MATLAB R2020a 從入門到精通

目    錄
第一篇  基 礎 知 識
第1章  MATLAB概述 2
1.1  工作環境 2
1.1.1  系統組成 2
1.1.2  工作窗口 3
1.1.3  應用簡介 7
1.2  文件管理 7
1.2.1  目錄結構 7
1.2.2  當前文件夾瀏覽器 8
1.2.3  路徑搜索 8
1.3  幫助系統 10
1.3.1  文本幫助 10
1.3.2  演示幫助 11
1.3.3  幫助導航窗口 12
1.4  MATLAB使用初步 13
1.5  本章小結 14

第2章  MATLAB基礎 15
2.1  數據類型 15
2.1.1  數值類型 15
2.1.2  字符與字符串 21
2.1.3  結構 21
2.1.4  單元數組 24
2.1.5  函數句柄 26
2.1.6  映射容器 28
2.1.7  數據類型識別與轉換 32
2.2  運算符與運算 33
2.2.1  算術運算符 33
2.2.2  關係運算符 34
2.2.3  邏輯運算符 35
2.2.4  運算優先級 36
2.3  字符串處理 36
2.3.1  字符串構造 37
2.3.2  字符串比較 38
2.3.3  查找與替換 39
2.3.4  字符串類型轉換 39
2.4  矩陣基礎 40
2.4.1  有關概念 40
2.4.2  創建矩陣 40
2.4.3  改變矩陣結構 43
2.4.4  矩陣下標 44
2.4.5  矩陣信息 46
2.5  本章小結 49

第3章  數據輸入輸出基礎 50
3.1  打開與關閉文件 50
3.1.1  打開文件 50
3.1.2  關閉文件 52
3.2  讀寫二進製文件 53
3.2.1  寫二進製文件 53
3.2.2  讀二進製文件 54
3.3  讀寫文本文件 55
3.3.1  寫文本文件 55
3.3.2  讀文本文件 56
3.4  讀寫位置控制 57
3.5  導入數據 59
3.5.1  使用嚮導導入數據 59
3.5.2  使用命令導入數據 59
3.6  本章小結 60

第4章  編程基礎 61
4.1  變量與語句 61
4.1.1  變量命名 61
4.1.2  變量類型 62
4.1.3  特殊變量 62
4.1.4  關鍵字 63
4.1.5  語句構成 63
4.2  程序控制 64
4.2.1  順序結構 64
4.2.2  分支結構 64
4.2.3  循環結構 68
4.2.4  其他常用控制命令 70
4.3  M文件與腳本 72
4.3.1  M文件 72
4.3.2  腳本 73
4.4  函數 74
4.4.1  M文件函數 74
4.4.2  匿名函數 76
4.4.3  子函數 77
4.4.4  私有函數 78
4.4.5  重載函數 78
4.4.6  內聯函數 78
4.4.7  eval、feval函數 79
4.4.8  函數的函數 80
4.4.9  內嵌函數 80
4.4.10  函數編寫建議 80
4.5  M文件變量檢測 81
4.5.1  輸入輸出變量檢測 81
4.5.2  可變數量輸入輸出 81
4.6  程序調試 82
4.6.1  直接調試 83
4.6.2  工具調試 83
4.7  本章小結 83

第5章  可視化基礎 84
5.1  圖形繪製對象 84
5.2  二維圖形 84
5.2.1  plot命令 84
5.2.2  圖形疊繪 88
5.2.3  子圖繪製 89
5.2.4  交互繪圖 91
5.2.5  雙縱坐標圖 92
5.2.6  特殊坐標繪圖 93
5.2.7  函數繪圖 95
5.3  三維圖形 97
5.3.1  曲線圖 97
5.3.2  網格圖 98
5.3.3  曲面圖 99
5.4  四維圖形 100
5.4.1  第四維表達 100
5.4.2  四維圖繪製 101
5.5  特殊圖形 102
5.5.1  餅狀圖 102
5.5.2  直方圖 103
5.5.3  柱形圖 104
5.5.4  離散數據點圖 106
5.5.5  散點圖 107
5.5.6  向量圖 108
5.5.7  等值線圖 109
5.6  圖形處理 110
5.6.1  圖形輸出 110
5.6.2  圖形細化 111
5.6.3  坐標軸控制 116
5.6.4  視角與透視 117
5.7  繪圖窗口 118
5.7.1  創建繪圖窗口 118
5.7.2  繪圖窗口工具欄 119
5.8  本章小結 120

