第1部分
第1章 MATLAB概述 1
1.1 MATLAB簡介 2
1.1.1 MathWorks及其產(chǎn)品概述 2
1.1.2 MATLAB與其他數(shù)學(xué)軟件 2
1.1.3 MATLAB的主要特點(diǎn) 3
1.1.4 MATLAB系統(tǒng)的組成 3
1.1.5 MATLAB應(yīng)用程序簡介 4
1.2 目錄結(jié)構(gòu) 5
1.3 工作環(huán)境 6
1.3.1 選項(xiàng)卡/組 7
1.3.2 命令行窗口 8
1.3.3 工作區(qū)窗口 9
1.4 通用命令 9
1.5 文件管理 10
1.5.1 當(dāng)前文件夾窗口 10
1.5.2 搜索路徑及其設(shè)置 11
1.6 幫助系統(tǒng) 12
1.6.1 純文本幫助 13
1.6.2 演示幫助 13
1.6.3 幫助導(dǎo)航瀏覽器 14
1.7 示例展示 14
1.8 本章小結(jié) 15
第2章 基礎(chǔ)知識(shí) 16
2.1 數(shù)據(jù)類型 17
2.1.1 數(shù)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(shù)句柄 25
2.1.5 結(jié)構(gòu)體類型 27
2.1.6 數(shù)組存儲(chǔ)形式 30
2.1.7 元胞數(shù)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(shù)組的概念及其區(qū)別 39
2.2.2 矩陣的構(gòu)造 40
2.2.3 矩陣大小及結(jié)構(gòu)的改變 44
2.2.4 矩陣下標(biāo)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(yùn)算符 59
2.3.1 算術(shù)運(yùn)算符 59
2.3.2 關(guān)系運(yùn)算符 60
2.3.3 邏輯運(yùn)算符 61
2.3.4 運(yùn)算優(yōu)先級(jí) 62
2.4 字符串處理函數(shù) 63
2.4.1 字符串或字符串?dāng)?shù)組的構(gòu)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(shù)值的轉(zhuǎn)換 66
2.5 本章小結(jié) 67
第3章 數(shù)組與矩陣 68
3.1 數(shù)組運(yùn)算 69
3.1.1 數(shù)組的創(chuàng)建和操作 69
3.1.2 數(shù)組的常見運(yùn)算 72
3.2 矩陣操作 77
3.2.1 創(chuàng)建矩陣 77
3.2.2 改變矩陣大小 81
3.2.3 重構(gòu)矩陣 84
3.3 矩陣元素的運(yùn)算 84
3.3.1 矩陣的加減法運(yùn)算 84
3.3.2 矩陣的乘法運(yùn)算 85
3.3.3 矩陣的除法運(yùn)算 87
3.3.4 矩陣的冪運(yùn)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(yùn)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(chǔ)方式 105
3.5.2 稀疏矩陣的生成 105
3.5.3 稀疏矩陣的運(yùn)算 109
3.6 本章小結(jié) 110
第4章 程序設(shè)計(jì) 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(guān)鍵字 116
4.3 控制流 117
4.3.1 順序結(jié)構(gòu) 117
4.3.2 if-else-end分支結(jié)構(gòu) 118
4.3.3 switch-case結(jié)構(gòu) 119
4.3.4 try-catch結(jié)構(gòu) 121
4.3.5 for循環(huán)結(jié)構(gòu) 122
4.3.6 while循環(huán)結(jié)構(gòu) 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(shù) 127
4.5.1 腳本 127
4.5.2 函數(shù) 129
4.5.3 M文件的一般結(jié)構(gòu) 130
4.5.4 匿名函數(shù)、子函數(shù)、私有函數(shù)與私有目錄 132
4.5.5 重載函數(shù) 134
4.5.6 eval函數(shù)和feval函數(shù) 134
4.5.7 內(nèi)聯(lián)函數(shù) 136
4.5.8 向量化和預(yù)分配 139
4.5.9 函數(shù)的函數(shù) 139
4.5.10 P碼文件 140
4.6 變量的檢測(cè)與傳遞 142
4.6.1 輸入/輸出變量檢測(cè)指令 142
4.6.2 “可變數(shù)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(diào)試 146
4.7.1 程序調(diào)試的基本概念 147
4.7.2 直接調(diào)試法 147
4.7.3 使用調(diào)試函數(shù)進(jìn)行調(diào)試 148
4.7.4 工具調(diào)試法 151
4.7.5 程序的性能優(yōu)化技術(shù) 152
4.8 本章小結(jié) 153
第5章 數(shù)據(jù)可視化 154
5.1 圖形繪制 155
5.1.1 離散數(shù)據(jù)及離散函數(shù) 155
