MATLAB R2020a完全自学一本通电子书

内容简介

前言

读者服务

第1部分

第1章　MATLAB R2020a概述

1.1　MATLAB简介

1.1.1　MathWorks及其产品概述

1.1.2　MATLAB与其他数学软件

1.1.3　MATLAB的主要特点

1.1.4　MATLAB系统的组成

1.1.5　MATLAB应用程序简介

1.2　MATLAB R2020a的目录结构

1.3　MATLAB R2020a的工作环境

1.3.1　选项卡/面板

1.3.2　命令行窗口

1.3.3　工作区窗口

1.4　MATLAB的通用命令

1.5　MATLAB文件管理

1.5.1　当前文件夹窗口

1.5.2　搜索路径及其设置

1.6　MATLAB帮助系统

1.6.1　纯文本帮助

1.6.2　演示（Demos）帮助

1.6.3　帮助导航浏览器

1.7　初步使用MATLAB

1.8　本章小结

第2章　MATLAB基础知识

2.1　数据类型

2.1.1　数值类型

2.1.2　逻辑类型

2.1.3　字符和字符串

2.1.4　函数句柄

2.1.5　结构体类型

2.1.6　数组类型

2.1.7　单元数组类型

2.1.8　map容器类型

2.2　基本矩阵操作

2.2.1　矩阵和数组的概念及其区别

2.2.2　矩阵的构造

2.2.3　矩阵大小及结构的改变

2.2.4　矩阵下标引用

2.2.5　矩阵信息的获取

2.2.6　矩阵的保存和加载

2.3　运算符

2.3.1　算术运算符

2.3.2　关系运算符

2.3.3　逻辑运算符

2.3.4　运算优先级

2.4　字符串处理函数

2.4.1　字符串的构造

2.4.2　字符串比较函数

2.4.3　字符串查找和替换函数

2.4.4　字符串—数值转换

2.5　本章小结

第3章　数组与矩阵

3.1　数组运算

3.1.1　数组的创建和操作

3.1.2　数组的常见运算

3.2　矩阵操作

3.2.1　创建矩阵

3.2.2　改变矩阵大小

3.2.3　重构矩阵

3.3　矩阵元素的运算

3.3.1　矩阵的加减法运算

3.3.2　矩阵的乘法运算

3.3.3　矩阵的除法运算

3.3.4　矩阵的幂运算

3.3.5　矩阵元素的查找

3.3.6　矩阵元素的排序

3.3.7　矩阵元素的求和

3.3.8　矩阵元素的求积

3.3.9　矩阵元素的差分

3.4　矩阵运算

3.4.1　矩阵分析

3.4.2　矩阵分解

3.4.3　特征值和特征向量

3.5　稀疏矩阵

3.5.1　稀疏矩阵的存储方式

3.5.2　稀疏矩阵的生成

3.5.3　稀疏矩阵的运算

3.6　本章小结

第4章　MATLAB编程基础

4.1　M文件编辑器

4.2　变量

4.2.1　变量的命名

4.2.2　变量的类型

4.2.3　MATLAB默认的特殊变量

4.2.4　关键字

4.3　MATLAB的控制流

4.3.1　顺序结构

4.3.2　if-else-end分支结构

4.3.3　switch-case结构

4.3.4　try-catch结构

4.3.5　for循环结构

4.3.6　while循环结构

4.4　控制程序流的其他常用指令

4.4.1　return指令

4.4.2　input和keyboard指令

4.4.3　yesinput指令

4.4.4　pause指令

4.4.5　continue指令

4.4.6　break指令

4.4.7　error和warning指令

4.5　脚本和函数

4.5.1　脚本

4.5.2　函数

4.5.3　M文件的一般结构

4.5.4　匿名函数、子函数、私有函数与私有目录

4.5.5　重载函数

4.5.6　eval和feval函数

4.5.7　内联函数

4.5.8　向量化和预分配

4.5.9　函数的函数

4.5.10　P码文件

4.6　M文件中变量的检测与传递

