全书共分为22章,从MATLAB简介开始,详细介绍了数组、矩阵、符号运算、MATLAB绘图、数据分析、微积分方程、MATLAB优化、函数、程序设计、图形用户界面、Simulink仿真系统及其建模应用、工具箱等内容。此外,本书还详细介绍了神经网络、信号处理和图形处理等工具箱的应用; 附录中给出了MATLAB基本命令和Simulink基本模块的介绍,便于读者使用和研究。为了使用户能够地操作MATLAB,本书中示例的命令已记录在M文件及其他相关文件中,读者可以将相关的目录设置为工作目录,直接使用M文件进行操作,以便快速掌握MATLAB的使用方法。
本书是一本全面的MATLAB综合性参考图书。本书深入浅出,实例丰富,内容翔实,既可以作为高等院校理工科的本科生、研究生的教材,也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。
第一部分MATLAB基础知识
第1章MATLAB概述
1.1MATLAB简介
1.2MATLAB的特点及应用领域
1.3MATLAB R2016a的工作环境
1.3.1操作界面
1.3.2命令行窗口
1.3.3命令历史记录窗口
1.3.4输入变量
1.3.5当前文件夹窗口和路径管理
1.3.6搜索路径
1.3.7工作区窗口和数组编辑器
1.3.8变量的编辑命令
1.3.9存取数据文件
1.4MATLAB R2016a的帮助系统
1.4.1纯文本帮助
1.4.2演示帮助
1.4.3帮助导航
1.4.4帮助文件窗口
1.4.5帮助文件索引窗
本章小结
第2章MATLAB基础
2.1基本概念
2.1.1MATLAB数据类型概述
2.1.2整数类型
2.1.3浮点数类型
2.1.4复数
2.1.5无穷量(Inf)和非数值量(NaN)
2.1.6数值类型的显示格式
2.1.7确定数值类型的函数
2.1.8常量与变量
2.1.9标量、向量、矩阵与数组
2.1.10字符串
2.1.11运算符
2.1.12命令、函数、表达式和语句
2.2向量运算
2.2.1向量的生成
2.2.2向量的加减和数乘运算
2.2.3向量的点、叉积运算
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
2.3.3矩阵的创建
2.3.4矩阵的代数运算
2.4字符串运算
2.4.1字符串变量与一维字符数组
2.4.2对字符串的多项操作
2.4.3二维字符数组
本章小结
第3章数组
3.1MATLAB中的数组
3.2数组的创建
3.2.1创建空数组
3.2.2创建一维数组
3.2.3创建二维数组
3.2.4创建三维数组
3.2.5创建低维标准数组
3.2.6创建高维标准数组
3.3数组的属性
3.3.1数组结构
3.3.2数组大小
3.3.3数组维度
3.3.4数组数据类型
3.3.5数组内存的占用
3.4创建特殊数组
3.4.10��1数组
3.4.2对角数组
3.4.3随机数组
3.4.4魔方数组
3.5数组操作
3.5.1数组的保存和装载
3.5.2数组索引和寻址
3.5.3数组的扩展和裁剪
3.5.4数组形状的改变
3.5.5数组运算
3.5.6数组的查找
3.5.7数组的排序
3.5.8高维数组的降维操作
3.6多维数组及其操作
3.6.1多维数组的属性
3.6.2多维数组的操作
3.7关系运算和逻辑运算
3.7.1关系运算
3.7.2逻辑运算
3.7.3常用函数
本章小结
第4章矩阵
4.1矩阵的基本特征参数
4.1.1矩阵的基本参数
4.1.2条件数、矩阵的稳定性
4.1.3特征值和特征向量的基本概念
4.2矩阵的生成
4.2.1实数值矩阵输入
4.2.2复数矩阵输入
4.2.3符号矩阵的生成
4.2.4大矩阵的生成
4.3矩阵运算
4.3.1矩阵分析
4.3.2矩阵特征值和特征向量的计算
4.4矩阵分解
4.4.1Cholesky分解
4.4.2使用Cholesky分解求解方程组
4.4.3不完全Cholesky分解
4.4.4LU分解
4.4.5不完全RU分解
4.4.6QR分解
4.4.7操作QR分解结果
4.4.8奇异值分解
4.5常用的数学函数
4.5.1三角函数
4.5.2指数和对数函数
