MATLAB R2018a从入门到精通
MATLAB R2018a从入门到精通
作者:温欣研、刘浩
定价:99元
印次:1-1
ISBN:9787302521730
出版日期:2019.04.01
印刷日期:2019.02.26
定价:99元
印次:1-1
ISBN:9787302521730
出版日期:2019.04.01
印刷日期:2019.02.26
出版社:清华大学出版社
本书是针对MATLAB R2018a最新版本进行编写的。书中讲述的内容是使用MATLAB进行科学研究、系统仿真、数据分析与处理的必备知识。通过全面学习本书,读者可以获得使用MATLAB进行数学计算、数据分析及处理的相关技能,并能快速掌握使用MATLAB进行工作的基本方法。全书可分为5篇,共20章:基础知识部分包括MATLAB概述、MATLAB基础、数据输入输出基础、编程基础和可视化基础;数学基础部分包括数组与矩阵操作、数学函式运算和符号数学计算;数据分析部分包括多项式分析、数值运算、最佳化和机率统计;拓展知识部分包括句柄图形、GUI编程、Simulink基础、编译器和应用程式接口;MATLAB套用部分包括信号处理套用、图像处理套用、小波分析套用和偏微分方程套用等内容。
目 录
第一篇 基础知识
第1章 MATLAB概述 3
1.1 工作环境 3
1.1.1 系统组成 3
1.1.2 工作视窗 4
1.1.3 套用简介 8
1.2 档案管理 8
1.2.1 目录结构 8
1.2.2 当前资料夹浏览器 9
1.2.3 路径搜寻 9
1.3 帮助系统 11
1.3.1 文本帮助 11
1.3.2 演示帮助 12
1.3.3 帮助导航视窗 13
1.4 MATLAB使用初步 15
1.5 本章小结 15
第2章 MATLAB基础 16
2.1 数据类型 16
2.1.1 数值类型 16
2.1.2 字元与字元串 21
2.1.3 结构 21
2.1.4 单元数组 24
2.1.5 函式句柄 26
2.1.6 映射容器 27
2.1.7 数据类型识别与转换 31
2.2 运算符与运算 32
2.2.1 算术运算符 32
2.2.2 关係运算符 32
2.2.3 逻辑运算符 33
2.2.4 运算优先权 34
2.3 字元串处理 35
2.3.1 字元串构造 35
2.3.2 字元串比较 36
2.3.3 查找与替换 36
2.3.4 字元串类型转换 37
2.4 矩阵基础 37
2.4.1 有关概念 38
2.4.2 创建矩阵 38
2.4.3 改变矩阵结构 40
2.4.4 矩阵下标 41
2.4.5 矩阵信息 42
2.5 本章小结 45
第3章数据输入输出基础 46
3.1打开与关闭档案 46
3.1.1打开档案 46
3.1.2关闭档案 48
3.2读写二进制档案 49
3.2.1写二进制档案 49
3.2.2读二进制档案 49
3.3读写文本档案 51
3.3.1写文本档案 51
3.3.2读文本档案 52
3.4读写位置控制 53
3.5导入数据 54
3.5.1使用嚮导导入数据 54
3.5.2使用命令导入数据 55
3.6本章小结 56
第4章编程基础 57
4.1变数与语句 57
4.1.1变数命名 57
4.1.2变数类型 58
4.1.3特殊变数 58
4.1.4关键字 59
4.1.5语句构成 59
4.2程式控制 60
4.2.1顺序结构 60
4.2.2分支结构 60
4.2.3循环结构 64
4.2.4其他常用控制命令 66
4.3M档案与脚本 68
4.3.1M档案 68
4.3.2脚本 69
4.4函式 69
4.4.1M档案函式 69
4.4.2匿名函式 71
4.4.3子函式 72
4.4.4私有函式 73
4.4.5重载函式 73
4.4.6内联函式 73
4.4.7eval、feval函式 74
4.4.8函式的函式 75
4.4.9内嵌函式 75
4.4.10函式编写建议 75
4.5M档案变数检测 76
4.5.1输入输出变数检测 76
4.5.2可变数量输入输出 76
4.6程式调试 77
4.6.1直接调试 77
4.6.2工具调试 78
4.7本章小结 78
第5章可视化基础 79
5.1图形绘製对象 79
5.2二维图形 79
5.2.1plot命令 79
5.2.2图形叠绘 83
5.2.3子图绘製 84
