MATLAB R2018a從入門到精通

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篇  基礎(chǔ)知識(shí)
 
第1章  MATLAB概述    3
1.1  工作環(huán)境    3
1.1.1  系統(tǒng)組成    3
1.1.2  工作窗口    4
1.1.3  應(yīng)用簡(jiǎn)介    8
1.2  文件管理    8
1.2.1  目錄結(jié)構(gòu)    8
1.2.2  當(dāng)前文件夾瀏覽器    9
1.2.3  路徑搜索    9
1.3  幫助系統(tǒng)    11
1.3.1  文本幫助    11
1.3.2  演示幫助    12
1.3.3  幫助導(dǎo)航窗口    13
1.4  MATLAB使用初步    15
1.5  本章小結(jié)    15
第2章  MATLAB基礎(chǔ)    16
2.1  數(shù)據(jù)類型    16
2.1.1  數(shù)值類型    16
2.1.2  字符與字符串    21
2.1.3  結(jié)構(gòu)    21
2.1.4  單元數(shù)組    24
2.1.5  函數(shù)句柄    26
2.1.6  映射容器    27
2.1.7  數(shù)據(jù)類型識(shí)別與轉(zhuǎn)換    31
2.2  運(yùn)算符與運(yùn)算    32
2.2.1  算術(shù)運(yùn)算符    32
2.2.2  關(guān)系運(yùn)算符    32
2.2.3  邏輯運(yùn)算符    33
2.2.4  運(yùn)算優(yōu)先級(jí)    34
2.3  字符串處理    35
2.3.1  字符串構(gòu)造    35
2.3.2  字符串比較    36
2.3.3  查找與替換    36
2.3.4  字符串類型轉(zhuǎn)換    37
2.4  矩陣基礎(chǔ)    37
2.4.1  有關(guān)概念    38
2.4.2  創(chuàng)建矩陣    38
2.4.3  改變矩陣結(jié)構(gòu)    40
2.4.4  矩陣下標(biāo)    41
2.4.5  矩陣信息    42
2.5  本章小結(jié)    45
第3章  數(shù)據(jù)輸入輸出基礎(chǔ)    46
3.1  打開與關(guān)閉文件    46
3.1.1  打開文件    46
3.1.2  關(guān)閉文件    48
3.2  讀寫二進(jìn)制文件    49
3.2.1  寫二進(jìn)制文件    49
3.2.2  讀二進(jìn)制文件    49
3.3  讀寫文本文件    51
3.3.1  寫文本文件    51
3.3.2  讀文本文件    52
3.4  讀寫位置控制    53
3.5  導(dǎo)入數(shù)據(jù)    54
3.5.1  使用向?qū)?dǎo)入數(shù)據(jù)    54
3.5.2  使用命令導(dǎo)入數(shù)據(jù)    55
3.6  本章小結(jié)    56
第4章  編程基礎(chǔ)    57
4.1  變量與語句    57
4.1.1  變量命名    57
4.1.2  變量類型    58
4.1.3  特殊變量    58
4.1.4  關(guān)鍵字    59
4.1.5  語句構(gòu)成    59
4.2  程序控制    60
4.2.1  順序結(jié)構(gòu)    60
4.2.2  分支結(jié)構(gòu)    60
4.2.3  循環(huán)結(jié)構(gòu)    64
4.2.4  其他常用控制命令    66
4.3  M文件與腳本    68
4.3.1  M文件    68
4.3.2  腳本    69
4.4  函數(shù)    69
4.4.1  M文件函數(shù)    69
4.4.2  匿名函數(shù)    71
4.4.3  子函數(shù)    72
4.4.4  私有函數(shù)    73
4.4.5  重載函數(shù)    73
4.4.6  內(nèi)聯(lián)函數(shù)    73
4.4.7  eval、feval函數(shù)    74
4.4.8  函數(shù)的函數(shù)    75
4.4.9  內(nèi)嵌函數(shù)    75
4.4.10  函數(shù)編寫建議    75
4.5  M文件變量檢測(cè)    76
4.5.1  輸入輸出變量檢測(cè)    76
4.5.2  可變數(shù)量輸入輸出    76
4.6  程序調(diào)試    77
4.6.1  直接調(diào)試    77
4.6.2  工具調(diào)試    78
4.7  本章小結(jié)    78
第5章  可視化基礎(chǔ)    79
5.1  圖形繪制對(duì)象    79
5.2  二維圖形    79
5.2.1  plot命令    79
5.2.2  圖形疊繪    83
5.2.3  子圖繪制    84
5.2.4  交互繪圖    86
5.2.5  雙縱坐標(biāo)圖    87
5.2.6  特殊坐標(biāo)繪圖    88
5.2.7  函數(shù)繪圖    90
5.3  三維圖形    92
5.3.1  曲線圖    92
5.3.2  網(wǎng)格圖    93
5.3.3  曲面圖    94
5.4  四維圖形    95
5.4.1  第四維表達(dá)    96
5.4.2  四維圖繪制    96
5.5  特殊圖形    97
5.5.1  餅狀圖    98
5.5.2  直方圖    99
5.5.3  柱形圖    99
5.5.4  離散數(shù)據(jù)點(diǎn)圖    101
5.5.5  散點(diǎn)圖    102
5.5.6  向量圖    103
5.5.7  等值線圖    104
5.6  圖形處理    105
5.6.1  圖形輸出    105
5.6.2  圖形細(xì)化    106
5.6.3  坐標(biāo)軸控制    111
5.6.4  視角與透視    112
5.7  繪圖窗口    113
5.7.1  創(chuàng)建繪圖窗口    114
5.7.2  繪圖窗口工具欄    114
5.8  本章小結(jié)    115
 
