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第1篇 MATLAB基础2

第1章 MATLAB概述2

1.1 MATLAB简介2

1.2 MATLAB 2010a的新功能和特点3

1.3 MATLAB的工具箱简介3

1.4 MATLAB的安装、退出及卸载4

1.4.1 MATLAB软件的安装5

1.4.2 MATLAB软件的目录结构8

1.4.3 MATLAB软件的启动9

1.4.4 MATLAB软件的卸载9

1.5 MATLAB的工作环境10

1.6 MATLAB的通用命令15

1.7 MATLAB的帮助系统16

1.7.1 通过命令获取帮助16

1.7.2 MATLAB帮助系统17

1.8 本章小结18

第2章 MATLAB基础19

2.1 数据类型19

2.1.1 数值类型20

2.1.2 逻辑类型27

2.1.3 函数句柄28

2.2 结构体类型30

2.3 单元数组35

2.4 运算符40

2.4.1 算术运算符40

2.4.2 关系运算符41

2.4.3 逻辑运算符42

2.4.4 运算符的优先级45

2.5 日期和时间46

2.5.1 日期和时间的表示47

2.5.2 日期的格式转换48

2.5.3 计时函数及应用51

2.6 字符串分析52

2.6.1 字符串的创建53

2.6.2 字符串比较55

2.6.3 字符串的转换56

2.6.4 字符串的查找和替换58

2.6.5 字符串的执行59

2.7 本章小结61

第3章 数组和矩阵分析62

3.1 数组及其操作62

3.1.1 创建数组62

3.1.2 数组信息的获取65

3.1.3 数组的常用计算70

3.2 矩阵的建立73

3.2.1 矩阵的建立73

3.2.2 矩阵的基本操作76

3.2.3 矩阵的运算84

3.3 特殊矩阵的生成89

3.4 矩阵的常用计算95

3.4.1 上三角矩阵和下三角矩阵95

3.4.2 对角矩阵96

3.4.3 方阵的行列式97

3.4.4 特征值和特征多项式97

3.4.5 矩阵的迹98

3.4.6 矩阵的秩98

3.4.7 矩阵的逆和伪逆99

3.4.8 矩阵的范数100

3.4.9 矩阵的条件数101

3.4.10 矩阵的标准正交基102

3.4.11 矩阵的超越函数102

3.5 矩阵的分解104

3.5.1 LU分解104

3.5.2 Cholesky分解105

3.5.3 Schur分解106

3.5.4 QR分解107

3.5.5 SVD分解108

3.5.6 Hessenberg分解109

3.6 稀疏矩阵109

3.6.1 矩阵的存储110

3.6.2 建立稀疏矩阵110

3.6.3 特殊稀疏矩阵113

3.7 本章小结114

第4章 MATLAB基本编程115

4.1 MATLAB编程概述115

4.2 常量和变量116

4.2.1 局部变量116

4.2.2 全局变量117

4.2.3 永久变量117

4.3 脚本M文件118

4.4 程序的流程控制119

4.4.1 顺序结构119

4.4.2 选择结构120

4.4.3 循环结构123

4.4.4 try...catch语句125

4.4.5 人机交互函数126

4.5 函数M文件129

4.5.1 函数的参数130

4.5.2 函数句柄133

4.5.3 主函数、子函数和嵌套函数134

4.5.4 匿名函数136

4.5.5 私有函数138

4.5.6 重载函数139

4.6 P码文件和ASV文件140

4.6.1 P码文件141

4.6.2 ASV文件141

4.7 M文件的调试142

4.7.1 直接调试法142

4.7.2 工具调试法144

4.8 本章小结148

第2篇 MATLAB数据可视化150

第5章 二维数据可视化150

5.1 MATLAB绘图步骤150

5.2 二维曲线图形绘制151

5.2.1 基本绘图函数151

5.2.2 子图绘制155

5.2.3 叠加图绘制156

5.2.4 双纵轴绘制157

5.2.5 设置坐标轴范围、网格线及边框158

5.2.6 特殊坐标系的绘制160

5.3 绘制图形标注方法163

5.3.1 图形标注基础163

5.3.2 图形的标题标注165

5.3.3 坐标轴名称标注166

5.3.4 图例的标注167

5.3.5 图形区域内的标注169

5.4 特殊二维图形的绘制172

5.4.1 直方图172