4.5.3复数函数
4.6稀疏矩阵技术
4.6.1基本稀疏矩阵
4.6.2稀疏矩阵的函数
本章小结
第5章符号运算
5.1符号运算的基本概念
5.1.1符号对象
5.1.2创建符号对象与函数命令
5.1.3符号常量
5.1.4符号变量
5.1.5符号表达式、符号函数与符号方程
5.1.6函数命令findsym()
5.1.7数组、矩阵与符号矩阵
5.2符号运算的基本内容
5.2.1符号变量代换及其函数subs()
5.2.2符号对象转换为数值对象的函数
5.2.3符号表达式的化简
5.2.4符号运算的其他函数
5.2.5两种特定的符号运算函数
5.3符号微积分运算及应用
5.3.1MATLAB符号极限运算
5.3.2符号函数微分运算
5.3.3符号函数积分运算
5.3.4符号卷积
5.3.5符号积分的变换
5.4符号矩阵及其运算
5.4.1符号矩阵的建立与访问
5.4.2符号矩阵的基本运算
5.4.3符号矩阵的化简
5.4.4符号矩阵的微分与积分
5.4.5符号矩阵的Laplace变化
5.5MATLAB符号方程求解
5.5.1符号代数方程求解
5.5.2符号微分方程求解
5.6符号函数图形计算器
5.6.1符号函数图形计算器的界面
5.6.2符号函数图形计算器的输入框操作
5.6.3符号函数图形计算器的按钮操作
本章小结
第二部分MATLAB数据处理
第6章MATLAB二维绘图
6.1数据图像绘制简介
6.1.1离散数据可视化
6.1.2连续函数可视化
6.2二维图形的基本绘图命令
6.2.1二维图形绘制步骤
6.2.2二维图形基本绘图命令plot
6.2.3快速方程式画图(fplot,ezplot)
6.3二维图形的修饰
6.3.1色彩、线型和点型
6.3.2坐标轴的调整
6.3.3刻度和分格线
6.3.4设置坐标框
6.3.5图形标识
6.3.6图案填充
6.4子图绘制法
6.5特殊图形的绘制
6.5.1特殊坐标图形的绘制
6.5.2特殊二维图形的绘制
6.6二维绘图的实际应用
本章小结
第7章MATLAB三维绘图
7.1三维绘图基础
7.1.1三维绘图基本步骤
7.1.2三维绘图基本命令
7.1.3三维坐标标记及图形标记
7.2三维网格曲面
7.2.1绘制三维曲面
7.2.2栅格数据的生成
7.2.3网格曲面的绘制命令
7.2.4隐藏线的显示和关闭
7.3三维阴影曲面的绘制
7.3.1带有等高线的阴影曲面绘制
7.3.2具有光照效果的阴影曲面绘制
7.4三维图形的控制
7.4.1设置视角位置
7.4.2设置坐标轴
7.5三维图形特殊处理
7.5.1透视、裁剪和镂空
7.5.2色彩控制
7.5.3照明和材质处理
7.5.4简洁绘图指令
7.6特殊三维图形
7.6.1螺旋线
7.6.2抛物面
7.6.3柱状图
7.6.4柱体
7.6.5饼状图
7.6.6双曲面
7.6.7三维等高线
7.6.8三维离散序列图
7.6.9其他图形
7.7三维绘图的实际应用
本章小结
第8章数据分析
8.1插值
8.1.1一维插值命令及实例
8.1.2二维插值命令及实例
8.1.3样条插值
8.2曲线拟合
8.2.1多项式拟合
8.2.2加权小方差(WLS)拟合原理及实例
8.3曲线拟合图形界面
8.3.1曲线拟合
8.3.2绘制拟合残差图形
8.3.3进行数据预测
8.4傅里叶分析
8.4.1离散傅里叶变换
8.4.2FFT和DFT
8.5图像数据分析处理
本章小结
第9章微积分方程
9.1微分方程的基础及其应用
9.1.1微分方程的概念
9.1.2常微分方程的解
9.1.3微分方程的数值解法
9.1.4偏微分方程的数值解
9.2积分方程的基础及其应用
9.2.1积分的有关理论
9.2.2数值积分的MATLAB应用
9.2.3高斯积分的MATLAB应用
9.2.4反常积分的MATLAB应用
9.2.5重积分的MATLAB应用
9.3多种求积算法的分析比较
9.3.1牛顿�部拼那蠡�公式及其MATLAB实现
9.3.2复化求积公式及其MATLAB实现
9.3.3龙贝格求积公式及其MATLAB实现
9.3.4高斯�怖杖玫虑蠡�公式及其MATLAB实现
9.3.5各种求积公式的分析比较
