MATLAB R2020a完全自學一本通（MATLAB R2020a完全自学一本通 by 刘浩 韩晶) PDF電子書

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目次

第1部分

第1章 MATLAB R2020a概述 1

1．1 MATLAB簡介 2

1．1．1 MathWorks及其產品概述 2

1．1．2 MATLAB與其他數學軟件 2

1．1．3 MATLAB的主要特點 3

1．1．4 MATLAB系統的組成 3

1．1．5 MATLAB應用程序簡介 4

1．2 MATLAB R2020a的目錄結構 5

1．3 MATLAB R2020a的工作環境 6

1．3．1 選項卡/面板 6

1．3．2 命令行窗口 7

1．3．3 工作區窗口 8

1．4 MATLAB的通用命令 8

1．5 MATLAB文件管理 9

1．5．1 當前文件夾窗口 9

1．5．2 搜索路徑及其設置 10

1．6 MATLAB幫助系統 12

1．6．1 純文本幫助 12

1．6．2 演示（Demos）幫助 13

1．6．3 幫助導航瀏覽器 13

1．7 初步使用MATLAB 13

1．8 本章小結 14

第2章 MATLAB基礎知識 15

2．1 數據類型 16

2．1．1 數值類型 16

2．1．2 邏輯類型 20

2．1．3 字符和字符串 22

2．1．4 函數句柄 24

2．1．5 結構體類型 26

2．1．6 數組類型 29

2．1．7 單元數組類型 31

2．1．8 map容器類型 34

2．2 基本矩陣操作 38

2．2．1 矩陣和數組的概念及其區別 38

2．2．2 矩陣的構造 39

2．2．3 矩陣大小及結構的改變 43

2．2．4 矩陣下標引用 44

2．2．5 矩陣信息的獲取 47

2．2．6 矩陣的保存和加載 52

2．3 運算符 57

2．3．1 算術運算符 58

2．3．2 關係運算符 59

2．3．3 邏輯運算符 60

2．3．4 運算優先級 61

2．4 字符串處理函數 62

2．4．1 字符串的構造 62

2．4．2 字符串比較函數 64

2．4．3 字符串查找和替換函數 64

2．4．4 字符串―數值轉換 66

2．5 本章小結 66

第3章 數組與矩陣 67

3．1 數組運算 68

3．1．1 數組的創建和操作 68

3．1．2 數組的常見運算 71

3．2 矩陣操作 76

3．2．1 創建矩陣 76

3．2．2 改變矩陣大小 80

3．2．3 重構矩陣 83

3．3 矩陣元素的運算 83

3．3．1 矩陣的加減法運算 83

3．3．2 矩陣的乘法運算 84

3．3．3 矩陣的除法運算 86

3．3．4 矩陣的冪運算 86

3．3．5 矩陣元素的查找 87

3．3．6 矩陣元素的排序 88

3．3．7 矩陣元素的求和 88

3．3．8 矩陣元素的求積 89

3．3．9 矩陣元素的差分 90

3．4 矩陣運算 91

3．4．1 矩陣分析 91

3．4．2 矩陣分解 96

3．4．3 特徵值和特徵向量 102

3．5 稀疏矩陣 104

3．5．1 稀疏矩陣的存儲方式 104

3．5．2 稀疏矩陣的生成 104

3．5．3 稀疏矩陣的運算 109

3．6 本章小結 109

第4章 MATLAB編程基礎 110

4．1 M文件編輯器 111

4．2 變量 114

4．2．1 變量的命名 114

4．2．2 變量的類型 114

4．2．3 MATLAB默認的特殊變量 115

4．2．4 關鍵字 115

4．3 MATLAB的控制流 116

4．3．1 順序結構 116

4．3．2 if-else-end分支結構 117

4．3．3 switch-case結構 118

4．3．4 try-catch結構 120

4．3．5 for循環結構 121

4．3．6 while循環結構 123

4．4 控制程序流的其他常用指令 124

4．4．1 return指令 124

4．4．2 input和keyboard指令 124

4．4．3 yesinput指令 125

4．4．4 pause指令 125

4．4．5 continue指令 125

4．4．6 break指令 126

4．4．7 error和warning指令 126

4．5 腳本和函數 127

4．5．1 腳本 127

4．5．2 函數 128

4．5．3 M文件的一般結構 129

4．5．4 匿名函數、子函數、私有函數與私有目錄 131

4．5．5 重載函數 132

4．5．6 eval和feval函數 133

4．5．7 內聯函數 135

4．5．8 向量化和預分配 138

4．5．9 函數的函數 138

4．5．10 P碼文件 139

4．6 M文件中變量的檢測與傳遞 141