第二篇  數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
 
第6章  數(shù)組與矩陣操作    117
6.1  數(shù)組運(yùn)算    117
6.1.1  創(chuàng)建與訪問數(shù)組    117
6.1.2  數(shù)組運(yùn)算    120
6.2  矩陣操作    124
6.2.1  創(chuàng)建矩陣    124
6.2.2  改變矩陣結(jié)構(gòu)    129
6.3  矩陣元素運(yùn)算    131
6.3.1  矩陣四則運(yùn)算    131
6.3.2  矩陣元素冪運(yùn)算    134
6.3.3  矩陣元素查找與排序    134
6.3.4  矩陣元素求和、求積與
求差分    135
6.4  矩陣運(yùn)算    138
6.4.1  矩陣分析    138
6.4.2  矩陣分解    142
6.4.3  特征值與特征向量    145
6.4.4  矩陣函數(shù)運(yùn)算    145
6.5  稀疏矩陣    148
6.5.1  稀疏矩陣存儲(chǔ)方式    148
6.5.2  創(chuàng)建稀疏矩陣    148
6.5.3  稀疏矩陣運(yùn)算    150
6.6  本章小結(jié)    150
第7章  數(shù)學(xué)函數(shù)運(yùn)算    151
7.1  初等函數(shù)運(yùn)算    151
7.1.1  三角函數(shù)    151
7.1.2  指數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)    153
7.1.3  復(fù)數(shù)函數(shù)    154
7.1.4  截?cái)嗪颓笥嗪瘮?shù)    155
7.1.5  離散數(shù)學(xué)函數(shù)    156
7.1.6  基本數(shù)據(jù)分析函數(shù)    157
7.1.7  多項(xiàng)式函數(shù)    159
7.2  特殊函數(shù)運(yùn)算    160
7.2.1  特殊函數(shù)    160
7.2.2  坐標(biāo)變換函數(shù)    161
7.3  本章小結(jié)    162
第8章  符號(hào)計(jì)算    163
8.1  符號(hào)計(jì)算概述    163
8.2  符號(hào)變量與表達(dá)式    164
8.2.1  符號(hào)對(duì)象    165
8.2.2  符號(hào)計(jì)算運(yùn)算符與函數(shù)    167
8.2.3  符號(hào)對(duì)象識(shí)別    171
8.2.4  符號(hào)變量    172
8.2.5  符號(hào)表達(dá)式顯示    173
8.2.6  表達(dá)式項(xiàng)操作    173
8.2.7  符號(hào)數(shù)值和精度    177
8.3  符號(hào)函數(shù)    178
8.3.1  復(fù)合函數(shù)操作    179
8.3.2  反函數(shù)運(yùn)算    179
8.4  符號(hào)微積分    180
8.4.1  符號(hào)表達(dá)式的極限    180
8.4.2  符號(hào)表達(dá)式的導(dǎo)數(shù)    181
8.4.3  符號(hào)表達(dá)式的積分    182
8.4.4  符號(hào)表達(dá)式的級(jí)數(shù)求和/積    182
8.4.5  符號(hào)表達(dá)式的泰勒級(jí)數(shù)    183
8.5  符號(hào)積分變換    185
8.5.1  Fourier變換    185
8.5.2  Laplace變換    185
8.5.3  Z變換    186
8.6  符號(hào)矩陣計(jì)算    187
8.6.1  算術(shù)運(yùn)算    187
8.6.2  線性代數(shù)運(yùn)算    187
8.6.3  特征值分解    188
8.7  符號(hào)方程求解    188
8.7.1  代數(shù)方程求解    189
8.7.2  微分方程求解    191
8.8  符號(hào)計(jì)算界面    192
8.8.1  funtool分析界面    192
8.8.2  taylortool分析界面    194
8.9  本章小結(jié)    195
 