9.4MATLAB求方程极值解
9.4.1一元函数的极限
9.4.2多元函数的极值
本章小结
第10章MATLAB优化
10.1常见优化问题
10.1.1无约束非线性优化
10.1.2有约束规划
10.1.3目标规划
10.1.4大化问题
10.1.5线性规划
10.1.6二次规划
10.1.7多目标规划
10.1.8非线性方程的优化解
10.2小二乘优问题
10.2.1约束线性小二乘
10.2.2非线性数据(曲线)拟合
10.2.3非负线性小二乘
10.3代数方程的求解
本章小结
第11章概率和数理统计
11.1随机数的产生
11.1.1二项分布随机数
11.1.2泊松分布随机数
11.1.3均匀分布随机数
11.1.4正态分布随机数
11.1.5其他常见分布随机数
11.2概率密度函数
11.2.1常见分布的密度函数作图
11.2.2通用函数计算概率密度函数值
11.2.3专用函数计算概率密度函数值
11.3随机变量的数字特征
11.3.1平均值、中值
11.3.2数学期望
11.3.3协方差及相关系数
11.3.4矩和协方差矩阵
11.3.5数据比较
11.3.6方差
11.3.7常见分布的期望和方差
11.4参数估计
11.4.1常见分布的参数估计
11.4.2点估计
11.4.3区间估计
11.5假设检验
11.5.1方差已知时的均值假设检验
11.5.2正态总体均值假设检验
11.5.3分布拟合假设检验
11.6方差分析
11.6.1单因子方差分析
11.6.2双因子方差分析
11.7统计图表的绘制
本章小结
第12章函数
12.1M文件
12.1.1M文件概述
12.1.2变量
12.1.3脚本文件
12.1.4函数文件
12.1.5函数调用
12.2函数类型
12.2.1匿名函数
12.2.2M文件主函数
12.2.3嵌套函数
12.2.4子函数
12.2.5私有函数
12.2.6重载函数
12.3参数传递
12.3.1MATLAB参数传递概述
12.3.2输入和输出参数的数目
12.3.3可变数目的参数传递
12.3.4返回被修改的输入参数
12.3.5全局变量
本章小结
第三部分MATLAB程序和GUI设计
第13章MATLAB程序设计
13.1MATLAB的程序结构
13.1.1if分支结构
13.1.2switch分支结构
13.1.3while循环结构
13.1.4for循环结构
13.2MATLAB的控制语句
13.2.1continue命令
13.2.2break命令
13.2.3return命令
13.2.4input命令
13.2.5keyboard命令
13.3MATLAB文件操作
13.4程序调试
13.4.1程序调试命令
13.4.2程序常见的错误类型
13.5MATLAB程序优化
13.5.1效率优化(时间优化)
13.5.2内存优化(空间优化)
13.5.3几个常用的算法程序
本章小结
第14章经典智能算法的MATLAB实现
14.1免疫算法的MATLAB实现
14.1.1基本原理
14.1.2程序设计
14.1.3经典应用
14.2小波分析算法的MATLAB实现
14.2.1基本原理
14.2.2程序设计
14.2.3经典应用
14.3PID控制器的实现
14.3.1基本原理
14.3.2经典应用
本章小结
第15章图形用户界面
15.1创建GUI对象
15.1.1用M文件创建GUI对象
15.1.2使用GUIDE创建GUI对象
15.2定制标准菜单
15.3编写回调函数
15.4创建现场菜单
15.4.1编写GUI的程序代码
15.4.2演示GUI对象
15.5GUI对象的应用
15.5.1控件区域框
15.5.2静态文本框、滑动键、检录框示例
15.5.3可编辑框、弹出框、列表框、按键示例
本章小结
第16章神经网络GUI设计
16.1人工神经网络基本原理
16.2常规神经网络GUI
16.3专业神经网络GUI
16.3.1神经网络拟合GUI
16.3.2神经网络模式识别GUI
16.3.3神经网络聚类GUI
本章小结
第四部分Simulink应用和MATLAB工具箱
第17章Simulink基础
17.1基本介绍
17.1.1Simulink工作环境