5.1.2 連續(xù)函數(shù) 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(biāo)記和顏色 166
5.2.5 坐標(biāo)軸設(shè)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(biāo)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(biāo)軸繪圖 175
5.2.13 二維特殊圖形函數(shù) 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(wǎng)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(shù) 186
5.5 本章小結(jié) 187
第2部分
第6章 數(shù)值計(jì)算 188
6.1 多項(xiàng)式及其函數(shù) 189
6.1.1 多項(xiàng)式的表達(dá)式和創(chuàng)建 189
6.1.2 多項(xiàng)式求根 190
6.1.3 多項(xiàng)式的四則運(yùn)算 191
6.1.4 多項(xiàng)式的導(dǎo)數(shù)、積分與估值 193
6.1.5 多項(xiàng)式運(yùn)算函數(shù)及操作指令 194
6.1.6 有理多項(xiàng)式 195
6.2 數(shù)據(jù)插值 196
6.2.1 一維插值 197
6.2.2 二維插值 199
6.3 函數(shù)的極限 200
6.3.1 極限的概念 200
6.3.2 求極限的函數(shù) 201
6.4 函數(shù)數(shù)值積分 202
6.4.1 數(shù)值積分問題的數(shù)學(xué)表述 202
6.4.2 一元函數(shù)的數(shù)值積分 203
6.4.3 多重?cái)?shù)值積分 204
6.5 本章小結(jié) 205
第7章 符號(hào)計(jì)算 206
7.1 符號(hào)計(jì)算概述 207
7.2 符號(hào)對(duì)象和符號(hào)表達(dá)式 207
7.2.1 對(duì)象創(chuàng)建命令 207
7.2.2 對(duì)象創(chuàng)建示例 208
7.2.3 運(yùn)算符和基本函數(shù) 211
7.2.4 對(duì)象類別識(shí)別函數(shù) 213
7.2.5 表達(dá)式中的變量確定 215
7.2.6 符號(hào)計(jì)算的精度 216
7.3 符號(hào)表達(dá)式的基本操作 217
7.3.1 符號(hào)表達(dá)式的顯示 217
7.3.2 符號(hào)表達(dá)式的合并 218
7.3.3 符號(hào)表達(dá)式的展開 218
7.3.4 符號(hào)表達(dá)式的嵌套 219
7.3.5 符號(hào)表達(dá)式的分解 220
7.3.6 符號(hào)表達(dá)式的化簡 220
7.4 符號(hào)表達(dá)式的替換 221
7.4.1 subs替換函數(shù) 221
7.4.2 subexpr替換函數(shù) 222
7.5 符號(hào)函數(shù)的操作 223
7.5.1 復(fù)合函數(shù)操作 223
7.5.2 反函數(shù)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(jí)數(shù)求和 227
7.6.5 泰勒級(jí)數(shù) 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(shù)方程求解 232
7.8.2 微分方程求解 234
7.9 符號(hào)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(jié) 239
第8章 概率統(tǒng)計(jì) 240
8.1 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) 241
8.1.1 二項(xiàng)分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生 241
8.1.2 正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生 241
8.1.3 常見分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生 242
8.2 概率密度計(jì)算 243
8.2.1 通用函數(shù)概率密度值 243
8.2.2 專用函數(shù)概率密度值 244
8.3 累積概率分布 245
8.3.1 通用函數(shù)累積概率值 245
8.3.2 專用函數(shù)累積概率值 247
8.4 統(tǒng)計(jì)特征 247
8.4.1 平均值、中值 248
8.4.2 數(shù)據(jù)比較 248
8.4.3 期望 249
8.4.4 方差和標(biāo)準(zhǔn)差 249
8.4.5 協(xié)方差與相關(guān)系數(shù) 250
8.5 統(tǒng)計(jì)作圖 251
8.5.1 正整數(shù)頻率表 251
8.5.2 累積分布函數(shù)圖形 252
8.5.3 最小二乘擬合直線 252
8.5.4 繪制正態(tài)分布概率圖形 253
8.5.5 樣本數(shù)據(jù)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(tài)擬合直方圖 257
8.6 本章小結(jié) 258
第9章 數(shù)學(xué)建�；�礎(chǔ) 259
