MATLAB 從入門到實戰

（1）資深專家編著，圖書質量更有保證：MATLAB資深工程師執筆，系統總結MATLAB編程從入門到實戰的方方面面。
（2）提供配套源代碼，便於讀者動手實踐：理論聯繫實踐，提供源代碼下載，方便讀者學習使用。
（3）內含豐富實例，利於讀者二次開發：注重應用，提供近400個MATLAB典型實例，讀者可以據此二次開發。
（4）提供配套課件，便於教師備課使用：配套提供完整的教學課件資料，便於廣大教師備課使用。

 

第一部分MATLAB的軟件基礎

 

第1章MATLAB簡述

1.1MATLAB發展史

1.2MATLAB的特點及應用

1.3MATLAB的功能

1.4MATLAB的工作環境

1.4.1菜單/工具欄

1.4.2命令行窗口

1.4.3工作區窗口

1.5MATLAB的通用命令

1.6MATLAB的文件管理

1.6.1工作文件夾窗口

1.6.2搜索路徑及其設置

1.7MATLAB的幫助系統

1.7.1純文本幫助

1.7.2Demos幫助

1.7.3幫助導航瀏覽器

1.8MATLAB的初步使用

 

第2章MATLAB計算基礎

2.1變量與常量

2.1.1變量命名規則

2.1.2MATLAB變量的顯示

2.1.3MATLAB變量的存取

2.2數據類型

2.2.1整數數據類型

2.2.2浮點數數據類型

2.2.3字符串

2.2.4關係運算符

2.2.5邏輯運算符

2.2.6快速邏輯運算

2.2.7單元數組

2.2.8結構體

2.2.9函數句柄

2.3數組運算

2.3.1數組的創建與操作

2.3.2常見數組運算

2.4矩陣操作

2.4.1矩陣的生成

2.4.2矩陣的操作

2.4.3矩陣元素的數據變換

 

第3章MATLAB數值計算

3.1矩陣運算

3.1.1矩陣的算術運算

3.1.2矩陣的轉置

3.1.3方陣的行列式

3.1.4矩陣的逆與偽逆

3.1.5矩陣或向量的範數

3.1.6矩陣的條件數

3.1.7矩陣的秩

3.1.8矩陣的跡

3.1.9矩陣的正交基

3.1.10矩陣化零

3.1.11矩陣的特徵向量

3.1.12矩陣的指數和對數

3.1.13Jordan標準型

3.2矩陣的數理分析

3.2.1最大值與最小值

3.2.2元素的查找

3.2.3元素的排序

3.2.4求和與求積運算

3.2.5求累和與求累積運算

3.2.6平均值與中值

3.2.7標準差

3.2.8相關係數

3.2.9元素的差分

3.3高維數組

3.4稀疏矩陣

3.4.1稀疏矩陣與全矩陣

3.4.2稀疏矩陣的存儲方式

3.4.3稀疏矩陣的生成

3.4.4稀疏矩陣的操作

3.4.5稀疏矩陣的運算

3.5矩陣的分解

3.5.1Cholesky分解

3.5.2LU分解

3.5.3QR分解

3.5.4Schur分解

3.5.5Hessenberg分解

3.5.6SVD分解

3.5.7特徵分解

 

第4章MATLAB程序控件

4.1程序結構

4.1.1順序結構

4.1.2選擇結構

4.1.3循環結構

4.1.4容錯結構

4.1.5其他數據流

4.2控制命令

4.2.1continue命令

4.2.2break命令

4.2.3return命令

4.2.4pause命令

4.2.5input命令

4.2.6keyboard命令

4.2.7error命令

4.2.8warning命令

4.3MATLAB函數

4.3.1MATLAB函數的結構

4.3.2匿名函數

4.3.3子函數

4.3.4重載函數

4.3.5內聯函數

4.3.6eval函數

4.3.7feval函數

4.4變量的檢測與傳遞

4.4.1輸入/輸出變量

4.4.2可變數目的參數傳遞

4.4.3跨空間變量傳遞

4.4.4跨空間變量賦值

 

第5章MATLAB可視化

5.1圖形繪製基礎

5.1.1離散函數

5.1.2連續函數

5.1.3圖形繪製實例

5.1.4圖形繪製的步驟

5.2二維基本繪圖

5.2.1基本繪圖函數

5.2.2圖形註釋

5.2.3特殊二維圖形

5.3函數繪圖

5.4三維基本繪圖

5.4.1三維曲線圖

5.4.2三維網格圖

5.4.3三維曲面圖

5.4.4特殊三維圖形

5.5四維繪圖

5.5.1用色彩表現函數特徵

5.5.2切片圖與切片等位線圖

 

