MATLAB R2022a完全自學(xué)一本通 版權(quán)信息
- ISBN:9787121445903
- 條形碼:9787121445903 ; 978-7-121-44590-3
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MATLAB R2022a完全自學(xué)一本通 本書特色
由淺入深,循序漸進(jìn):本書以初、中級讀者為對象,首先從MATLAB的基礎(chǔ)知識講起,輔以MATLAB在工程中的應(yīng)用案例,幫助讀者盡快掌握利用MATLAB進(jìn)行科學(xué)計算及工程分析的技能。
步驟詳盡,內(nèi)容新穎:本書結(jié)合作者多年MATLAB使用經(jīng)驗與實際工程應(yīng)用案例,對MATLAB軟件的使用方法與技巧進(jìn)行詳細(xì)講解。本書內(nèi)容新穎,在講解過程中輔以相應(yīng)的圖片,使讀者在閱讀時一目了然,從而快速掌握書中所講內(nèi)容。
實例典型,輕松易學(xué):學(xué)習(xí)實際工程應(yīng)用案例的具體操作是掌握MATLAB的方式。本書通過應(yīng)用案例,透徹、詳盡地講解了MATLAB在各方面的應(yīng)用。
MATLAB R2022a完全自學(xué)一本通 內(nèi)容簡介
本書面向MATLAB的初、中級讀者,在介紹MATLAB R2022a集成環(huán)境的基礎(chǔ)上,對MATLAB使用中常用的知識和工具進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。書中各章均提供了大量有針對性的示例,可供讀者進(jìn)行實戰(zhàn)練習(xí)。 根據(jù)內(nèi)容的側(cè)重點不同,全書分為4部分,共20章:第1~5章為基礎(chǔ)部分,第6~11章為數(shù)學(xué)應(yīng)用部分,第12~16章為工程應(yīng)用部分,第17~20章為高級應(yīng)用部分。為了使讀者能夠更好地操作MATLAB,本書中示例的命令已記錄在M文件及其他相關(guān)文件中,讀者可以將相關(guān)的目錄設(shè)置為工作目錄,直接使用M文件進(jìn)行操作,以便快速掌握MATLAB的使用方法。
MATLAB R2022a完全自學(xué)一本通 目錄
第1部分
第1章 MATLAB概述1
1.1 MATLAB簡介2
1.1.1 MathWorks及其產(chǎn)品概述2
1.1.2 MATLAB與其他數(shù)學(xué)軟件2
1.1.3 MATLAB的主要特點3
1.1.4 MATLAB系統(tǒng)的組成3
1.1.5 MATLAB應(yīng)用程序簡介4
1.2 目錄結(jié)構(gòu)5
1.3 工作環(huán)境6
1.3.1 選項卡/組7
1.3.2 命令行窗口8
1.3.3 工作區(qū)窗口9
1.4 通用命令9
1.5 文件管理10
1.5.1 當(dāng)前文件夾窗口10
1.5.2 搜索路徑及其設(shè)置11
1.6 幫助系統(tǒng)12
1.6.1 純文本幫助13
1.6.2 演示幫助13
1.6.3 幫助導(dǎo)航瀏覽器14
1.7 示例展示14
1.8 本章小結(jié)15
第2章 基礎(chǔ)知識16
2.1 數(shù)據(jù)類型17
2.1.1 數(shù)值類型17
2.1.2 邏輯類型21
2.1.3 字符類型23
2.1.4 函數(shù)句柄25
2.1.5 結(jié)構(gòu)體類型27
2.1.6 數(shù)組存儲形式30
2.1.7 元胞數(shù)組類型31
2.1.8 map容器類型35
2.2 矩陣的基本操作39
2.2.1 矩陣和數(shù)組的概念及其區(qū)別39
2.2.2 矩陣的構(gòu)造40
2.2.3 矩陣大小及結(jié)構(gòu)的改變44
2.2.4 矩陣下標(biāo)引用46
2.2.5 矩陣信息的獲取48
2.2.6 矩陣的保存和加載53
2.3 運算符59
2.3.1 算術(shù)運算符59
2.3.2 關(guān)系運算符60
2.3.3 邏輯運算符61
2.3.4 運算優(yōu)先級62
2.4 字符串處理函數(shù)63
