Matlab函数和实例速查手册

目　录

第1章　MATLAB入门　1

1．1　MATLAB简介　1

1．2　MATLAB开发环境介绍　4

1．2．1　MATLAB命令窗口　5

1．2．2　工作空间窗口　7

1．2．3　当前目录窗口　8

1．2．4　命令历史窗口　10

1．2．5　常用菜单命令　10

1．3　M文件　15

1．3．1　M文件编辑器　16

1．3．2　M脚本文件　20

1．3．3　M函数文件　22

第2章　数组、矩阵与线性代数　25

2．1　数组和矩阵基本运算　25

2．1．1　zeros——创建零矩阵　25

2．1．2　eye——创建单位矩阵　27

2．1．3　ones——创建全1矩阵　28

2．1．4　size——数组的维数　30

2．1．5　cat——串接数组　32

2．1．6　rand——创建均匀分布的随机矩阵　33

2．1．7　randn——创建正态分布的随机矩阵　35

2．1．8　randperm——生成随机整数排列　36

2．1．9　linspace——创建线性等分向量　37

2．1．10　logspace——创建对数等分向量　38

2．1．11　nnz——计算非零元素的个数　40

2．1．12　nonzeros——找出矩阵中的非零元素　41

2．1．13　nzmax——计算矩阵非零元素所占空间　42

2．1．14　blkdiag——创建以输入元素为对角线元素的矩阵　43

2．1．15　compan——创建友矩阵　44

2．1．16　hankel——创建Hankel矩阵　45

2．1．17　hilb——创建Hilbert(希尔伯特)矩阵　47

2．1．18　invhilb——创建逆Hilbert矩阵　48

2．1．19　pascal——创建Pascal矩阵　50

2．1．20　toeplitz——创建托普利兹矩阵　51

2．1．21　sparse——生成稀疏矩阵　52

2．1．22　full——将稀疏矩阵转化为满矩阵　54

2．1．23　spdiags——提取对角线或生成带状稀疏矩阵　54

2．1．24　speye——单位稀疏矩阵　57

2．1．25　sprand——生成均匀分布的随机稀疏矩阵　58

2．1．26　sprandn——生成正态分布的随机稀疏矩阵　58

2．1．27　sprandsym——生成对称的随机稀疏矩阵　59

2．1．28　wilkinson——创建Wilkinson特征值测试阵　60

2．1．29　dot——计算向量的点积　61

2．1．30　cross——计算向量叉乘　62

2．1．31　conv——矩阵的卷积和多项式乘法　63

2．1．32　deconv——反卷积和多项式除法运算　64

2．1．33　kron——张量积　65

2．1．34　intersect——计算两个集合的交集　66

2．1．35　ismember——检测集合中的元素　68

2．1．36　setdiff——计算集合的差　69

2．1．37　setxor——计算两个集合的异或　70

2．1．38　union——计算两个集合的并集　71

2．1．39　unique——取集合的单值元素　72

2．1．40　expm——求矩阵的指数　73

2．1．41　logm——求矩阵的对数　74

2．1．42　funm——通用矩阵函数　75

2．2　线性代数　76

2．2．1　chol——Cholesky分解　76

2．2．2　lu——LU分解　81

2．2．3　qr——QR分解　85

2．2．4　qrdelete——对矩阵删除行/列后QR分解　86

2．2．5　qrinsert——对矩阵添加行/列后QR分解　87

2．2．6　schur——Schur分解　88

2．2．7　rsf2csf——实Schur向复Schur转化　90

2．2．8　eig——计算特征值、特征向量　92

2．2．9　svd——奇异值分解　94

2．2．10　qz——广义特征值的QZ分解　96

2．2．11　hess——海森伯格形式的分解　98

2．2．12　null——求矩阵的零空间　100

2．2．13　symmlq——线性方程组的LQ解法　101

2．2．14　bicg——双共轭梯度法解方程组　103

2．2．15　cgs——复共轭梯度平方法解方程组　106

2．2．16　lsqr——共轭梯度的LSQR方法　107

2．2．17　gmres——广义最小残差法解方程组　108

2．2．18　minres——最小残差法解方程组　110

2．2．19　pcg——预处理共轭梯度法解方程组　112

2．2．20　qmr——准最小残差法解方程组　113

2．2．21　cdf2rdf——复对角矩阵转化为实对角矩阵　114

2．2．22　orth——将矩阵正交规范化　115

2．2．23　rank——求矩阵的秩　116

2．2．24　spfun——对稀疏矩阵非零元素执行运算　117

2．2．25　spy——画出稀疏矩阵非零元素的分布　118

2．2．26　colamd——按列近似最低度排序　120

2．2．27　colperm——按非零元素个数排列的向量　121

2．2．28　dmperm——Dulmage-Mendelsohn分解　121

