MATLAB 7.6從入門到精通

前言

　　MATLAB是Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的縮寫，它是以著名的線性代數(shù)軟件包LINPACK和特征值計(jì)算軟件包EISPACK為基礎(chǔ)發(fā)展而來的，于1984年由Mathworks公司推出，2008年發(fā)布了MATLAB 7.6（MATLAB R2008a）。MATLAB是一種開放型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，擁有集計(jì)算、可視化、編程和仿真于一體的開發(fā)環(huán)境。同時(shí)它具有功能強(qiáng)、學(xué)習(xí)易、效率高等特點(diǎn)，可以方便地應(yīng)用到科學(xué)計(jì)算、算法研究、數(shù)據(jù)采集和處理、系統(tǒng)建模和仿真、數(shù)據(jù)分析和可視化、科學(xué)和工程繪圖、圖形用戶界面建立等方面，是目前世界上最流行的仿真計(jì)算軟件之一，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。 目前的MATLAB可以說是科技工作者必不可少的工具之一，掌握了這一重要工具將使得日常的學(xué)習(xí)和工作事半功倍。MATLAB已經(jīng)逐步發(fā)展成具有通用性和可擴(kuò)展性的操作平臺(tái)，并為主要應(yīng)用領(lǐng)域提供專用工具箱。本書主要從實(shí)際應(yīng)用角度和快速入門角度對(duì)MATLAB 7.6進(jìn)行通用性介紹，沒有局限于某些具體領(lǐng)域介紹某個(gè)或某幾個(gè)工具箱，而著重于講清和講透通用內(nèi)容，為具體應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 全書分為基礎(chǔ)篇和提高篇。基礎(chǔ)篇包括前6章，通過基礎(chǔ)篇使得讀者對(duì)MATLAB最基本的內(nèi)容有較深刻的理解，能夠初步應(yīng)用MATLAB；提高篇包括后5章，在基礎(chǔ)篇的基礎(chǔ)上有針對(duì)性地拓展了MATLAB的功能，通過提高篇讀者能夠?qū)ATLAB的通用內(nèi)容熟練掌握，從而充分利用MATLAB的功能。 基礎(chǔ)篇的第1章主要介紹MATLAB的概述，包括歷史沿革、安裝、工作環(huán)境、通用命令和幫助查詢系統(tǒng)等內(nèi)容。 第2章主要介紹MATLAB的數(shù)值運(yùn)算，包括MATLAB數(shù)據(jù)類型、數(shù)組運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、多項(xiàng)式運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算等內(nèi)容。 第3章主要介紹MATLAB的符號(hào)運(yùn)算，包括符號(hào)表達(dá)式表示、符號(hào)表達(dá)式運(yùn)算、符號(hào)表達(dá)式微積分、符號(hào)表達(dá)式積分變換、符號(hào)矩陣運(yùn)算等內(nèi)容。 第4章主要介紹MATLAB的數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)保存，包括二維繪圖、三維繪圖、繪圖處理、圖形窗口控制、mat文件保存數(shù)據(jù)等內(nèi)容。 第5章主要介紹MATLAB的M文件編程，包括流程控制、腳本、函數(shù)、子函數(shù)、程序調(diào)試等內(nèi)容。 第6章主要介紹MATLAB的Simulink仿真環(huán)境，包括模型建立、封裝子系統(tǒng)、回調(diào)函數(shù)、仿真運(yùn)行等內(nèi)容。 提高篇針對(duì)基礎(chǔ)篇進(jìn)行了功能拓展，第7章可以看做第2章、第3章的拓展，主要介紹MATLAB的科學(xué)計(jì)算，包括方程求解、概率統(tǒng)計(jì)、多項(xiàng)式操作、插值、數(shù)值積分、最優(yōu)化計(jì)算等內(nèi)容。 第8章可以看做第6章的拓展，主要介紹S-函數(shù)以拓展Simulink的應(yīng)用，包括方程求解、概率統(tǒng)計(jì)、多項(xiàng)式操作、插值、數(shù)值積分、最優(yōu)化計(jì)算等內(nèi)容。 第9章可以看做第4章的拓展，主要介紹用戶圖形、用戶界面建立等內(nèi)容。 第10章和第11章可以看做MATLAB平臺(tái)的拓展，這是因?yàn)榛A(chǔ)篇的所有內(nèi)容都是MATLAB平臺(tái)內(nèi)的應(yīng)用，主要包括文件I/O以及與其他應(yīng)用程序的交互；同時(shí)提高篇可以使讀者靈活應(yīng)用第4章介紹的編程內(nèi)容，以及加深理解第1章介紹的MATLAB功能。 考慮到計(jì)算機(jī)編程與系統(tǒng)界面的上下文內(nèi)容，為求一致一些符號(hào)排成正體，以便對(duì)應(yīng)。 本書敘述詳細(xì)，講解由淺入深，提供了大量的實(shí)用例子，適合作為學(xué)習(xí)或使用MATLAB這一重要工具的本科生、研究生、教師以及廣大科技工作者的參考書。 全書由張琨、畢靖和叢濱編著，肖成審校。本書在編著過程中，盡管編者竭盡努力，但由于自身水平有限和時(shí)間倉(cāng)促，書中不盡如人意的地方和錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)指正，不勝感激！