5.2.4互动绘图 86
5.2.5双纵坐标图 87
5.2.6特殊坐标绘图 88
5.2.7函式绘图 90
5.3三维图形 92
5.3.1曲线图 92
5.3.2格线图 93
5.3.3曲面图 94
5.4四维图形 95
5.4.1第四维表达 96
5.4.2四维图绘製 96
5.5特殊图形 97
5.5.1饼状图 98
5.5.2直方图 99
5.5.3柱形图 99
5.5.4离散数据点图 101
5.5.5散点图 102
5.5.6向量图 103
5.5.7等值线图 104
5.6图形处理 105
5.6.1图形输出 105
5.6.2图形细化 106
5.6.3坐标轴控制 111
5.6.4视角与透视 112
5.7绘图视窗 113
5.7.1创建绘图视窗 114
5.7.2绘图视窗工具列 114
5.8本章小结 115
第二篇数学基础
第6章数组与矩阵操作 117
6.1数组运算 117
6.1.1创建与访问数组 117
6.1.2数组运算 120
6.2矩阵操作 124
6.2.1创建矩阵 124
6.2.2改变矩阵结构 129
6.3矩阵元素运算 131
6.3.1矩阵四则运算 131
6.3.2矩阵元素幂运算 134
6.3.3矩阵元素查找与排序 134
6.3.4矩阵元素求和、求积与
求差分 135
6.4矩阵运算 138
6.4.1矩阵分析 138
6.4.2矩阵分解 142
6.4.3特徵值与特徵向量 145
6.4.4矩阵函式运算 145
6.5稀疏矩阵 148
6.5.1稀疏矩阵存储方式 148
6.5.2创建稀疏矩阵 148
6.5.3稀疏矩阵运算 150
6.6本章小结 150
第7章数学函式运算 151
7.1初等函式运算 151
7.1.1三角函式 151
7.1.2指数与对数函式 153
7.1.3複数函式 154
7.1.4截断和求余函式 155
7.1.5离散数学函式 156
7.1.6基本数据分析函式 157
7.1.7多项式函式 159
7.2特殊函式运算 160
7.2.1特殊函式 160
7.2.2坐标变换函式 161
7.3本章小结 162
第8章符号计算 163
8.1符号计算概述 163
8.2符号变数与表达式 164
8.2.1符号对象 165
8.2.2符号计算运算符与函式 167
8.2.3符号对象识别 171
8.2.4符号变数 172
8.2.5符号表达式显示 173
8.2.6表达式项操作 173
8.2.7符号数值和精度 177
8.3符号函式 178
8.3.1複合函式操作 179
8.3.2反函式运算 179
8.4符号微积分 180
8.4.1符号表达式的极限 180
8.4.2符号表达式的导数 181
8.4.3符号表达式的积分 182
8.4.4符号表达式的级数求和/积 182
8.4.5符号表达式的泰勒级数 183
8.5符号积分变换 185
8.5.1Fourier变换 185
8.5.2Laplace变换 185
8.5.3Z变换 186
8.6符号矩阵计算 187
8.6.1算术运算 187
8.6.2线性代数运算 187
8.6.3特徵值分解 188
8.7符号方程求解 188
8.7.1代数方程求解 189
8.7.2微分方程求解 191
8.8符号计算界面 192
8.8.1funtool分析界面 192
8.8.2taylortool分析界面 194
8.9本章小结 195
第三篇数据分析
第9章多项式分析 197
9.1多项式及函式 197
9.1.1多项式及其函式 197
9.1.2多项式计算 197
9.1.3多项式方程求根 198
9.1.4多项式四则运算 198
9.1.5多项式微积分 200
9.1.6有理多项式展开 201
9.2极限 202
9.3本章小结 202
第10章数值运算 203
10.1解线性方程组 203
10.1.1线性法 203
10.1.2叠代法 205
10.2插值与拟合 206
10.2.1插值 206
10.2.2曲线拟合 212
10.3数值微积分 213
10.3.1一元数值积分 214
10.3.2多重数值积分 215
10.3.3数值微分 216
10.4常微分方程 217
10.5本章小结 218
第11章最佳化 219
11.1最佳化问题求解过程 219
11.1.1选择求解器 219
