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第1章 MATLAB系统环境3

1.1 MATLAB概貌3

1.1.1 MATLAB的发展3

基础篇3

1.1.2 MATLAB的主要功能4

1.1.3 MATLAB功能演示5

1.2 MATLAB环境的准备7

1.2.1 MATLAB的安装7

1.2.2 MATLAB的启动与退出8

1.3 MATLAB操作界面9

1.3.1　主窗口9

1.3.2　命令窗口9

1.3.3　工作空间窗口10

1.3.4　当前目录窗口和搜索路径11

1.4 MATLAB帮助系统13

1.3.5　命令历史记录窗口13

1.3.6　Start菜单13

1.4.1　帮助命令14

1.4.2　帮助窗口15

1.4.3　演示系统15

习题一16

第2章 MATLAB数据及其运算17

2.1 MATLAB数据的特点17

2.2　变量及其操作17

2.2.1　变量与赋值17

2.2.2　变量的管理19

2.2.3　数据的输出格式20

2.3 MATLAB矩阵的表示21

2.3.1　矩阵的建立21

2.3.3　矩阵的拆分23

2.3.2　冒号表达式23

2.4 MATLAB数据的运算26

2.4.1　算术运算26

2.4.2　关系运算30

2.4.3　逻辑运算31

2.5 字符串33

2.6　结构数据和单元数据34

2.6.1　结构数据34

2.6.2　单元数据36

习题二37

第3章 MATLAB矩阵分析与处理39

3.1　特殊矩阵39

3.1.1　通用的特殊矩阵39

3.1.2　用于专门学科的特殊矩阵40

3.2.1　对角阵与三角阵43

3.2　矩阵结构变换43

3.2.2　矩阵的转置与旋转45

3.3　矩阵求逆与线性方程组求解46

3.3.1　矩阵的逆与伪逆46

3.3.2　用矩阵求逆方法求解线性方程组47

3.4　矩阵求值48

3.4.1　方阵的行列式值48

3.4.3　向量和矩阵的范数49

3.4.2　矩阵的秩与迹49

3.4.4　矩阵的条件数51

3.5　矩阵的特征值与特征向量52

3.6　矩阵的超越函数53

习题三55

第4章 MATLAB程序设计56

4.1　M文件56

4.1.1　M文件的分类56

4.1.2　M文件的建立与打开57

4.2　程序控制结构58

4.2.1　顺序结构59

4.2.2　选择结构60

4.2.3　循环结构65

4.3 函数文件71

4.3.1　函数文件的基本结构71

4.3.2　函数调用73

4.3.3　函数参数的可调性75

4.3.4　全局变量与局部变量76

4.4　程序调试77

4.4.1　程序调试概述77

4.4.2　MATLAB调试菜单78

4.4.3　调试命令80

习题四81

5.1.1　绘制二维曲线的基本函数83

5.1 二维图形83

第5章　MATLAB绘图83

5.1.2　绘制图形的辅助操作88

5.1.3　绘制二维图形的其他函数94

5.2 三维图形98

5.2.1　绘制三维曲线的基本函数98

5.2.2　三维曲面99

5.2.3　其他三维图形106

5.3　三维图形的精细处理108

5.3.1　视点处理108

5.3.2　色彩处理109

5.3.3　图形的裁剪处理111

5.4　隐函数绘图112

5.5　低层绘图操作114

5.5.1　图形对象及其句柄114

5.5.2　图形对象属性116

5.5.3　图形对象的创建118

5.6　光照和材质处理130

5.6.1　光照处理130

5.6.2　材质处理132

5.7　图像显示与动画制作134

5.7.1　图像显示134

5.7.2　动画制作135

习题五137

第6章　MATLAB数值计算139

6.1　数据处理与多项式计算139

6.1.1　数据统计与分析139

6.1.2　数据插值146

6.1.3　曲线拟合150

6.1.4　多项式计算151

6.2　数值微积分155

6.2.1　数值微分155

6.2.2　数值积分157

6.3 离散傅里叶变换160

6.3.1　离散傅里叶变换算法简述160

6.3.2　离散傅里叶变换的实现161

6.4　线性方程组求解163

6.4.1　直接解法163

6.4.2　迭代解法169

6.4.3　求线性方程组的通解172

6.5　非线性方程与最优化问题求解174

6.5.1　非线性方程数值求解175

6.5.2　无约束最优化问题求解177

6.5.3　有约束最优化问题求解178

6.6　常微分方程的数值求解179

6.6.1　龙格－库塔法简介180

6.6.2　龙格－库塔法的实现180

6.7.1　矩阵存储方式183

6.7.2　稀疏存储方式的产生183

6.7　稀疏矩阵183

6.7.3　稀疏矩阵应用举例187

习题六189

第7章　MATLAB符号计算192

7.1　符号计算基础192

7.1.1　符号对象192

7.1.2　基本的符号运算194

7.1.3　符号表达式中变量的确定198

