MATLAB基础教程(第2版)

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薛山 著
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店铺: 响水新华书店图书专营店
出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302399070
商品编码:26913162420
包装:平装
开本:16

具体描述

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《MATLAB科学计算与工程应用实战》 一、 内容概述 《MATLAB科学计算与工程应用实战》是一本旨在系统介绍MATLAB在科学计算和工程领域实际应用的书籍。本书并非从基础概念入手,而是直接聚焦于MATLAB强大的计算能力如何解决实际问题,以及如何利用其丰富的工具箱进行高效的工程开发。全书内容紧密围绕“实战”展开,通过大量精心设计的案例,带领读者深入理解MATLAB在信号处理、图像处理、数据分析、控制系统设计、数值模拟等多个关键工程领域的应用流程和技巧。 本书的独特性在于,它假设读者已经具备一定的MATLAB基础编程知识,或者能够快速掌握基本的语法和操作。因此,本书不会花费大量篇幅解释循环、条件语句、函数定义等基础知识,而是直接将重心放在如何运用这些基础知识结合MATLAB特有的函数和工具箱来解决工程难题。本书的编排逻辑是从具体工程应用场景出发,逐步引出所需的MATLAB知识点和函数,强调“学以致用”的学习理念。 二、 目标读者 本书适合以下读者群体: 高校理工科学生: 特别是高年级本科生和研究生,在进行课程设计、毕业设计、科研项目时,需要运用MATLAB进行数据分析、模型仿真和结果可视化。 工程技术人员: 在实际工作中需要使用MATLAB进行工程计算、算法开发、系统仿真、数据处理和优化的工程师,如电子工程师、通信工程师、机械工程师、控制工程师、软件工程师等。 科研人员: 需要通过数值计算、数据建模和仿真来验证理论、探索未知领域的科研工作者。 对MATLAB工程应用感兴趣的自学者: 希望快速掌握MATLAB在特定工程领域应用技巧的学习者。 三、 内容亮点与特点 1. “脱离基础,直击痛点”的编排思路: 不同于大多数MATLAB入门书籍,《MATLAB科学计算与工程应用实战》直接切入工程应用的核心。跳过枯燥的基础语法讲解,将读者置于具体的工程问题情境中,通过解决实际问题来学习和巩固MATLAB的各项功能,大大提升学习效率和兴趣。 2. 海量真实工程案例驱动: 本书最大的亮点在于其丰富的、贴近实际工程需求的案例。从经典的信号去噪、图像增强,到复杂的控制系统设计、多物理场仿真,再到大数据分析中的统计建模,每个章节都围绕一个或多个典型的工程问题展开。通过分析问题、选择合适的MATLAB工具、编写代码实现、解释结果,形成完整的工程应用链条。 3. 聚焦热门工程应用领域: 本书精选了当前工程领域最热门、应用最广泛的几个方向进行深入讲解: 信号处理: 包括信号的生成、分析(频谱分析、滤波)、去噪、调制解调等。 图像处理: 涵盖图像的读写、增强、滤波、分割、特征提取、形态学操作等。 数据分析与可视化: 讲解数据导入、清洗、统计分析、回归、聚类、降维,以及利用MATLAB强大的绘图功能进行多维度数据可视化。 控制系统设计与仿真: 重点介绍LTI系统建模、控制器设计(PID、状态空间)、系统稳定性分析、仿真和性能评估。 数值计算与优化: 探讨数值积分、微分方程求解、线性代数运算、非线性方程求解以及各种优化算法的应用。 机器学习基础(面向工程应用): 介绍监督学习和无监督学习在工程预测、分类和模式识别中的基本应用。 4. 深入剖析MATLAB工具箱的实战用法: 本书不对MATLAB的各个工具箱进行泛泛的介绍,而是重点挖掘其在特定工程应用场景下的核心函数和高级用法。