4.6.1　输入/输出变量检测指令

4.6.2　“可变数量”输入/输出变量

4.6.3　跨空间变量传递和赋值

4.7　MATLAB程序的调试

4.7.1　程序调试的基本概念

4.7.2　直接调试法

4.7.3　使用调试函数进行调试

4.7.4　工具调试法

4.7.5　程序的性能优化技术

4.8　本章小结

第5章　数据可视化

5.1　图形绘制

5.1.1　离散数据及离散函数

5.1.2　连续函数

5.1.3　图形绘制示例

5.1.4　图形绘制的基本步骤

5.2　二维图形绘制

5.2.1　plot指令

5.2.2　栅格

5.2.3　文字说明

5.2.4　线型、标记和颜色

5.2.5　坐标轴设置

5.2.6　图形叠绘

5.2.7　子图绘制

5.2.8　交互式绘图

5.2.9　双坐标轴绘制

5.2.10　fplot绘图指令

5.2.11　ezplot绘图指令

5.2.12　特殊坐标轴绘图

5.2.13　二维特殊图形函数

5.3　三维图形绘制

5.3.1　曲线图绘制

5.3.2　网格图绘制

5.3.3　曲面图绘制

5.3.4　光照模型

5.3.5　绘制等值线图

5.4　四维图形可视化

5.4.1　用颜色描述第四维

5.4.2　其他函数

5.5　本章小结

第2部分

第6章　数据分析

6.1　多项式及其函数

6.1.1　多项式的表达式和创建

6.1.2　多项式求根

6.1.3　多项式的四则运算

6.1.4　多项式的导数、积分与估值

6.1.5　多项式运算函数及操作指令

6.1.6　有理多项式

6.2　数据插值

6.2.1　一维插值

6.2.2　二维插值

6.3　函数的极限

6.3.1　极限的概念

6.3.2　求极限的函数

6.4　函数数值积分

6.4.1　数值积分问题的数学表述

6.4.2　一元函数的数值积分

6.4.3　多重数值积分

6.5　本章小结

第7章　符号计算

7.1　MATLAB符号计算概述

7.2　符号对象和符号表达式

7.2.1　符号对象的创建命令

7.2.2　符号对象的创建示例

7.2.3　符号计算中的运算符和函数

7.2.4　符号对象的类别识别函数

7.2.5　符号表达式中的变量确定

7.2.6　符号精度计算

7.3　符号表达式操作

7.3.1　符号表达式显示

7.3.2　符号表达式合并

7.3.3　符号表达式展开

7.3.4　符号表达式嵌套

7.3.5　符号表达式分解

7.3.6　符号表达式化简

7.4　符号表达式替换

7.4.1　subs替换函数

7.4.2　subexpr替换函数

7.5　符号函数的操作

7.5.1　复合函数操作

7.5.2　反函数操作

7.6　符号微积分

7.6.1　符号表达式的极限

7.6.2　符号表达式的微分

7.6.3　符号表达式的积分

7.6.4　符号表达式的级数求和

7.6.5　符号表达式的泰勒级数

7.7　符号积分变换

7.7.1　傅里叶变换及其反变换

7.7.2　拉普拉斯变换及其反变换

7.7.3　Z变换及其反变换

7.8　符号代数方程求解

7.9　符号微分方程求解

7.10　符号分析可视化

7.10.1　funtool分析界面

7.10.2　taylortool分析界面

7.11　本章小结

第8章　概率统计

8.1　产生随机变量

8.1.1　二项分布的随机数据的产生

8.1.2　正态分布的随机数据的产生

8.1.3　常见分布的随机数的产生

8.2　概率密度计算

8.2.1　通用函数概率密度值

8.2.2　专用函数概率密度值

8.3　累积概率分布

8.3.1　通用函数累积概率值

8.3.2　专用函数累积概率值

8.4　统计特征

8.4.1　平均值、中值

8.4.2　数据比较

8.4.3　期望

8.4.4　方差和标准差

8.4.5　协方差与相关系数

8.5　统计作图

