MATLAB 2020从入门到精通电子书

前言

第1章 初识MATLAB

1.1 MATLAB简介

1.2 MATLAB R2020a的工作环境

1.2.1 操作界面简介

1.2.2 命令行窗口

1.2.3 命令历史记录窗口

1.2.4 变量命名规则

1.2.5 当前文件夹窗口和路径管理

1.2.6 搜索路径

1.2.7 工作区窗口和数组编辑器

1.2.8 变量的编辑命令

1.2.9 存取数据文件

1.3 MATLAB R2020a的帮助系统

1.3.1 纯文本帮助

1.3.2 帮助导航

1.3.3 示例帮助

1.4 小结

第2章 MATLAB语言基础

2.1 基本概念

2.1.1 MATLAB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 无穷量和非数值量

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、乘、除运算

2.2.3 向量的点积、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 对字符串的操作

2.4.3 二维字符数组

2.5 小结

第3章 数组及其操作

3.1 MATLAB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 数组的结构

3.3.2 数组的大小

3.3.3 数组的维度

3.3.4 数组的数据类型

3.3.5 数组的内存占用

3.4 创建特殊数组

3.4.1 0-1数组

3.4.2 对角数数组

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

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 小结

第4章 数值计算

4.1 矩阵分析

4.1.1 使用norm函数进行范数分析

4.1.2 使用normest函数进行范数分析

4.1.3 条件数分析

4.1.4 数值矩阵的行列式

4.1.5 符号矩阵的行列式

4.1.6 化零矩阵

4.2 线性方程组求解

4.2.1 直接法

4.2.2 迭代法

4.3 矩阵分解

4.3.1 Cholesky分解

4.3.2 使用Cholesky分解求解方程组

4.3.3 不完全Cholesky分解

4.3.4 LU分解

4.3.5 不完全LU分解

4.3.6 QR分解

4.3.7 处理QR分解结果

4.3.8 奇异值分解

4.4 特征值分析

4.4.1 特征值和特征向量

4.4.2 求稀疏矩阵的特征值和特征向量

4.4.3 特征值问题的条件数

4.4.4 特征值的复数问题

4.5 函数的零点

4.5.1 一元函数的零点

4.5.2 多元函数的零点

4.6 数值积分

4.6.1 一元函数的数值积分

4.6.2 矩形区域的多重数值积分

4.6.3 变量区域的多重数值积分

4.7 概率论与数理统计

4.7.1 双变量的概率分布

4.7.2 不同概率分布

4.7.3 数据分布分析

4.8 小结

第5章 数据分析

5.1 插值

5.1.1 一维插值命令及实例

5.1.2 二维插值命令及实例

5.1.3 样条插值

5.2 曲线拟合

5.2.1 多项式拟合

5.2.2 加权最小方差拟合原理及实例

5.3 曲线拟合图形界面

5.3.1 曲线拟合窗口

5.3.2 绘制拟合残差图形

5.3.3 进行数据预测

5.4 傅里叶分析

5.4.1 离散傅里叶变换

5.4.2 FFT和DFT

5.5 微分方程

5.5.1 常微分方程的数值解

5.5.2 偏微分方程的数值解

5.6 小结

第6章 符号运算

6.1 符号运算的基本概念

6.1.1 符号对象

6.1.2 创建符号对象的函数sym()、syms()与class()

6.1.3 符号常量

6.1.4 符号变量

6.1.5 符号表达式、符号函数与符号方程

6.1.6 函数symvar()

6.1.7 数组、矩阵与符号矩阵

6.2 符号运算的基本内容

6.2.1 符号变量代换及其函数subs()