內(nèi)容概要

　　《MATLAB 7.6從入門到精通》對(duì)MATLAB 7.6進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和講解，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，力求做到由簡(jiǎn)入繁，并達(dá)到快速入門和迅速提高的目的?！禡ATLAB 7.6從入門到精通》共分為兩篇，即基礎(chǔ)篇和提高篇。前6章為基礎(chǔ)篇，講解有關(guān)MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)，包括MATLAB的安裝、卸載及系統(tǒng)功能的簡(jiǎn)述，MATLAB的數(shù)值運(yùn)算、符號(hào)運(yùn)算和數(shù)據(jù)可視化工具，M文件編程以及Simulink框圖仿真等內(nèi)容。第7章～第11章為提高篇，第7章～第9章介紹了MATLAB 7.6的科學(xué)計(jì)算，S-函數(shù)的概念、原理和應(yīng)用以及圖形用戶界面功能。第10章、第11章介紹了MATLAB的文件I/O操作和MATLAB的外部接口，其中，MATLAB的外部接口，包括與C語(yǔ)言、Word和Excel的混合使用以及MATLAB與外部設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)的交互。 《MATLAB 7.6從入門到精通》條理明晰、講解深入淺出，并配有大量實(shí)用的例子，適合使用MATLAB的本科生、研究生和教師以及廣大科技工作者作為參考用書。