4．6．1 輸入/輸出變量檢測指令 141

4．6．2 “可變數量”輸入/輸出變量 141

4．6．3 跨空間變量傳遞和賦值 143

4．7 MATLAB程序的調試 145

4．7．1 程序調試的基本概念 145

4．7．2 直接調試法 146

4．7．3 使用調試函數進行調試 147

4．7．4 工具調試法 150

4．7．5 程序的性能優化技術 151

4．8 本章小結 152

第5章 數據可視化 153

5．1 圖形繪製 154

5．1．1 離散數據及離散函數 154

5．1．2 連續函數 155

5．1．3 圖形繪製示例 155

5．1．4 圖形繪製的基本步驟 157

5．2 二維圖形繪製 157

5．2．1 plot指令 158

5．2．2 柵格 162

5．2．3 文字說明 162

5．2．4 線型、標記和顏色 165

5．2．5 坐標軸設置 168

5．2．6 圖形疊繪 169

5．2．7 子圖繪製 169

5．2．8 交互式繪圖 171

5．2．9 雙坐標軸繪製 172

5．2．10 fplot繪圖指令 173

5．2．11 ezplot繪圖指令 174

5．2．12 特殊坐標軸繪圖 174

5．2．13 二維特殊圖形函數 176

5．3 三維圖形繪製 180

5．3．1 曲線圖繪製 180

5．3．2 網格圖繪製 181

5．3．3 曲面圖繪製 182

5．3．4 光照模型 183

5．3．5 繪製等值線圖 184

5．4 四維圖形可視化 185

5．4．1 用顏色描述第四維 185

5．4．2 其他函數 186

5．5 本章小結 187

第2部分

第6章 數據分析 188

6．1 多項式及其函數 189

6．1．1 多項式的表達式和創建 189

6．1．2 多項式求根 190

6．1．3 多項式的四則運算 191

6．1．4 多項式的導數、積分與估值 193

6．1．5 多項式運算函數及操作指令 194

6．1．6 有理多項式 195

6．2 數據插值 196

6．2．1 一維插值 196

6．2．2 二維插值 199

6．3 函數的極限 200

6．3．1 極限的概念 201

6．3．2 求極限的函數 201

6．4 函數數值積分 202

6．4．1 數值積分問題的數學表述 202

6．4．2 一元函數的數值積分 203

6．4．3 多重數值積分 204

6．5 本章小結 205

第7章 符號計算 206

7．1 MATLAB符號計算概述 207

7．2 符號對象和符號表達式 207

7．2．1 符號對象的創建命令 207

7．2．2 符號對象的創建示例 208

7．2．3 符號計算中的運算符和函數 211

7．2．4 符號對象的類別識別函數 214

7．2．5 符號表達式中的變量確定 216

7．2．6 符號精度計算 217

7．3 符號表達式操作 219

7．3．1 符號表達式顯示 219

7．3．2 符號表達式合併 219

7．3．3 符號表達式展開 220

7．3．4 符號表達式嵌套 221

7．3．5 符號表達式分解 221

7．3．6 符號表達式化簡 222

7．4 符號表達式替換 223

7．4．1 subs替換函數 223

7．4．2 subexpr替換函數 224

7．5 符號函數的操作 225

7．5．1 複合函數操作 225

7．5．2 反函數操作 226

7．6 符號微積分 227

7．6．1 符號表達式的極限 227

7．6．2 符號表達式的微分 228

7．6．3 符號表達式的積分 230

7．6．4 符號表達式的級數求和 231

7．6．5 符號表達式的泰勒級數 231

7．7 符號積分變換 232

7．7．1 傅裡葉變換及其反變換 233

7．7．2 拉普拉斯變換及其反變換 234

7．7．3 Z變換及其反變換 234

7．8 符號代數方程求解 236

7．9 符號微分方程求解 238

7．10 符號分析可視化 240

7．10．1 funtool分析界面 240

7．10．2 taylortool分析界面 243

7．11 本章小結 244

第8章 概率統計 245

8．1 產生隨機變量 246

8．1．1 二項分佈的隨機數據的產生 246

8．1．2 正態分佈的隨機數據的產生 246

8．1．3 常見分佈的隨機數產生 247

8．2 概率密度計算 248

8．2．1 通用函數概率密度值 248

8．2．2 專用函數概率密度值 250

8．3 累積概率分佈 251

8．3．1 通用函數累積概率值 251

8．3．2 專用函數累積概率值 252

8．4 統計特徵 253

8．4．1 平均值、中值 253

8．4．2 數據比較 254

8．4．3 期望 255

8．4．4 方差和標準差 255

8．4．5 協方差與相關係數 255

