MATLAB R2018a從入門到精通

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篇  基礎知識
 
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  應用簡介    8
1.2  文件管理    8
1.2.1  目錄結構    8
1.2.2  當前文件夾瀏覽器    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  幫助導航窗口    13
1.4  MATLAB使用初步    15
1.5  本章小結    15
第2章  MATLAB基礎    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  結構    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)類型識別與轉換    31
2.2  運算符與運算    32
2.2.1  算術運算符    32
2.2.2  關系運算符    32
2.2.3  邏輯運算符    33
2.2.4  運算優(yōu)先級    34
2.3  字符串處理    35
2.3.1  字符串構造    35
2.3.2  字符串比較    36
2.3.3  查找與替換    36
2.3.4  字符串類型轉換    37
2.4  矩陣基礎    37
2.4.1  有關概念    38
2.4.2  創(chuàng)建矩陣    38
2.4.3  改變矩陣結構    40
2.4.4  矩陣下標    41
2.4.5  矩陣信息    42
2.5  本章小結    45
第3章  數(shù)據(jù)輸入輸出基礎    46
3.1  打開與關閉文件    46
3.1.1  打開文件    46
3.1.2  關閉文件    48
3.2  讀寫二進制文件    49
3.2.1  寫二進制文件    49
3.2.2  讀二進制文件    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  導入數(shù)據(jù)    54
3.5.1  使用向導導入數(shù)據(jù)    54
3.5.2  使用命令導入數(shù)據(jù)    55
3.6  本章小結    56
第4章  編程基礎    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  關鍵字    59
4.1.5  語句構成    59
4.2  程序控制    60
4.2.1  順序結構    60
4.2.2  分支結構    60
4.2.3  循環(huán)結構    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    76
4.5.1  輸入輸出變量檢測    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    78
第5章  可視化基礎    79
5.1  圖形繪制對象    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  雙縱坐標圖    87
5.2.6  特殊坐標繪圖    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    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)點圖    101
5.5.5  散點圖    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  圖形細化    106
5.6.3  坐標軸控制    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    115
 
第二篇  數(shù)學基礎
 
第6章  數(shù)組與矩陣操作    117
6.1  數(shù)組運算    117
6.1.1  創(chuàng)建與訪問數(shù)組    117
6.1.2  數(shù)組運算    120
6.2  矩陣操作    124
6.2.1  創(chuàng)建矩陣    124
6.2.2  改變矩陣結構    129
6.3  矩陣元素運算    131
6.3.1  矩陣四則運算    131
6.3.2  矩陣元素冪運算    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)運算    145
6.5  稀疏矩陣    148
6.5.1  稀疏矩陣存儲方式    148
6.5.2  創(chuàng)建稀疏矩陣    148
6.5.3  稀疏矩陣運算    150
6.6  本章小結    150
第7章  數(shù)學函數(shù)運算    151
7.1  初等函數(shù)運算    151
7.1.1  三角函數(shù)    151
7.1.2  指數(shù)與對數(shù)函數(shù)    153
7.1.3  復數(shù)函數(shù)    154
7.1.4  截斷和求余函數(shù)    155
7.1.5  離散數(shù)學函數(shù)    156
7.1.6  基本數(shù)據(jù)分析函數(shù)    157
7.1.7  多項式函數(shù)    159
7.2  特殊函數(shù)運算    160
7.2.1  特殊函數(shù)    160
7.2.2  坐標變換函數(shù)    161
7.3  本章小結    162
第8章  符號計算    163
8.1  符號計算概述    163
8.2  符號變量與表達式    164
8.2.1  符號對象    165
8.2.2  符號計算運算符與函數(shù)    167
8.2.3  符號對象識別    171
8.2.4  符號變量    172
8.2.5  符號表達式顯示    173
8.2.6  表達式項操作    173
8.2.7  符號數(shù)值和精度    177
8.3  符號函數(shù)    178
8.3.1  復合函數(shù)操作    179
8.3.2  反函數(shù)運算    179
8.4  符號微積分    180
8.4.1  符號表達式的極限    180
8.4.2  符號表達式的導數(shù)    181
8.4.3  符號表達式的積分    182
8.4.4  符號表達式的級數(shù)求和/積    182
8.4.5  符號表達式的泰勒級數(shù)    183
8.5  符號積分變換    185
8.5.1  Fourier變換    185
8.5.2  Laplace變換    185
8.5.3  Z變換    186
8.6  符號矩陣計算    187
8.6.1  算術運算    187
8.6.2  線性代數(shù)運算    187
8.6.3  特征值分解    188
8.7  符號方程求解    188
8.7.1  代數(shù)方程求解    189
8.7.2  微分方程求解    191
8.8  符號計算界面    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    195
 