17.1.2模块库介绍
17.1.3Simulink仿真基本步骤
17.2模块操作
17.2.1Simulink模块类型
17.2.2自动连接模块
17.2.3手动连接模块
17.2.4设置模块特定参数
17.2.5设置输出提示
17.3模型的创建
17.3.1信号线操作
17.3.2对模型的注释
17.3.3常用的Source信源
17.3.4常用的Sink信宿
17.3.5仿真的配置
17.3.6启动仿真
17.4Simulink系统仿真
17.4.1仿真基础
17.4.2输出信号的显示
17.4.3简单系统的仿真分析
本章小结
第18章Simulink子系统
18.1子系统介绍
18.2条件执行子系统
18.2.1使能子系统
18.2.2触发子系统
18.2.3触发使能子系统
18.3自定义库操作
本章小结
第19章Simulink仿真与调试
19.1仿真配置
19.1.1求解器的概念
19.1.2仿真的设置
19.1.3诊断设置
19.2优化仿真性能
19.2.1提高仿真速度
19.2.2提高仿真精度
19.3模型调试
19.3.1启动调试器
19.3.2调试器的图形用户接口
19.3.3调试器的命令行接口
19.3.4调试器命令
19.4显示模型信息
19.4.1显示模型中模块的执行顺序
19.4.2显示模块
本章小结
第20章神经网络工具箱
20.1神经网络MATLAB工具箱
20.1.1感知器工具箱的函数
20.1.2线性神经网络工具箱函数
20.1.3BP神经网络工具箱函数
20.1.4RBF网络工具箱函数
20.1.5Hopfield网络工具箱函数
20.1.6竞争型神经网络工具箱函数
20.2神经网络Simulink工具箱
20.3经典应用
20.3.1遗传算法优化神经网络
20.3.2基于Simulink的神经网络控制系统
本章小结
第21章信号处理工具箱
21.1信号处理工具箱建模
21.2信号的产生
21.2.1锯齿波、三角波和矩形波发生器
21.2.2周期sinc波
21.2.3高斯调幅正弦波
21.2.4调频信号
21.2.5高斯分布随机序列
21.3随机信号处理
21.3.1随机信号的互相关函数
21.3.2随机信号的互协方差函数
21.3.3谱分析——psd函数
21.3.4谱分析——pwelch函数
21.4模拟滤波器设计
21.4.1巴特沃斯滤波器
21.4.2切比雪夫Ⅰ型滤波器
21.4.3切比雪夫Ⅱ型滤波器
21.5IIR数字滤波器设计
21.5.1巴特沃斯数字滤波器设计
21.5.2切比雪夫Ⅰ型数字滤波器设计
21.5.3切比雪夫Ⅱ型数字滤波器设计
本章小结
第22章图像处理工具箱
22.1查看图像文件信息
22.2显示图像
22.2.1默认显示方式
22.2.2添加颜色条
22.2.3显示多帧图像
22.2.4显示动画
22.2.5三维材质图像
22.3图像的灰度变换
22.3.1图像的直方图
22.3.2灰度变换
22.3.3均衡直方图
22.4图像处理工具箱的应用
22.4.1道路图像阈值分割问题
22.4.2基于遗传神经网络的图像分割
本章小结
附录AMATLAB基本命令
附录BSimulink基本模块
参考文献
这本书简直是学习MATLAB的神器!我一直对数据分析和科学计算很感兴趣,但苦于没有找到合适的入门材料。市面上的书要么过于理论化,要么就是代码堆砌,很难真正理解背后的逻辑。直到我遇到了《MATLAB编程指南》,一切都变得不一样了。作者用非常清晰易懂的语言,从最基础的变量、数据类型讲起,逐步深入到矩阵运算、函数定义,再到更高级的绘图、GUI设计等等。最让我惊喜的是,书中提供了大量贴近实际应用的案例,比如信号处理、图像识别、优化算法等,这让我能立刻将学到的知识应用到自己的项目中,获得极大的成就感。而且,这本书的排版也很舒服,代码清晰,注释也很到位,阅读体验非常好。我特别喜欢书中关于“思维方式”的讲解,它不仅仅是教你怎么写代码,更是教你如何用MATLAB的思维去解决问题。这本书让我摆脱了过去那种“对着文档一行行模仿”的状态,真正学会了独立思考和编写高效的MATLAB程序。如果你也想深入掌握MATLAB,这本书绝对是你的不二之选!