8．5 統計作圖 257

8．5．1 正整數頻率表 257

8．5．2 累積分佈函數圖形 257

8．5．3 最小二乘擬合直線 258

8．5．4 繪製正態分佈概率圖形 259

8．5．5 樣本數據的盒圖 259

8．5．6 參考線繪製 260

8．5．7 樣本概率圖形 262

8．5．8 正態擬合直方圖 262

8．6 本章小結 263

第9章 數學建模函數 264

9．1 曲線擬合函數 265

9．1．1 多項式擬合 265

9．1．2 加權最小方差（WLS）擬合原理及示例 266

9．1．3 非線性曲線擬合 268

9．2 參數估計函數 269

9．2．1 常見分佈的參數估計 269

9．2．2 點估計 271

9．2．3 區間估計 273

9．3 參數傳遞 273

9．3．1 輸入和輸出參數的數目 274

9．3．2 可變數目的參數傳遞 275

9．3．3 返回被修改的輸入參數 275

9．3．4 全域變量 276

9．4 本章小結 277

第10章 經典智能算法 278

10．1 粒子群算法的MATLAB實現 279

10．1．1 基本原理 279

10．1．2 程序設計 280

10．1．3 經典應用 286

10．2 遺傳算法的MATLAB實現 290

10．2．1 基本原理 291

10．2．2 程序設計 293

10．2．3 經典應用 298

10．3 蟻群算法概述 304

10．3．1 基本原理 304

10．3．2 程序設計 305

10．3．3 經典應用 307

10．4 本章小結 314

第3部分

第11章 偏微分方程工具箱 315

11．1 偏微分方程工具箱介紹 316

11．1．1 偏微分方程常見類型介紹 316

11．1．2 偏微分方程工具箱簡介 321

11．2 求解偏微分方程示例 323

11．2．1 求解橢圓方程 323

11．2．2 求解拋物線方程 327

11．2．3 求解雙曲線方程 331

11．2．4 求解特徵值方程 335

11．3 本章小結 338

第12章 優化工具箱 339

12．1 優化工具箱及最優化問題介紹 340

12．1．1 優化工具箱中的常用函數 340

12．1．2 最優化問題 343

12．2 線性規劃 346

12．2．1 線性規劃函數 346

12．2．2 線性規劃問題的應用 347

12．3 無約束非線性規劃 355

12．3．1 基本數學原理介紹 356

12．3．2 無約束非線性規劃函數 356

12．3．3 無約束非線性規劃問題的應用 360

12．4 二次規劃 360

12．4．1 二次規劃函數quadprog 360

12．4．2 二次規劃問題的應用 362

12．5 有約束最小化 363

12．5．1 有約束最小化函數fmincon 363

12．5．2 有約束最小化應用 366

12．6 目標規劃 367

12．6．1 目標規劃函數fgoalattain 367

12．6．2 目標規劃應用 370

12．7 最大最小化 373

12．7．1 最大最小化函數fminimax 374

12．7．2 最大最小化應用 375

12．8 本章小結 377

第13章 小波分析工具箱 378

13．1 小波分析 379

13．1．1 小波分析概述 379

13．1．2 傅裡葉變換和小波變換 380

13．1．3 多分辨分析 383

13．1．4 小波包分析 385

13．1．5 幾種常用的小波 388

13．1．6 小波應用演示示例 390

13．2 小波分析工具箱介紹 392

13．2．1 小波分析工具箱的啟動 392

13．2．2 一維連續小波分析工具 393

13．2．3 一維離散小波分析工具 397

13．3 小波分析在圖像處理中的應用 402

13．3．1 基於小波變換的圖像局部壓縮 403

13．3．2 二維小波變換的圖像壓縮 404

13．3．3 圖像壓縮中閾值的確定與作用命令 407

13．3．4 基於小波包變換的圖像壓縮 409

13．3．5 小波變換用於圖像去噪 410

13．3．6 小波分析用於圖像增強 414

13．3．7 圖像鈍化與銳化 415

13．3．8 小波分析用於圖像融合 418

13．3．9 小波分析用於圖像分解 419

13．4 本章小結 422

第14章 Simulink仿真基礎 423

14．1 Simulink概述 424

14．1．1 Simulink的基本概念 424

14．1．2 Simulink的工作環境與啟動 426

14．1．3 Simulink模型的特點 428

14．1．4 Simulink模塊的組成 429

14．1．5 Simulink中的數據類型 430

14．1．6 Simulink中的模塊和模塊庫 433

14．1．7 Simulink常用工具 437