第6章MATLAB數據分析

6.1多項式及其函數

6.1.1多項式的表達與創建

6.1.2多項式的四則運算

6.1.3多項式求導

6.1.4多項式求值

6.1.5多項式求根

6.1.6部分分式展開

6.1.7最小二乘擬合

6.2數據插值

6.2.1一維插值

6.2.2二維插值

6.2.3三維插值

6.2.4n維插值

6.2.5柵格數據插值

6.2.6樣條插值

6.2.7樣條函數用於數值積分和微分

6.3函數的極限

6.3.1極限的概念

6.3.2極限函數

6.4數值積分

6.4.1數值積分的數學表述

6.4.2單變量數值積分

6.4.3多重數值積分

6.4.4梯形法求積分

6.5多元統計分析

6.5.1判別分析

6.5.2聚類分析

6.5.3因素分析

6.5.4方差分析

6.6假設檢驗

6.6.1單個正態總體均值的檢驗

6.6.2兩個正態總體均值差的檢驗

6.7回歸分析

6.7.1一元線性回歸分析

6.7.2多元線性回歸分析

 

第7章MATLAB符號計算

7.1符號表達式

7.2符號表達式的操作

7.2.1合併同類項

7.2.2因式分解

7.2.3嵌套型分解

7.2.4化簡

7.2.5表達式的轉化

7.2.6提取分子分母

7.2.7極限

7.2.8求導數

7.2.9求積分

7.2.10級數求和

7.2.11泰勒級數展開

7.2.12Jacobian矩陣

7.3符號函數

7.3.1反函數

7.3.2複合函數

7.3.3置換函數

7.4符號代數方程求解

7.4.1線性方程組的符號解

7.4.2符號代數方程求解

7.4.3符號微分方程求解

7.5符號積分變換

7.5.1傅里葉變換及其逆變換

7.5.2拉普拉斯變換及其逆變換

7.5.3Z變換及其逆變換

7.6符號函數圖示化

7.6.1單變量符號函數計算器

7.6.2泰勒級數逼近計算器

 

第二部分MATLAB的應用

 

第8章MATLAB概率與數理統計工具箱

8.1概率密度函數

8.1.1連續分佈密度函數

8.1.2離散分佈密度函數

8.1.3抽樣分佈密度函數

8.2概率分佈

8.3參數估計

8.3.1點估計

8.3.2區間估計

8.3.3區間估計的相關函數

8.4統計特徵

8.4.1集中趨勢的統計量

8.4.2離中趨勢的統計量

8.4.3自助統計量

8.4.4中心矩

8.4.5相關係數

8.4.6協方差矩陣

8.4.7偏斜度

8.5統計圖

8.5.1頻數表

8.5.2累積分佈圖

8.5.3盒狀圖

8.5.4QQ圖

8.5.5正態概率分佈圖

8.5.6樣本概率圖

8.5.7正態擬合直方圖

8.5.8最小二乘擬合直線

8.5.9參考線

 

第9章MATLAB數字圖像處理工具箱

9.1圖像處理的基礎

9.1.1圖像的表達方式

9.1.2圖像類型及存儲方式

9.1.3圖像類型的轉換

9.1.4圖像的顯示

9.2圖像的運算

9.2.1圖像的代數運算

9.2.2圖像的邏輯運算

9.2.3圖像的幾何運算

9.3圖像的鄰域操作和選取

9.3.1鄰域操作

9.3.2區域選取

9.4圖像的變換

9.4.1傅里葉變換

9.4.2離散餘弦變換

9.4.3Radon變換

9.5圖像的增強

9.5.1灰度變換增強

9.5.2線性濾波增強

9.5.3空間域濾波

9.6圖像的邊界

9.6.1邊緣檢測

9.6.2邊界跟踪

9.6.3Hough變換檢測直線

9.7形態學

9.7.1膨脹

9.7.2腐蝕

 

