MATLAB实用教程

目　录

第1章　概述　1

1．1　MATLAB简介及安装　1

1．2　MATLAB的目录结构　3

1．3　MATLAB的工作环境　3

1．4　MATLAB的通用命令　6

1．5　MATLAB的帮助系统　8

1．6　MATLAB示例　10

习题　11

第2章　基础知识　12

2．1　数据类型　12

2．2　基本矩阵操作　15

2．2．1　矩阵的构造　16

2．2．2　矩阵的大小　18

2．2．3　矩阵元素的访问　20

2．2．4　矩阵信息的获取　21

2．2．5　矩阵结构的改变　23

2．3　运算符和优先级　25

2．3．1　算术运算符　25

2．3．2　关系运算符　27

2．3．3　逻辑运算符　27

2．3．4　运算优先级　28

2．4　矩阵运算函数　29

2．4．1　矩阵分析　29

2．4．2　线性方程组求解　32

2．4．3　矩阵分解　33

2．4．4　矩阵的特征值和特征向量　36

2．4．5　矩阵相似变换　36

2．4．6　矩阵非线性运算　37

2．5　矩阵元素运算函数　39

2．5．1　三角函数　39

2．5．2　指数和对数函数　40

2．5．3　复数函数　41

2．5．4　截断和求余函数　41

2．5．5　特殊函数　42

2．6　字符串处理函数　44

2．6．1　字符串的创建　45

2．6．2　字符串的比较　46

2．6．3　字符串的查找和替换　47

2．6．4　字符串与数值间的转换　48

2．7　符号计算　49

2．7．1　符号计算入门　49

2．7．2　符号对象的创建和使用　50

2．7．3　任意精度计算　53

2．7．4　符号表达式的化简和替换　54

2．7．5　符号矩阵计算　57

2．7．6　符号微积分　60

2．7．7　符号积分变换　62

2．7．8　符号方程求解　64

2．7．9　可视化数学分析界面　66

习题　67

第3章　基本编程　69

3．1　M文件编程　70

3．1．1　函数　70

3．1．2　脚本　71

3．1．3　子函数与私有函数　72

3．1．4　伪代码　72

3．2　变量和语句　73

3．2．1　变量类型　73

3．2．2　程序控制结构　74

3．3　程序调试　81

3．3．1　直接调试法　81

3．3．2　工具调试法　81

3．4　函数设计和实现　87

3．4．1　建立数学模型　88

3．4．2　编写代码　89

3．4．3　运行程序　89

3．4．4　编程习惯　89

3．5　数据显示及存取　90

3．5．1　二维绘图　90

3．5．2　三维绘图　94

3．5．3　图形处理　97

3．5．4　图形窗口　107

3．5．5　MAT文件的应用　111

3．5．6　文件I/O　111

习题　120

第4章　Simulink仿真　122

4．1　Simulink概述　122

4．1．1　Simulink的概念　123

4．1．2　Simulink的工作环境　124

4．1．3　Simulink的工作原理　127

4．1．4　Simulink模型的特点　127

4．1．5　Simulink的数据类型　128

4．1．6　Simulink的模块和模块库　130

4．2　模型的创建　136

4．3　子系统及其封装　139

4．3．1　创建子系统　139

4．3．2　封装子系统　140

4．3．3　自定义模块库　143

4．4　过零检测　143

4．5　代数环　144

4．6　回调函数　144

4．7　运行仿真　146

4．8　仿真结果分析　150

4．9　模型调试　150

4．10　S函数　153

4．10．1　S函数的概念　153

4．10．2　S函数的功能　154

4．10．3　S函数的工作流程　154

4．10．4　S函数的编写　155

4．10．5　应用示例　158

4．11　S函数实例　159

习题　162

第5章　图形用户界面(GUI)　163

5．1　GUI设计向导　163

5．1．1　GUI概述　163

5．1．2　启动GUIDE　164

5．1．3　GUIDE提供的控件　164

5．1．4　界面设计工具集　165

5．1．5　GUI组态　167

5．1．6　GUI界面设计　168

5．2　编程设计GUI　170

5．3　图形用户界面设计实例　172

习题　175

第6章　数值计算　176

6．1　多项式运算　176

6．2　插值运算　182