14．1．8 Simulink的示例演示 438

14．2 Simulink模型創建 441

14．2．1 Simulink模塊的基本操作 441

14．2．2 模型和模型文件 444

14．2．3 創建模型的基本步驟和技巧 446

14．3 過零檢測和代數環 449

14．3．1 過零檢測 449

14．3．2 代數環 451

14．4 本章小結 452

第15章 Simulink仿真應用 453

15．1 子系統的創建和封裝 454

15．1．1 子系統介紹 454

15．1．2 創建子系統 455

15．1．3 封裝子系統 456

15．2 仿真模型的分析 459

15．2．1 模型狀態的確定 459

15．2．2 線性化的數學描述 461

15．2．3 平衡點分析 462

15．2．4 微分方程的求解算法 463

15．3 運行仿真 464

15．3．1 啟動仿真 465

15．3．2 仿真的配置 467

15．3．3 優化仿真過程 472

15．4 模型調試 474

15．4．1 Simulink調試器 475

15．4．2 命令行調試及設置斷點 475

15．5 Simulink實例應用 476

15．6 本章小結 481

第4部分

第16章 句柄圖形對象 482

16．1 句柄圖形對象體系 483

16．1．1 句柄圖形組織 483

16．1．2 句柄圖形對象類型簡介 483

16．2 句柄圖形對象操作 484

16．2．1 創建對象 484

16．2．2 訪問對象句柄 486

16．2．3 複製和刪除對象 488

16．2．4 控制圖形輸出 489

16．2．5 保存句柄 493

16．3 對象屬性設置 494

16．3．1 設置屬性 494

16．3．2 設置默認屬性 495

16．3．3 通用屬性 498

16．4 Figure對象 498

16．4．1 Figure對象介紹 498

16．4．2 Figure對象操作 499

16．5 Axes對象 500

16．5．1 標簽與外觀 500

16．5．2 位置 501

16．5．3 一圖多軸 502

16．5．4 坐標軸控制 505

16．5．5 線條顏色控制 506

16．5．6 繪圖操作 507

16．6 Core對象 508

16．6．1 Core對象介紹 508

16．6．2 Core對象創建示例 509

16．7 Plot對象 509

16．7．1 Plot對象介紹 509

16．7．2 Plot對象創建示例 510

16．7．3 連接變量 510

16．8 Group對象 511

16．8．1 Group對象介紹 511

16．8．2 創建Group對象 511

16．8．3 對象變換 512

16．9 Annotation對象 513

16．9．1 Annotation對象介紹 513

16．9．2 Annotation對象使用示例 513

16．10 本章小結 514

第17章 圖形用戶界面 515

17．1 圖形用戶界面介紹 516

17．2 圖形用戶界面控件 516

17．2．1 圖形用戶界面控件的創建 517

17．2．2 鼠標動作執行 519

17．2．3 事件隊列的執行順序 520

17．2．4 回調函數的編寫 521

17．3 對話框對象 524

17．3．1 公共對話框 524

17．3．2 一般對話框 527

17．4 界面菜單 533

17．4．1 菜單建立 534

17．4．2 菜單屬性 534

17．5 編寫M文件 536

17．6 圖形用戶界面創建工具GUIDE 537

17．6．1 利用創建工具GUIDE進行GUI設計 537

17．6．2 GUIDE創建的工具 543

17．6．3 創建帶Uicontrol控件的圖形用戶界面 545

17．7 本章小結 546

第18章 文件I/O操作 547

18．1 文件夾的管理 548

18．1．1 當前文件夾管理 548

18．1．2 創建文件夾 551

18．1．3 刪除文件夾 552

18．1．4 複製或移動文件夾 553

18．2 打開和關閉文件 556

18．2．1 打開文件 556

18．2．2 關閉文件 557

18．3 工作區數據――MAT文件 558

18．3．1 輸出數據到MAT文件 558

18．3．2 讀取MAT文件――load函數 559

18．3．3 查看MAT文件的變量 559

18．4 讀/寫二進制文件 560

18．4．1 寫二進制文件 560

18．4．2 讀二進制文件 562

18．5 讀/寫文本文件 564

18．5．1 寫文本文件 564

18．5．2 讀文本文件 565

18．5．3 其他讀/寫文本文件的函數 568

18．6 文件內的位置控制 573

18．7 導入數據 576

18．8 本章小結 577