行
6.1.3 脚本文件
6.1.4 函数文件
6.1.5 函数调用
6.2 MATLAB的程序控制结构
6.2.1 循环结构
1. for 循环
2. while 循环
6.2.2 选择结构
1. if 语句
2. switch 语句
3. try 语句
6.2.3 程序流的控制
6.3 数据的输入与输出
6.3.1 键盘输入语句(input)
6.3.2 屏幕输出语句(disp)
6.3.3 M 数据文件的存储/加载(save / load)
6.3.4 格式化文本文件的存储/读取(fprintf / fscanf)
6.3.5 二进制数据文件的存储/读取(fwrite/ fread)
6.3.6 数据文件行存储/读取(fgetl / fgets)
6.4 MATLAB 文件操作
1．fopen 语句
2. fclose 语句
6.5 面向对象编程
6.5.1 面向对象程序设计的基本方法
1. 创建类目录
2. 建立类的数据结构
3. 创建类的基本方法
4. 重载运算
5. 面向对象的函数
6.5.2 面向对象的程序设计实例
6.6 MATLAB 程序优化
6.7 程序调试
6.8 小结
6.9 习题
第7 章 MATLAB 数据可视化
7.1 二维图形
7.1.1 MATLAB 的图形窗口
1．创建图形窗口
2. 关闭与清除图形窗口
7.1.2 基本二维图形绘制
7.1.3 其他类型的二维图
7.1.4 色彩和线型
7.1.5 坐标轴及标注
7.1.6 子图
7.2 三维图形
7.2.1 三维曲线图
7.2.2 三维曲面图
1．可用函数surf、surfc 来绘制三维曲面图
2．标准三维曲面
7.2.3 视角控制
7.2.4 其他图形函数
7.3 图像
7.3.1 图像的类别和显示
1. 图像的类别
2. 图像的显示
7.3.2 图像的读写
7.4 函数绘图
7.4.1 一元函数绘图
7.4.2 二元函数绘图
1. 函数ezmesh
2. 用函数meshgrid 获得矩阵z
7.5 小结
7.6 习题
第8 章 交互式仿真集成环境
8.1 SIMULINK 简介
8.1.1 SIMULINK 特点
8.1.2 SIMULINK 的工作环境
1. MATLAB 环境中启动SIMULINK 的方法
2. 打开SIMULINK 模型窗口的方法
8.1.3 SIMULINK 仿真基本步骤
8.2 模型的创建
8.2.1 模型概念和文件操作
8.2.2 模块操作
8.2.3 信号线操作
8.2.4 对模型的注释
8.2.5 常用的Source 信源
8.2.6 常用的Sink 信宿
8.2.7 仿真的配置
8.2.8 启动仿真
8.3 SIMULINK 仿真实例
8.4 小结
8.5 习题
附录 MATLAB 上机实验
实验一 熟悉MATLAB 工作环境
实验二 MATLAB 语言基础
实验三 MATLAB 数值运算
实验四 MATLAB 符号运算
实验五 MATLAB 程序设计
实验六 MATLAB 数据可视化
实验七 SIMULINK 仿真集成环境