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第1章　MATLAB基础1

1.1 MATLAB简介1

1.1.1　MATLAB发展史1

1.1.2　MATLAB软件主要特点2

1.1.3 MATLAB软件共生产品3

1.1.4　MATLAB软件组成5

1.2　MATLAB软件安装、界面和帮助8

1.2.1　MATLAB R2007a系统软、硬件资源的要求8

1.2.2 MATLAB软件安装8

1.2.3 认识MATLAB R2007a环境9

1.2.4　MATLAB R2007a的帮助系统17

1.3 通过实例了解MATLAB20

1.3.1　命令行程序20

1.3.2 MATLAB绘图22

1.3.3　M文件的编写23

1.3.4　GUI示例24

1.3.5　使用Simulink进行系统仿真25

1.4　MATLAB学习技巧26

第2章　MATLAB数组和矩阵29

2.1 基础知识29

2.1.1　数据类型29

2.1.2　矩阵和数组的概念33

2.1.3　常量和变量34

2.1.4　数值计算应用的例子35

2.2　数组及其运算36

2.2.1　数组的创建36

2.2.2　数组的寻访和赋值38

2.2.3　数组运算40

2.2.4　元胞数组42

2.2.5　结构数组45

2.3 向量及其运算47

2.3.1 向量的创建47

2.3.2　向量的基本运算47

2.4　矩阵运算及其应用49

2.4.1　矩阵的创建50

2.4.2　矩阵的基本操作51

2.4.3　特殊矩阵53

2.4.4　稀疏矩阵及其应用56

2.4.5　矩阵的基本数值运算及其应用58

2.4.6　矩阵的特征参数运算及其应用62

2.4.7　矩阵的分解运算及其应用65

第3章　MATLAB常用运算69

3.1 符号运算69

3.1.1　符号表达式70

3.1.2　符号表达式的操作与代数运算73

3.1.3　符号精度的控制80

3.1.4　符号矩阵及其运算81

3.1.5　符号微积分与积分变换83

3.1.6　符号函数可视化90

3.1.7　符号方程求解93

3.1.8　Maple函数98

3.2　关系运算及逻辑运算102

3.2.1　关系运算符与逻辑运算符103

3.2.2　运算符优先级104

3.2.3 关系和逻辑函数104

3.2.4　关系和逻辑运算实例105

3.3　多项式及其运算105

3.3.1 多项式求值106

3.3.2　多项式求根106

3.3.3　部分分式展开107

3.3.4　多项式乘除107

3.3.5 多项式的微积分108

第4章　MATLAB高级绘图技术109

4.1　二维图形绘制109

4.1.1　基本二维绘图110

4.1.2　特殊二维绘图112

4.1.3 二维绘图的进阶功能119

4.1.4　线型、顶点标记和颜色120

4.1.5　分格线控制和图形标注122

4.1.6　屏幕刷新125

4.2　三维图形绘制126

4.2.1　基本三维绘图126

4.2.2　特殊三维绘图131

4.2.3　三维绘图功能进阶137

4.2.4　透明度作图141

4.2.5　立体可视化142

4.2.6　轻松绘制三维图形147

4.3　图形色彩处理148

4.3.1　颜色映像原理148

4.3.2　颜色映像的应用149

4.4　MATLAB句柄式图形152

4.4.1 图形对象和句柄式图形简介153

4.4.2　常用图形对象创建及其属性介绍157

4.4.3 图形对象句柄的获取166

4.4.4　对象属性的获取167

4.4.5　对象属性的设置168

4.5　MATLAB图像显示技术172

4.5.1　图像简介173

4.5.2　图像的读取174

4.5.3　图像的显示176

4.6　动画制作176

4.6.1 以质点运动轨迹的方式呈现动画176

4.6.2　以旋转颜色映像的方式呈现动画177

4.6.3 以电影播放的方式呈现动画178

4.6.4　以对象的方式呈现动画179

第5章　科学计算与应用181

5.1　插值与拟合181

5.1.1　一维插值问题181

5.1.2　二维插值问题183

5.1.3　样条插值187

5.1.4　曲线拟合188

5.2　数值积分与数值微分192

5.2.1　数值积分192

5.2.2　数值微分194

5.3　求解线性方程组197

5.3.1 齐次线性方程组的求解197

5.3.2　非齐次线性方程组的求解198

5.3.3　线性方程组的迭代计算202

5.4　求解非线性方程和方程组205

5.4.1 求解f(x)=0的MATLAB符号法205

5.4.2　方程f(x)=0数值解的MATLAB实现207

5.4.3　求解非线性方程组的数值解209