评分作为一个已经使用MATLAB有一段时间的用户,我原本以为自己已经掌握了大部分常用功能,但《MATLAB编程指南》这本书还是给了我不少惊喜。我一直感觉自己的代码效率不高,而且在处理一些复杂的数据结构时显得力不从心。这本书中关于“向量化编程”、“高性能计算”的章节,彻底颠覆了我之前的理解。作者通过生动的对比,展示了如何用更简洁、更高效的方式来编写MATLAB代码,避免了不必要的循环,极大地提升了运算速度。此外,书中对MATLAB内置函数的深入剖析,以及如何巧妙地组合使用这些函数,也让我学到了很多。我印象特别深刻的是关于“程序调试技巧”的部分,很多我之前遇到过的疑难杂症,都在这里找到了清晰的解决方案。这本书不仅仅是停留在“能用”的层面,更是让我能“用好”,甚至“用巧”。它帮助我提升了编程的“内功”,让我在面对更复杂的项目时,能够更加游刃有余。
评分我是一个工程专业的研究生,平时需要处理大量的实验数据,并进行可视化分析。之前我都是用Excel或者一些简单的脚本来处理,但随着数据量的增大和分析需求的提高,这些方法显得越来越捉襟见肘。《MATLAB编程指南》这本书的出现,简直是我的救星。它从最基础的绘图函数讲起,详细介绍了如何创建各种类型的图表,包括二维、三维图、散点图、柱状图、误差图等等,并且提供了丰富的自定义选项,让我能够绘制出专业、美观的学术图表。更重要的是,书中关于数据导入导出、数据预处理、统计分析以及拟合等章节,都给了我极大的启发。我学会了如何用MATLAB批量处理我的实验数据,并进行有效的统计分析,这大大节省了我大量的时间和精力。这本书不仅教会了我如何操作MATLAB,更教会了我如何利用MATLAB来解决我研究领域内的实际问题,让我能够更专注于科学研究本身。
评分对于初学者来说,编程往往是一件令人望而生畏的事情。《MATLAB编程指南》这本书却以一种非常友好的方式,引导我一步步走进MATLAB的世界。作者的写作风格非常平易近人,没有使用很多晦涩难懂的术语,而是用生活化的例子来解释概念。比如,在讲解循环语句时,作者类比了“重复做一件事情”的过程,让我一下子就明白了其中的道理。书中还包含了很多“小贴士”和“注意事项”,这些细节之处都充满了作者的用心,能够帮助我避免很多新手常犯的错误。我特别喜欢书中提供的“思考题”,这些题目能够促使我主动去运用所学知识,巩固理解。通过这本书,我不仅学会了编写MATLAB代码,更培养了对编程的兴趣。它让我明白,编程并不是高不可攀的技能,只要掌握了正确的方法和工具,任何人都可以学会。
评分坦白说,我购买《MATLAB编程指南》之前,对MATLAB的了解仅限于一些零散的听说。这本书可以说是为我打开了新世界的大门。我之前以为MATLAB只是一个简单的计算器,但这本书让我看到了它强大的数据处理、算法实现、图形用户界面开发等方面的能力。我被书中关于“MATLAB在不同领域的应用”的介绍深深吸引,比如在金融建模、生物信息学、机器人控制等方面的实例,让我看到了MATLAB的无限可能性。虽然有些应用场景我暂时用不到,但了解这些能够拓宽我的视野,让我知道MATLAB可以做到什么。书中对“面向对象编程”的介绍,也让我对软件开发的有了更深入的理解。总而言之,这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一本能够激发我学习热情和探索欲望的指南。它让我对MATLAB充满了好奇,并且更有动力去深入学习和研究。
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