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MATLAB編程基礎與典型應用

【作　者】：龍脈工作室、劉會燈、朱飛

【叢編項】：無

【裝幀項】：平裝 16 / 525

【出版項】：人民郵電出版社 / 2008年

【ISBN號】：9787115179326 / 7115179328

【原書定價】：￥59.00　有2家書店打折銷售　

【主題詞】：計算機/網絡－程序設計－其他

書籍介紹

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【圖書簡介】
　　本書詳細介紹了MATLAB的編程基礎及其擴展應用，使讀者能夠快速掌握MATLAB基本編程的方法和不同工具箱的使用方法。本書共分17章，第1章到第8章主要介紹MATLAB的基本知識，包括MATLAB矩陣運算、字符數組、元胞和結構數組、多項式、插值擬合以及MATLAB基礎編程過程；第9章到第17章以MATLAB的應用為主，分別介紹了一維、二維、三維圖形繪制的基本操作，MATLAB不同工具箱及其在數學計算、工程優化、控制系統設計、信號處理、人工神經網絡中的應用，Simulink集成仿真環境在建模仿真中的應用、MATLAB的接口技術以及Notebook的使用等內容。本書結構清晰、內容豐富、論述翔實，適合學習MATLAB的本科生、研究生閱讀，也可作為廣大科研工作人員的參考用書。