2.4.1 字符串或字符串?dāng)?shù)組的構(gòu)造63
2.4.2 字符串比較64
2.4.3 字符串查找和替換65
2.4.4 字符串和數(shù)值的轉(zhuǎn)換66
2.5 本章小結(jié)67
第3章 數(shù)組與矩陣68
3.1 數(shù)組運算69
3.1.1 數(shù)組的創(chuàng)建和操作69
3.1.2 數(shù)組的常見運算72
3.2 矩陣操作77
3.2.1 創(chuàng)建矩陣77
3.2.2 改變矩陣大小81
3.2.3 重構(gòu)矩陣84
3.3 矩陣元素的運算84
3.3.1 矩陣的加減法運算84
3.3.2 矩陣的乘法運算85
3.3.3 矩陣的除法運算87
3.3.4 矩陣的冪運算87
3.3.5 矩陣元素的查找88
3.3.6 矩陣元素的排序88
3.3.7 矩陣元素的求和89
3.3.8 矩陣元素的求積90
3.3.9 矩陣元素的差分91
3.4 矩陣運算92
3.4.1 矩陣分析92
3.4.2 矩陣分解97
3.4.3 特征值和特征向量103
3.5 稀疏矩陣104
3.5.1 稀疏矩陣的存儲方式105
3.5.2 稀疏矩陣的生成105
3.5.3 稀疏矩陣的運算109
3.6 本章小結(jié)110
第4章 程序設(shè)計111
4.1 M文件編輯器112
4.2 變量115
4.2.1 變量的命名115
4.2.2 變量的類型115
4.2.3 特殊變量116
4.2.4 關(guān)鍵字116
4.3 控制流117
4.3.1 順序結(jié)構(gòu)117
4.3.2 if-else-end分支結(jié)構(gòu)118
4.3.3 switch-case結(jié)構(gòu)119
4.3.4 try-catch結(jié)構(gòu)121
4.3.5 for循環(huán)結(jié)構(gòu)122
4.3.6 while循環(huán)結(jié)構(gòu)124
4.4 常用指令125
4.4.1 return指令125
4.4.2 input指令和keyboard指令125
4.4.3 yesinput指令126
4.4.4 pause指令126
4.4.5 continue指令126
4.4.6 break指令127
4.4.7 error指令和warning指令127
4.5 腳本和函數(shù)127
4.5.1 腳本127
4.5.2 函數(shù)129
4.5.3 M文件的一般結(jié)構(gòu)130
4.5.4 匿名函數(shù)、子函數(shù)、私有函數(shù)與私有目錄132
4.5.5 重載函數(shù)134
4.5.6 eval函數(shù)和feval函數(shù)134
4.5.7 內(nèi)聯(lián)函數(shù)136
4.5.8 向量化和預(yù)分配139
4.5.9 函數(shù)的函數(shù)139
4.5.10 P碼文件140
4.6 變量的檢測與傳遞142
4.6.1 輸入/輸出變量檢測指令142
4.6.2 “可變數(shù)量”輸入/輸出變量142
4.6.3 跨空間變量傳遞和賦值144
4.7 程序調(diào)試146
4.7.1 程序調(diào)試的基本概念147
4.7.2 直接調(diào)試法147
4.7.3 使用調(diào)試函數(shù)進(jìn)行調(diào)試148
4.7.4 工具調(diào)試法151
4.7.5 程序的性能優(yōu)化技術(shù)152
4.8 本章小結(jié)153
第5章 數(shù)據(jù)可視化154
5.1 圖形繪制155
5.1.1 離散數(shù)據(jù)及離散函數(shù)155
5.1.2 連續(xù)函數(shù)155
5.1.3 圖形繪制示例156
5.1.4 圖形繪制的基本步驟158
5.2 二維圖形繪制158
5.2.1 plot指令158
5.2.2 柵格163
5.2.3 文字說明163
5.2.4 線型、標(biāo)記和顏色166
5.2.5 坐標(biāo)軸設(shè)置168
5.2.6 圖形疊繪169
5.2.7 子圖繪制170
5.2.8 交互式繪圖171
