MATLAB R2024a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概述

1.1 MATLAB简介

1.1.1 MathWorks及其产品概述

1.1.2 MATLAB的主要特点

1.1.3 MATLAB系统的组成

1.1.4 MATLAB应用程序简介

1.2 目录结构

1.3 工作环境

1.3.1 选项卡/组

1.3.2 命令行窗口

1.3.3 工作区窗口

1.4 通用命令

1.5 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 帮助系统

1.6.1 纯文本帮助

1.6.2 帮助导航浏览器

1.7 示例展示

1.8 本章小结

第2章 基础知识

2.1 数据类型

2.1.1 数值型

2.1.2 逻辑型

2.1.3 字符型

2.1.4 函数句柄

2.1.5 结构体

2.1.6 数组类型

2.1.7 元胞数组

2.1.8 map容器

2.2 矩阵的基本操作

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 字符串或字符串数组的构造

2.4.2 字符串比较

2.4.3 字符串查找和替换

2.4.4 字符串和数值的转换

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 程序设计

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 特殊变量

4.2.4 关键字

4.3 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 常用指令

4.4.1 return指令

4.4.2 input指令和keyboard指令

4.4.3 pause指令

4.4.4 continue指令

4.4.5 break指令

4.4.6 error指令和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函数和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 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 程序调试

