MATLAB 2024a从入门到精通(升级版)电子书

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内容简介

前言

第一篇 MATLAB基础知识

第1章 MATLAB概述

1.1 关于MATLAB

1.2 MATLAB工作环境

1.2.1 操作界面

1.2.2 当前文件夹窗口

1.2.3 命令行窗口

1.2.4 工作区窗口

1.2.5 搜索路径设置

1.3 M文件

1.3.1 M文件编辑器

1.3.2 函数

1.3.3 脚本

1.3.4 M文件遵循的规则

1.4 通用描述

1.4.1 命令与函数

1.4.2 表达式与语句

1.5 通用命令与快捷键

1.5.1 通用命令

1.5.2 快捷键

1.5.3 标点符号的含义

1.6 MATLAB的帮助系统

1.6.1 使用帮助命令

1.6.2 帮助导航系统

1.6.3 示例程序的帮助系统

1.7 本章小结

习题

第2章 向量、矩阵与数组

2.1 基本概念

2.1.1 常量和变量

2.1.2 数组、矩阵、标量与向量

2.2 向量

2.2.1 创建向量

2.2.2 向量的算术运算

2.2.3 向量的点积和叉积运算

2.3 矩阵

2.3.1 矩阵的构造

2.3.2 矩阵拓展与裁剪

2.3.3 矩阵下标引用

2.3.4 矩阵信息的获取

2.3.5 矩阵结构的改变

2.4 稀疏矩阵

2.4.1 关于稀疏矩阵

2.4.2 满矩阵与稀疏矩阵的转换

2.4.3 基于对角线元素创建稀疏矩阵

2.4.4 从外部文件导入稀疏矩阵

2.4.5 稀疏矩阵运算规则

2.5 多维数组

2.5.1 多维数组属性

2.5.2 多维数组操作

2.6 本章小结

习题

第3章 数据类型与运算符

3.1 数据类型

3.1.1 数值型

3.1.2 逻辑型

3.1.3 字符型

3.1.4 结构体

3.1.5 元胞数组

3.1.6 函数句柄

3.2 运算符

3.2.1 算术运算符

3.2.2 关系运算符

3.2.3 逻辑运算符

3.2.4 运算优先级

3.3 字符串

3.3.1 字符串的构造

3.3.2 字符串的比较

3.3.3 字符串查找和替换函数

3.3.4 字符串与数值的转换

3.4 本章小结

习题

第4章 程序设计与调试

4.1 程序语法规则

4.1.1 程序设计中的变量

4.1.2 编程方法

4.1.3 M文件结构

4.2 程序流程语句

4.2.1 顺序语句

4.2.2 循环语句

4.2.3 条件语句

4.2.4 其他流程控制语句

4.2.5 人机交互命令

4.3 程序调试

4.3.1 直接调试法

4.3.2 工具调试法

4.3.3 程序调试命令

4.3.4 程序剖析

4.4 程序设计与实现

4.4.1 建立数学模型

4.4.2 代码编写

4.5 本章小结

习题

第5章 矩阵运算

5.1 矩阵分析基础

5.1.1 向量的范数

5.1.2 矩阵的行列式

5.1.3 矩阵的秩

5.1.4 矩阵的迹

5.1.5 特征值和特征向量

5.1.6 矩阵的逆

5.1.7 矩阵的正交空间

5.1.8 矩阵的化零矩阵

5.1.9 矩阵约化行阶梯形式

5.1.10 矩阵空间夹角

5.2 矩阵分解

5.2.1 Cholesky分解

5.2.2 LU分解

5.2.3 QR分解

5.3 线性方程组

5.3.1 线性方程组问题

5.3.2 线性方程组的一般解

5.3.3 恰定方程组的求解

5.3.4 超定线性方程组的求解

5.4 非线性矩阵运算

5.4.1 矩阵指数运算

5.4.2 矩阵对数运算

5.4.3 矩阵开平方运算

5.4.4 一般非线性矩阵运算

5.5 本章小结

习题

第6章 数据可视化

6.1 绘图基础

6.1.1 离散数据的可视化

6.1.2 连续函数的可视化

6.1.3 数据可视化的通用步骤

6.2 二维图形的绘制

6.2.1 plot绘图命令

6.2.2 绘制双坐标图

6.2.3 fplot绘图命令

6.2.4 ezplot绘图函数

6.2.5 多次叠图操作

6.2.6 多子图操作

6.3 三维图形的绘制

6.3.1 plot3绘图命令

6.3.2 三维网格图和三维曲面图的绘制

6.3.3 其他三维绘图函数

6.4 特殊图形的绘制

6.4.1 二维特殊图形函数

6.4.2 三维特殊图形函数

6.4.3 特殊坐标轴函数

6.4.4 四维表现图（三维体切片平面）

6.5 本章小结

习题

第7章 图形处理与操作

7.1 图形标注

7.1.1 坐标轴与图形标注

7.1.2 图形的文本标注

7.1.3 图例的标注

7.2 图形控制

7.2.1 图形数据取点

7.2.2 坐标轴控制

7.2.3 视角与透视控制

7.2.4 图形色彩控制

7.2.5 光照控制

7.3 图形窗口

7.3.1 图形窗口的创建

7.3.2 图形窗口的菜单操作

7.3.3 图形窗口工具栏

7.3.4 图形的打印与输出

7.4 本章小结

习题

第8章 数学函数通览

8.1 初等数学函数运算

8.1.1 三角函数

8.1.2 指数和对数函数

8.1.3 复数函数

8.1.4 截断和求余函数

8.2 特殊数学函数运算

8.2.1 特殊函数

8.2.2 坐标变换函数

8.2.3 数论函数

8.3 本章小结

习题

第9章 符号运算

9.1 符号运算基础

9.1.1 创建符号对象和表达式

9.1.2 符号对象的基本运算

9.1.3 符号表达式的替换

9.1.4 符号表达式的化简

9.1.5 精度计算

9.2 符号微积分及其变换

