MATLAB R2022a完全自學一本通( 簡體 字) | |
作者:劉浩,韓晶 | 類別:1. -> 工程繪圖與工程計算 -> Matlab |
出版社:電子工業出版社 | ![]() 詢問書籍請說出此書號! 缺書 NT售價: 495 元 |
出版日:12/1/2022 | |
頁數:608 | |
光碟數:0 | |
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印刷:黑白印刷 | 語系: ( 簡體 字 ) |
ISBN:9787121445903 | 【不接受訂購】 |
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第1部分
第1章 MATLAB概述 1 1.1 MATLAB簡介 2 1.1.1 MathWorks及其產品概述 2 1.1.2 MATLAB與其他數學軟件 2 1.1.3 MATLAB的主要特點 3 1.1.4 MATLAB系統的組成 3 1.1.5 MATLAB應用程序簡介 4 1.2 目錄結構 5 1.3 工作環境 6 1.3.1 選項卡/組 7 1.3.2 命令行窗口 8 1.3.3 工作區窗口 9 1.4 通用命令 9 1.5 文件管理 10 1.5.1 當前文件夾窗口 10 1.5.2 搜索路徑及其設置 11 1.6 幫助系統 12 1.6.1 純文本幫助 13 1.6.2 演示幫助 13 1.6.3 幫助導航瀏覽器 14 1.7 示例展示 14 1.8 本章小結 15 第2章 基礎知識 16 2.1 數據類型 17 2.1.1 數值類型 17 2.1.2 邏輯類型 21 2.1.3 字符類型 23 2.1.4 函數句柄 25 2.1.5 結構體類型 27 2.1.6 數組存儲形式 30 2.1.7 元胞數組類型 31 2.1.8 map容器類型 35 2.2 矩陣的基本操作 39 2.2.1 矩陣和數組的概念及其區別 39 2.2.2 矩陣的構造 40 2.2.3 矩陣大小及結構的改變 44 2.2.4 矩陣下標引用 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 算術運算符 59 2.3.2 關系運算符 60 2.3.3 邏輯運算符 61 2.3.4 運算優先級 62 2.4 字符串處理函數 63 2.4.1 字符串或字符串數組的構造 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 字符串和數值的轉換 66 2.5 本章小結 67 第3章 數組與矩陣 68 3.1 數組運算 69 3.1.1 數組的創建和操作 69 3.1.2 數組的常見運算 72 3.2 矩陣操作 77 3.2.1 創建矩陣 77 3.2.2 改變矩陣大小 81 3.2.3 重構矩陣 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 110 第4章 程序設計 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 關鍵字 116 4.3 控制流 117 4.3.1 順序結構 117 4.3.2 if-else-end分支結構 118 4.3.3 switch-case結構 119 4.3.4 try-catch結構 121 4.3.5 for循環結構 122 4.3.6 while循環結構 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 127 4.5.1 腳本 127 4.5.2 函數 129 4.5.3 M文件的一般結構 130 4.5.4 匿名函數、子函數、私有函數與私有目錄 132 4.5.5 重載函數 134 4.5.6 eval函數和feval函數 134 4.5.7 內聯函數 136 4.5.8 向量化和預分配 139 4.5.9 函數的函數 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 程序調試 146 4.7.1 程序調試的基本概念 147 4.7.2 直接調試法 147 4.7.3 使用調試函數進行調試 148 4.7.4 工具調試法 151 4.7.5 程序的性能優化技術 152 4.8 本章小結 153 第5章 數據可視化 154 5.1 圖形繪制 155 5.1.1 離散數據及離散函數 155 5.1.2 連續函數 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、標記和顏色 166 5.2.5 坐標軸設置 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 特殊坐標軸繪圖 175 5.2.13 二維特殊圖形函數 