書籍目錄

第一篇 基礎(chǔ)篇第1章 MATLAB概述1.1 MATLAB簡(jiǎn)介1.1.1 MATLAB的基本功能及特點(diǎn)1.1.2 MATLAB R2008a的新功能和特點(diǎn)1.2 MATLAB的發(fā)展歷史1.3 MATLAB的安裝、退出與卸載1.3.1 MATLAB安裝1.3.2 MATLAB退出1.3.3 MATLAB卸載1.4 MATLAB的目錄結(jié)構(gòu)1.5 MATLAB的工作環(huán)境1.6 MATLAB的通用命令簡(jiǎn)介1.7 MATLAB的工具箱簡(jiǎn)介1.8 MATLAB的幫助查詢功能第2章 MATLAB數(shù)值計(jì)算2.1 數(shù)據(jù)類型2.1.1 字符串(String)類型2.1.2 數(shù)值(Numeric)類型2.1.3 函數(shù)句柄(Handle)2.1.4 邏輯(Logical)類型2.1.5 結(jié)構(gòu)體(Structure)類型2.1.6 細(xì)胞數(shù)組(Cell)類型2.2 數(shù)組及其函數(shù)2.2.1 數(shù)組的建立和操作2.2.2 數(shù)組運(yùn)算2.2.3 數(shù)組函數(shù)2.3 矩陣及其函數(shù)2.3.1 矩陣的建立和操作2.3.2 矩陣運(yùn)算2.3.3 矩陣函數(shù)2.3.4 稀疏矩陣及其運(yùn)算2.4 多項(xiàng)式及其函數(shù)2.4.1 多項(xiàng)式的建立和操作2.4.2 多項(xiàng)式運(yùn)算2.4.3 多項(xiàng)式展開2.4.4 多項(xiàng)式擬合2.5 關(guān)系和邏輯及其運(yùn)算2.5.1 關(guān)系和邏輯運(yùn)算符2.5.2 關(guān)系和邏輯函數(shù)2.5.3 NaN和空矩陣第3章 MATLAB符號(hào)運(yùn)算3.1 符號(hào)運(yùn)算入門3.1.1 符號(hào)對(duì)象的創(chuàng)建函數(shù)3.1.2 符號(hào)對(duì)象的創(chuàng)建3.1.3 符號(hào)運(yùn)算中的運(yùn)算符3.1.4 符號(hào)表達(dá)式中自變量的確定3.2 符號(hào)表達(dá)式運(yùn)算3.2.1 提取分予和分母3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)代數(shù)運(yùn)算3.2.3 復(fù)合符號(hào)函數(shù)運(yùn)算3.2.4 數(shù)值轉(zhuǎn)換3.2.5 變量替換3.2.6 化簡(jiǎn)與格式化3.3 符號(hào)運(yùn)算精度3.4 符號(hào)矩陣運(yùn)算3.4.1 基本算術(shù)運(yùn)算3.4.2 線性代數(shù)運(yùn)算3.4.3 科學(xué)計(jì)算3.5 符號(hào)表達(dá)式積分變換3.5.1 Fourier變換及其反變換3.5.2 Laplace變換及其反變換3.5.3 Z變換及其反變換3.6 符號(hào)函數(shù)的圖形繪制3.6.1 符號(hào)函數(shù)曲線的繪制3.6.2 符號(hào)函數(shù)等值線的繪制3.6.3 符號(hào)函數(shù)曲面圖及表面圖的繪制3.7 符號(hào)方程的求解3.7.1 代數(shù)方程的求解3.7.2 微分方程的求解3.7.3 復(fù)合方程的求解3.7.4 反函數(shù)構(gòu)成方程的求解第4章 數(shù)據(jù)可視化及數(shù)據(jù)保存4.1 二維圖形4.1.1 基本繪圖函數(shù)4.1.2 特殊函數(shù)4.2 三維圖形4.2.1 基本繪圖函數(shù)4.2.2 特殊函數(shù)4.3 圖形處理技術(shù)4.3.1 坐標(biāo)軸的調(diào)整4.3.2 文字標(biāo)示4.3.3 圖例注解及添加顏色條4.3.4 圖形的保持4.3.5 網(wǎng)格控制及坐標(biāo)軸封閉4.3.6 圖形窗口的分割4.4 圖形窗口4.4.1 圖形窗口的創(chuàng)建與控制4.4.2 圖形窗口的菜單操作4.5 數(shù)據(jù)的保存和調(diào)用4.5.1 數(shù)據(jù)文件的保存4.5.2 數(shù)據(jù)文件的調(diào)用4.5.3 圖形數(shù)據(jù)的讀出第5章 M文件編程5.1 編程概述5.1.1 M文件的創(chuàng)建5.1.2 M文件的打開5.1.3 M文件內(nèi)容的顯示5.1.4 M文件的分類5.2 流程控制5.2.1 順序結(jié)構(gòu)5.2.2 分支結(jié)構(gòu)5.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)5.2.4 其他流程控制結(jié)構(gòu)5.3 腳本文件5.4 函數(shù)文件5.4.1 基本結(jié)構(gòu)5.4.2 輸入／輸出參數(shù)5.4.3 子函數(shù)5.4.4 私有函數(shù)5.4.5 嵌套函數(shù)5.4.6 重載函數(shù)5.5 P碼文件和變量使用范圍5.5.1 P碼文件5.5.2 局部變量和全局變量5.6 M文件調(diào)試5.6.1 M文件出錯(cuò)信息5.6.2 M文件調(diào)試方法5.7 M文什性能分析5.8 編程技巧第6章 Simulink框圖仿真6.1 Simulink介紹6.1.1 Simulink概述6.1.2 Simulink窗口介紹6.1.3 Simulink運(yùn)行原理6.2 Simulink常用模塊集6.3 Simulink其他模塊6.4 Simulink模型創(chuàng)建6.4.1 模塊操作6.4.2 基本步驟6.5 子系統(tǒng)及其封裝6.5.1 創(chuàng)建子系統(tǒng)6.5.2 封裝子系統(tǒng)6.6 運(yùn)行仿真6.6.1 過零檢測(cè)和代數(shù)環(huán)6.6.2 仿真參數(shù)的設(shè)置6.6.3 仿真的運(yùn)行6.7 模型調(diào)試第二篇 提高篇第7章 MATLAB科學(xué)計(jì)算7.1 方程求解7.1.1 線性方程組7.1.2 非線性方程7.1.3 常微分方程7.2 概率統(tǒng)計(jì)7.2.1 隨機(jī)數(shù)生成7.2.2 概率密度計(jì)算7.2.3 分布函數(shù)計(jì)算7.2.4 數(shù)據(jù)分析7.2.5 參數(shù)估計(jì)7.2.6 假設(shè)檢驗(yàn)7.3 插值7.3.1 一維插值7.3.2 二維插值7.3.3 三維插值7.4 數(shù)值積分7.4.1 一元函數(shù)積分7.4.2 矢量積分7.4.3 二元函數(shù)積分7.4.4 三元函數(shù)積分7.5 最優(yōu)化問題求解7.5.1 線性規(guī)劃7.5.2 非線性規(guī)劃7.5.3 最小二乘法第8章 S-函數(shù)8.1 基本概念8.2 工作原理8.3 Level-1 M文件型8.3.1 概述8.3.2 編寫方法8.3.3 實(shí)例8.4 Level-2 M文件型8.4.1 概述8.4.2 編寫方法8.4.3 實(shí)例8.5 C MEX義件型8.5.1 概述8.5.2 編寫方法8.5.3 實(shí)例8.6 使用S-函數(shù)創(chuàng)建器編寫C MEX文件型第9章 圖形用戶界面9.1 界面設(shè)計(jì)9.1.1 介紹GuIDE9.1.2 啟動(dòng)GUIDE9.1.3 GUIDE的控件9.1.4 GUIDE開發(fā)環(huán)境9.2 程序設(shè)計(jì)9.2.1 對(duì)象的回調(diào)函數(shù)9.2.2 程序的一般結(jié)構(gòu)9.2.3 對(duì)象屬性的訪問9.2.4 對(duì)象間數(shù)據(jù)傳遞9.2.5 GUI與M文件的數(shù)據(jù)交互9.2.6 GUI與Simulink仿真的數(shù)據(jù)交互9.2.7 中斷執(zhí)行9.2.8 多界面實(shí)例9.3 GUI應(yīng)用9.3.1 GUI設(shè)計(jì)的一般步驟9.3.2 GUI實(shí)例第10章 文件I／O10.1 文本文件10.1.1 打開／關(guān)閉文件10.1.2 二進(jìn)制形式訪問10.1.3 普通形式訪問10.1.4 文件內(nèi)的位置控制10.2 音頻文件10.2.1 讀取文件10.2.2 寫入文件10.3 視頻文件10.3.1 讀取文件10.3.2 寫入文件10.4 表單文件10.4.1 讀取文件10.4.2 寫人文件10.5 圖片文件10.5.1 讀取文件10.5.2 寫入文件第11章 MATLAB外部接口11.1 編譯器11.1.1 編譯器的安裝和配置11.1.2 編譯命令11.1.3 項(xiàng)目開發(fā)工具11.2 MATLAB與C語(yǔ)言混合使用11.3 MATLAB與Word混合使用11.3.1 Notebook的安裝和使用11.3.2 Notebook的實(shí)際應(yīng)用11.4 MATLAB與Excel混合使用11.4.1 Spreadsheet Link的安裝11.4.2 Spreadsheet Link的啟動(dòng)和退出11.4.3 Spreadsheet Link的實(shí)際應(yīng)用11.5 MATLAB與外部設(shè)備和因特網(wǎng)交互

