MATLAB 完全学习手册_清华大学

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作者：赵国生、于翔、王健

出版日期：2015.01.01

印刷日期：2014.11.19

第1章MATLAB概述 1

1.1MATLAB简介 1

1.2MATLAB的安装、退出及卸载 2

1.2.1MATLAB的安装 2

1.2.2MATLAB的启动和退出 6

1.2.3MATLAB的卸载 7

1.3MATLAB的目录结构 8

1.4MATLAB的应用窗口 9

1.4.1工具栏 9

1.4.2组件窗口 10

1.5MATLAB的通用命令 15

1.6MATLAB的帮助系统 16

1.6.1命令行窗口查询帮助 17

1.6.2MATLAB联机帮助系统 17

1.7本章小结 19

1.8习题 19

第2章MATLAB数值计算 20

2.1数据类型 20

2.1.1字符串（String） 20

2.1.2数值（Numeric) 29

2.1.3函数句柄（Handle） 35

2.1.4逻辑（Logical）类型和

关系运算 35

2.1.5结构体（Structure）类型 41

2.1.6元胞数组（cell）类型 46

2.2数组及其函数 55

2.2.1数组的建立 55

2.2.2数组的操作 57

2.3矩阵及其函数 64

2.3.1矩阵的建立 64

2.3.2矩阵运算 70

2.3.3矩阵分析 72

2.3.4稀疏矩阵及其运算 76

2.4多项式及其函数 78

2.4.1多项式的建立和操作 78

2.4.2多项式的计算 79

2.5本章小结 83

2.6习题 83

第3章MATLAB符号运算 84

3.1符号运算入门 84

3.1.1符号对象的创建 84

3.1.2符号表达式的创建 85

3.1.3符号矩阵的相关操作 86

3.1.4符号运算中的运算符 87

3.1.5符号表达式中自变量的确定 88

3.2符号表达式运算 88

3.2.1提取分子和分母 88

3.2.2数值转换 89

3.2.3变量替换 91

3.2.4化简与格式化 91

3.2.5数值表达式和符号表达式

的互相转换 95

3.2.6反函数 96

3.2.7表达式替换函数 96

3.3符号运算精度 97

3.4符号矩阵的计算 98

3.4.1基本代数运算 98

3.4.2线性代数运算 100

3.4.3科学计算 115

3.5符号表达式积分变换 121

3.5.1博里叶变换及其反变换 121

3.5.2拉普拉斯变换及其反变换 123

3.5.3Z变换及其反变换 125

3.6符号函数的图形绘制 127

3.6.1符号函数的曲线绘制 127

3.6.2符号函数等值线的绘制 128 [2] 

3.6.3符号函数曲面图及表面

图的绘制 130

3.7符号方程的求解 132

3.7.1代数方程的求解 132

3.7.2微分方程求解 133

3.7.3复合方程的求解 135

3.7.4反方程求解 136

3.8本章小结 137

3.9习题 137

第4章MATLAB图形图像功能 138

4.1二维基本绘图函数 138

4.1.1line函数 138

4.1.2semilogx和semilogy函数 139

4.1.3logspace函数 140

4.1.4plot函数 140

4.1.5plotyy函数 143

4.1.6axis函数 144

4.1.7subplot函数 146

4.1.8其他特殊函数 146

4.2三维基本图形 152

4.2.1mesh函数 154

4.2.2surf函数 156

4.2.3peaks函数 158

4.2.4特殊函数 163

4.3图形处理技术 165

4.3.1坐标轴的调整 165

4.3.2文字标示 171

4.3.3文字修饰 172

4.3.4图例注解及添加颜色条 173

4.3.5图形的保持 175

4.3.6网格控制及坐标轴封闭 175

4.3.7图形窗口的分割 177

4.4图形窗口 178

4.4.1图形窗口的创建与控制 178

4.4.2图形窗口的菜单操作 179

4.5图形文件操作 182

4.5.1保存和打开图形文件 182

4.5.2导出文件 182

4.6图像文件操作 183

4.6.1打开 183

4.6.2保存 184

4.6.3退出 184

4.6.4图像处理基本操作 184

4.6.5灰度 188

4.6.6截图 189

4.6.7缩放 189

4.6.8旋转 191

4.7MATLAB图像分析 192

4.7.1像素及其处理 192

4.7.2MATLAB图像处理工具箱 195

4.7.3图像处理的常用函数 206

4.8本章小结 253

4.9习题 253

第5章M文件编程 256

5.1编程概述 256

5.1.1M文件的创建及运行 256

5.1.2M文件的打开 259

5.1.3M文件的基本内容 259

5.1.4M文件的分类 261

5.2与外部数据的交换 264

5.2.1数据的基本操作 265

5.2.2数据文件调用 271

5.3流程控制 278

5.3.1顺序结构 278

5.3.2选择结构 279

5.3.4循环结构 286

5.4脚本文件 301 [2] 