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 186 5.5 本章小結 187 第2部分 第6章 數值計算 188 6.1 多項式及其函數 189 6.1.1 多項式的表達式和創建 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 多項式的導數、積分與估值 193 6.1.5 多項式運算函數及操作指令 194 6.1.6 有理多項式 195 6.2 數據插值 196 6.2.1 一維插值 197 6.2.2 二維插值 199 6.3 函數的極限 200 6.3.1 極限的概念 200 6.3.2 求極限的函數 201 6.4 函數數值積分 202 6.4.1 數值積分問題的數學表述 202 6.4.2 一元函數的數值積分 203 6.4.3 多重數值積分 204 6.5 本章小結 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式 207 7.2.1 對象創建命令 207 7.2.2 對象創建示例 208 7.2.3 運算符和基本函數 211 7.2.4 對象類別識別函數 213 7.2.5 表達式中的變量確定 215 7.2.6 符號計算的精度 216 7.3 符號表達式的基本操作 217 7.3.1 符號表達式的顯示 217 7.3.2 符號表達式的合并 218 7.3.3 符號表達式的展開 218 7.3.4 符號表達式的嵌套 219 7.3.5 符號表達式的分解 220 7.3.6 符號表達式的化簡 220 7.4 符號表達式的替換 221 7.4.1 subs替換函數 221 7.4.2 subexpr替換函數 222 7.5 符號函數的操作 223 7.5.1 復合函數操作 223 7.5.2 反函數操作 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 級數求和 227 7.6.5 泰勒級數 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 239 第8章 概率統計 240 8.1 產生隨機數 241 8.1.1 二項分布隨機數的產生 241 8.1.2 正態分布隨機數的產生 241 8.1.3 常見分布隨機數的產生 242 8.2 概率密度計算 243 8.2.1 通用函數概率密度值 243 8.2.2 專用函數概率密度值 244 8.3 累積概率分布 245 8.3.1 通用函數累積概率值 245 8.3.2 專用函數累積概率值 247 8.4 統計特征 247 8.4.1 平均值、中值 248 8.4.2 數據比較 248 8.4.3 期望 249 8.4.4 方差和標準差 249 8.4.5 協方差與相關系數 250 8.5 統計作圖 251 8.5.1 正整數頻率表 251 8.5.2 累積分布函數圖形 252 8.5.3 最小二乘擬合直線 252 8.5.4 繪制正態分布概率圖形 253 8.5.5 樣本數據的盒圖 254 8.5.6 參考線繪制 255 8.5.7 樣本概率圖形 256 8.5.8 正態擬合直方圖 257 8.6 本章小結 258 第9章 數學建模基礎 259 9.1 曲線擬合函數 260 9.1.1 多項式擬合 260 9.1.2 加權最小方差擬合原理及示例 261 9.1.3 非線性曲線擬合 263 9.2 參數估計函數 264 9.2.1 常見分布的參數估計 264 9.2.2 點估計 266 9.2.3 區間估計 268 9.3 參數傳遞 268 9.3.1 輸入和輸出參數的數目 269 9.3.2 可變數目的參數傳遞 270 9.3.3 返回被修改的輸入參數 271 9.3.4 全局變量 272 9.4 本章小結 273 第10章 智能算法 274 10.1 粒子群算法實現 275 10.1.1 基本原理 275 10.1.2 程序設計 276 10.1.3 經典應用 283 10.2 遺傳算法實現 287 10.2.1 基本原理 287 10.2.2 程序設計 290 10.2.3 經典應用 295 10.3 蟻群算法概述 300 10.3.1 基本原理 300 10.3.2 程序設計 301 10.3.3 經典應用 304 10.4 本章小結 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 335 第3部分 第12章 優化工具 336 12.1 優化常用函數及最優化問題 337 12.1.1 優化常用函數 337 12.1.2 最優化問題 339 12.2 線性規劃 341 12.2.1 線性規劃函數 342 12.2.2 線性規劃問題的應用 343 12.3 無約束非線性規劃 352 12.3.1 基本數學原理介紹 353 12.3.2 無約束非線性規劃函數 