第二篇  數 學 基 礎
第6章  數組與矩陣操作 122
6.1  數組運算 122
6.1.1  創建與訪問數組 122
6.1.2  數組運算 125
6.2  矩陣操作 131
6.2.1  創建矩陣 131
6.2.2  改變矩陣結構 136
6.3  矩陣元素運算 138
6.3.1  矩陣四則運算 139
6.3.2  矩陣元素冪運算 141
6.3.3  矩陣元素查找與排序 141
6.3.4  矩陣元素求和、求積與求差分 143
6.4  矩陣運算 146
6.4.1  矩陣分析 146
6.4.2  矩陣分解 150
6.4.3  特徵值與特徵向量 154
6.4.4  矩陣函數運算 154
6.5  稀疏矩陣 157
6.5.1  稀疏矩陣存儲方式 157
6.5.2  創建稀疏矩陣 158
6.5.3  稀疏矩陣運算 159
6.6  本章小結 15

第7章  數學函數運算 160
7.1  初等函數運算 160
7.1.1  三角函數 160
7.1.2  指數與對數函數 162
7.1.3  複數函數 164
7.1.4  截斷和求餘函數 165
7.1.5  離散數學函數 166
7.1.6  基本數據分析函數 167
7.1.7  多項式函數 169
7.2  特殊函數運算 170
7.2.1  特殊函數 170
7.2.2  坐標變換函數 171
7.3  本章小結 172

第8章  符號計算 173
8.1  符號計算概述 173
8.2  符號變量與表達式 175
8.2.1  符號對象 175
8.2.2  符號計算運算符與函數 178
8.2.3  符號對象識別 182
8.2.4  符號變量 183
8.2.5  符號表達式顯示 185
8.2.6  表達式項操作 185
8.2.7  符號數值和精度 190
8.3  符號函數 191
8.3.1  複合函數操作 191
8.3.2  反函數運算 192
8.4  符號微積分 193
8.4.1  符號表達式的極限 193
8.4.2  符號表達式的導數 193
8.4.3  符號表達式的積分 195
8.4.4  符號表達式的級數求和/積 195
8.4.5  符號表達式的泰勒級數 196
8.5  符號積分變換 198
8.5.1  Fourier變換 198
8.5.2  Laplace變換 199
8.5.3  Z變換 200
8.6  符號矩陣計算 201
8.6.1  算術運算 201
8.6.2  線性代數運算 201
8.6.3  特徵值分解 202
8.7  符號方程求解 203
8.7.1  代數方程求解 203
8.7.2  微分方程求解 206
8.8  符號計算界面 207
8.8.1  funtool分析界面 207
8.8.2  taylortool分析界面 209
8.9  本章小結 210

第三篇  數 據 分 析 
第9章  多項式分析 212
9.1  多項式及函數 212
9.1.1  多項式及其函數 212
9.1.2  多項式計算 212
9.1.3  多項式方程求根 213
9.1.4  多項式四則運算 213
9.1.5  多項式微積分 215
9.1.6  有理多項式展開 216
9.2  極    限 217
9.3  本章小結 218

第10章  數 值 運 算 219
10.1  解線性方程組 219
10.1.1  線性法 219
10.1.2  迭代法 221
10.2  插值與擬合 223
10.2.1  插值 223
10.2.2  曲線擬合 229
10.3  數值微積分 230
10.3.1  一元數值積分 230
10.3.2  多重數值積分 231
10.3.3  數值微分 233
10.4  常微分方程 234
10.5  本章小結 235