6．2．1　一维插值　183

6．2．2　二维插值　184

6．3　数据分析　185

6．3．1　基本数据分析函数　185

6．3．2　协方差和相关系数矩阵　190

6．3．3　有限差分和梯度　191

6．3．4　信号滤波和卷积　192

6．3．5　傅里叶变换　194

6．4　功能函数　198

6．5　微分方程组求解　205

6．5．1　常微分方程组的初值问题　206

6．5．2　延迟微分方程的问题　211

6．5．3　常微分方程组的边界问题　212

习题　214

第7章　数学计算　216

7．1　高等数学　216

7．1．1　极限求取　216

7．1．2　导数求取　217

7．1．3　积分求取　217

7．1．4　微分方程求解　218

7．2　线性代数　221

7．2．1　行列式、逆和秩　221

7．2．2　矩阵分解　222

7．3　概率统计　226

7．3．1　概率计算　226

7．3．2　数学期望与方差　227

7．4　复变函数　228

7．4．1　复数和复数矩阵　228

7．4．2　复数的运算　229

7．4．3　泰勒级数展开　231

7．4．4　拉普拉斯变换及逆变换　231

7．4．5　傅里叶变换及逆变换　233

7．5　运筹学　234

7．5．1　单纯形法的算法原理　234

7．5．2　单纯形法的算法步骤　234

7．5．3　单纯形法的MATLAB实现　235

习题　236

第8章　控制领域　237

8．1　自动控制领域　237

8．1．1　控制系统的数学模型　237

8．1．2　线性系统的时域分析　240

8．2　现代控制领域　243

8．2．1　状态空间模型与系统传递函数　243

8．2．2　稳定性分析　244

8．2．3　系统能控性和能观性分析　245

8．3　智能控制领域　245

8．3．1　智能控制　246

8．3．2　模糊控制　246

8．3．3　人工神经网络　250

习题　256

第9章　数据处理　257

9．1　信息处理领域　257

9．1．1　信号处理工具箱　257

9．1．2　信号处理模型集　258

9．1．3　信号处理实例　258

9．2　图像处理领域　262

9．2．1　图像处理工具箱　264

9．2．2　视频和图像处理模型集　264

9．2．3　图像处理实例　264

9．3　数字语音信号处理领域　268

9．3．1　语音信号时域特征分析　268

9．3．2　语音信号频域特征分析　274

习题　278

第10章　外部接口　279

10．1　与Word/Excel的混合使用　279

10．1．1　Notebook的使用　279

10．1．2　Excel link的使用　281

10．2　编译器　286

10．2．1　编译器概述　287

10．2．2　编译器的安装和配置　287

10．2．3　编译器的使用　289

10．3　应用程序接口　292

10．3．1　创建C语言MEX文件　292

10．3．2　Java接口　294

10．3．3　DDE技术　295

10．3．4　ActiveX技术　297

习题　299

附录　实验　300

附1．1　MATLAB基本功能　300

附1．2　MATLAB基础知识　300

附1．3　MATLAB基本编程　301

附1．4　Simulink仿真　302

附1．5　MATLAB图形用户界面(GUI)　302

附1．6　MATLAB科学计算　303

附1．7　MATLAB数学计算　304

附1．8　MATLAB 控制领域应用　304

附1．9　MATLAB 数据处理　305

附1．10　MATLAB外部接口　305

参考文献　306

《MATLAB实用教程(第2版)》对MATLAB R2012b软件进行了全面、系统的介绍。全书共10章。第1～6章主要介绍MATLAB的基础知识，包括MATLAB的安装、数值运算和符号运算、Simulink仿真和编程、图形用户界面等；第7～9章详细地介绍了MATLAB在数学计算、控制领域以及数据处理等方面的应用，有很强的实用性；第10章从信息和功能交互的角度介绍MATLAB的外部接口，讲述了MATLAB与Word、Excel、C语言、Java语言等的接口。为方便初学者更好地理解和运用MATLAB软件，《MATLAB实用教程(第2版)》附录提供了多个MATLAB实验。　　《MATLAB实用教程(第2版)》条理明晰、深入浅出，配有大量实用实例和实验，适合MATLAB初学者使用。