5.4.2 区域图173

5.4.3 柱状图174

5.4.4 等高线175

5.4.5 散点图176

5.4.6 向量图177

5.4.7 其他实例178

5.5 本章小结181

第6章 三维数据可视化182

6.1 创建三维图形182

6.2 三维曲线图183

6.3 三维绘图184

6.3.1 网格数据点的产生184

6.3.2 三维网格图186

6.3.3 三维曲面图188

6.3.4 非网格数据绘图191

6.3.5 三维片块模型194

6.4 三维简单函数绘图194

6.5 三维图形显示198

6.5.1 设置视角198

6.5.2 色彩控制201

6.5.3 光照效果209

6.5.4 Camera工具栏211

6.6 特殊三维图形212

6.6.1 三维柱面图213

6.6.2 三维球面图214

6.6.3 三维柱状图214

6.6.4 三维等高线图215

6.6.5 三维散点图216

6.6.6 三维饼状图217

6.6.7 三维火柴杆图217

6.6.8 三维向量场图217

6.6.9 三维填充图218

6.6.10 三维彗星图219

6.6.11 三维彩带图219

6.7 本章小结220

第3篇 MATLAB典型模块222

第7章 MATLAB的符号计算222

7.1 符号计算简介222

7.1.1 符号对象的创建222

7.1.2 符号对象的基本运算227

7.2 符号计算的精度227

7.3 符号表达式的化简和替换229

7.3.1 符号表达式的化简229

7.3.2 符号表达式的替换233

7.4 符号表达式的高级运算234

7.4.1 复合函数的符号运算234

7.4.2 反函数的符号运算235

7.5 符号矩阵的运算236

7.5.1 符号矩阵的四则运算236

7.5.2 符号矩阵的特性运算237

7.6 符号计算在高等数学中的应用238

7.6.1 符号计算的极限运算238

7.6.2 符号计算的微分运算239

7.6.3 符号计算的积分运算242

7.6.4 无穷级数求和及展开244

7.7 符号计算的积分变换245

7.7.1 傅里叶变换及其反变换245

7.7.2 拉氏变换及其反变换247

7.7.3 Z变换及其反变换249

7.8 符号计算的方程求解251

7.8.1 代数方程的求解251

7.8.2 方程组的求解252

7.8.3 微分方程的求解253

7.9 本章小结256

第8章 MATLAB的文件读写257

8.1 文件夹管理257

8.1.1 当前文件夹257

8.1.2 文件夹管理258

8.2 文本文件261

8.2.1 文件的打开和关闭262

8.2.2 读取和写入文本文件263

8.2.3 读取和写入二进制文件265

8.2.4 文件的位置控制267

8.2.5 其他函数268

8.3 音频文件268

8.3.1 读取语音文件268

8.3.2 获取语音文件的信息271

8.3.3 播放语音文件271

8.3.4 录音272

8.3.5 语音文件的保存273

8.4 图像文件274

8.4.1 读取和显示图像文件274

8.4.2 获取图像文件信息276

8.4.3 图像文件的保存277

8.5 视频文件278

8.5.1 视频的建立和读取278

8.5.2 获取视频的信息280

8.5.3 写入视频文件281

8.6 Excel文件处理282

8.6.1 读取Excel文件282

8.6.2 获取Excel文件信息283

8.6.3 向Excel文件中写入数据283

8.7 本章小结284

第9章 MATLAB GUI编程开发285

9.1 MATLAB图形系统285

9.1.1 对象句柄286

9.1.2 获取对象的属性286

9.1.3 设置对象的属性287

9.1.4 根对象288

9.1.5 图形窗口对象288

9.1.6 坐标轴对象290

9.2 图形对象291

9.2.1 获取图形对象291

9.2.2 图形对象的操作292

9.3 GUI中的常用对话框295

9.3.1 消息、警告、错误和帮助对话框296

9.3.2 输入对话框297

9.3.3 列表对话框298

9.3.4 进度条对话框298

9.3.5 问题对话框299

9.3.6 路径选择、文件打开和保存对话框300

9.3.7 颜色和字体对话框301

9.3.8 页面设置、打印预览和打印对话框302

9.4 利用GUIDE建立GUI304

9.4.1 GUIDE介绍304