9.1 曲線擬合函數(shù) 260
9.1.1 多項(xiàng)式擬合 260
9.1.2 加權(quán)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(shù)估計(jì)函數(shù) 264
9.2.1 常見分布的參數(shù)估計(jì) 264
9.2.2 點(diǎn)估計(jì) 266
9.2.3 區(qū)間估計(jì) 268
9.3 參數(shù)傳遞 268
9.3.1 輸入和輸出參數(shù)的數(shù)目 269
9.3.2 可變數(shù)目的參數(shù)傳遞 270
9.3.3 返回被修改的輸入?yún)��?shù) 271
9.3.4 全局變量 272
9.4 本章小結(jié) 273
第10章 智能算法 274
10.1 粒子群算法實(shí)現(xiàn) 275
10.1.1 基本原理 275
10.1.2 程序設(shè)計(jì) 276
10.1.3 經(jīng)典應(yīng)用 283
10.2 遺傳算法實(shí)現(xiàn) 287
10.2.1 基本原理 287
10.2.2 程序設(shè)計(jì) 290
10.2.3 經(jīng)典應(yīng)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(shè)計(jì) 301
10.3.3 經(jīng)典應(yīng)用 304
10.4 本章小結(jié) 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(jié) 335
第3部分
第12章 優(yōu)化工具 336
12.1 優(yōu)化常用函數(shù)及最優(yōu)化問題 337
12.1.1 優(yōu)化常用函數(shù) 337
12.1.2 最優(yōu)化問題 339
12.2 線性規(guī)劃 341
12.2.1 線性規(guī)劃函數(shù) 342
12.2.2 線性規(guī)劃問題的應(yīng)用 343
12.3 無約束非線性規(guī)劃 352
12.3.1 基本數(shù)學(xué)原理介紹 353
12.3.2 無約束非線性規(guī)劃函數(shù) 354
12.3.3 無約束非線性規(guī)劃問題的應(yīng)用 357
12.4 二次規(guī)劃 357
12.4.1 二次規(guī)劃函數(shù)quadprog 358
12.4.2 二次規(guī)劃問題的應(yīng)用 359
12.5 有約束最小化 361
12.5.1 有約束最小化函數(shù)fmincon 361
12.5.2 有約束最小化的應(yīng)用 364
12.6 目標(biāo)規(guī)劃 365
12.6.1 目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)fgoalattain 365
12.6.2 目標(biāo)規(guī)劃的應(yīng)用 367
12.7 最大最小化 372
12.7.1 最大最小化函數(shù)fminimax 372
12.7.2 最大最小化的應(yīng)用 373
12.8 本章小結(jié) 375
第13章 句柄圖形對(duì)象 376
13.1 句柄圖形對(duì)象體系 377
13.1.1 句柄圖形組織 377
13.1.2 句柄圖形對(duì)象類型簡介 378
13.2 句柄圖形對(duì)象操作 378
13.2.1 創(chuàng)建對(duì)象 378
13.2.2 訪問對(duì)象句柄 380
13.2.3 復(fù)制和刪除對(duì)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(duì)象屬性設(shè)置 388
13.3.1 設(shè)置屬性 388
13.3.2 設(shè)置默認(rèn)屬性 389
13.3.3 通用屬性 392
13.4 Figure對(duì)象 392
13.4.1 Figure對(duì)象介紹 392
13.4.2 Figure對(duì)象操作 394
13.5 Axes對(duì)象 394
13.5.1 標(biāo)簽與外觀 394
13.5.2 位置 395
13.5.3 一圖多軸 396
13.5.4 坐標(biāo)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(duì)象 402
13.6.1 Core對(duì)象介紹 402
13.6.2 Core對(duì)象創(chuàng)建示例 403
13.7 Plot對(duì)象 404
13.7.1 Plot對(duì)象介紹 404
13.7.2 Plot對(duì)象創(chuàng)建示例 404
13.7.3 連接變量 405
13.8 Group對(duì)象 406
13.8.1 Group對(duì)象介紹 406
13.8.2 創(chuàng)建Group對(duì)象 406
13.8.3 對(duì)象變換 406
13.9 Annotation對(duì)象 407
13.9.1 Annotation對(duì)象介紹 407
13.9.2 Annotation對(duì)象使用示例 408
13.10 本章小結(jié) 409
第14章 Simulink仿真基礎(chǔ) 410
14.1 Simulink概述 411
14.1.1 基本概念 411
14.1.2 工作環(huán)境與啟動(dòng) 413
14.1.3 模型特點(diǎn) 415
14.1.4 模塊組成 416