第三篇  數(shù)據(jù)分析
 
第9章  多項(xiàng)式分析    197
9.1  多項(xiàng)式及函數(shù)    197
9.1.1  多項(xiàng)式及其函數(shù)    197
9.1.2  多項(xiàng)式計(jì)算    197
9.1.3  多項(xiàng)式方程求根    198
9.1.4  多項(xiàng)式四則運(yùn)算    198
9.1.5  多項(xiàng)式微積分    200
9.1.6  有理多項(xiàng)式展開    201
9.2  極限    202
9.3  本章小結(jié)    202
第10章  數(shù)值運(yùn)算    203
10.1  解線性方程組    203
10.1.1  線性法    203
10.1.2  迭代法    205
10.2  插值與擬合    206
10.2.1  插值    206
10.2.2  曲線擬合    212
10.3  數(shù)值微積分    213
10.3.1  一元數(shù)值積分    214
10.3.2  多重?cái)?shù)值積分    215
10.3.3  數(shù)值微分    216
10.4  常微分方程    217
10.5  本章小結(jié)    218
第11章  優(yōu)化    219
11.1  優(yōu)化問題求解過程    219
11.1.1  選擇求解器    219
11.1.2  設(shè)置變量    220
11.1.3  寫目標(biāo)函數(shù)    220
11.1.4  寫約束條件    222
11.1.5  設(shè)置求解器參數(shù)    222
11.1.6  求解并檢查結(jié)果    223
11.1.7  改善優(yōu)化結(jié)果    224
11.2  線性規(guī)劃    224
11.3  二進(jìn)制整數(shù)規(guī)劃    228
11.4  二次規(guī)劃    229
11.5  非線性規(guī)劃    230
11.5.1  無約束優(yōu)化    230
11.5.2  約束優(yōu)化    233
11.6  多目標(biāo)規(guī)劃    236
11.6.1  多目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)    236
11.6.2  小化問題    237
11.7  小二乘問題    239
11.7.1  線性小二乘問題    239
11.7.2  非線性小二乘問題    241
11.8  GUI工具    242
11.9  本章小結(jié)    243
第12章  概率統(tǒng)計(jì)    244
12.1  統(tǒng)計(jì)量操作    244
12.1.1  產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)    244
12.1.2  抽樣    247
12.2  數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析    249
12.2.1  特征統(tǒng)計(jì)量    249
12.2.2  統(tǒng)計(jì)圖表    252
12.3  概率分布與計(jì)算    257
12.3.1  概率密度計(jì)算    258
12.3.2  概率分布計(jì)算    260
12.4  本章小結(jié)    262
 
第四篇  拓展知識(shí)
 