2．2．29　condest——1-范数的条件数估计　122

2．2．30　normest——2-范数的估计　123

第3章　基本数学计算函数　124

3．1　sin与sinh——计算正弦和双曲正弦函数值　124

3．2　asin与asinh——计算反正弦函数和反双曲正弦函数值　126

3．3　cos与cosh——计算余弦和双曲余弦函数值　128

3．4　acos与acosh——计算反余弦和反双曲余弦函数值　129

3．5　tan与tanh——计算正切和双曲正切函数值　131

3．6　atan和atanh——计算反正切和反双曲正切函数值　132

3．7　cot和coth——计算余切和双曲余切函数值　134

3．8　acot和acoth——计算反余切和反双曲余切函数值　135

3．9　sec和sech——计算正割和双曲正割函数值　137

3．10　asec和asech——计算反正割和反双曲正割函数值　138

3．11　csc和csch——计算余割和双曲余割函数的数值　140

3．12　acsc和acsch——计算反余割和反双曲余割函数值　141

3．13　atan2——四象限的反正切函数　143

3．14　abs——计算数值的绝对值　145

3．15　exp——计算指数　146

3．16　log——计算自然对数　148

3．17　log10——计算常用对数　149

3．18　sort——进行排序　150

3．19　fix——向零方向取整　152

3．20　round——向最近的方向取整　153

3．21　floor——向负无穷大方向取整　154

3．22　ceil——向正无穷大方向取整　155

3．23　rem——计算余数　155

3．24　real——计算复数的实部　156

3．25　image——计算复数的虚部　157

3．26　angle——计算复数的相角　157

3．27　conj——计算复数的共轭　158

3．28　complex——创建复数　159

3．29　mod——计算模数　160

3．30　nchoosek——计算组合数　161

3．31　interp1——一维数据插值　162

3．32　interp2——二维数据插值　164

3．33　interp3——三维数据插值　166

3．34　interpn——n维数据插值　168

3．35　spline——三次样条数据插值　168

3．36　interpft——快速Fourier插值　170

3．37　max——最大值函数　171

3．38　min——最小值函数　172

3．39　mean——平均值函数　174

3．40　median——中位数函数　175

3．41　sum——求和函数　176

3．42　prod——连乘函数　176

3．43　cumsum——累积总和值　177

3．44　cumprod——累积连乘　178

3．45　quad——自适应Simpson法计算定积分　178

3．46　quadl——自适应Lobatto法计算定积分　179

3．47　trapz——用梯形法进行数值积分　180

3．48　rat/rats——有理分式逼近　181

3．49　dblquad——矩形区域的二元函数重积分　182

3．50　diff——求数值微分　183

3．51　diff——求符号微分　184

3．52　int——求符号积分　185

3．53　roots——求多项式的根　186

3．54　poly——通过根求原多项式系数　187

3．55　dsolve——求解常微分方程　188

3．56　fzero——求一元连续函数的零点　189

第4章　符号计算与符号数学工具箱　191

4．1　初等运算函数　191

4．1．1　sym——定义符号变量　191

4．1．2　syms——定义多个符号变量　192

4．1．3　compose——计算复合函数　193

4．1．4　colspace——计算列空间的基　195

4．1．5　real——计算复数的实部　196

4．1．6　imag——计算复数的虚部　197

4．1．7　symsum——计算表达式的和　197

4．1．8　collect——合并同类项　198

4．1．9　expand——展开符号表达式　199

4．1．10　factor——符号因式分解　199

4．1．11　simplify——化简符号表达式　200

4．1．12　numden——计算表达式的分子与分母　201

4．1．13　double——将符号矩阵转化为浮点型数值　202

4．1．14　solve——求解代数方程　203

4．1．15　simple——计算表达式的最简形式　204

4．1．16　finverse——计算反函数　205

4．1．17　ploy——求特征多项式　206

4．1．18　poly2sym——将多项式系数向量转化为带符号变量的多项式　207

4．1．19　symvar——确定表达式中的符号变量　207

4．1．20　horner——用嵌套形式表示多项式　208

4．2　符号微积分　209

4．2．1　limit——计算符号表达式的极限　209

4．2．2　diff——计算符号微分　210