章節(jié)摘錄

　　第一篇　基礎(chǔ)篇　　第1章　MATLAB概述　　MA工LAB是Matrix Laboratory這兩個(gè)單詞前三個(gè)字母的組合，意為“矩陣實(shí)驗(yàn)室”。MA了LAB原來是作為Matrix實(shí)驗(yàn)室使用線性代數(shù)軟件包LINPACK和特征值計(jì)算軟件包EISPACK的接口，經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展，MATLAB逐漸成為集數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程特性和圖形用戶界面于一身的優(yōu)秀軟件?！　ATLAB的核心是數(shù)組和矩陣，MATLAB中所有的數(shù)據(jù)都以數(shù)組的形式來表示和存儲(chǔ)，并提供了應(yīng)用廣泛的數(shù)組運(yùn)算和常用的矩陣運(yùn)算。MATLAB編程語(yǔ)言是由C語(yǔ)言開發(fā)而成的，語(yǔ)法規(guī)則與C語(yǔ)言類似，精通C語(yǔ)言的用戶會(huì)很容易掌握MATLAB的編程語(yǔ)言。MATLAB具備數(shù)據(jù)可視化的重要功能，提供了大量的繪圖函數(shù)，同時(shí)還提供了圖形用戶界面GUI，使用戶和計(jì)算機(jī)之間能夠友好交互?！　ATLAB包括一套程序擴(kuò)展系統(tǒng)和一組工具箱子程序。程序擴(kuò)展系統(tǒng)包含數(shù)百個(gè)核心內(nèi)置函數(shù)，工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫(kù)，可以應(yīng)用到許多學(xué)科和專業(yè)，如信號(hào)處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯和系統(tǒng)仿真等。

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　　《MATLAB 7.6從入門到精通》主要從實(shí)際應(yīng)用角度和快速入門角度對(duì)MATLAB 7.6進(jìn)行通用性介紹，沒有局限于某些具體領(lǐng)域介紹某個(gè)或某幾個(gè)工具箱，而著重于講清和講透通用內(nèi)容，為具體應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！　　禡ATLAB 7.6從入門到精通》對(duì)MATLAB 7.6進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和講解，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，力求做到由簡(jiǎn)入繁，并達(dá)到快速入門和迅速提高的目的?！　　禡ATLAB 7.6從入門到精通》條理明晰，講解深入淺出，并配有大量實(shí)用的例子，適合使用MATLAB的本科生、研究和和教師以及廣大科技工作者作為參考用書。

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