5.2.9 雙坐標(biāo)軸繪制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(biāo)軸繪圖175
5.2.13 二維特殊圖形函數(shù)176
5.3 三維圖形繪制180
5.3.1 三維曲線圖繪制180
5.3.2 三維網(wǎng)格圖繪制181
5.3.3 三維曲面圖繪制182
5.3.4 光照模型183
5.3.5 繪制等值線圖185
5.4 四維圖形可視化186
5.4.1 用顏色描述第四維186
5.4.2 其他函數(shù)186
5.5 本章小結(jié)187
第2部分
第6章 數(shù)值計算188
6.1 多項式及其函數(shù)189
6.1.1 多項式的表達(dá)式和創(chuàng)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(dǎo)數(shù)、積分與估值193
6.1.5 多項式運算函數(shù)及操作指令194
6.1.6 有理多項式195
6.2 數(shù)據(jù)插值196
6.2.1 一維插值197
6.2.2 二維插值199
6.3 函數(shù)的極限200
6.3.1 極限的概念200
6.3.2 求極限的函數(shù)201
6.4 函數(shù)數(shù)值積分202
6.4.1 數(shù)值積分問題的數(shù)學(xué)表述202
6.4.2 一元函數(shù)的數(shù)值積分203
6.4.3 多重數(shù)值積分204
6.5 本章小結(jié)205
第7章 符號計算206
7.1 符號計算概述207
7.2 符號對象和符號表達(dá)式207
7.2.1 對象創(chuàng)建命令207
7.2.2 對象創(chuàng)建示例208
7.2.3 運算符和基本函數(shù)211
7.2.4 對象類別識別函數(shù)213
7.2.5 表達(dá)式中的變量確定215
7.2.6 符號計算的精度216
7.3 符號表達(dá)式的基本操作217
7.3.1 符號表達(dá)式的顯示217
7.3.2 符號表達(dá)式的合并218
7.3.3 符號表達(dá)式的展開218
7.3.4 符號表達(dá)式的嵌套219
7.3.5 符號表達(dá)式的分解220
7.3.6 符號表達(dá)式的化簡220
7.4 符號表達(dá)式的替換221
7.4.1 subs替換函數(shù)221
7.4.2 subexpr替換函數(shù)222
7.5 符號函數(shù)的操作223
7.5.1 復(fù)合函數(shù)操作223
7.5.2 反函數(shù)操作224
7.6 微積分224
7.6.1 極限225
7.6.2 微分226
7.6.3 積分227
7.6.4 級數(shù)求和227
7.6.5 泰勒級數(shù)228
7.7 積分變換229
7.7.1 傅里葉變換229
7.7.2 拉普拉斯變換230
7.7.3 Z變換230
7.8 方程求解232
7.8.1 代數(shù)方程求解232
7.8.2 微分方程求解234
7.9 符號分析可視化235
7.9.1 funtool分析界面235
7.9.2 taylortool分析界面238
7.10 本章小結(jié)239
第8章 概率統(tǒng)計240
8.1 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)241
8.1.1 二項分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生241
8.1.2 正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生241
8.1.3 常見分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生242
8.2 概率密度計算243
8.2.1 通用函數(shù)概率密度值243
8.2.2 專用函數(shù)概率密度值244
8.3 累積概率分布245
8.3.1 通用函數(shù)累積概率值245
8.3.2 專用函數(shù)累積概率值247
8.4 統(tǒng)計特征247
8.4.1 平均值、中值248