4．2．3　int——计算符号积分　212

4．2．4　dsolve——求解常微分方程式　213

4．3　绘制符号函数的图像　215

4．3．1　ezplot——绘制符号函数图形　215

4．3．2　ezplot3——绘制三维符号函数　216

4．3．3　ezcontour——绘制符号函数的等高线图　218

4．3．4　ezcontourf——用不同颜色填充的等高线图　219

4．3．5　ezpolor——绘制极坐标图形　220

4．3．6　ezmesh——符号函数的三维网格图　221

4．3．7　ezmeshc——同时画曲面网格图与等高线图　222

4．3．8　ezsurf——三维带颜色的曲面图　223

4．3．9　ezsurfc——同时画出曲面图与等高线图　225

4．4　积分变换　226

4．4．1　fourier——Fourier变换　226

4．4．2　ifourier——Fourier逆变换　227

4．4．3　laplace——Laplace变换　229

4．4．4　ilaplace——Laplace逆变换　230

4．4．5　ztrans——Z-变换　231

4．4．6　iztrans——逆Z-变换　232

4．5　其他符号运算函数　233

4．5．1　vpa——可变精度算法　233

4．5．2　subs——替换符号表达式中的变量　234

4．5．3　taylor——符号函数的Taylor级数展开式　235

4．5．4　jacobian——计算雅可比矩阵　237

4．5．5　rsums——交互式计算Riemann积分　238

4．5．6　latex——符号表达式的LaTeX表达式　239

4．5．7　syms——快速创建多个符号对象　240

4．5．8　mfun——特殊函数的数值计算　241

4．5．9　sym2poly——将符号多项式转为数值形式　243

4．5．10　ccode——符号表达式的C语言代码　243

4．5．11　fortran——符号表达式的FORTRAN语言代码　244

4．5．12　pretty——排版输出符号表达式　245

4．5．13　digit——精确度函数　247

4．5．14　符号表达式的四则运算与幂运算　248

第5章　程序控制与设计　251

5．1　input——接受用户的键盘输入　251

5．2　disp——显示字符串或数组　253

5．3　pause——暂停程序运行　256

5．4　for循环　258

5．5　while循环　263

5．6　if-else-end条件结构　267

5．7　switch-case-end条件结构　269

5．8　try-catch-捕获异常　271

5．9　continue——转到下一次循环　274

5．10　break——跳出循环　276

5．11　return——函数返回　277

5．12　keyboard模式　278

5．13　error——显示错误信息　279

5．14　warning——显示警告信息　281

第6章　MATLAB 绘图　283

6．1　图形绘制函数　283

6．1．1　plot——绘制二维曲线　283

6．1．2　subplot——窗口分区绘图　287

6．1．3　figure——创建新窗口或选中窗口　288

6．1．4　fplot——绘制函数曲线　290

6．1．5　loglog——绘制双对数坐标图形　292

6．1．6　semilogx/semilogy——绘制单对数坐标图形　294

6．1．7　ezplot——绘制隐函数曲线图　296

6．1．8　plot3——绘制三维曲线　298

6．1．9　stem——绘制二维离散序列　299

6．1．10　bar——绘制二维柱状图　300

6．1．11　errorbar——绘制误差图　302

6．1．12　hist——绘制二维直方图　304

6．1．13　pie——绘制饼图　305

6．1．14　mesh——绘制三维网格图　307

6．1．15　surf——绘制三维曲面图　308

6．1．16　contour——绘制二维等高线　309

6．1．17　contour3——绘制三维等高线　310

6．1．18　contourf——填充二维等高线　311

6．1．19　sphere——绘制球体　313

6．1．20　cylinder——绘制圆柱　314

6．2　图形设置函数　315

6．2．1　设置图形标题、坐标轴标签、坐标轴范围　316

6．2．2　grid、box——添加网格和边框　318

6．2．3　legend——添加图例　319

6．2．4　text——添加字符串　320

6．2．5　hold——图形保持　321

6．2．6　clabel——绘制等高线高度标签　323

6．2．7　colormap——设置色图　324

第7章　用Simulink进行系统仿真　328

7．1　Simulink基本操作命令　328

7．1．1　simulink——打开Simulink模块库浏览器　328

7．1．2　find_system——查找仿真系统或系统中的模块　329

7．1．3　load_system——加载仿真系统　332