【本書目錄】
第1章　MATLAB概述　1
1.1　MATLAB簡介　1
1.2　MATLAB的安裝　2
1.3　MATLAB的啟動與退出　5
1.4　MATLAB的運行環境　5
1.4.1　MATLAB的工作界面　6
1.4.2　命令窗口　8
1.4.3　歷史命令窗口　11
1.4.4　當前目錄瀏覽器窗口　12
1.4.5　工作空間瀏覽器窗口　13
1.4.6　數組編輯器窗口　15
1.5　MATLAB的幫助系統　15
1.5.1　幫助導航/瀏覽器窗口　15
1.5.2　通過命令實現幫助　17
1.5.3　PDF幫助　17
1.5.4　其他幫助　17
第2章　數組及矩陣的創建和操作　18
2.1　基本概念　18
2.1.1　常量和變量　18
2.1.2　數組和矩陣　19
2.2　數組及矩陣的創建和操作　20
2.2.1　數組及矩陣的輸入　20
2.2.2　數組及矩陣元素操作　25
2.3　多維數組　31
2.3.1　多維數組的創建　31
2.3.2　多維數組的標識　32
第3章　矩陣運算　34
3.1　矩陣的基本運算　34
3.1.1　加、減運算　34
3.1.2　乘法運算　35
3.1.3　除法運算　36
3.1.4　乘方運算　37
3.1.5　矩陣函數　39
3.1.6　矩陣轉置　40
3.1.7　矩陣和數組的數學函數　41
3.1.8　矩陣和數組運算比較　42
3.1.9　關系操作和邏輯操作　42
3.2　矩陣的分解　45
3.2.1　LU分解　45
3.2.2　奇異值分解　46
3.2.3　特征值分解　46
3.2.4　Cholesky分解　47
3.2.5　QR分解　47
3.2.6　Schur分解　48
3.2.7　復數特征值對角陣與實數塊特征值對角陣的轉換　48
3.2.8　廣義奇異值分解　49
3.2.9　特征值問題的QZ分解　49
3.2.10　海森伯格形式的分解　50
3.3　線性方程組的求解　50
3.3.1　利用矩陣除法求線性方程組的特解(或一個解)　50
3.3.2　LU分解求線性方程組的解　51
3.3.3　Cholesky分解求線性方程組的解　52
3.3.4　QR分解　52
3.3.5　求線性齊次方程組的通解　52
3.3.6　求非齊次線性方程組的通解　53
3.4　稀疏矩陣　54
3.4.1　稀疏矩陣的創建　54
3.4.2　將稀疏矩陣轉化為全元素矩陣　55
3.4.3　矩陣中非零元素的查找　56
3.4.4　其他稀疏矩陣的創建方法　56
3.4.5　稀疏矩陣中非零元素信息的查看　57
3.4.6　用圖形方式查看稀疏矩陣的信息　58
3.4.7　矩陣排序　59
第4章　字符、元胞和結構數組　61
4.1　字符數組　61
4.1.1　字符數組的創建　61
4.1.2　字符與數值的相互轉化　63
4.1.3　創建復雜字符數組　63
4.1.4　字符串的比較　65
4.1.5　字符的分類　67
4.1.6　字符串的查找和替換　69
4.1.7　類型轉換　69
4.2　元胞數組　72
4.2.1　元胞數組的創建　72
4.2.2　元胞數組的內容獲取　74
4.2.3　元胞數組的顯示　75
4.3　結構數組　77
4.3.1　結構數的創建　77
4.3.2　結構數組數據的獲取　78
4.3.3　結構數組的數據修改　80
第5章　多項式與數據分析　81
5.1　多項式　81
5.1.1　多項式的四則運算　81
5.1.2　多項式的導函數　83
5.1.3　多項式的求值　83
5.1.4　多項式求根　85
5.1.5　部分分式展開　86
5.1.6　多項式的微分和積分　87
5.2　數據插值　87
5.2.1　一維數據插值　87
5.2.2　二維數據插值　88
5.3　曲線擬合　89
5.4　數據統計處理　90
5.4.1　最大值和最小值　90
5.4.2　求和與求積　92
5.4.3　平均值和中值　93
5.4.4　累加和與累乘積　94
5.4.5　標準方差　95
5.4.6　相關系數　97
5.4.7　排序　97
第6章　符號計算　99
6.1　符號對象　99
6.1.1　建立符號常量和符號變量　99
6.1.2　建立符號表達式　100
6.1.3　符號表達式運算　101
6.1.4　符號表達式中變量的確定　104
6.1.5　符號矩陣　105
6.2　符號微積分　108
6.2.1　符號極限　108
6.2.2　符號導數　110
6.2.3　符號積分　111
6.2.4　積分變換　111
6.3　級數　113
6.4　符號方程求解　114
6.4.1　符號代數方程求解　115
6.4.2　符號常微分方程求解　116
6.4.3　符號函數計算器　117
6.5　maple函數　118
6.5.1　maple內核訪問函數　118
6.5.2　maple函數幫助命令　120
第7章　MATLAB程序設計　121
7.1　MATLAB的工作模式　121
7.1.1　命令窗口模式　121
7.1.2　m文件模式　121
7.2　m文件的創建　122
7.3　m文件的類型　123
7.3.1　數據文件　123
7.3.2　m文件　124
7.4　MATLAB的程序結構　127
7.4.1　循環結構　127
7.4.2　分支結構　128
7.5　MATLAB程序流的控制　129
第8章　句柄圖形及圖形用戶界面設計　131
8.1　句柄圖形概述　131
8.2　圖形對象和句柄　131
8.2.1　圖形對象　132
8.2.2　創建圖形對象的底層函數　133
8.2.3　圖形對象的屬性　133
8.2.4　句柄與句柄操作　134
8.3　圖形對象屬性的操作　134
8.3.1　對象屬性的獲得　134
8.3.2　對象屬性的直接操作　137