11.1.2设定变数 220
11.1.3写目标函式 220
11.1.4写约束条件 222
11.1.5设定求解器参数 222
11.1.6求解并检查结果 223
11.1.7改善最佳化结果 224
11.2线性规划 224
11.3二进制整数规划 228
11.4二次规划 229
11.5非线性规划 230
11.5.1无约束最佳化 230
11.5.2约束最佳化 233
11.6多目标规划 236
11.6.1多目标规划函式 236
11.6.2最大最小化问题 237
11.7最小二乘问题 239
11.7.1线性最小二乘问题 239
11.7.2非线性最小二乘问题 241
11.8GUI工具 242
11.9本章小结 243
第12章机率统计 244
12.1统计量操作 244
12.1.1产生随机数 244
12.1.2抽样 247
12.2数据统计分析 249
12.2.1特徵统计量 249
12.2.2统计图表 252
12.3机率分布与计算 257
12.3.1机率密度计算 258
12.3.2机率分布计算 260
12.4本章小结 262
第四篇拓展知识
第13章句柄图形 264
13.1句柄图形对象系统 264
13.1.1句柄图形对象组织 264
13.1.2句柄图形对象简介 265
13.2句柄图形对象操作 266
13.2.1创建与保存 266
13.2.2访问、複製和删除 267
13.2.3图形输出控制 269
13.3属性设定 274
13.3.1通用对象属性 274
13.3.2属性设定函式 275
13.3.3默认属性设定 276
13.4Figure对象 278
13.4.1Figure对象简介 278
13.4.2Figure对象操作 279
13.5Axes对象 280
13.5.1Axes对象简介 280
13.5.2Axes对象操作 280
13.6Core对象 287
13.7Plot对象 289
13.7.1创建Plot对象 289
13.7.2连线变数 290
13.8Group对象 291
13.8.1创建Group对象 291
13.8.2对象变换 291
13.9Annotation对象 293
13.10本章小结 293
第14章GUI编程 294
14.1GUI基础 294
14.1.1GUI介绍 294
14.1.2创建GUI 295
14.1.3回调函式 297
14.2GUI控制项 298
14.2.1GUI控制项类型 298
14.2.2创建GUI控制项 299
14.3GUI选单和工具列 302
14.3.1GUI选单 302
14.3.2GUI工具列 305
14.4对话框 306
14.4.1创建函式 306
14.4.2创建方法 306
14.5布局 309
14.5.1布局函式 309
14.5.2布局方式 309
14.6GUI行为控制编程 313
14.6.1回调与中断 314
14.6.2数据管理 315
14.7GUI实例 315
14.8GUI设计 321
14.9本章小结 324
第15章Simulink基础 325
15.1概述 325
15.1.1基本概念 325
15.1.2工作环境 326
15.1.3Simulink数据类型 329
15.1.4模组和模组库 329
15.1.5Simulink常用工具 334
15.2Simulink模型 334
15.2.1模组基本操作 335
15.2.2设定输出提示 338
15.2.3模型和模型档案 339
15.2.4保存系统模型 342
15.2.5列印模型框图及生成
报告 343
15.3子系统 346
15.3.1子系统介绍 346
15.3.2高级子系统技术 348
15.4运行仿真 358
15.4.1启动仿真过程 358
15.4.2仿真过程诊断 359
15.4.3仿真配置 359
15.4.4仿真的设定 361
15.5调试 364
15.5.1模型调试 364
15.5.2调试器控制 367
15.5.3设定断点 370
15.6S函式 373
15.6.1S函式概述 373
15.6.2M档案S函式 376
15.7PID控制的Simulink系统仿真
实例 379
15.8本章小结 382
第16章MATLAB编译器与接口 383
16.1编译器安装与配置 383