7．1．4　open_system——打开仿真系统或模块　332

7．1．5　set_param——设置系统或模块的参数　336

7．1．6　get_param——获取系统或模块的参数　337

7．1．7　gcs——获得当前系统名称　338

7．1．8　gcb——获得当前模块名称　339

7．1．9　gcbh——获得当前模块句柄　340

7．1．10　getfullname——获得当前模块的全路径名称　340

7．1．11　slupdate——更新旧版本的仿真模块　341

7．1．12　bdclose——无条件关闭仿真系统窗口　342

7．1．13　slhelp——查看Simulink帮助信息　342

7．2　仿真控制命令　343

7．2．1　sim——动态系统仿真　344

7．2．2　linmod——模型线性化　347

7．2．3　trim——求解系统平衡点　349

第8章　GUI图形用户界面　351

8．1　对象与属性　351

8．1．1　figure——创建窗口对象　351

8．1．2　uimenu——创建菜单或子菜单　353

8．1．3　set——设置图形对象属性　354

8．1．4　get——获得图形对象属性　357

8．1．5　gcf——返回当前图形窗口句柄　358

8．2　预定义对话框　359

8．2．1　helpdlg——创建帮助对话框　359

8．2．2　errordlg——创建错误对话框　360

8．2．3　warndlg——创建警告对话框　361

8．2．4　uisetcolor——标准颜色选择对话框　362

8．2．5　questdlg——创建问题对话框　363

8．2．6　msgbox——创建消息对话框　365

8．3　编写控件内容　366

8．3．1　uicontrol——控件编写　366

8．3．2　Button——按钮控件编写　370

第9章　MATLAB在信号处理领域的应用　375

9．1　测试信号的生成　375

9．1．1　生成阶跃信号　375

9．1．2　diric——生成狄利克雷(Dirichlet)信号　377

9．1．3　sawtooth——生成锯齿波或三角波　378

9．1．4　sinc——生成sinc信号　380

9．1．5　chirp——生成扫频信号　382

9．2　在时域、频域进行信号分析　384

9．2．1　mean——求信号的均值　384

9．2．2　std——信号的标准差　385

9．2．3　xcorr——信号的自相关或互相关　386

9．2．4　conv——信号卷积　388

9．2．5　fft——快速傅里叶变换　390

9．2．6　hilbert——希尔伯特(Hilbert)变换　393

9．2．7　residuez——Z-变换的部分分式展开　394

9．3　滤波器函数　396

9．3．1　buttap——设计巴特沃斯模拟低通滤波器　396

9．3．2　butter——设计巴特沃斯滤波器　397

9．3．3　cheb1ap——设计切比雪夫1型模拟低通滤波器　400

9．3．4　cheb2ap——设计切比雪夫2型模拟低通滤波器　401

9．3．5　cheby1——设计切比雪夫1型滤波器　403

9．3．6　besselap——设计贝塞尔模拟低通滤波器　405

9．3．7　besself——设计贝塞尔模拟滤波器　406

9．3．8　ellip——设计椭圆滤波器　408

9．3．9　impinvar——用脉冲响应不变法将模拟滤波器转为数字滤波器　410

9．3．10　bilinear——用双线性变换法将模拟滤波器转为数字滤波器　412

9．3．11　yulewalk——设计IIR数字滤波器　414

9．3．12　fir1——设计基于窗的FIR滤波器　416

9．3．13　fir2——设计基于频率采样的FIR滤波器　417

第10章　MATLAB与数理统计　419

10．1　满足特定分布的随机数生成　419

10．1．1　binornd——生成二项分布随机数　419

10．1．2　normrnd——生成正态分布随机数　421

10．1．3　random——生成指定分布的随机数　422

10．2　分布、概率与概率密度　423

10．2．1　binopdf——计算二项分布的概率　424

10．2．2　normpdf——计算正态分布的概率密度　425

10．2．3　lognpdf——计算对数正态分布的概率密度　426

10．2．4　chi2pdf——计算卡方分布的概率密度　428

10．2．5　ncx2pdf——计算非中心卡方分布的概率密度　429

10．2．6　fpdf——计算F分布的概率密度　431

10．2．7　ncfpdf——计算非中心F分布的概率密度　432

10．2．8　poisspdf——计算泊松分布的概率　433

10．2．9　tpdf——计算T分布的概率密度　435

10．2．10　raylpdf——计算瑞利分布的概率密度　436

10．2．11　wblpdf——计算韦伯分布的概率密度　438

10．2．12　gampdf——计算伽马分布的概率密度　439

10．2．13　nbinpdf——计算负二项分布的概率　440

10．2．14　exppdf——计算指数分布的概率密度　442