8.3.3　對象屬性的繼承操作　138
8.4　圖形用戶界面設計　139
8.4.1　菜單設計　139
8.4.2　對話框設計　140
8.5　圖形用戶界面設計工具　141
8.5.1　圖形用戶界面設計窗口　141
8.5.2　屬性查看器　143
8.5.3　菜單編輯器　143
8.5.4　位置調整工具　144
8.5.5　對象瀏覽器　144
8.5.6　Tab順序編輯器　145
第9章　MATLAB圖形功能　146
9.1　二維基本圖形　146
9.1.1　基本繪圖函數plot　146
9.1.2　單窗口單曲線繪圖　147
9.1.3　單窗口多曲線繪圖　148
9.1.4　單窗口多曲線分圖繪圖　148
9.1.5　設置顏色與線型　149
9.1.6　圖案填充　151
9.1.7　圖形加注　151
9.1.8　自適應采樣的繪圖函數　153
9.1.9　隱函數繪圖　153
9.2　二維特殊圖形　154
9.2.1　階梯曲線　155
9.2.2　極坐標圖　156
9.2.3　火柴桿圖　157
9.2.4　彗星曲線圖　157
9.2.5　區域圖　158
9.2.6　餅圖　159
9.2.7　離散點圖　159
9.2.8　偽彩色圖　160
9.2.9　帶形圖　161
9.2.10　條形圖　161
9.2.11　誤差條圖　162
9.2.12　散點矩陣圖　163
9.2.13　對數坐標圖　163
9.3　三維基本圖形　164
9.3.1　三維線圖　164
9.3.2　三維餅圖　165
9.3.3　三維多邊形　166
9.3.4　三維網格圖　166
9.3.5　三維網線圖　167
9.3.6　三維曲面圖　168
9.3.7　標準三維曲面　169
9.3.8　其他三維圖　170
9.4　圖形修飾　171
9.4.1　圖形顏色修飾　171
9.4.2　圖形效果修飾　174
第10章　MATLAB在工程數學中的應用　　176
10.1　MATLAB在高等數學中的應用　176
10.1.1　基本函數　176
10.1.2　極限　179
10.1.3　導數與微分　180
10.1.4　積分　181
10.1.5　微分方程　182
10.1.6　級數　184
10.2　MATLAB在復變函數中的應用　185
10.2.1　復數表示及基本運算　185
10.2.2　復數的基本函數　187
10.2.3　復變函數的極限和微積分運算　188
10.2.4　復變函數的級數　190
10.2.5　復變函數的留數計算　192
第11章　MATLAB在工程優化中的應用　　194
11.1　工程優化問題概述　194
11.2　優化問題　195
11.2.1　線性規劃問題　198
11.2.2　無約束優化問題　201
11.2.3　有約束優化問題　204
11.2.4　二次規劃問題　210
11.2.5　“半無限”多元函數優化問題　214
11.2.6　最小最大化問題　216
11.2.7　多目標規劃問題　217
11.2.8　整數規劃問題　219
11.3　最小二乘曲線擬和問題　221
11.3.1　線性最小二乘曲線擬和問題　222
11.3.2　非線性最小二乘曲線擬和問題　223
11.3.3　曲線擬和綜合實例　228
11.4　方程求解　238
第12章　MATLAB在自動控制中的應用　　241
12.1　系統模型　241
12.1.1　傳遞函數模型　242
12.1.2　零極點模型　244
12.1.3　狀態空間函數模型　247
12.1.4　模型的轉換　248
12.1.5　連續系統和離散系統之間變換　249
12.1.6　系統的互連和反饋　251
12.1.7　歸納總結　255
12.2　系統時域分析　256
12.2.1　系統時域分析方法和特點　256
12.2.2　實例演示　257
12.2.3　歸納總結　262
12.3　系統根軌跡分析　262
12.3.1　根軌跡分析法　262
12.3.2　實例演示　263
12.3.3　歸納總結　266
12.4　系統頻域分析　267
12.4.1　幅相頻率特性(Nyquist圖)　267
12.4.2　對數頻率特性(Bode圖)　269
12.4.3　對數幅相特性(Nichols圖)　272
12.4.4　歸納總結　273
12.5 系統校正　274
12.5.1　串聯超前校正　274
12.5.2　串聯滯后校正　277
12.5.3　串聯滯后－超前校正　279
12.5.4　歸納總結　282
12.6　控制工具箱用戶接口界面　282
12.6.1　LTI Viewer　282
12.6.2　SISO Design Tool　287
12.6.3　歸納總結　296
第13章　MATLAB在數字信號處理中的應用　　297
13.1　數字信號處理基礎知識　297
13.1.1　信號的產生　297
13.1.2　信號的運算　305
13.1.3　信號的抽取與插值　308
13.1.4　歸納總結　311
13.2　信號的變換技術　311
13.2.1　離散傅立葉變換　312
13.2.2　快速傅立葉變換　313
13.2.3　Hilbert變換　315
13.2.4　歸納總結　316
13.3　數字濾波器的分析與實現　316
13.3.1　數字濾波器的概念　316
13.3.2　數字濾波器的分析　317
13.3.3　濾波器的實現　322
13.3.4　歸納總結　324
13.4　IIR數字濾波器的設計　325
13.4.1　典型模擬濾波器的設計　325
13.4.2　模擬濾波器的轉換　328
13.4.3　模擬濾波器的離散化　331
13.4.4　IIR階次的選擇　334
13.4.5　IIR數字濾波器的直接設計法　336
13.4.6　歸納總結　340