例如,在信号处理部分,会详细讲解`fft`、`ifft`、`filter`、`designfilt`等函数;在图像处理部分,则会侧重`imread`、`imshow`、`imfilter`、`rgb2gray`、`regionprops`等函数;在控制系统部分,则会深入`tf`、`ss`、`pid`、`rlocus`、`step`等函数的应用。 5. 强调“代码即语言”的编程思想: 本书提供的代码示例清晰、结构化,并配有详细的注释,旨在展示如何在实际工程中组织和编写高效、可读性强的MATLAB代码。读者可以通过模仿和修改这些代码,快速掌握工程代码的编写规范和技巧。 6. 注重结果分析与解读: 编写代码只是第一步,更重要的是如何解读MATLAB输出的结果,并将其与工程实际相结合。《MATLAB科学计算与工程应用实战》在每个案例的最后,都会花大力气进行结果分析和讨论,帮助读者理解仿真结果的物理意义,评估方法的有效性,并从中学习到解决工程问题的思路和方法。 7. 适度的理论回顾与概念引入: 虽然本书不以基础理论为主,但在讲解具体案例时,会适时地回顾相关的工程理论概念,或者简要介绍需要用到的数学原理,帮助读者理解MATLAB函数和算法背后的逻辑。这种“理论服务于应用”的模式,使得读者在解决问题的同时,也能加深对工程原理的理解。 四、 章节结构示例(非全部章节) 第一部分:MATLAB在信号处理中的高级应用 第二章:复杂信号的滤波与降噪技术 2.1 噪声信号的建模与仿真 2.2 常用滤波器设计(FIR, IIR)及其原理简介 2.3 基于`designfilt`和`filter`的自适应滤波算法 2.4 谱减法在音频降噪中的应用 2.5 案例分析:从含有高斯白噪声的音频信号中恢复原始语音 第三章:通信信号的调制与解调仿真 3.1 AM, FM, PSK, QAM等调制方式的MATLAB实现 3.2 瑞利衰落信道模型及其仿真 3.3 最佳接收和匹配滤波器的设计 3.4 误码率(BER)的计算与分析 3.5 案例分析:基于MATLAB仿真OFDM信号传输系统 第二部分:MATLAB在图像与视觉领域的探索 第五章:医学影像分析与处理实战 5.1 DICOM图像的读取、显示与伪彩处理 5.2 图像分割技术(阈值分割、区域生长)在病灶检测中的应用 5.3 形态学操作(膨胀、腐蚀、开闭运算)用于特征提取 5.4 图像配准技术简介与应用 5.5 案例分析:利用MATLAB对CT扫描图像进行病灶区域提取与量化 第六章:机器视觉基础与目标跟踪 6.1 特征点检测与描述(SIFT, SURF, ORB) 6.2 光流法在运动估计中的应用 6.3 基于模板匹配和卡尔曼滤波的目标跟踪 6.4 案例分析:使用MATLAB实现视频中的运动目标检测与跟踪 第三部分:MATLAB驱动的工程系统设计与仿真 第八章:现代控制系统设计与鲁棒性分析 8.1 状态空间模型与传递函数模型的相互转换 8.2 PID控制器参数整定与仿真优化 8.3 H-无穷控制与LMI方法简介 8.4 系统稳定性(Nyquist, Bode, Root Locus)和可控性/可观性分析 8.5 案例分析:设计并仿真高动态性能的伺服系统控制器 第九章:多物理场耦合仿真与数值模型构建 9.1 有限元方法(FEM)在MATLAB中的应用基础 9.2 耦合场问题的建模思路与求解策略 9.3 案例分析:建立简单的电磁-热耦合模型并进行仿真 第四部分:数据驱动的工程洞察 第十二章:面向工程应用的统计建模与预测 12.1 多元线性回归与非线性回归在工程参数拟合中的应用 12.2 时间序列分析与预测(ARIMA模型) 12.3 聚类分析在数据分组与模式识别中的应用 12.4 案例分析:利用历史数据预测设备故障概率 五、 总结 《MATLAB科学计算与工程应用实战》提供了一条不同于传统入门书籍的学习路径。它以解决实际工程问题为导向,通过大量具体的、高价值的案例,带领读者快速掌握MATLAB在信号处理、图像处理、控制系统、数据分析等核心工程领域的强大应用能力。本书强调实践操作,注重结果解读,旨在帮助读者成为一名能够熟练运用MATLAB解决复杂工程挑战的工程师或科研人员。本书将是您深入理解和掌握MATLAB工程应用技术的宝贵参考。