10．2．15　pdf——计算指定分布的概率密度函数　443

10．3　随机变量的累积分布　445

10．3．1　binocdf——计算二项分布的累积概率　445

10．3．2　normcdf——计算正态分布的累积概率　446

10．3．3　cdf——计算指定分布的累积分布　446

10．3．4　norminv——计算正态分布的逆累积分布　448

10．3．5　icdf——计算指定分布的逆累积分布　449

10．4　随机变量的数字特征　450

10．4．1　mean——求样本均值　450

10．4．2　geomean——求几何平均数　451

10．4．3　nanmean——求忽略NaN的均值　452

10．4．4　harmmean——求调和平均数　453

10．4．5　var——求样本方差　454

10．4．6　std——求样本标准差　455

10．4．7　nanstd——求忽略NaN的标准差　455

10．4．8　median——计算中位数　456

10．4．9　nanmedian——求忽略NaN的中位数　457

10．4．10　range——求最大值与最小值之差　457

10．4．11　skewness——求样本偏斜度　458

10．4．12　unifstat——求均匀分布的期望和方差　460

10．4．13　normstat——求正态分布的期望和方差　461

10．4．14　binostat——求二项分布的期望和方差　462

10．4．15　cov——求协方差　463

10．4．16　corrcoef——求相关系数　464

10．5　参数估计　466

10．5．1　unifit——均匀分布的参数估计　466

10．5．2　normfit——正态分布的参数估计　467

10．5．3　binofit——二项分布的参数估计　468

10．5．4　betafit——beta分布的参数估计　469

10．5．5　expfit——指数分布的参数估计　470

10．5．6　gamfit——伽马分布的参数估计　471

10．5．7　wblfit——韦伯分布的参数估计　471

10．5．8　poissfit——泊松分布的参数估计　473

10．5．9　mle——指定分布的参数估计　473

10．5．10　nlparci——非线性模型参数估计的置信区间　475

10．5．11　nlpredci——非线性模型预测值的置信区间　477

10．5．12　lsqnonneg——非负约束的最小二乘　479

10．5．13　nlinfit——非线性回归　481

10．5．14　nlintools——交互式非线性回归　483

10．5．15　betalike——beta分布的负对数似然函数　485

10．5．16　gamlike——伽马分布的负对数似然函数　487

10．5．17　normlike——正态分布的负对数似然函数　488

10．5．18　wbllike——正态分布的负对数似然函数　488

10．6　假设检验　489

10．6．1　ttest——T检验　490

10．6．2　ztest——Z检验　491

10．6．3　signtest——符号检验　493

10．6．4　ranksum——秩和检验　495

10．6．5　signrank——符号秩检验　495

10．6．6　ttest2——两个样本的t检验　496

10．6．7　jbtest——总体分布的正态性检验　497

10．6．8　kstest——单样本的Kolmogorov-Smirnov检验　499

10．6．9　kstest2——两个样本的Kolmogorov-Smirnov检验　500

10．7　概率统计的图像表示　502

10．7．1　lsline——为散点图添加最小二乘拟合直线　502

10．7．2　normplot——绘制正态分布概率图形　503

10．7．3　tabulate——数据的频率表显示　504

10．7．4　capaplot——绘制概率图形　505

10．7．5　cdfplot——绘制经验累积分布函数图　506

10．7．6　wblplot——韦伯分布概率图形　507

10．7．7　histfit——带概率分布拟合的直方图　508

10．7．8　boxplot——盒须图　509

10．7．9　refline——为图形添加参考直线　511

10．7．10　refcurve——为图形添加多项式参考曲线　512

10．7．11　normspec——在指定区间绘制正态分布曲线　514

MATLAB是当前最流行的大型数学工具软件之一，能够完成绝大部分科学运算。《Matlab函数和实例速查手册》从实用角度出发，系统介绍MATLAB各种函数，包括：数组、矩阵与线性代数、基本数学计算函数、符号计算与符号数学工具箱、程序控制与设计、MATLAB绘图、用Simulink进行系统仿真、图形用户界面GUI、MATLAB信号处理、MATLAB与数理统计等。为便于读者对MATLAB函数的理解，书中列举了大量的函数实例，真正帮助读者学以致用。
　　《Matlab函数和实例速查手册》可作为MATLAB各层次使用者的参考用书，尤其适合作为相关专业的学生以及教师、广大科研工作者、工程技术人员的案头查询手册。