8.4.2 數(shù)據(jù)比較248
8.4.3 期望249
8.4.4 方差和標(biāo)準(zhǔn)差249
8.4.5 協(xié)方差與相關(guān)系數(shù)250
8.5 統(tǒng)計作圖251
8.5.1 正整數(shù)頻率表251
8.5.2 累積分布函數(shù)圖形252
8.5.3 *小二乘擬合直線252
8.5.4 繪制正態(tài)分布概率圖形253
8.5.5 樣本數(shù)據(jù)的盒圖254
8.5.6 參考線繪制255
8.5.7 樣本概率圖形256
8.5.8 正態(tài)擬合直方圖257
8.6 本章小結(jié)258
第9章 數(shù)學(xué)建模基礎(chǔ)259
9.1 曲線擬合函數(shù)260
9.1.1 多項式擬合260
9.1.2 加權(quán)*小方差擬合原理及示例261
9.1.3 非線性曲線擬合263
9.2 參數(shù)估計函數(shù)264
9.2.1 常見分布的參數(shù)估計264
9.2.2 點估計266
9.2.3 區(qū)間估計268
9.3 參數(shù)傳遞268
9.3.1 輸入和輸出參數(shù)的數(shù)目269
9.3.2 可變數(shù)目的參數(shù)傳遞270
9.3.3 返回被修改的輸入?yún)?shù)271
9.3.4 全局變量272
9.4 本章小結(jié)273
第10章 智能算法274
10.1 粒子群算法實現(xiàn)275
10.1.1 基本原理275
10.1.2 程序設(shè)計276
10.1.3 經(jīng)典應(yīng)用283
10.2 遺傳算法實現(xiàn)287
10.2.1 基本原理287
10.2.2 程序設(shè)計290
10.2.3 經(jīng)典應(yīng)用295
10.3 蟻群算法概述300
10.3.1 基本原理300
10.3.2 程序設(shè)計301
10.3.3 經(jīng)典應(yīng)用304
10.4 本章小結(jié)310
第11章 偏微分方程311
11.1 偏微分方程工具箱312
11.1.1 偏微分方程常見類型312
11.1.2 偏微分方程的求解過程317
11.2 求解偏微分方程319
11.2.1 求解橢圓方程319
11.2.2 求解拋物線方程323
11.2.3 求解雙曲線方程327
11.2.4 求解特征值方程331
11.3 本章小結(jié)335
第3部分
第12章 優(yōu)化工具336
12.1 優(yōu)化常用函數(shù)及*優(yōu)化問題337
12.1.1 優(yōu)化常用函數(shù)337
12.1.2 *優(yōu)化問題339
12.2 線性規(guī)劃341
12.2.1 線性規(guī)劃函數(shù)342
12.2.2 線性規(guī)劃問題的應(yīng)用343
12.3 無約束非線性規(guī)劃352
12.3.1 基本數(shù)學(xué)原理介紹353
12.3.2 無約束非線性規(guī)劃函數(shù)354
12.3.3 無約束非線性規(guī)劃問題的應(yīng)用357
12.4 二次規(guī)劃357
12.4.1 二次規(guī)劃函數(shù)quadprog358
12.4.2 二次規(guī)劃問題的應(yīng)用359
12.5 有約束*小化361
12.5.1 有約束*小化函數(shù)fmincon361
12.5.2 有約束*小化的應(yīng)用364
12.6 目標(biāo)規(guī)劃365
12.6.1 目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)fgoalattain365
12.6.2 目標(biāo)規(guī)劃的應(yīng)用367
12.7 *大*小化372
12.7.1 *大*小化函數(shù)fminimax372
12.7.2 *大*小化的應(yīng)用373
12.8 本章小結(jié)375
第13章 句柄圖形對象376
13.1 句柄圖形對象體系377
13.1.1 句柄圖形組織377
13.1.2 句柄圖形對象類型簡介378
13.2 句柄圖形對象操作378
13.2.1 創(chuàng)建對象378