354 12.3.3 無約束非線性規劃問題的應用 357 12.4 二次規劃 357 12.4.1 二次規劃函數quadprog 358 12.4.2 二次規劃問題的應用 359 12.5 有約束最小化 361 12.5.1 有約束最小化函數fmincon 361 12.5.2 有約束最小化的應用 364 12.6 目標規劃 365 12.6.1 目標規劃函數fgoalattain 365 12.6.2 目標規劃的應用 367 12.7 最大最小化 372 12.7.1 最大最小化函數fminimax 372 12.7.2 最大最小化的應用 373 12.8 本章小結 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 創建對象 378 13.2.2 訪問對象句柄 380 13.2.3 復制和刪除對象 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置 388 13.3.1 設置屬性 388 13.3.2 設置默認屬性 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 標簽與外觀 394 13.5.2 位置 395 13.5.3 一圖多軸 396 13.5.4 坐標軸控制 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 409 第14章 Simulink仿真基礎 410 14.1 Simulink概述 411 14.1.1 基本概念 411 14.1.2 工作環境與啟動 413 14.1.3 模型特點 415 14.1.4 模塊組成 416 14.1.5 數據類型 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 過零檢測和代數環 443 14.3.1 過零檢測 443 14.3.2 代數環 445 14.4 本章小結 446 第15章 Simulink仿真的應用 447 15.1 子系統的創建和封裝 448 15.1.1 子系統介紹 448 15.1.2 創建子系統 449 15.1.3 封裝子系統 450 15.2 仿真模型分析 454 15.2.1 模型狀態的確定 455 15.2.2 線性化的數學描述 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 優化仿真過程 468 15.4 模型調試 470 15.4.1 Simulink調試器 471 15.4.2 命令行調試及設置斷點 471 15.5 實例應用 472 15.6 本章小結 478 第16章 Stateflow應用初步 479 16.1 Stateflow基礎 480 16.1.1 Stateflow的定義 480 16.1.2 狀態圖編輯器 480 16.1.3 狀態操作 482 16.1.4 轉移操作 483 16.1.5 流程圖 484 16.2 并行機制 487 16.2.1 設置狀態關系 487 16.2.2 并行狀態活動順序配置 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 492 16.4 本章小結 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 控件的創建 496 17.2.2 鼠標動作執行 498 17.2.3 事件隊列的執行順序 499 17.2.4 回調函數的編寫 500 17.3 對話框對象 503 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進行圖形用戶界面設計 517 17.6.2 GUIDE創建的工具 523 17.6.3 創建帶有Uicontrol控件的圖形用戶界面 525 17.7 本章小結 526 第18章 文件I/O操作 527 18.1 文件夾的管理 528 18.1.1 當前文件夾管理 528 18.1.2 創建文件夾 531 18.1.3 刪除文件夾 532 18.1.4 復制或移動文件或文件夾 533 18.2 打開和關閉文件 535 18.2.1 打開文件 535 18.2.2 關閉文件 537 18.3 工作區數據文件 538 18.3.1 輸出數據到MAT文件中 538 18.3.2 讀取MAT文件——load函數 538 18.3.3 查看MAT文件的變量 539 18.4 讀/寫二進制文件 539 18.4.1 寫二進制文件 539 18.4.2 讀二進制文件 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 548 18.6 文件內的位置控制 553 18.7 導入數據 555 18.8 本章小結 