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第一篇 基础篇1

第1章 MATLAB概述1

1.1 MATLAB简介与发展历史1

1.1.1 MATLAB的基本功能及特点1

1.1.2 MATLAB R2010a的新功能及特点3

1.1.3 MATLAB的发展历史4

1.2 MATLAB的安装、退出与卸载5

1.2.1 MATLAB安装5

1.2.2 MATLAB退出10

1.2.3 MATLAB卸载10

1.3 MATLAB的目录结构11

1.4 MATLAB的工作环境11

1.5 MATLAB的通用命令简介22

1.6 MATLAB的工具箱简介26

1.7 MATLAB的帮助查询功能28

第2章 MATLAB数值计算33

2.1 数据类型33

2.1.1 字符串（String）类型33

2.1.2 数值（Numeric）类型35

2.1.3 函数句柄（Handle）38

2.1.4 逻辑（Logical）类型38

2.1.5 结构体（Structure）类型39

2.1.6 细胞数组（Cell）类型44

2.2 数组及其函数47

2.2.1 数组的建立和操作47

2.2.2 数组运算55

2.2.3 数组函数60

2.3 矩阵及其函数61

2.3.1 矩阵的建立和操作62

2.3.2 矩阵运算71

2.3.3 矩阵函数73

2.3.4 稀疏矩阵及其运算84

2.4 多项式及其函数87

2.4.1 多项式的建立和操作87

2.4.2 多项式运算88

2.4.3 多项式展开93

2.4.4 多项式拟合94

2.5 关系和逻辑及其运算94

2.5.1 关系和逻辑运算符95

2.5.2 关系和逻辑函数97

2.5.3 NaN和空矩阵97

第3章 MATLAB符号运算100

3.1 符号运算入门100

3.1.1 符号对象的创建函数100

3.1.2 符号对象的创建101

3.1.3 符号运算中的运算符105

3.1.4 符号表达式中自变量的确定106

3.2 符号表达式运算107

3.2.1 提取分子和分母107

3.2.2 标准代数运算108

3.2.3 复合符号函数运算109

3.2.4 数值转换110

3.2.5 变量替换112

3.2.6 化简与格式化113

3.3 符号运算精度120

3.4 符号矩阵的计算122

3.4.1 基本算术运算122

3.4.2 线性代数运算124

3.4.3 科学计算139

3.5 符号表达式积分变换147

3.5.1 Fourier变换及其反变换147

3.5.2 Laplace变换及其反变换149

3.5.3 Z变换及其反变换152

3.6 符号函数的图形绘制155

3.6.1 符号函数曲线的绘制155

3.6.2 符号函数等值线的绘制157

3.6.3 符号函数曲面图及表面图的绘制158

3.7 符号方程的求解160

3.7.1 代数方程的求解160

3.7.2 微分方程的求解162

3.7.3 复合方程的求解164

3.7.4 反方程的求解165

第4章 MATLAB图形功能167

4.1 二维基本图形167

4.1.1 基本绘图函数167

4.1.2 特殊函数174

4.2 三维基本图形181

4.2.1 基本绘图函数181

4.2.2 特殊函数185

4.3 图形处理技术188

4.3.1 坐标轴的调整188

4.3.2 文字标示191

4.3.3 图例注解及添加颜色条193

4.3.4 图形的保持195

4.3.5 网格控制及坐标轴封闭197

4.3.6 图形窗口的分割198

4.4 图形窗口200

4.4.1 图形窗口的创建与控制200

4.4.2 图形窗口的菜单操作207

第5章 M文件编程214

5.1 编程概述214

5.1.1 M文件的创建214

5.1.2 M文件的打开215

5.1.3 M文件内容的显示216

5.1.4 M文件的分类218

5.2 与外部数据的交换218

5.2.1 数据文件保存218

5.2.2 数据文件调用220

5.3 流程控制221

5.3.1 顺序结构221

5.3.2 分支结构222

5.3.3 循环结构224

5.3.4 其他流程控制结构226

5.4 脚本文件234

5.5 函数文件237

5.5.1 基本结构237

5.5.2 输入／输出参数238

5.5.3 子函数241

5.5.4 私有函数243

5.5.5 嵌套函数245

5.5.6 重载函数245

5.6 P码文件和变量使用范围245

5.6.1 P码文件245

5.6.2 局部变量和全局变量246

5.7 M文件调试248