用户评价

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《MATLAB基础教程(第2版)》在整体内容组织上,给我一种“麻雀虽小,五脏俱全”的感觉。它并没有试图囊括MATLAB的所有功能,而是聚焦于最核心、最常用的部分,这对于初学者来说非常友好。我特别注意到书中关于“图形用户界面(GUI)设计”的介绍,虽然这部分内容我还没有深入学习,但它让我看到了MATLAB不仅仅是一个数值计算工具,还能用于开发交互式的应用程序,这让我感到非常惊喜。书中的一些进阶概念,如“文件I/O操作”和“一些常用工具箱的初步介绍”,虽然对我来说还有些难度,但其简洁的阐述方式,让我对其有了初步的认识,并且对未来的学习方向有了大致的规划。我理解,一本好的教材,应该能够激发读者的求知欲,并引导他们找到继续深入学习的动力,而这本书显然做到了这一点。我感觉我正在搭建一个坚实的基础,未来可以根据自己的需求,去探索更专业的领域。

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这本《MATLAB基础教程(第2版)》给我留下了深刻的印象,虽然我还没有深入到每一个细节,但从其整体架构和初步的学习体验来看,它显然是一本精心打磨的教材。最让我感到欣慰的是,它并没有一上来就抛出大量晦涩难懂的理论,而是循序渐进,从最基本的操作讲起,比如如何打开MATLAB软件、如何输入简单的命令、如何创建变量等等。这种“接地气”的讲解方式,极大地降低了初学者对编程的畏惧感。我尤其喜欢它在讲解过程中穿插的各种小例子,这些例子都非常贴近实际的应用场景,比如绘制简单的函数曲线、进行一些基础的数学运算等等。通过这些小例子,我能够快速地将学到的知识点与实际应用联系起来,从而加深理解。而且,书中的代码示例都清晰易懂,注释也十分到位,这让我能够轻松地模仿和实践。我感觉自己仿佛有一个耐心且经验丰富的老师在旁边指导,一步步地引领我进入MATLAB的世界。即使是对于完全没有编程背景的人来说,也能够通过这本书建立起对MATLAB的基本认知和操作信心。我非常期待能继续深入学习,探索MATLAB更强大的功能。

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我最近刚入手了《MATLAB基础教程(第2版)》,初步翻阅下来,感觉这本书的定位非常准确,尤其是对于那些希望快速掌握MATLAB核心技能的人来说,它提供了一条高效的学习路径。我特别欣赏它在章节安排上的逻辑性,从最基础的数值计算和数组操作,到更复杂的函数编写、图形绘制,再到数据分析和可视化,每个部分都衔接得很自然,没有跳跃感。书中的一些概念讲解,虽然我还没有完全消化,但其表述方式清晰明了,避免了过于学术化的语言,使得即使是初次接触MATLAB的用户也能相对容易地理解。例如,它在讲解矩阵运算时,并没有直接给出复杂的公式,而是通过一些直观的例子和图示来帮助理解矩阵乘法、转置等操作的意义,这对于我这样更倾向于直观学习的人来说,非常有帮助。我感觉这本书更像是一本“实践指南”,强调动手操作,鼓励读者边学边练,而不是仅仅停留在理论层面。我已经开始尝试书中提供的一些练习题,虽然有些题目还需要我反复推敲,但每一次成功运行代码,都能带来极大的成就感,也进一步激发了我学习的积极性。

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坦白说,作为一名对MATLAB完全陌生的新手,《MATLAB基础教程(第2版)》无疑是我踏入这个领域的一块基石。我被它内容编排的周全所打动,它不仅仅停留在语法层面的讲解,更注重培养读者的逻辑思维和解决问题的能力。在学习过程中,我发现书中对于一些工程、科学领域中常见的数学问题,都提供了相应的MATLAB解决方案。虽然我目前还无法完全理解这些解决方案背后的原理,但能够看到MATLAB在这些领域的强大应用潜力,这本身就极具吸引力。我尤其看重它对“用户自定义函数”的讲解,虽然这部分内容对我来说还比较抽象,但我能感受到这是掌握MATLAB进行复杂计算的关键。书中的示例代码,都围绕着实际问题展开,而不是孤立的语法练习,这让我觉得学到的东西是有实际价值的。我还在摸索如何将这些函数和工具应用到我自己的学习或工作中,这本书为我指明了一个方向。我期待通过这本书,能够逐渐建立起运用MATLAB解决实际工程问题的能力。

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从一个使用者的角度来看,《MATLAB基础教程(第2版)》提供了一个非常扎实的起点。我并非专业编程人员,但书中对于数学概念和算法在MATLAB中的实现方式的讲解,都力求通俗易懂。我尤其欣赏书中对“数值积分”和“求解微分方程”等内容的介绍,这些内容在很多科学研究和工程计算中都至关重要。虽然我还在尝试理解具体的算法和数学推导,但书中提供的MATLAB代码示例,让我能够快速地将这些理论知识转化为实际的计算过程。它鼓励读者去“玩转”数据,去探索不同参数对结果的影响,这种互动式的学习体验,让我觉得MATLAB的学习过程不再枯燥。我还在思考如何将书中学习到的数据可视化技术,应用到我现有的一些数据分析工作中,这本书为我提供了很多灵感。我相信,通过这本书的学习,我能够逐步提升自己处理和分析数据的能力,并为更复杂的问题奠定基础。

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