8.5.1　正整数频率表

8.5.2　累积分布函数图形

8.5.3　最小二乘拟合直线

8.5.4　绘制正态分布概率图形

8.5.5　样本数据的盒图

8.5.6　参考线绘制

8.5.7　样本概率图形

8.5.8　正态拟合直方图

8.6　本章小结

第9章　数学建模函数

9.1　曲线拟合函数

9.1.1　多项式拟合

9.1.2　加权最小方差（WLS）拟合原理及示例

9.1.3　非线性曲线拟合

9.2　参数估计函数

9.2.1　常见分布的参数估计

9.2.2　点估计

9.2.3　区间估计

9.3　参数传递

9.3.1　输入和输出参数的数目

9.3.2　可变数目的参数传递

9.3.3　返回被修改的输入参数

9.3.4　全局变量

9.4　本章小结

第10章　经典智能算法

10.1　粒子群算法的MATLAB实现

10.1.1　基本原理

10.1.2　程序设计

10.1.3　经典应用

10.2　遗传算法的MATLAB实现

10.2.1　基本原理

10.2.2　程序设计

10.2.3　经典应用

10.3　蚁群算法概述

10.3.1　基本原理

10.3.2　程序设计

10.3.3　经典应用

10.4　本章小结

第3部分

第11章　偏微分方程工具箱

11.1　偏微分方程工具箱介绍

11.1.1　偏微分方程常见类型介绍

11.1.2　偏微分方程工具箱简介

11.2　求解偏微分方程示例

11.2.1　求解椭圆方程

11.2.2　求解抛物线方程

11.2.3　求解双曲线方程

11.2.4　求解特征值方程

11.3　本章小结

第12章　优化工具箱

12.1　优化工具箱及最优化问题介绍

12.1.1　优化工具箱中的常用函数

12.1.2　最优化问题

12.2　线性规划

12.2.1　线性规划函数

12.2.2　线性规划问题的应用

12.3　无约束非线性规划

12.3.1　基本数学原理介绍

12.3.2　无约束非线性规划函数

12.3.3　无约束非线性规划问题的应用

12.4　二次规划

12.4.1　二次规划函数quadprog

12.4.2　二次规划问题的应用

12.5　有约束最小化

12.5.1　有约束最小化函数fmincon

12.5.2　有约束最小化应用

12.6　目标规划

12.6.1　目标规划函数fgoalattain

12.6.2　目标规划应用

12.7　最大最小化

12.7.1　最大最小化函数fminimax

12.7.2　最大最小化应用

12.8　本章小结

第13章　小波分析工具箱

13.1　小波分析

13.1.1　小波分析概述

13.1.2　傅里叶变换和小波变换

13.1.3　多分辨分析

13.1.4　小波包分析

13.1.5　几种常用的小波

13.1.6　小波应用演示示例

13.2　小波分析工具箱介绍

13.2.1　小波分析工具箱的启动

13.2.2　一维连续小波分析工具

13.2.3　一维离散小波分析工具

13.3　小波分析在图像处理中的应用

13.3.1　基于小波变换的图像局部压缩

13.3.2　二维小波变换的图像压缩

13.3.3　图像压缩中阈值的确定与作用命令

13.3.4　基于小波包变换的图像压缩

13.3.5　小波变换用于图像去噪

13.3.6　小波分析用于图像增强

13.3.7　图像钝化与锐化

13.3.8　小波分析用于图像融合

13.3.9　小波分析用于图像分解

13.4　本章小结

第14章　Simulink仿真基础

14.1　Simulink概述

14.1.1　Simulink的基本概念

14.1.2　Simulink的工作环境与启动

14.1.3　Simulink模型的特点

14.1.4　Simulink模块的组成

14.1.5　Simulink中的数据类型

14.1.6　Simulink中的模块和模块库

14.1.7　Simulink常用工具