7.1.4　符号矩阵199

7.2　符号函数及其应用201

7.2.1　符号函数的极限201

7.2.2　符号函数求导及其应用202

7.3　符号积分204

7.3.1　符号函数的不定积分204

7.3.2　符号函数的定积分205

7.3.3　积分变换206

7.4　级数208

7.4.1　级数的符号求和208

7.4.2　函数的泰勒级数209

7.5　符号方程求解209

7.5.1　符号代数方程求解209

7.5.2　符号常微分方程求解211

习题七212

应用篇217

第8章 MATLAB图形用户界面设计217

8.1　菜单设计217

8.1.1　建立用户菜单217

8.1.2　菜单对象常用属性218

8.1.3　快捷菜单220

8.2.1　对话框的控件221

8.2.2　对话框的设计221

8.2　对话框设计221

8.3　可视化图形用户界面设计230

8.3.1 图形用户界面设计窗口231

8.3.2　可视化设计工具232

8.3.3　可视化设计应用实例236

习题八239

第9章 MATLAB Notebook的使用240

9.1　Notebook的安装与启动240

9.1.1 Notebook的安装240

9.1.2 Notebook的启动241

9.1.3 Notebook界面241

9.2　单元的定义与执行242

9.2.1　输入／输出单元243

9.2.2 自动初始化单元及其应用244

9.2.3　单元组及其应用244

9.2.4　计算区的定义与执行246

9.2.5　单元的其他操作247

9.3　输出格式控制248

9.3.1　输出数据格式控制249

9.3.2　输出图形格式控制249

9.3.3　修改M-book模板的样式250

习题九250

第10章 MATLAB Simulink仿真软件251

10.1 Simulink操作基础251

10.1.1 Simulink简介251

10.1.2 Simulink的启动与退出252

10.2　系统仿真模型253

10.2.1　Simulink仿真模型概述253

10.2.2　模块的编辑254

10.2.3　模块的连接255

10.2.4　模块的参数和属性设置256

10.2.5　Simulink的几类基本模块259

10.3.1　设置仿真参数265

10.3 系统的仿真265

10.3.2　启动系统仿真与仿真结果分析270

10.3.3　系统仿真实例275

10.4　使用命令操作对系统进行仿真279

10.5　子系统及其封装技术283

10.5.1　子系统的建立283

10.5.2　子系统的条件执行284

10.5.3　子系统的封装288

10.6　S函数的设计与应用294

10.6.1　用MATLAB语言编写S函数294

10.6.2　S函数的应用297

习题十302

第11章 MATLAB外部程序接口技术303

11.1 MATLAB数据接口303

11.1.1　通用文件I/O操作303

11.1.2　低级文件I/O操作304

11.1.3　MAT文件及其应用311

11.2 MATLAB编译器315

11.2.1　MATLAB编译器的配置316

11.2.2　编译指令mcc316

11.3 MATLAB计算引擎319

11.3.1 MATLAB DDE服务器与引擎库319

11.3.2 C语言MATLAB计算引擎319

11.3.3 FORTRAN语言MATLAB计算引擎324

11.4　MEX动态链接函数接口325

11.4.1 MEX函数326

11.4.2 C语言MEX文件的建立327

11.4.3　FORTRAN语言MEX文件的建立330

习题十一332

12.1.2　应用实例334

12.1.1　概述334

12.1　MATLAB在电路分析中的应用334

第12章 MATLAB的应用334

12.2 MATLAB在控制系统分析中的应用338

12.2.1　概述338

12.2.2　应用实例338

12.3 MATLAB在数学建模中的应用340

12.3.1　概述340

12.3.2　应用实例341

12.4 MATLAB在力学及工程结构分析中的应用346

12.4.1　概述346

12.4.2　应用实例346

12.5　MATLAB在优化设计中的应用354

12.5.1　概述354

12.5.2　应用实例354

实验要求359

实验篇359

实验一 MATLAB运算基础360

实验二 MATLAB矩阵分析与处理362

实验三　选择结构程序设计363

实验四　循环结构程序设计364

实验五　函数文件365

实验六 高层绘图操作366

实验七　低层绘图操作367

实验八　数据处理与多项式计算368

实验九 数值微积分与方程数值求解370

实验十 符号计算基础与符号微积分372

实验十一　级数与方程符号求解373

实验十二　菜单与对话框设计374

实验十三 Simulink的应用375

实验十四 外部程序接口377

实验十五　综合实验378

参考文献380