第13章  句柄圖形    264
13.1  句柄圖形對(duì)象系統(tǒng)    264
13.1.1  句柄圖形對(duì)象組織    264
13.1.2  句柄圖形對(duì)象簡(jiǎn)介    265
13.2  句柄圖形對(duì)象操作    266
13.2.1  創(chuàng)建與保存    266
13.2.2  訪問、復(fù)制和刪除    267
13.2.3  圖形輸出控制    269
13.3  屬性設(shè)置    274
13.3.1  通用對(duì)象屬性    274
13.3.2  屬性設(shè)置函數(shù)    275
13.3.3  默認(rèn)屬性設(shè)置    276
13.4  Figure對(duì)象    278
13.4.1  Figure對(duì)象簡(jiǎn)介    278
13.4.2  Figure對(duì)象操作    279
13.5  Axes對(duì)象    280
13.5.1  Axes對(duì)象簡(jiǎn)介    280
13.5.2  Axes對(duì)象操作    280
13.6  Core對(duì)象    287
13.7  Plot對(duì)象    289
13.7.1  創(chuàng)建Plot對(duì)象    289
13.7.2  連接變量    290
13.8  Group對(duì)象    291
13.8.1  創(chuàng)建Group對(duì)象    291
13.8.2  對(duì)象變換    291
13.9  Annotation對(duì)象    293
13.10  本章小結(jié)    293
第14章  GUI編程    294
14.1  GUI基礎(chǔ)    294
14.1.1  GUI介紹    294
14.1.2  創(chuàng)建GUI    295
14.1.3  回調(diào)函數(shù)    297
14.2  GUI控件    298
14.2.1  GUI控件類型    298
14.2.2  創(chuàng)建GUI控件    299
14.3  GUI菜單和工具欄    302
14.3.1  GUI菜單    302
14.3.2  GUI工具欄    305
14.4  對(duì)話框    306
14.4.1  創(chuàng)建函數(shù)    306
14.4.2  創(chuàng)建方法    306
14.5  布局    309
14.5.1  布局函數(shù)    309
14.5.2  布局方式    309
14.6  GUI行為控制編程    313
14.6.1  回調(diào)與中斷    314
14.6.2  數(shù)據(jù)管理    315
14.7  GUI實(shí)例    315
14.8  GUI設(shè)計(jì)    321
14.9  本章小結(jié)    324
第15章  Simulink基礎(chǔ)    325
15.1  概述    325
15.1.1  基本概念    325
15.1.2  工作環(huán)境    326
15.1.3  Simulink數(shù)據(jù)類型    329
15.1.4  模塊和模塊庫    329
15.1.5  Simulink常用工具    334
15.2  Simulink模型    334
15.2.1  模塊基本操作    335
15.2.2  設(shè)置輸出提示    338
15.2.3  模型和模型文件    339
15.2.4  保存系統(tǒng)模型    342
15.2.5  打印模型框圖及生成
報(bào)告    343
15.3  子系統(tǒng)    346
15.3.1  子系統(tǒng)介紹    346
15.3.2  高級(jí)子系統(tǒng)技術(shù)    348
15.4  運(yùn)行仿真    358
15.4.1  啟動(dòng)仿真過程    358
15.4.2  仿真過程診斷    359
15.4.3  仿真配置    359
15.4.4  仿真的設(shè)置    361
15.5  調(diào)試    364
15.5.1  模型調(diào)試    364
15.5.2  調(diào)試器控制    367
15.5.3  設(shè)置斷點(diǎn)    370
15.6  S函數(shù)    373
15.6.1  S函數(shù)概述    373
15.6.2  M文件S函數(shù)    376
15.7  PID控制的Simulink系統(tǒng)仿真
實(shí)例    379
15.8  本章小結(jié)    382
第16章  MATLAB編譯器與接口    383
16.1  編譯器安裝與配置    383
16.1.1  編譯器介紹與安裝    383
16.1.2  編譯器配置    384
16.2  編譯過程    384
16.2.1  MCR安裝    384
16.2.2  MCR編譯過程    385
16.3  編譯生成獨(dú)立程序    385
16.3.1  編譯命令mcc    385
16.3.2  編譯獨(dú)立程序    386
16.4  接口概述    389
16.4.1  MEX文件    389
16.4.2  MAT文件    389
16.4.3  計(jì)算引擎    390
16.5  基于C/C 的MEX文件    390
16.5.1  MEX文件結(jié)構(gòu)    390
16.5.2  創(chuàng)建C/C MEX文件    391
16.5.3  調(diào)試C/C MEX文件    395
16.6   本章小結(jié)    396
 