5.5　方阵特征值和特征向量的计算210

5.5.1　求矩阵特征值的有关指令211

5.5.2　QR算法与矩阵的正交分解指令qr213

5.6　常微分方程的求解215

5.6.1　求解常微分方程的MATLAB符号法215

5.6.2　常微分方程的数值解218

5.7　求解偏微分方程225

5.7.1　偏微分方程组求解225

5.7.2　二阶偏微分方程的数学描述227

5.7.3　偏微分方程求解界面简介229

5.8　最优化问题232

5.8.1　无约束最优化问题求解232

5.8.2　有约束最优化问题求解236

5.8.3　基于遗传算法的最优化239

第6章　Simulink仿真高级技术251

6.1 Simulink入门252

6.1.1 Simulink功能252

6.1.2　Simulink运行方法及编辑窗口253

6.1.3　Simulink模块库256

6.1.4　Simulink模块基本操作264

6.1.5　Simulink仿真参数设置272

6.1.6　Simulink模型保存与打印276

6.2　Simulink模型调试279

6.2.1 图形调试器基础279

6.2.2　使用图形调试器调试模型281

6.2.3　使用命令行方式调试模型284

6.3　Simulink子系统建立与封装技术289

6.3.1　子系统建立289

6.3.2　条件执行子系统建立290

6.3.3 子系统封装方法与实例301

6.4　Simulink仿真命令与回调方法308

6.4.1　Simulink模型构造与编辑命令308

6.4.2　Simulink模型仿真命令314

6.4.3　模型与模块的回调方法317

6.5　S-函数319

6.5.1　S-函数基本概念320

6.5.2　S-函数工作原理322

6.5.3 用M文件编写S-函数323

6.5.4　用C MEX文件编写S-函数333

6.5.5 S-函数创建器的使用338

6.6　Stateflow原理与应用344

6.6.1　Stateflow原理344

6.6.2　Stateflow应用基础344

6.6.3　Stateflow常用命令349

6.6.4　Stateflow建模方法及实例349

6.7　Simulink模型的实时代码生成技术354

6.7.1　Real-Time Workshop介绍354

6.7.2　Simulink模型的普通实时程序生成方法与实例358

6.7.3 Simulink模型实时代码生成方法与实例366

第7章 MATLAB的工程应用369

7.1 MATLAB与信号处理369

7.1.1　MATLAB实现信号变换370

7.1.2　MATLAB实现数字滤波372

7.1.3 MATLAB实现功率谱估计373

7.1.4　小波变换在语音信号处理中的应用375

7.1.5 MATLAB实现SAR信号处理376

7.2 MATLAB与图像处理380

7.2.1 图像变换380

7.2.2　MATLAB实现图像的边缘检测382

7.2.3 MATLAB在汽车牌照识别系统中的应用384

7.3 MATLAB与控制工程386

7.3.1　控制系统建模与分析389

7.3.2　波特图滞后-超前校正设计390

7.3.3　PID控制器设计395

7.3.4　Kalman滤波器398

7.3.5　基于LQR的直升机飞行控制系统设计399

第8章　MATLAB高级程序设计技术407

8.1　M文件编程基础407

8.1.1　M文件简介407

8.1.2　M文件的分类409

8.1.3　MATLAB控制流418

8.1.4　函数调用和变量传递428

8.1.5　数据导入与导出433

8.1.6　实例分析438

8.2　M文件编程的技巧447

8.2.1　命令和函数的语法447

8.2.2　获取帮助448

8.2.3　M文件函数449

8.2.4　程序开发450

8.2.5 变量451

8.2.6　字符串451

8.2.7　表达式求值453

8.2.8　MATLAB路径453

8.2.9　程序控制454

8.2.10　矩阵的操作456

8.3　MATLAB类和面向对象编程459

8.3.1　类和对象459

8.3.2　创建类和对象459

8.3.3　重载462

8.3.4　继承464

8.3.5　聚集470

8.3.6　对象保存与装载472

8.3.7　对象优先级472

8.4　改善运行效率与内存利用473

8.4.1　程序性能分析473

8.4.2　提高运行效率474

8.4.3　改善内存利用478

8.5　M文件调试与剖析480

8.5.1 错误处理（Error Handling）480

8.5.2　直接调试法482

8.5.3　调试器的使用483