第11章  優化 236
11.1  優化問題求解過程 236
11.1.1  選擇求解器 236
11.1.2  設置變量 237
11.1.3  寫目標函數 237
11.1.4  寫約束條件 239
11.1.5  設置求解器參數 239
11.1.6  求解並檢查結果 241
11.1.7  改善優化結果 241
11.2  線性規劃 241
11.2.1  線性規劃linprog函數 241
11.2.2  整數線性規劃intlinprog函數 245
11.3  二次規劃 246
11.4  非線性規劃 247
11.4.1  無約束優化 247
11.4.2  約束優化 250
11.5  多目標規劃 253
11.5.1  多目標規劃函數 254
11.5.2  最大最小化問題 255
11.6  最小二乘問題 256
11.6.1  線性最小二乘問題 256
11.6.2  非線性最小二乘問題 259
11.7  Optimization Tool圖窗 260
11.8  本章小結 261

第12章  概率統計 262
12.1  統計量操作 262
12.1.1  產生隨機數 262
12.1.2  抽樣 266
12.2  數據統計分析 268
12.2.1  特徵統計量 268
12.2.2  統計圖表 271
12.3  概率分佈與計算 277
12.3.1  概率密度計算 277
12.3.2  概率分佈計算 280
12.4  本章小結 282

第四篇  拓 展 知 識
第13章  句柄圖形 284
13.1  句柄圖形對象系統 284
13.1.1  句柄圖形對象組織 284
13.1.2  句柄圖形對像簡介 285
13.2  句柄圖形對像操作 286
13.2.1  創建與保存 286
13.2.2  訪問、複製和刪除 287
13.2.3  圖形輸出控制 289
13.3  屬性設置 294
13.3.1  通用對象屬性 294
13.3.2  屬性設置函數 295
13.3.3  默認屬性設置 296
13.4  Figure對象 298
13.4.1  Figure對像簡介 298
13.4.2  Figure對像操作 299
13.5  Axes對象 300
13.5.1  Axes對像簡介 300
13.5.2  Axes對像操作 300
13.6  Core對象 307
13.7  Plot對象 309
13.7.1  創建Plot對象 309
13.7.2  連接變量 309
13.8  Group對象 310
13.8.1  創建Group對象 310
13.8.2  對像變換 311
13.9  Annotation對象 312
13.10  本章小結 313

第14章  GUI編程 314
14.1  GUI基礎 314
14.1.1  GUI介紹 314
14.1.2  創建GUI 315
14.1.3  回調函數 317
14.2  GUI控件 318
14.2.1  GUI控件類型 318
14.2.2  創建GUI控件 319
14.3  GUI菜單和工具欄 321
14.3.1  GUI菜單 322
14.3.2  GUI工具欄 324
14.4  對話框 325
14.4.1  創建函數 325
14.4.2  創建方法 326
14.5  佈局 329
14.5.1

佈局函數 329
14.5.2  佈局方式 329
14.6  GUI行為控制編程 333
14.6.1  回調與中斷 334
14.6.2  數據管理 335
14.7  GUI實例 335
14.8  GUI設計 341
14.9  本章小結 344

第15章  Simulink基礎 345
15.1  概述 345
15.1.1  基本概念 345
15.1.2  工作環境 346
15.1.3  Simulink數據類型 348
15.1.4  模塊和模塊庫 349
15.1.5  Simulink常用工具 354
15.2  Simulink模型 354
15.2.1  模塊基本操作 355
15.2.2  信號線操作 357
15.2.3  對模型的註釋 359
15.2.4  設置模塊特定參數 359
15.2.5  模型和模型文件 361
15.2.6  保存系統模型 364
15.2.7  打印模型框圖及生成報告 365
15.3  子系統 367
15.3.1  子系統介紹 367
15.3.2  高級子系統技術 369
15.4  運行仿真 380
15.4.1  啟動仿真過程 380
15.4.2  仿真過程診斷 381
15.4.3  仿真配置 381
15.4.4  仿真的設置 383
15.5  調試 386
15.5.1  模型調試 386
15.5.2  調試器控制 389
15.5.3  設置斷點 392
15.6  S函數 395
15.6.1  S函數概述 396
15.6.2  M文件S函數 399
15.7  PID控制的Simulink系統仿真實例 402
15.8  本章小結 405