6.2.2 将符号对象转换为数值对象的函数

6.2.3 符号表达式的化简

6.2.4 其他符号运算函数

6.2.5 两种特定的符号运算函数

6.3 符号微积分运算及应用

6.3.1 符号极限运算

6.3.2 符号微分运算

6.3.3 符号积分运算

6.4 符号矩阵及其运算

6.4.1 符号矩阵的建立与访问

6.4.2 符号矩阵的基本运算

6.4.3 符号矩阵的微分与积分

6.4.4 符号矩阵的Laplace变换

6.5 符号方程求解

6.5.1 符号代数方程求解

6.5.2 符号微分方程求解

6.6 符号函数图形计算器FUNTOOL

6.6.1 符号函数图形计算器的界面

6.6.2 符号函数图形计算器的输入框操作

6.6.3 符号函数图形计算器的按钮操作

6.7 小结

第7章 关系运算与逻辑运算

7.1 逻辑类型的数据

7.2 关系运算

7.3 逻辑运算

7.3.1 逐个元素的逻辑运算

7.3.2 捷径逻辑运算

7.3.3 逐位逻辑运算

7.4 逻辑函数与测试函数

7.5 运算优先级

7.6 小结

第8章 函数

8.1 M文件

8.1.1 M文件概述

8.1.2 局部变量与全局变量

8.1.3 M文件的编辑与运行

8.1.4 M文件的结构

8.1.5 脚本文件

8.1.6 函数文件

8.1.7 函数调用

8.1.8 M文件调试工具

8.1.9 M文件分析工具

8.2 MATLAB的变量

8.2.1 M文件的变量类型

8.2.2 M文件的关键字

8.3 函数类型

8.3.1 匿名函数

8.3.2 M文件主函数

8.3.3 嵌套函数

8.3.4 子函数

8.3.5 私有函数

8.3.6 重载函数

8.4 参数传递

8.4.1 参数传递概述

8.4.2 输入和输出参数的数目

8.4.3 可变数目的参数传递

8.4.4 返回被修改的输入参数

8.4.5 全局变量

8.5 小结

第9章 程序设计

9.1 MATLAB的程序结构

9.1.1 if分支结构

9.1.2 switch分支结构

9.1.3 while循环结构

9.1.4 for循环结构

9.2 MATLAB的控制

9.2.1 continue命令

9.2.2 break命令

9.2.3 return命令

9.2.4 input命令

9.2.5 keyboard命令

9.2.6 error和warning命令

9.3 数据的输入与输出

9.3.1 键盘输入命令input

9.3.2 屏幕输出命令disp

9.3.3 M数据文件的存储/加载命令save/load

9.3.4 格式化文本文件的存储/读取命令fprintf/fscanf

9.3.5 二进制数据文件的存储/读取命令fwrite/fread

9.3.6 数据文件行的存储/读取命令fgetl/fgets

9.4 MATLAB文件操作

9.5 面向对象程序设计

9.5.1 面向对象程序设计的基本方法

9.5.2 面向对象程序设计实例

9.6 MATLAB程序优化

9.6.1 效率优化（时间优化）

9.6.2 内存优化（空间优化）

9.6.3 编程注意事项

9.6.4 几个常用数学方法的算法程序

9.7 程序调试

9.7.1 程序调试命令

9.7.2 程序剖析

9.8 小结

第10章 数据图形可视化

10.1 MATLAB图形窗口

10.1.1 创建图形窗口

10.1.2 关闭与清除图形框

10.2 二维图形的绘制

10.2.1 绘制二维曲线

10.2.2 绘制离散序列图

10.2.3 其他类型的二维图

10.2.4 二维图形的修饰

10.2.5 子图

10.3 三维图形的绘制

10.3.1 三维折线及曲线的基本绘图命令

10.3.2 绘制三维曲面

10.3.3 三维图形的视角变换

10.3.4 其他图形函数

10.4 图像

10.4.1 图像的类别和显示

10.4.2 图像的读写

10.5 函数绘制

10.5.1 一元函数绘图

10.5.2 二元函数绘图

10.6 图形对象及其属性设置

10.6.1 MATLAB的图形对象

10.6.2 句柄——图形对象的标识

10.6.3 图形对象属性的获取与设定

10.6.4 图形对象常用属性

10.6.5 图形可视编辑工具

10.7 小结

第11章 句柄图形对象

11.1 句柄图形对象概述

11.2 get和set函数

11.2.1 get函数

11.2.2 set函数

11.3 查找对象

11.4 图形窗口对象

11.5 核心图形对象

11.6 默认属性

11.7 非文件式属性

11.8 小结

第12章 Simulink仿真系统

12.1 Simulink基础知识

12.1.1 Simulink概述

12.1.2 Simulink的特点

12.1.3 Simulink工作环境

12.1.4 Simulink仿真的基本步骤

12.2 模型的创建

12.2.1 模型概念及文件操作

12.2.2 模块操作

12.2.3 信号线操作

12.2.4 对模型的注释

12.2.5 Source库中常用的模块

12.2.6 Sink库中常用的模块

12.2.7 仿真的配置

12.2.8 启动仿真

12.3 Simulink系统仿真原理

12.3.1 Simulink求解器概念

12.3.2 系统过零的概念与解决方案

12.3.3 系统代数环的概念与解决方案

12.4 高级积分器

12.5 小结

第13章 MATLAB与图像处理

13.1 图像类型

13.1.1 真彩色图像

13.1.2 索引色图像

13.1.3 灰度图像

13.1.4 二值图像

13.1.5 多帧图像

13.1.6 读写图像数据

13.1.7 查看图像文件信息

13.2 显示图像

13.2.1 默认显示方式

13.2.2 添加颜色条

13.2.3 显示多帧图像

13.2.4 显示动画

13.2.5 三维材质图像

13.3 图像的灰度变换

13.3.1 图像的直方图

13.3.2 灰度变换

13.3.3 均衡直方图

13.4 小结

第14章 MATLAB与信号处理

14.1 产生信号

14.1.1 锯齿波、三角波和矩形波发生器

14.1.2 周期sinc波

14.1.3 高斯调幅正弦波

14.1.4 调频信号

14.1.5 高斯分布随机序列

14.2 随机信号处理

14.2.1 随机信号的互相关函数

14.2.2 随机信号的互协方差函数

14.2.3 谱分析——pwelch函数

14.3 模拟滤波器设计

14.3.1 巴特沃斯滤波器

14.3.2 切比雪夫Ⅰ型滤波器

14.3.3 切比雪夫Ⅱ型滤波器

14.4 IIR数字滤波器设计

14.4.1 巴特沃斯数字滤波器设计

14.4.2 切比雪夫I型数字滤波器设计

14.4.3 切比雪夫II型数字滤波器设计

14.5 小结

第15章 MATLAB与小波分析

15.1 傅里叶变换到小波分析

15.1.1 傅里叶变换

15.1.2 小波分析

15.1.3 常用的小波函数

15.2 Mallat算法

15.2.1 Mallat算法原理

15.2.2 Mallat算法示例

15.3 小波分析工具箱

15.4 小波分析用例

15.4.1 信号压缩

15.4.2 信号去噪

15.5 小结

附录 MATLAB基本命令