第五篇  MATLAB應(yīng)用
 
第17章  信號(hào)處理應(yīng)用    398
17.1  信號(hào)處理基礎(chǔ)    398
17.1.1  連續(xù)信號(hào)    398
17.1.2  離散信號(hào)    399
17.1.3  波形發(fā)生函數(shù)    402
17.1.4  信號(hào)基本運(yùn)算    408
17.2  統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理    411
17.2.1  相關(guān)性與協(xié)方差    411
17.2.2  頻譜分析    412
17.2.3  窗函數(shù)    413
17.2.4  經(jīng)典譜估計(jì)    416
17.2.5  現(xiàn)代譜估計(jì)    418
17.2.6  時(shí)頻分析    419
17.2.7  特殊變換    420
17.2.8  重采樣    424
17.3  IIR濾波器    425
17.3.1  經(jīng)典法IIR濾波器設(shè)計(jì)    425
17.3.2  直接法IIR濾波器設(shè)計(jì)    431
17.4  FIR濾波器    432
17.4.1  窗函數(shù)法    432
17.4.2  約束小二乘法    433
17.4.3  其他FIR濾波器設(shè)計(jì)
方法    434
17.5  參數(shù)建模    435
17.5.1  時(shí)域建模    435
17.5.2  頻域建模    437
17.6  GUI工具    438
17.6.1  信號(hào)綜合處理工具    438
17.6.2  波形查看器    439
17.6.3  譜分析查看器    439
17.6.4  濾波器可視化工具    440
17.6.5  濾波器設(shè)計(jì)與分析工具    440
17.6.6  濾波處理工具    441
17.7  本章小結(jié)    442
第18章  圖像處理應(yīng)用    443
18.1  圖像處理基礎(chǔ)    443
18.1.1  圖像表達(dá)    443
18.1.2  圖像類型與文件    444
18.1.3  圖像數(shù)據(jù)讀寫    451
18.2  圖像顯示    452
18.2.1  標(biāo)準(zhǔn)圖像顯示技術(shù)    452
18.2.2  特殊圖像顯示技術(shù)    453
18.3  圖像運(yùn)算    456
18.3.1  代數(shù)運(yùn)算    456
18.3.2  空間變換    458
18.4  圖像變換    461
18.4.1  二維傅立葉變換    461
18.4.2  離散余弦變換    462
18.4.3  其他變換    463
18.5  圖像分析與增強(qiáng)    464
18.5.1  像素分析    464
18.5.2  圖像分析    468
18.5.3  圖像調(diào)整    472
18.5.4  圖像平滑    475
18.6  圖像區(qū)域處理    477
18.6.1  區(qū)域設(shè)置    477
18.6.2  區(qū)域?yàn)V波    478
18.6.3  區(qū)域填充    479
18.7  圖像顏色處理    480
18.7.1  顯示顏色位數(shù)    480
18.7.2  減少顏色    480
18.7.3  轉(zhuǎn)換顏色    481
18.8  圖像的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算    482
18.8.1  膨脹處理    482
18.8.2  腐蝕處理    483
18.8.3  圖像的開運(yùn)算    484
18.8.4  圖像的閉運(yùn)算    484
18.9  本章小結(jié)    485
第19章  小波分析應(yīng)用    486
19.1  小波分析基礎(chǔ)    486
19.1.1  小波變換    486
19.1.2  常用小波基函數(shù)    487
19.2  連續(xù)小波分析    490
19.2.1  連續(xù)小波變換    490
19.2.2  GUI連續(xù)小波變換    491
19.3  一維離散小波分析    492
19.3.1  一維離散小波變換與
重構(gòu)    493
19.3.2  GUI一維離散小波分析    496
19.4  二維離散小波分析    497
19.4.1  二維離散小波變換與
重構(gòu)    497
19.4.2  GUI二維離散小波分析    500
19.5  去噪與壓縮    501
19.5.1  小波去噪與壓縮    501
19.5.2  GUI小波去噪與壓縮    504
19.6  本章小結(jié)    506
第20章  偏微分方程應(yīng)用    507
20.1  PDE應(yīng)用GUI    507
20.2  PDE求解設(shè)置    508
20.2.1  PDE求解過程    508
20.2.2  2D幾何構(gòu)型    509
20.2.3  劃分網(wǎng)格    510
20.3  PDE求解    511
20.3.1  方程類型介紹    512
20.3.2  PDE求解示例    513
20.4  本章小結(jié)    518