14.1.5 數(shù)據(jù)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(chuàng)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(chuàng)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(cè)和代數(shù)環(huán) 443
14.3.1 過零檢測(cè) 443
14.3.2 代數(shù)環(huán) 445
14.4 本章小結(jié) 446
第15章 Simulink仿真的應(yīng)用 447
15.1 子系統(tǒng)的創(chuàng)建和封裝 448
15.1.1 子系統(tǒng)介紹 448
15.1.2 創(chuàng)建子系統(tǒng) 449
15.1.3 封裝子系統(tǒng) 450
15.2 仿真模型分析 454
15.2.1 模型狀態(tài)的確定 455
15.2.2 線性化的數(shù)學(xué)描述 457
15.2.3 平衡點(diǎn)分析 458
15.2.4 微分方程的求解算法 459
15.3 運(yùn)行仿真 460
15.3.1 啟動(dòng)仿真 460
15.3.2 仿真配置 463
15.3.3 優(yōu)化仿真過程 468
15.4 模型調(diào)試 470
15.4.1 Simulink調(diào)試器 471
15.4.2 命令行調(diào)試及設(shè)置斷點(diǎn) 471
15.5 實(shí)例應(yīng)用 472
15.6 本章小結(jié) 478
第16章 Stateflow應(yīng)用初步 479
16.1 Stateflow基礎(chǔ) 480
16.1.1 Stateflow的定義 480
16.1.2 狀態(tài)圖編輯器 480
16.1.3 狀態(tài)操作 482
16.1.4 轉(zhuǎn)移操作 483
16.1.5 流程圖 484
16.2 并行機(jī)制 487
16.2.1 設(shè)置狀態(tài)關(guān)系 487
16.2.2 并行狀態(tài)活動(dòng)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(duì)象 490
16.3.1 真值表 490
16.3.2 圖形函數(shù) 492
16.4 本章小結(jié) 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(chuàng)建 496
17.2.2 鼠標(biāo)動(dòng)作執(zhí)行 498
17.2.3 事件隊(duì)列的執(zhí)行順序 499
17.2.4 回調(diào)函數(shù)的編寫 500
17.3 對(duì)話框?qū)ο?503
17.3.1 公共對(duì)話框 503
17.3.2 一般對(duì)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(jìn)行圖形用戶界面設(shè)計(jì) 517
17.6.2 GUIDE創(chuàng)建的工具 523
17.6.3 創(chuàng)建帶有Uicontrol控件的圖形用戶界面 525
17.7 本章小結(jié) 526
第18章 文件I/O操作 527
18.1 文件夾的管理 528
18.1.1 當(dāng)前文件夾管理 528
18.1.2 創(chuàng)建文件夾 531
18.1.3 刪除文件夾 532
18.1.4 復(fù)制或移動(dòng)文件或文件夾 533
18.2 打開和關(guān)閉文件 535
18.2.1 打開文件 535
18.2.2 關(guān)閉文件 537
18.3 工作區(qū)數(shù)據(jù)文件 538
18.3.1 輸出數(shù)據(jù)到MAT文件中 538
18.3.2 讀取MAT文件——load函數(shù) 538
18.3.3 查看MAT文件的變量 539
18.4 讀/寫二進(jìn)制文件 539
18.4.1 寫二進(jìn)制文件 539
18.4.2 讀二進(jìn)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(shù) 548
18.6 文件內(nèi)的位置控制 553
18.7 導(dǎo)入數(shù)據(jù) 555
18.8 本章小結(jié) 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(dú)立可執(zhí)行的應(yīng)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(jié) 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(jì)算引擎介紹 568
20.2 MEX文件應(yīng)用 569
20.2.1 MEX文件的結(jié)構(gòu) 569
20.2.2 創(chuàng)建C/C++語言MEX文件 570
20.2.3 調(diào)試C/C++語言MEX程序文件 574
20.3 MAT文件應(yīng)用 575
20.3.1 使用C/C++語言創(chuàng)建MAT文件的過程 576
20.3.2 使用C/C++語言創(chuàng)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(jì)算引擎應(yīng)用 581
20.5 調(diào)用Java語言 581
20.5.1 Java接口使用 582
20.5.2 Java接口編程應(yīng)用示例 586
20.6 本章小結(jié) 586