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 三维曲线图绘制

5.3.2 三维网格图绘制

5.3.3 三维曲面图绘制

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 数值计算

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 符号计算概述

7.2 符号对象和符号表达式

7.2.1 对象创建命令

7.2.2 对象创建示例

7.2.3 运算符和基本函数

7.2.4 对象类别识别函数

7.2.5 表达式中的变量确定

7.2.6 符号计算的精度

7.3 符号表达式的基本操作

7.3.1 符号表达式的显示

7.3.2 符号表达式的合并

7.3.3 符号表达式的展开

7.3.4 符号表达式的嵌套

7.3.5 符号表达式的分解

7.3.6 符号表达式的化简

7.4 符号表达式的替换

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 微积分

7.6.1 极限

7.6.2 微分

7.6.3 积分

7.6.4 级数求和

7.6.5 泰勒级数

7.7 积分变换

7.7.1 傅里叶变换

7.7.2 拉普拉斯变换

7.7.3 Z变换

7.8 方程求解

7.8.1 代数方程求解

7.8.2 微分方程求解

7.9 符号分析可视化

7.9.1 funtool分析界面

7.9.2 Taylor Tool分析界面

7.10 本章小结

第8章 概率统计

8.1 产生随机数

8.1.1 二项分布随机数的产生

8.1.2 正态分布随机数的产生

8.1.3 常见分布随机数的产生

8.1.4 控制随机数生成器

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 数学建模基础

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 输入参数和输出参数的数目

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 智能算法

10.1 粒子群算法实现

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11章 偏微分方程

11.1 偏微分方程工具箱

11.1.1 偏微分方程常见类型

11.1.2 偏微分方程的求解过程

11.2 求解偏微分方程

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3部分

第12章 优化工具

12.1 优化常用函数及最优化问题

12.1.1 优化常用函数

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 有约束最小化的应用

12.6 目标规划

12.6.1 目标规划函数fgoalattain

12.6.2 目标规划的应用

12.7 最大最小化

12.7.1 最大最小化函数fminimax

12.7.2 最大最小化的应用

12.8 本章小结

第13章 句柄图形对象

13.1 句柄图形对象体系

13.1.1 句柄图形组织

13.1.2 句柄图形对象类型简介

13.2 句柄图形对象操作

13.2.1 创建对象

13.2.2 访问对象句柄

13.2.3 复制和删除对象

13.2.4 控制图形输出

13.2.5 保存句柄

13.3 句柄图形对象属性设置

13.3.1 设置属性

13.3.2 设置默认属性

13.3.3 通用属性

13.4 Figure对象

13.4.1 Figure对象介绍

13.4.2 Figure对象操作

13.5 Axes对象

13.5.1 标签与外观

13.5.2 位置

13.5.3 一图多轴

13.5.4 坐标轴控制

13.5.5 线条颜色控制

13.5.6 绘图操作

13.6 其他对象

13.6.1 Core对象

13.6.2 Plot对象

13.6.3 Group对象

13.6.4 Annotation对象

13.7 本章小结

第14章 Simulink仿真基础

14.1 Simulink概述

14.1.1 基本概念

14.1.2 工作环境与启动

14.1.3 模型特点

14.1.4 模块组成

14.1.5 数据类型

14.1.6 模块和模块库

14.1.7 常用工具

14.1.8 示例演示

14.2 模型创建

14.2.1 模块的基本操作

14.2.2 模型和模型文件

14.2.3 模型创建流程

14.2.4 模块的基本操作

14.2.5 模块连接与处理

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 仿真配置

15.3.3 优化仿真过程

15.4 模型调试

15.5 实例应用

15.5.1 基于微分方程的Simulink建模

15.5.2 离散时间系统的建模与仿真

15.5.3 调用MATLAB工作区中的信号矩阵信源

15.6 本章小结

第16章 Stateflow应用初步

16.1 Stateflow基础

16.1.1 Stateflow的定义

16.1.2 状态图编辑器

16.1.3 状态操作

16.1.4 转移操作

16.1.5 流程图

16.2 并行机制

16.2.1 设置状态关系

16.2.2 并行状态活动顺序配置

16.2.3 本地事件广播

16.2.4 直接事件广播

16.3 Stateflow的对象

16.3.1 真值表

16.3.2 图形函数

16.4 本章小结

第4部分

第17章 App设计

17.1 App设计工具介绍

17.1.1 App设计工具的特点

17.1.2 构建App的动力

17.1.3 构建App

17.1.4 构建实时编辑器任务

17.2 App设计工具操作界面

17.2.1 启动App设计工具

17.2.2 设计视图下的操作界面

17.2.3 代码视图下的操作界面

17.3 创建并运行简单的App

17.3.1 建立新的App

17.3.2 创建组件

17.3.3 添加回调

17.3.4 运行App

17.4 在设计工具中显示图形

17.4.1 在现有坐标区中显示图形

17.4.2 在容器中显示图形

17.4.3 以编程方式创建坐标区

17.4.4 使用不带目标参数的函数

17.4.5 使用不支持自动调整大小的函数

17.5 设计绘图App

17.5.1 布局UI组件

17.5.2 App行为编程

17.5.3 代码解析

17.5.4 运行App

17.6 获取App

17.7 本章小结

第18章 文件操作

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 复制或移动文件或文件夹

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 工作区数据文件

18.3.1 输出数据到MAT文件中

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

第19章 编译器

19.1 编译器概述

19.2 编译器的安装和配置

19.2.1 编译器的安装

19.2.2 编译器的配置

19.3 编译过程

19.4 编译命令mcc

19.5 编译生成独立可执行的应用程序

19.5.1 编译M文件

19.5.2 编译图形绘制M文件

19.5.3 由含feval指令的M文件生成EXE文件

19.5.4 编译GUI文件

19.6 本章小结

第20章 外部接口

20.1 接口概述

20.1.1 MEX文件介绍

20.1.2 MAT文件介绍

20.1.3 MATLAB计算引擎介绍

20.2 MEX文件应用

20.2.1 MEX文件的结构

20.2.2 创建C/C++语言MEX文件

20.2.3 调试C/C++语言MEX程序文件

20.3 MAT文件应用

20.3.1 使用C/C++语言创建MAT文件的过程

20.3.2 使用C/C++语言创建MAT文件示例

20.3.3 使用C/C++语言读取MAT文件示例

20.4 计算引擎应用

20.5 调用Java语言

20.5.1 Java接口使用

20.5.2 Java接口编程应用示例

20.6 本章小结