第10章MATLAB信號處理工具箱

10.1信號、系統和信號處理的基本概念

10.2信號的產生

10.2.1正餘弦波的產生

10.2.2週期方波和周期三角波的產生

10.2.3任意確定週期信號的產生

10.2.4脈衝信號的產生

10.2.5掃頻信號的產生

10.2.6隨機信號的產生

10.3連續信號的時域運算

10.3.1信號的加(減)、乘運算

10.3.2信號的反褶、移位、尺度變換

10.3.3信號卷積

10.4時域分析

10.4.1脈衝響應

10.4.2單位階躍響應

10.4.3任意輸入的響應

10.5頻域分析

10.5.1傅里葉變換的定義

10.5.2系統的複頻域分析

10.6頻譜分析

10.7譜估計

10.7.1直接法

10.7.2間接法

10.7.3週期圖法功率譜估計

10.7.4AR模型功率譜估計

10.7.5現代譜估計的非參數法

10.8IIR濾波器

10.8.1IIR濾波器的優勢

10.8.2經典濾波器的設計過程

10.8.3經典IIR濾波器

10.8.4直接法IIR濾波器設計

10.9FIR濾波器

10.9.1窗函數法設計FIR濾波器

10.9.2約束最小二乘法設計FIR濾波器

 

第11章MATLAB小波分析工具箱

11.1小波分析概述

11.1.1小波分析的由來

11.1.2傅里葉變換概述

11.1.3小波變換概述

11.1.4多分辨分析

11.1.5小波包

11.1.6幾種常用的小波

11.2小波變換在信號中的應用

11.2.1小波分解在信號中的應用

11.2.2小波變換在信號降噪中的應用

11.2.3小波變換在信號壓縮中的應用

11.3小波變換在圖像處理中的應用

11.3.1基本原理

11.3.2小波變換在圖像壓縮中的應用

11.3.3小波變換在圖像降噪中的應用

11.3.4小波變換在圖像平滑中的應用

11.3.5小波變換在圖像增強中的應用

11.3.6小波變換在圖像融合中的應用

11.4小波包在信號處理中的應用

11.4.1小波包在信號降噪中的應用

11.4.2小波包在信號壓縮中的應用

11.5小波包在圖像處理中的應用

11.5.1小波包在圖像降噪中的應用

11.5.2小波包在圖像壓縮中的應用

11.5.3小波包在圖像邊緣檢測中的應用

 

第12章MATLAB偏微分方程工具箱

12.1偏微分方程的定解問題

12.2偏微分方程的數值解

12.3偏微分方程工具箱簡介

12.4用戶界面求解偏微分方程

12.4.1用戶界面求解橢圓型偏微分方程

12.4.2用戶界面求解雙曲型偏微分方程

12.4.3用戶界面求解拋物線型偏微分方程

12.4.4用戶界面求解特徵值偏微分方程

 

第13章MATLAB最優化工具箱

13.1最優化概述

13.1.1最優化問題

13.1.2工具箱概述

13.1.3優化工具箱常用函數

13.2無約束最優化問題

13.2.1單變量最優化問題

13.2.2無約束非線性規劃問題

13.3有約束最優化問題

13.3.1線性規劃問題

13.3.2有約束非線性最優化問題

13.4二次規劃問題

13.5多目標規劃問題

13.6最小化和最大化問題

13.7“半無限”多元問題

 

第三部分MATLAB的技術擴展

 

第14章Simulink仿真與應用

14.1Simulink的基本介紹

14.1.1Simulink的功能

14.1.2Simulink的特點

14.1.3Simulink的工作原理

14.1.4Simulink的啟動

14.1.5Simulink的模塊庫

14.1.6Simulink模塊的基本操作

14.1.7子系統建立

14.1.8仿真參數設置

14.2封裝子系統

14.3動態系統的Simulink仿真

14.3.1簡單系統仿真

14.3.2離散系統仿真

14.3.3連續系統仿真

14.3.4混合系統仿真

14.4S函數

14.4.1S函數概述

14.4.2S函數的控制流程

14.4.3S函數的回調方法

14.4.4編寫M語言S函數

14.4.5M文件S函數的實例

 

第15章MATLAB圖形用戶界面

15.1圖形句柄

15.1.1圖形對象

15.1.2圖形對象的句柄

15.1.3圖形對象的創建

15.1.4圖形對象的屬性

15.2用GUIDE創建GUI

15.2.1GUI的啟動

15.2.2工具欄

15.2.3設計菜單

15.2.4回調函數

15.2.5GUI的應用實例

15.3M文件創建GUI

15.4對話框

15.4.1公共對話框

15.4.2一般對話框

 

第16章MATLAB文件I/O

16.1文件夾管理

16.1.1當前文件夾管理

16.1.2創建文件夾

16.1.3刪除文件夾

16.1.4複製或移動文件夾

16.2打開和關閉文件

16.2.1打開文件

16.2.2關閉文件

16.3導入數據

16.4讀取文本數據

16.5文件的定位與狀態

 

參考文獻