第16章  MATLAB編譯器與接口 406
16.1  編譯器安裝與配置 406
16.1.1  編譯器介紹與安裝 406
16.1.2  編譯器配置 407
16.2  編譯過程 407
16.2.1  MCR安裝 407
16.2.2  MCR編譯過程 408
16.3  編譯生成獨立程序 408
16.3.1  編譯命令mcc 408
16.3.2  編譯獨立程序 409
16.4  接口概述 412
16.4.1  MEX文件 412
16.4.2  MAT文件 413
16.4.3  計算引擎 413
16.5  基於C/C++的MEX文件 413
16.5.1  MEX文件結構 413
16.5.2  創建C/C++MEX文件 414
16.5.3  調試C/C++MEX文件 419
16.6   本章小結 419

第五篇  MATLAB應用
第17章  信號處理應用 421
17.1  信號處理基礎 421
17.1.1  連續信號 421
17.1.2  離散信號 422
17.1.3  波形發生函數 424
17.1.4  信號基本運算 430
17.2  統計信號處理 433
17.2.1  相關性與協方差 433
17.2.2  頻譜分析 434
17.2.3  窗函數 435
17.2.4  經典譜估計 439
17.2.5  現代譜估計 441
17.2.6  時頻分析 442
17.2.7  特殊變換 443
17.2.8  重採樣 447
17.3  IIR濾波器 448
17.3.1  經典法IIR濾波器設計 448
17.3.2  直接法IIR濾波器設計 454
17.4  FIR濾波器 455
17.4.1  窗函數法 455
17.4.2  約束最小二乘法 456
17.4.3  其他FIR濾波器設計方法 457
17.5  參數建模 458
17.5.1  時域建模 458
17.5.2  頻域建模 460
17.6  信號處理可視化工具 461
17.6.1  信號綜合處理工具 462
17.6.2  信號瀏覽器 462
17.6.3  頻譜查看器 462
17.6.4  濾波器可視化工具 463
17.6.5  濾波器設計與分析工具 464
17.6.6  濾波處理工具 464
17.7  本章小結 465

第18章  圖像處理應用 466
18.1  圖像處理基礎 466
18.1.1  圖像表達 466
18.1.2  圖像類型與文件 467
18.1.3  圖像數據讀寫 474
18.2  圖像顯示 475
18.2.1  標準圖像顯示技術 475
18.2.2  特殊圖像顯示技術 476
18.3  圖像運算 479
18.3.1  代數運算 479
18.3.2  空間變換 481
18.4  圖像變換 484
18.4.1  二維傅里葉變換 484
18.4.2  離散餘弦變換 485
18.4.3  其他變換 486
18.5  圖像分析與增強 487
18.5.1  像素分析 487
18.5.2  圖像分析 491
18.5.3  圖像調整 495
18.5.4  圖像平滑 498
18.6  圖像區域處理 500
18.6.1  區域設置 500
18.6.2  區域濾波 501
18.6.3  區域填充 502
18.7  圖像顏色處理 503
18.7.1  顯示顏色位數 503
18.7.2  減少顏色 503
18.7.3  轉換顏色 504
18.8  圖像的數學形態學運算 505
18.8.1  膨脹處理 505
18.8.2  腐蝕處理 506
18.8.3  圖像的開運算 507
18.8.4  圖像的閉運算 507
18.9  本章小結 508

第19章  小波分析應用 509
19.1  小波分析基礎 509
19.1.1  小波變換 509
19.1.2  常用小波基函數 510
19.2  連續小波分析 513
19.2.1  連續小波變換 513
19.2.2  GUI連續小波變換 514
19.3  一維離散小波分析 516
19.3.1  一維離散小波變換與重構 516
19.3.2  GUI一維離散小波分析 520
19.4  二維離散小波分析 520
19.4.1  二維離散小波變換與重構 520
19.4.2  GUI二維離散小波分析 523
19.5  去噪與壓縮 524
19.5.1  小波去噪與壓縮 524
19.5.2  GUI小波去噪與壓縮 527
19.6  本章小結 529

第20章  偏微分方程應用 530
20.1  PDE應用 530
20.2  PDE求解設置 531
20.2.1  PDE求解過程 531
20.2.2  2D幾何構型 532
20.2.3  劃分網格 533
20.3  PDE求解 534
20.3.1  方程類型介紹 534
20.3.2  PDE求解示例 536
20.4  本章小結 540