14.1.8　Simulink的示例演示

14.2　Simulink模型创建

14.2.1　Simulink模块的基本操作

14.2.2　模型和模型文件

14.2.3　创建模型的基本步骤和技巧

14.3　过零检测和代数环

14.3.1　过零检测

14.3.2　代数环

14.4　本章小结

第15章　Simulink仿真应用

15.1　子系统的创建和封装

15.1.1　子系统介绍

15.1.2　创建子系统

15.1.3　封装子系统

15.2　仿真模型的分析

15.2.1　模型状态的确定

15.2.2　线性化的数学描述

15.2.3　平衡点分析

15.2.4　微分方程的求解算法

15.3　运行仿真

15.3.1　启动仿真

15.3.2　仿真的配置

15.3.3　优化仿真过程

15.4　模型调试

15.4.1　Simulink调试器

15.4.2　命令行调试及设置断点

15.5　Simulink实例应用

15.6　本章小结

第4部分

第16章　句柄图形对象

16.1　句柄图形对象体系

16.1.1　句柄图形组织

16.1.2　句柄图形对象类型简介

16.2　句柄图形对象操作

16.2.1　创建对象

16.2.2　访问对象句柄

16.2.3　复制和删除对象

16.2.4　控制图形输出

16.2.5　保存句柄

16.3　对象属性设置

16.3.1　设置属性

16.3.2　设置默认属性

16.3.3　通用属性

16.4　Figure对象

16.4.1　Figure对象介绍

16.4.2　Figure对象操作

16.5　Axes对象

16.5.1　标签与外观

16.5.2　位置

16.5.3　一图多轴

16.5.4　坐标轴控制

16.5.5　线条颜色控制

16.5.6　绘图操作

16.6　Core对象

16.6.1　Core对象介绍

16.6.2　Core对象创建示例

16.7　Plot对象

16.7.1　Plot对象介绍

16.7.2　Plot对象创建示例

16.7.3　连接变量

16.8　Group对象

16.8.1　Group对象介绍

16.8.2　创建Group对象

16.8.3　对象变换

16.9　Annotation对象

16.9.1　Annotation对象介绍

16.9.2　Annotation对象使用示例

16.10　本章小结

第17章　图形用户界面

17.1　图形用户界面介绍

17.2　图形用户界面控件

17.2.1　图形用户界面控件的创建

17.2.2　鼠标动作执行

17.2.3　事件队列的执行顺序

17.2.4　回调函数的编写

17.3　对话框对象

17.3.1　公共对话框

17.3.2　一般对话框

17.4　界面菜单

17.4.1　菜单建立

17.4.2　菜单属性

17.5　编写M文件

17.6　图形用户界面创建工具GUIDE

17.6.1　利用创建工具GUIDE进行GUI设计

17.6.2　GUIDE创建的工具

17.6.3　创建带Uicontrol控件的图形用户界面

17.7　本章小结

第18章　文件I/O操作

18.1　文件夹的管理

18.1.1　当前文件夹管理

18.1.2　创建文件夹

18.1.3　删除文件夹

18.1.4　复制或移动文件夹

18.2　打开和关闭文件

18.2.1　打开文件

18.2.2　关闭文件

18.3　工作区数据——MAT文件

18.3.1　输出数据到MAT文件

18.3.2　读取MAT文件——load函数

18.3.3　查看MAT文件的变量

18.4　读/写二进制文件

18.4.1　写二进制文件

18.4.2　读二进制文件

18.5　读/写文本文件

18.5.1　写文本文件

18.5.2　读文本文件

18.5.3　其他读/写文本文件的函数

18.6　文件内的位置控制

18.7　导入数据

18.8　本章小结