5.7.1 M文件出错信息248

5.7.2 M文件调试方法249

5.8 M文件性能分析256

5.9 编程技巧259

第6章 Simulink仿真261

6.1 Simulink介绍261

6.1.1 Simulink概述261

6.1.2 Simulink窗口介绍263

6.1.3 Simulink运行原理271

6.2 Simulink常用模块273

6.3 Simulink其他模块286

6.4 Simulink模型创建288

6.4.1 模块操作289

6.4.2 基本步骤291

6.5 子系统及其封装292

6.5.1 子系统的创建292

6.5.2 子系统的条件执行292

6.5.3 子系统的封装294

6.6 运行仿真299

6.6.1 过零检测和代数环299

6.6.2 仿真参数的设置299

6.6.3 仿真的运行303

6.7 模型调试305

第7章 图形用户界面310

7.1 界面设计310

7.1.1 图形用户界面（GUI）概述310

7.1.2 GUIDE的控件313

7.1.3 GUIDE开发环境314

7.2 程序设计323

7.2.1 对象的回调函数323

7.2.2 程序的一般结构324

7.2.3 对象属性的访问325

7.2.4 对象间数据传递326

7.2.5 GUI与M文件的数据交互328

7.2.6 GUI与Simulink仿真的数据交互331

7.2.7 中断执行337

7.2.8 多界面实例339

7.3 GUI应用343

7.3.1 GUI设计的一般步骤343

7.3.2 GUI设计实例343

第二篇 提高篇349

第8章 MATLAB科学计算349

8.1 方程求解349

8.1.1 线性方程组349

8.1.2 非线性方程359

8.1.3 常微分方程363

8.2 数据统计处理367

8.2.1 最大值和最小值368

8.2.2 求和和求积370

8.2.3 平均值和中值370

8.2.4 标准方差370

8.2.5 相关系数371

8.2.6 排序372

8.3 数据插值373

8.3.1 一维插值373

8.3.2 二维插值374

8.3.3 三维插值377

8.4 数值积分378

8.4.1 一元函数积分378

8.4.2 矢量积分381

8.4.3 二元函数积分382

8.4.4 三元函数积分383

8.5 最优化问题求解383

8.5.1 无约束非线性极小化383

8.5.2 有约束极小化384

8.5.3 二次规划和线性规划384

8.5.4 线性最小二乘387

8.5.5 非线性最小二乘389

8.5.6 多目标寻优方法390

第9章 S-函数393

9.1 基本概念393

9.2 工作原理395

9.3 Level-1 M文件型397

9.3.1 概述397

9.3.2 编写方法399

9.3.3 实例401

9.4 Level-2M文件型413

9.4.1 概述413

9.4.2 编写方法416

9.4.3 实例419

9.5 C MEX文件型424

9.5.1 概述424

9.5.2 编写方法433

9.5.3 实例437

9.6 使用S-函数创建器编写C MEX文件型443

第10章 物理系统的建模和仿真446

10.1 物理元件库446

10.2 机械系统448

10.2.1 主要的机械元件449

10.2.2 建模的基本要点及步骤450

10.2.3 常用的机械系统452

10.3 电气系统454

10.3.1 主要的电气元件454

10.3.2 建模的基本步骤455

10.3.3 常用的电气系统457

10.4 多域物理系统实例459

第11章 MATLAB外部接口462

11.1 文本文件462

11.1.1 打开／关闭文件462

11.1.2 二进制形式访问465

11.1.3 普通形式访问469

11.1.4 文件内的位置控制473

11.2 MATLAB与Word混合使用476

11.2.1 Notebook的安装和使用476

11.2.2 Notebook的实际应用477

11.3 MATLAB与Excel混合使用479

11.3.1 Spreadsheet Link的安装479

11.3.2 Spreadsheet Link的启动和退出482

11.3.3 Spreadsheet Link的实际应用482

11.4 编译器485

11.4.1 编译器的安装和配置485

11.4.2 编译命令487

11.4.3 项目开发工具488

11.5 MATLAB与C语言混合使用489

11.6 MATLAB与外部设备和互联网交互490