9.2.1 符号表达式的微分运算

9.2.2 符号表达式的级数与积分

9.2.3 符号积分变换

9.3 符号矩阵的计算

9.3.1 代数基本运算

9.3.2 线性代数运算

9.3.3 特征值分解

9.3.4 约当标准型

9.3.5 奇异值分解

9.4 符号方程求解

9.4.1 代数方程的求解

9.4.2 微分方程的求解

9.5 可视化数学分析

9.5.1 图示化符号函数计算器

9.5.2 Taylor级数逼近分析器

9.6 本章小结

习题

第10章 数值计算

10.1 线性方程组的解法

10.1.1 直接求解法

10.1.2 迭代法求解

10.1.3 MATLAB求解

10.2 数值逼近方法

10.2.1 插值

10.2.2 曲线拟合

10.2.3 数值积分

10.3 常微分方程（组）的数值求解

10.3.1 常微分方程初值问题的离散化

10.3.2 常微分方程初值问题

10.4 数据分析和多项式

10.4.1 基本数据分析函数

10.4.2 多项式函数

10.5 本章小结

习题

第11章 输入与输出

11.1 文件的打开与关闭

11.1.1 打开文件

11.1.2 关闭文件

11.2 文件的读写

11.2.1 读取二进制文件

11.2.2 写入二进制文件

11.2.3 写入文本文件

11.2.4 读取文本文件

11.2.5 文件格式化和二进制输入/输出比较

11.3 文件位置控制和状态函数

11.3.1 exist函数

11.3.2 ferror函数

11.3.3 feof函数

11.3.4 ftell函数

11.3.5 frewind函数

11.3.6 fseek函数

11.4 本章小结

习题

第12章 Simulink系统仿真

12.1 Simulink概述

12.1.1 Simulink简介

12.1.2 启动Simulink

12.1.3 Simulink模型的特点

12.1.4 Simulink实例

12.2 Simulink模型创建

12.2.1 模块操作

12.2.2 信号线操作

12.2.3 模型的注释

12.2.4 系统建模和系统仿真的基本步骤

12.2.5 信源Source

12.2.6 信宿Sink

12.2.7 过零检测

12.3 子系统的创建与封装

12.3.1 子系统介绍

12.3.2 创建子系统

12.3.3 封装子系统

12.4 仿真模型的分析

12.4.1 确定模型状态

12.4.2 平衡点分析

12.4.3 微分方程求解

12.4.4 代数环

12.5 仿真的运行

12.5.1 仿真配置

12.5.2 启动仿真

12.5.3 观测仿真结果

12.5.4 仿真调试

12.6 S函数

12.6.1 S函数的工作原理

12.6.2 编写S函数

12.7 Simulink与MATLAB结合的建模实例

12.8 本章小结

习题

第二篇 MATLAB综合应用

第13章 优化问题求解

13.1 基于问题的优化

13.1.1 创建优化变量

13.1.2 创建方程问题

13.1.3 创建优化问题

13.1.4 求解优化问题或方程问题

13.2 基于求解器的优化

13.2.1 线性规划

13.2.2 有约束非线性规划

13.2.3 无约束非线性优化

13.2.4 多目标线性规划

13.2.5 二次规划

13.3 最小二乘最优问题

13.3.1 约束线性最小二乘

13.3.2 非线性曲线拟合

13.3.3 非负线性最小二乘

13.4 本章小结

习题

第14章 数学建模应用

14.1 数学建模概述

14.1.1 数学建模过程

14.1.2 建模常用算法

14.2 数学建模及求解

14.2.1 种群竞争模型

14.2.2 传染病模型

14.2.3 汽车租赁公司运营模型

14.2.4 最短路经问题

14.2.5 NPK施肥问题

14.2.6 物流中心选址问题

14.3 本章小结

习题

第15章 信号处理应用信号处理应用

15.1 产生信号

15.1.1 锯齿波、三角波和矩形波

15.1.2 周期sinc波

15.1.3 高斯调幅正弦波

15.1.4 调频信号

15.1.5 高斯分布随机序列

15.2 随机信号处理

15.2.1 随机信号的互相关函数

15.2.2 随机信号的互协方差函数

15.2.3 谱分析函数

15.3 模拟滤波器设计

15.3.1 巴特沃斯滤波器

15.3.2 切比雪夫Ⅰ型滤波器

15.3.3 切比雪夫Ⅱ型滤波器

15.4 IIR数字滤波器设计

15.4.1 巴特沃斯数字滤波器设计

15.4.2 切比雪夫I型数字滤波器设计

15.4.3 切比雪夫II型数字滤波器设计

15.5 FIR滤波器

15.5.1 窗函数法FIR滤波器设计

15.5.2 约束最小二乘法FIR滤波器设计

15.5.3 其他设计方法

15.6 本章小结

习题

第16章 图像处理应用图像处理应用

16.1 图像类型

16.1.1 真彩色图像

16.1.2 索引色图像

16.1.3 灰度图像

16.1.4 二值图像

16.1.5 多帧图像

16.1.6 读写图像数据

16.1.7 查看图像文件信息

16.2 显示图像

16.2.1 默认显示方式

16.2.2 添加颜色条

16.2.3 显示多帧图像

16.2.4 显示动画

16.2.5 三维材质图像

16.3 图像的灰度变换

16.3.1 图像的直方图

16.3.2 灰度变换

16.3.3 均衡直方图

16.4 本章小结

习题

参考文献

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