8.5.4　M文件性能剖析485

8.6　定时器规划程序执行486

8.6.1　MATLAB定时器486

8.6.2　创建定时器487

8.6.3　读取和设置属性487

8.6.4　启动和停止定时器489

8.6.5　创建和执行回调函数489

8.6.6　定时器执行模式490

第9章　高级图形用户界面设计493

9.1 入门493

9.2　图形用户界面设计工具496

9.2.1　对象编辑器（Layout Editor）497

9.2.2　对象位置调整工具（Align Objects）498

9.2.3 菜单编辑器（Menu Editor）499

9.2.4　Tab顺序编辑器（Tab Order Editor）500

9.2.5　M-file编辑器（M-file Editor）500

9.2.6　对象属性编辑器（Property Inspector）501

9.2.7　对象浏览器（Object Browser）501

9.3　对话框502

9.3.1　公共对话框502

9.3.2　一般对话框507

9.4　界面菜单512

9.4.1　创建菜单512

9.4.2　菜单属性514

9.5　用户控件519

9.5.1 MATLAB控件介绍519

9.5.2　控件的创建521

9.5.3　控件的属性及设置522

9.5.4　鼠标操作530

9.6 图形用户界面编程531

9.6.1　全局变量531

9.6.2 用户数据属性（UserData）532

9.6.3　脚本式M-file编程533

9.6.4　函数式M-file编程534

9.7 图形用户界面设计原则和一般步骤536

9.7.1 GUI的设计原则536

9.7.2　GUI设计的一般步骤537

9.8 图形用户界面设计实例539

第10章 MATLAB高级接口技术549

10.1 MATLAB外部接口概述549

10.1.1　外部接口概述549

10.1.2　MEX文件550

10.1.3 MAT文件551

10.1.4 MATLAB计算引擎551

10.1.5 MATLAB编译器552

10.1.6 MATLAB COM和DDE编程552

10.1.7　MATLAB Web服务552

10.1.8 Excel、Java和.NET生成器553

10.1.9　MATLAB硬件接口553

10.1.10　MATLAB外部接口553

10.2 MATLAB MEX文件556

10.2.1 MATLAB的MEX文件556

10.2.2　MEX文件系统设置558

10.2.3 C语言MEX文件的建立559

10.2.4 Visual C＋＋中建立MEX文件及调试581

10.3 MATLAB MAT文件585

10.3.1　数据输入／输出585

10.3.2　MAT文件格式586

10.3.3 MAT文件编程587

10.4 MATLAB计算引擎594

10.4.1 MATLAB计算引擎594

10.4.2　计算引擎库函数595

10.4.3　计算引擎编程598

10.4.4　Visual C＋＋建立与调试计算引擎程序603

10.4.5　工程实例分析605

10.5 MATLAB COM和DDE编程610

10.5.1　MATLAB COM概述611

10.5.2　MATLAB COM客户端编程612

10.5.3　MATLAB COM自动化服务器编程615

10.5.4　MATLAB DDE编程618

10.6　MATLAB编译器621

10.6.1　MATLAB编译器概述621

10.6.2　安装与配置623

10.6.3　命令行方式623

10.6.4 图形用户界面方式623

10.6.5　应用实例626

10.7　MATLAB硬件接口技术634

10.7.1 MATLAB串口接口概述634

10.7.2　MATLAB串口通信编程635

10.7.3　编程实例639

10.8　MATLAB Web服务641

10.8.1 MATLAB Web服务使用641

10.8.2　创建有Web服务的MATLAB应用程序642

10.9 MATLAB与Excel接口644

10.9.1　MATLAB Excel link645

10.9.2　MATLAB Excel生成器650

10.10　MATLAB Java生成器656

10.10.1　Java生成器创建组件656

10.10.2　Java生成器编程658

10.10.3　打包和发布Java应用程序660

10.10.4　应用实例661

10.11 MATLAB.NET生成器663

10.11.1 .NET生成器概述663

10.11.2　创建.NET组件664

10.11.3 .NET生成器编程665

10.11.4　应用实例669