9.4.2 GUIDE元件的常用属性306

9.4.3 GUIDE产生的M文件框架307

9.5 GUI设计实例分析309

9.5.1 加法运算例子309

9.5.2 按钮和菜单例子310

9.6 本章小结311

第10章 Simulink仿真基础312

10.1 Simulink仿真环境312

10.1.1 Simulink的特点312

10.1.2 Simulink的启动312

10.1.3 Simulink的仿真算法314

10.2 Simulink的模块库315

10.2.1 连续系统模块库315

10.2.2 非连续系统模块库316

10.2.3 离散系统模块库317

10.2.4 逻辑与位操作模块库318

10.2.5 表格查询模块库319

10.2.6 数学操作模块库319

10.2.7 端口与子系统模块库320

10.2.8 信号属性操作模块库321

10.2.9 信号路由模块库321

10.2.10 接收模块库322

10.2.11 信号源模块库323

10.3 Simulink模型的建立324

10.3.1 Simulink模块的基本操作324

10.3.2 子系统的建立326

10.3.3 典型应用实例327

10.4 S-Function的设计330

10.4.1 S-Function的概念及特点330

10.4.2 S-Function的工作原理331

10.4.3 S-Function的建立331

10.5 本章小结337

第4篇 MATLAB典型应用340

第11章 MATLAB在电路原理中的应用340

11.1 电阻电路的分析340

11.1.1 节点分析法340

11.1.2 回路分析法342

11.1.3 最大输出功率的计算343

11.2 动态电路的分析346

11.2.1 RC回路346

11.2.2 RL回路348

11.2.3 RLC回路350

11.3 正弦电路的分析354

11.3.1 正弦稳态电路的功率354

11.3.2 正弦电路的传递函数及其频率响应359

11.3.3 三相正弦电路363

11.4 双端口网络365

11.4.1 双端口网络的参数表达及相互转换365

11.4.2 双端口网络的连接370

11.5 本章小结373

第12章 MATLAB在模拟电子技术中的应用374

12.1 二极管电路374

12.1.1 二极管特性参数估算374

12.1.2 直流电路中的二极管电压、电流估算377

12.1.3 整流电路中滤波电容放电时间估算379

12.1.4 稳压管的特性参数及电路参数估算383

12.2 晶体管电路386

12.2.1 基本共射极放大电路参数计算386

12.2.2 多级放大电路参数计算389

12.2.3 差分放大电路参数计算391

12.2.4 共射级放大器的频率响应394

12.3 运算放大器397

12.3.1 反相输入运算电路397

12.3.2 同相输入运算电路402

12.3.3 运算放大器的频率响应404

12.4 本章小结406

第13章 MATLAB/Simulink在数字电路中的应用407

13.1 数字电路仿真常用模块407

13.1.1 6种常用的逻辑门单元407

13.1.2 4种常用的触发器407

13.1.3 辅助模块408

13.2 组合逻辑电路仿真分析408

13.2.1 编码器408

13.2.2 译码器412

13.2.3 数据选择器416

13.3 时序逻辑电路仿真分析422

13.3.1 移位寄存器422

13.3.2 十进制同步计数器425

13.3.3 十进制异步计数器427

13.4 本章小结430

第14章 MATLAB/Simulink在数字信号处理中的应用431

14.1 Signal Processing Blockset子模块库431

14.1.1 估计模块库432

14.1.2 滤波模块库433

14.1.3 数学函数模块库436

14.1.4 统计处理模块库438

14.1.5 变换处理模块库438

14.2 Signal Processing Blockset的信号格式438

14.2.1 基于采样的信号439

14.2.2 基于帧的信号444

14.3 子模块信号处理仿真实例447

14.3.1 Simulink下的信号产生447

14.3.2 Simulink下的信号滤波451

14.3.3 Simulink下的矩阵运算及方程求解458

14.3.4 Simulink下的信号域变换460

14.4 本章小结464