13.2.2 訪問對象句柄380
13.2.3 復(fù)制和刪除對象382
13.2.4 控制圖形輸出383
13.2.5 保存句柄387
13.3 句柄圖形對象屬性設(shè)置388
13.3.1 設(shè)置屬性388
13.3.2 設(shè)置默認(rèn)屬性389
13.3.3 通用屬性392
13.4 Figure對象392
13.4.1 Figure對象介紹392
13.4.2 Figure對象操作394
13.5 Axes對象394
13.5.1 標(biāo)簽與外觀394
13.5.2 位置395
13.5.3 一圖多軸396
13.5.4 坐標(biāo)軸控制399
13.5.5 線條顏色控制401
13.5.6 繪圖操作401
13.6 Core對象402
13.6.1 Core對象介紹402
13.6.2 Core對象創(chuàng)建示例403
13.7 Plot對象404
13.7.1 Plot對象介紹404
13.7.2 Plot對象創(chuàng)建示例404
13.7.3 連接變量405
13.8 Group對象406
13.8.1 Group對象介紹406
13.8.2 創(chuàng)建Group對象406
13.8.3 對象變換406
13.9 Annotation對象407
13.9.1 Annotation對象介紹407
13.9.2 Annotation對象使用示例408
13.10 本章小結(jié)409
第14章 Simulink仿真基礎(chǔ)410
14.1 Simulink概述411
14.1.1 基本概念411
14.1.2 工作環(huán)境與啟動413
14.1.3 模型特點415
14.1.4 模塊組成416
14.1.5 數(shù)據(jù)類型417
14.1.6 模塊和模塊庫422
14.1.7 常用工具427
14.1.8 示例演示429
14.2 模型創(chuàng)建431
14.2.1 模塊的基本操作431
14.2.2 模型和模型文件434
14.2.3 模型創(chuàng)建流程436
14.2.4 模塊的基本操作440
14.2.5 模塊連接與處理442
14.3 過零檢測和代數(shù)環(huán)443
14.3.1 過零檢測443
14.3.2 代數(shù)環(huán)445
14.4 本章小結(jié)446
第15章 Simulink仿真的應(yīng)用447
15.1 子系統(tǒng)的創(chuàng)建和封裝448
15.1.1 子系統(tǒng)介紹448
15.1.2 創(chuàng)建子系統(tǒng)449
15.1.3 封裝子系統(tǒng)450
15.2 仿真模型分析454
15.2.1 模型狀態(tài)的確定455
15.2.2 線性化的數(shù)學(xué)描述457
15.2.3 平衡點分析458
15.2.4 微分方程的求解算法459
15.3 運行仿真460
15.3.1 啟動仿真460
15.3.2 仿真配置463
15.3.3 優(yōu)化仿真過程468
15.4 模型調(diào)試470
15.4.1 Simulink調(diào)試器471
15.4.2 命令行調(diào)試及設(shè)置斷點471
15.5 實例應(yīng)用472
15.6 本章小結(jié)478
第16章 Stateflow應(yīng)用初步479
16.1 Stateflow基礎(chǔ)480
16.1.1 Stateflow的定義480
16.1.2 狀態(tài)圖編輯器480
16.1.3 狀態(tài)操作482
16.1.4 轉(zhuǎn)移操作483
16.1.5 流程圖484
16.2 并行機(jī)制487
16.2.1 設(shè)置狀態(tài)關(guān)系487
16.2.2 并行狀態(tài)活動順序配置488
16.2.3 本地事件廣播488
16.2.4 直接事件廣播489
16.3 Stateflow的對象490
16.3.1 真值表490
16.3.2 圖形函數(shù)492
16.4 本章小結(jié)493
第4部分
第17章 圖形用戶界面494
17.1 圖形用戶界面介紹495
17.2 控件495