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mcc 559 19.5 編譯生成獨立可執行的應用程序 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 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文件應用 569 20.2.1 MEX文件的結構 569 20.2.2 創建C/C++語言MEX文件 570 20.2.3 調試C/C++語言MEX程序文件 574 20.3 MAT文件應用 575 20.3.1 使用C/C++語言創建MAT文件的過程 576 20.3.2 使用C/C++語言創建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 計算引擎應用 581 20.5 調用Java語言 581 20.5.1 Java接口使用 582 20.5.2 Java接口編程應用示例 586 20.6 本章小結 586 本書面向MATLAB的初、中級讀者,在介紹MATLAB R2022a集成環境的基礎上,對MATLAB使用中常用的知識和工具進行了詳細的介紹。書中各章均提供了大量有針對性的示例,可供讀者進行實戰練習。 根據內容的側重點不同,全書分為4部分,共20章:第1~5章為基礎部分,第6~11章為數學應用部分,第12~16章為工程應用部分,第17~20章為高級應用部分。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文件及其他相關文件中,讀者可以將相關的目錄設置為工作目錄,直接使用M文件進行操作,以便快速掌握MATLAB的使用方法。
MATLAB R2022a是2022年最新發行的MATLAB版本,為數據分析與處理提供了強大的工具。目前,MATLAB已經在很多領域取得了成功應用。這些領域的成功應用表明,MATLAB所代表的數據分析與處理手段在科學、工程等方面將發揮重要的作用。
本書針對MATLAB在部分與數學高度相關領域內的應用,引導讀者掌握MATLAB的應用。 1.本書特點 由淺入深,循序漸進:本書以初、中級讀者為對象,從MATLAB的基礎知識講起,輔以MATLAB在工程中的應用案例,幫助讀者盡快掌握利用MATLAB進行科學計算及工程分析的技能。 步驟詳盡,內容新穎:本書結合作者多年的MATLAB使用經驗與實際工程應用案例,對MATLAB軟件的使用方法與技巧進行詳細講解。本書內容新穎,在講解過程中輔以相應的圖片,使讀者在閱讀時一目了然,從而快速掌握書中所講內容。 示例典型,輕松易學:學習實際工程應用案例的具體操作是掌握MATLAB最好的方式。本書通過應用案例,透徹、詳盡地講解了MATLAB在各方面的應用。 2.本書內容 本書分為4部分,共20章,在介紹MATLAB集成環境的基礎上,對MATLAB使用中常用的知識和工具進行了詳細的介紹。書中各章均提供了大量有針對性的示例,可供讀者進行實戰練習。 (1)第1~5章為基礎部分,包括MATLAB概述、基礎知識、數組與矩陣、程序設計及數據可視化。 第1章:MATLAB概述 第2章:基礎知識 第3章:數組與矩陣 第4章:程序設計 第5章:數據可視化 (2)第6~10章為數學應用部分,包括數值計算、符號計算、概率統計、數學建模基礎、智能算法、偏微分方程。 第6章:數值計算 第7章:符號計算 第8章:概率統計 第9章:數學建模基礎 第10章:智能算法 第11章:偏微分方程 (3)第12~16章為工程應用部分,包括優化工具、句柄圖形對象、Simulink仿真基礎及應用與Stateflow應用初步。 第12章:優化工具 第13章:句柄圖形對象 第14章:Simulink仿真基礎 第15章:Simulink仿真的應用 第16章:Stateflow應用初步 (4)第17~20章為高級應用部分,包括圖形用戶界面、文件I/O操作、編譯器和外部接口。 第17章:圖形用戶界面 第18章:文件I/O操作 第19章:編譯器 第20章:外部接口 本書附贈資源可從“算法仿真在線”公眾號下載閱讀。 3.讀者對象 本書適合MALTAB初學者和期望提高MATLAB數據分析及Simulink建模仿真工程應用能力的讀者閱讀,具體說明如下。 ? 初學MATLAB的技術人員 ? 廣大科研工作人員 ? 高校相關專業的教師和在校生 ? 相關培訓機構的教師和學員 ? 參加工作實習的“菜鳥” ? MATLAB愛好者 4.本書作者 本書由劉浩、韓晶編著,周楠、沈再陽等為本書的編寫校對、程序測試、視頻制作等提供了很多幫助,在此表示衷心的感謝。雖然在本書的編著過程中力求敘述準確、完善,但由于作者水平有限,書中欠妥之處在所難免,希望廣大讀者能夠及時指出,共同促進本書質量的提高。讀者可關注“算法仿真在線”公眾號獲取相關幫助,該公眾號會不定期提供關于MATLAB方面的技術資料。 最后,希望本書能為讀者的學習和工作提供幫助。 |