13.5　FIR數字濾波器的設計　341
13.5.1　FIR數字濾波器設計的窗函數法　341
13.5.2　FIR數字濾波器設計的頻率抽樣法　344
13.5.3　FIR數字濾波器設計的切比雪夫逼近法　344
13.5.4　歸納總結　347
13.6　窗函數　347
13.6.1　矩形窗　347
13.6.2　巴特里特(Bartlett)窗　348
13.6.3　漢寧(Hanning)窗　349
13.6.4　漢明(Hamming)窗　350
13.6.5　歸納總結　351
第14章　MATLAB在人工神經網絡中的應用　　352
14.1　人工神經網絡簡介　352
14.1.1　歷史及現狀　352
14.1.2　基本結構　353
14.1.3　神經網絡特點　355
14.1.4　幾種著名的神經網絡　355
14.2　感知器　356
14.2.1　感知器原理　356
14.2.2　感知器相關函數　357
14.2.3　感知器應用舉例　361
14.3　線性神經網絡　364
14.3.1　線性神經網絡原理　365
14.3.2　線性神經網絡相關函數　366
14.3.3　線性神經網絡應用舉例　368
14.4　BP網絡　369
14.4.1　BP網絡原理　369
14.4.2　BP網絡相關函數　370
14.4.3　Bp網絡應用舉例　380
14.5　徑向基網絡　385
14.5.1　徑向基網絡原理　385
14.5.2　徑向基網絡相關函數　386
14.5.3　徑向基網絡應用舉例　390
14.6　回歸網絡　391
14.6.1　回歸網絡相關函數　391
14.6.2　回歸網絡應用舉例　393
第15章　Simulink建模與仿真　396
15.1　Simulink簡介　396
15.2　Simulink啟動和文件建立　397
15.2.1　Simulink的啟動　397
15.2.2　Mdl文件的建立　398
15.2.3　Simulink庫文件的建立　403
15.3　Simulink建模與基本操作　405
15.3.1　演示實例　405
15.3.2　模塊操作　408
15.3.3　模塊及屬性編輯　410
15.3.4　模型仿真參數設置　411
15.3.5　模型屬性設置　415
15.3.6　模型格式設置　416
15.4　Simulink基本模塊庫介紹　416
15.4.1　連續模塊庫(Continuous)　416
15.4.2　離散模塊庫(Discrete)　418
15.4.3　非線性模塊庫(Nonlinear)　420
15.4.4　信號和系統模塊庫(Signals & Systems)　422
15.4.5　數學模塊庫(Math)　423
15.4.6　子系統模塊庫(Subsystems)　424
15.4.7　輸出模塊庫(Sinks)　425
15.4.8　輸入源模塊庫(Sources)　426
15.4.9　函數與查表模塊庫(Functions & Tables)　427
15.5　子系統的創建、封裝和受控執行　428
15.5.1　子系統的創建和封裝　429
15.5.2　觸發子系統　433
15.5.3　使能子系統　434
15.5.4　觸發使能子系統　435
15.5.5　if/else子系統　436
15.5.6　switch-case子系統　438
15.5.7　while子系統　439
15.5.8　for子系統　440
15.6　Simulink的命令行仿真技術　441
15.6.1　命令行創建Simulink仿真模型　441
15.6.2　Simulink命令行仿真技術　444
15.6.3　命令行仿真實例　448
15.7　S-function建模仿真　452
15.7.1　S-function概述　452
15.7.2　S-function的工作原理　454
15.7.3　M文件S-function的編寫　455
15.8　應用實例分析　465
15.8.1　應用實例一：動力學仿真　466
15.8.2　應用實例二：電路系統仿真　468
15.8.3　應用實例三：電力電子仿真技術　470
第16章　外部接口技術　476
16.1　概述　476
16.2　創建C語言MEX文件　478
16.2.1　MEX文件簡介　478
16.2.2　編寫C語言MEX文件　482
16.3　MAT文件應用　485
16.3.1　MATLAB數據導入導出方式　485
16.3.2　MAT函數庫函數　487
16.3.3　Mex文件讀寫MAT文件　487
16.4　MATLAB引擎技術　491
16.4.1　Visual C++中調用MATLAB引擎配置　491
16.4.2　主要的MATLAB引擎函數　492
16.4.3　實例演示　493
16.5　Visual C++與MATLAB接口　496
16.5.1　Visual C++中使用MATLAB引擎　497
16.5.2　Visual C++中使用MATLAB語言C、C++數學函數庫　497
16.5.3　Visual C++中創建MAT文件　499
16.5.4　基于MATCOM實現Visual C++與MATLAB接口　501
16.5.5　使用COM組件實現Visual C++與MATLAB的接口　509
第17章　Notebook的使用　516
17.1　Notebook的安裝和使用環境　516
17.1.1　Notebook的安裝　516
17.1.2　Notebook基本操作　517
17.1.3　Notebook使用環境　520
17.2　M-book模板的使用　521

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