17.2.1 控件的創(chuàng)建496
17.2.2 鼠標(biāo)動作執(zhí)行498
17.2.3 事件隊列的執(zhí)行順序499
17.2.4 回調(diào)函數(shù)的編寫500
17.3 對話框?qū)ο?03
17.3.1 公共對話框503
17.3.2 一般對話框507
17.4 界面菜單513
17.4.1 菜單建立513
17.4.2 菜單屬性514
17.5 編寫M文件515
17.6 GUIDE工具516
17.6.1 利用GUIDE進(jìn)行圖形用戶界面設(shè)計517
17.6.2 GUIDE創(chuàng)建的工具523
17.6.3 創(chuàng)建帶有Uicontrol控件的圖形用戶界面525
17.7 本章小結(jié)526
第18章 文件I/O操作527
18.1 文件夾的管理528
18.1.1 當(dāng)前文件夾管理528
18.1.2 創(chuàng)建文件夾531
18.1.3 刪除文件夾532
18.1.4 復(fù)制或移動文件或文件夾533
18.2 打開和關(guān)閉文件535
18.2.1 打開文件535
18.2.2 關(guān)閉文件537
18.3 工作區(qū)數(shù)據(jù)文件538
18.3.1 輸出數(shù)據(jù)到MAT文件中538
18.3.2 讀取MAT文件――load函數(shù)538
18.3.3 查看MAT文件的變量539
18.4 讀/寫二進(jìn)制文件539
18.4.1 寫二進(jìn)制文件539
18.4.2 讀二進(jìn)制文件541
18.5 讀/寫文本文件544
18.5.1 寫文本文件544
18.5.2 讀文本文件545
18.5.3 其他讀/寫文本文件的函數(shù)548
18.6 文件內(nèi)的位置控制553
18.7 導(dǎo)入數(shù)據(jù)555
18.8 本章小結(jié)556
第19章 編譯器557
19.1 編譯器概述558
19.2 編譯器的安裝和配置558
19.2.1 編譯器的安裝558
19.2.2 編譯器的配置558
19.3 編譯過程559
19.4 編譯命令mcc559
19.5 編譯生成獨立可執(zhí)行的應(yīng)用程序560
19.5.1 編譯M文件560
19.5.2 編譯圖形繪制M文件562
19.5.3 由含feval指令的M文件生成EXE文件563
19.5.4 編譯GUI文件565
19.6 本章小結(jié)566
第20章 外部接口567
20.1 接口概述568
20.1.1 MEX文件介紹568
20.1.2 MAT文件介紹568
20.1.3 MATLAB計算引擎介紹568
20.2 MEX文件應(yīng)用569
20.2.1 MEX文件的結(jié)構(gòu)569
20.2.2 創(chuàng)建C/C++語言MEX文件570
20.2.3 調(diào)試C/C++語言MEX程序文件574
20.3 MAT文件應(yīng)用575
20.3.1 使用C/C++語言創(chuàng)建MAT文件的過程576
20.3.2 使用C/C++語言創(chuàng)建MAT文件示例576
20.3.3 使用C/C++語言讀取MAT文件示例578
20.4 計算引擎應(yīng)用581
20.5 調(diào)用Java語言581
20.5.1 Java接口使用582
20.5.2 Java接口編程應(yīng)用示例586
20.6 本章小結(jié)586
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MATLAB R2022a完全自學(xué)一本通 作者簡介
劉浩,博士,畢業(yè)于北京航空航天大學(xué),博士后出站,現(xiàn)就職于重慶大學(xué),從事教學(xué)、科學(xué)研究與實驗技術(shù)開發(fā)工作。承擔(dān)航空、航天、汽車等領(lǐng)域課題研究20余項。在國內(nèi)外著名期刊發(fā)表論文20余篇,多篇文章被SCI、EI收錄,其中國際A類期刊5篇;獲授權(quán)國家發(fā)明專利多項,使用MATLAB等工具從事科研工作近二十年,經(jīng)驗豐富。