第三篇  數(shù)據(jù)分析
 
第9章  多項式分析    197
9.1  多項式及函數(shù)    197
9.1.1  多項式及其函數(shù)    197
9.1.2  多項式計算    197
9.1.3  多項式方程求根    198
9.1.4  多項式四則運算    198
9.1.5  多項式微積分    200
9.1.6  有理多項式展開    201
9.2  極限    202
9.3  本章小結    202
第10章  數(shù)值運算    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  多重數(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    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  設置變量    220
11.1.3  寫目標函數(shù)    220
11.1.4  寫約束條件    222
11.1.5  設置求解器參數(shù)    222
11.1.6  求解并檢查結果    223
11.1.7  改善優(yōu)化結果    224
11.2  線性規(guī)劃    224
11.3  二進制整數(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  多目標規(guī)劃    236
11.6.1  多目標規(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    243
第12章  概率統(tǒng)計    244
12.1  統(tǒng)計量操作    244
12.1.1  產(chǎn)生隨機數(shù)    244
12.1.2  抽樣    247
12.2  數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析    249
12.2.1  特征統(tǒng)計量    249
12.2.2  統(tǒng)計圖表    252
12.3  概率分布與計算    257
12.3.1  概率密度計算    258
12.3.2  概率分布計算    260
12.4  本章小結    262
 
第四篇  拓展知識
 
第13章  句柄圖形    264
13.1  句柄圖形對象系統(tǒng)    264
13.1.1  句柄圖形對象組織    264
13.1.2  句柄圖形對象簡介    265
13.2  句柄圖形對象操作    266
13.2.1  創(chuàng)建與保存    266
13.2.2  訪問、復制和刪除    267
13.2.3  圖形輸出控制    269
13.3  屬性設置    274
13.3.1  通用對象屬性    274
13.3.2  屬性設置函數(shù)    275
13.3.3  默認屬性設置    276
13.4  Figure對象    278
13.4.1  Figure對象簡介    278
13.4.2  Figure對象操作    279
13.5  Axes對象    280
13.5.1  Axes對象簡介    280
13.5.2  Axes對象操作    280
13.6  Core對象    287
13.7  Plot對象    289
13.7.1  創(chuàng)建Plot對象    289
13.7.2  連接變量    290
13.8  Group對象    291
13.8.1  創(chuàng)建Group對象    291
13.8.2  對象變換    291
13.9  Annotation對象    293
13.10  本章小結    293
第14章  GUI編程    294
14.1  GUI基礎    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實例    315
14.8  GUI設計    321
14.9  本章小結    324
第15章  Simulink基礎    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
報告    343
15.3  子系統(tǒng)    346
15.3.1  子系統(tǒng)介紹    346
15.3.2  高級子系統(tǒng)技術    348
15.4  運行仿真    358
15.4.1  啟動仿真過程    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  設置斷點    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
實例    379
15.8  本章小結    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  編譯生成獨立程序    385
16.3.1  編譯命令mcc    385
16.3.2  編譯獨立程序    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  計算引擎    390
16.5  基于C/C 的MEX文件    390
16.5.1  MEX文件結構    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    396
 
第五篇  MATLAB應用
 
第17章  信號處理應用    398
17.1  信號處理基礎    398
17.1.1  連續(xù)信號    398
17.1.2  離散信號    399
17.1.3  波形發(fā)生函數(shù)    402
17.1.4  信號基本運算    408
17.2  統(tǒng)計信號處理    411
17.2.1  相關性與協(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    416
17.2.5  現(xiàn)代譜估計    418
17.2.6  時頻分析    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濾波器設計    425
17.3.2  直接法IIR濾波器設計    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濾波器設計
方法    434
17.5  參數(shù)建模    435
17.5.1  時域建模    435
17.5.2  頻域建模    437
17.6  GUI工具    438
17.6.1  信號綜合處理工具    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  濾波器設計與分析工具    440
17.6.6  濾波處理工具    441
17.7  本章小結    442
第18章  圖像處理應用    443
18.1  圖像處理基礎    443
18.1.1  圖像表達    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  標準圖像顯示技術    452
18.2.2  特殊圖像顯示技術    453
18.3  圖像運算    456
18.3.1  代數(shù)運算    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    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)域設置    477
18.6.2  區(qū)域濾波    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  轉換顏色    481
18.8  圖像的數(shù)學形態(tài)學運算    482
18.8.1  膨脹處理    482
18.8.2  腐蝕處理    483
18.8.3  圖像的開運算    484
18.8.4  圖像的閉運算    484
18.9  本章小結    485
第19章  小波分析應用    486
19.1  小波分析基礎    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    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    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    506
第20章  偏微分方程應用    507
20.1  PDE應用GUI    507
20.2  PDE求解設置    508
20.2.1  PDE求解過程    508
20.2.2  2D幾何構型    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    518