5.5函数文件 302

5.5.1主函数 302

5.5.2子函数 302

5.5.3私有函数 304

5.5.4嵌套函数 304

5.5.5重载函数 308

5.6P码文件和变量使用范围 308

5.6.1P码文件 309

5.6.2局部变量、全局变量和

持存变量 310

5.7M文件调试 311

5.7.1M文件出错信息 311

5.7.2M文件调试方法 311

5.8本章小结 319

5.9习题 320

第6章Simulink仿真 321

6.1Simulink介绍 321

6.1.1Simulink概述 321

6.1.2Simulink工作环境 323

6.1.3Simulink工作原理 324

6.2Simulink常用模块 325

6.2.1常用模块 326

6.2.2连续模块 327

6.2.3非连续模块 328

6.2.4离散模块 329

6.2.5逻辑与位操作模块 330

6.2.6查找表模块 331

6.2.7数学模块 332

6.2.8信号接收器模块 334

6.2.9信号源模块 334

6.2.10用户自定义函数模块 336

6.3Simulink其他模块 338

6.4Simulink模型创建 340

6.4.1模块操作 341

6.4.2基本步骤 345

6.4.3Simulink简单建模仿真示例 345

6.5子系统及其封装 348

6.5.1子系统的创建 348

6.5.2子系统的封装 349

6.6运行仿真 355

6.6.1过零检测和代数环 356

6.6.2仿真的运行 357

6.7模型调试 358

6.8S-函数 359

6.8.1S-函数的概念 359

6.8.2S-函数的工作原理 361

6.8.3S-函数模板 362

6.8.4S-函数的使用 364

6.8.5S-函数举例 367

6.9本章小结 370

6.10习题 371

第7章图形用户界面 372

7.1界面设计 372

7.1.1图形用户界面（GUI）概述 372

7.1.2GUIDE的控件 373

7.1.3GUIDE开发环境 374

7.2程序设计 376

7.2.1对象的回调函数 376

7.2.2程序的一般结构 377

7.2.3对象属性的访问 377

7.2.4对象间数据传递 378

7.2.5GUI与M文件的数据交互 381

7.2.6GUI与Simulink仿真的

数据交互 384

7.2.7中断执行 390

7.2.8多界面实例 393

7.3GUI应用 397

7.3.1GUI设计的一般步骤 398

7.3.2GUI设计实例 398

7.4本章小结 404

7.5习题 404

第8章MATLAB科学计算 405

8.1方程求解 405

8.1.1线性方程组 405

8.1.2非线性方程 414

8.1.3常微分方程 418

8.2数据处理统计 423

8.2.1最大值和最小值 424

8.2.2求和和求积 426

8.2.3平均值和中值 426

8.2.4标准方差 426

8.2.5相关系数 427

8.2.6排序 428

8.3数据插值 429

8.3.1一维插值 429

8.3.2二维插值 432

8.3.3三维插值 434 [2] 

8.4数值积分 436

8.4.1一元函数积分 436

8.4.2矢量积分 438

8.4.3二元函数积分 438

8.4.4三元函数积分 439

8.5最优化问题求解 439

8.5.1无约束非线性极小化 439

8.5.2有约束极小化 440

8.5.3二次规划和线性规划 440

8.5.4线性最小二乘 443

8.5.5非线性最小二乘 445

8.5.6多目标寻优方法 445

8.6本章小结 448

8.7习题 448

第9章S-函数 449

9.1基本概念 449

9.2工作原理 450

9.3Level-1M文件型 452

9.3.1概述 452

9.3.2编写方法 454

9.3.3实例 456

9.4Level-2M文件型 466

9.4.1概述 467

9.4.2编写方法 469

9.4.3实例 472

9.5CMEX文件型 476

9.5.1概述 476

9.5.2编写方法 484

9.5.3实例 487

9.6使用S-函数创建器编写CMEX文件型 492

9.7本章小结 494

9.8习题 495

第10章MATLAB工具箱 496

10.1MATLAB工具箱简介 496

10.2神经网络工具箱 497

10.2.1神经网络仿真函数sim 500

10.2.2神经网络训练及学习函数 501

10.2.3神经网络初始化函数 504

10.2.4神经网络输入函数 506

10.2.5神经网络传递函数 507

10.2.6其他重要函数 509

10.3模糊逻辑工具箱 510

10.3.1MATLAB模糊逻辑工具箱的图形用户界面 510

10.3.2MATLAB模糊逻辑工具箱的命令行工作方式 517

10.4本章小结 530

10.5习题 530

第11章MATLAB外部接口 531

11.1文本文件 531

11.1.1打开/关闭文件 531

11.1.2二进制形式访问 533

11.1.3普通形式访问 537

11.1.4文件内的位置控制 541

11.2MATLAB与Word混合使用 544

11.2.1Notebook的安装 544

11.2.2Notebook的使用 546

11.2.3Notebook的实际应用 549

11.3MATLAB与Excel混合使用 551

11.3.1SpreadsheetLink的安装 552

11.3.2SpreadsheetLink的启动和退出 554 [2] 

11.3.3SpreadsheetLink的实际应用 556

11.4编译器 558

11.4.1编译器的安装和配置 558

11.4.2编译命令 559

11.4.3项目开发工具 562

11.5MATLAB与C/C++语言混合使用 564

11.5.1MATLABC/C++编译器的设置（MEX） 565

11.5.2MATLAB中调用C/C++程序-MEX文件 565

11.5.3MATLAB与C语言混合编程常用的数据类型 569

11.5.4操作MATLAB阵列mxArray的mx函数 572

11.6MATLAB与外部设备和互联网交互 579

11.7本章小结 580

11.8习题 581