16.1.1编译器介绍与安装 383
16.1.2编译器配置 384
16.2编译过程 384
16.2.1MCR安装 384
16.2.2MCR编译过程 385
16.3编译生成独立程式 385
16.3.1编译命令mcc 385
16.3.2编译独立程式 386
16.4接口概述 389
16.4.1MEX档案 389
16.4.2MAT档案 389
16.4.3计算引擎 390
16.5基于C/C++的MEX档案 390
16.5.1MEX档案结构 390
16.5.2创建C/C++MEX档案 391
16.5.3调试C/C++MEX档案 395
16.6本章小结 396
第五篇MATLAB套用
第17章信号处理套用 398
17.1信号处理基础 398
17.1.1连续信号 398
17.1.2离散信号 399
17.1.3波形发生函式 402
17.1.4信号基本运算 408
17.2统计信号处理 411
17.2.1相关性与协方差 411
17.2.2频谱分析 412
17.2.3窗函式 413
17.2.4经典谱估计 416
17.2.5现代谱估计 418
17.2.6时频分析 419
17.2.7特殊变换 420
17.2.8重採样 424
17.3IIR滤波器 425
17.3.1经典法IIR滤波器设计 425
17.3.2直接法IIR滤波器设计 431
17.4FIR滤波器 432
17.4.1窗函式法 432
17.4.2约束最小二乘法 433
17.4.3其他FIR滤波器设计
方法 434
17.5参数建模 435
17.5.1时域建模 435
17.5.2频域建模 437
17.6GUI工具 438
17.6.1信号综合处理工具 438
17.6.2波形查看器 439
17.6.3谱分析查看器 439
17.6.4滤波器可视化工具 440
17.6.5滤波器设计与分析工具 440
17.6.6滤波处理工具 441
17.7本章小结 442
第18章图像处理套用 443
18.1图像处理基础 443
18.1.1图像表达 443
18.1.2图像类型与档案 444
18.1.3图像数据读写 451
18.2图像显示 452
18.2.1标準图像显示技术 452
18.2.2特殊图像显示技术 453
18.3图像运算 456
18.3.1代数运算 456
18.3.2空间变换 458
18.4图像变换 461
18.4.1二维傅立叶变换 461
18.4.2离散余弦变换 462
18.4.3其他变换 463
18.5图像分析与增强 464
18.5.1像素分析 464
18.5.2图像分析 468
18.5.3图像调整 472
18.5.4图像平滑 475
18.6图像区域处理 477
18.6.1区域设定 477
18.6.2区域滤波 478
18.6.3区域填充 479
18.7图像颜色处理 480
18.7.1显示颜色位数 480
18.7.2减少颜色 480
18.7.3转换颜色 481
18.8图像的数学形态学运算 482
18.8.1膨胀处理 482
18.8.2腐蚀处理 483
18.8.3图像的开运算 484
18.8.4图像的闭运算 484
18.9本章小结 485
第19章小波分析套用 486
19.1小波分析基础 486
19.1.1小波变换 486
19.1.2常用小波基函式 487
19.2连续小波分析 490
19.2.1连续小波变换 490
19.2.2GUI连续小波变换 491
19.3一维离散小波分析 492
19.3.1一维离散小波变换与
重构 493
19.3.2GUI一维离散小波分析 496
19.4二维离散小波分析 497
19.4.1二维离散小波变换与
重构 497
19.4.2GUI二维离散小波分析 500
19.5去噪与压缩 501
19.5.1小波去噪与压缩 501
19.5.2GUI小波去噪与压缩 504
19.6本章小结 506
第20章偏微分方程套用 507
20.1PDE套用GUI 507
20.2PDE求解设定 508
20.2.1PDE求解过程 508
20.2.22D几何构型 509
20.2.3划分格线 510
20.3PDE求解 511
20.3.1方程类型介绍 512
20.3.2PDE求解示例 513
20.4本章小结 518