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第1章 MATLAB概述1

1.1 MATLAB简介2

1.1.1 MATLAB的发展2

1.1.2 MATLAB的优点2

1.1.3 MATLAB的缺点4

1.2 MATLAB的安装4

1.3 MATLAB操作界面介绍7

1.3.1命令窗口8

1.3.2命令历史窗口10

1.3.3工作空间窗口10

1.3.4当前目录窗口10

1.4 MATLAB帮助系统11

1.4.1帮助窗口11

1.4.2帮助命令12

1.4.3 MATLAB远程帮助系统15

1.5本章小结16

第2章 MATLAB基础知识17

2.1一般运算符及操作符18

2.1.1运算符18

2.1.2操作符21

2.2数据格式显示22

2.3关系运算符24

2.4逻辑运算及逻辑函数25

2.4.1逻辑运算25

2.4.2逻辑函数27

2.5字符串操作36

2.5.1 MATLAB中的字符串符号36

2.5.2一般通用字符串操作38

2.5.3字符串比较操作42

2.5.4字符串与数值间的相互转换47

2.5.5进制间的转换48

2.6数值数据类型50

2.6.1整数50

2.6.2浮点数53

2.6.3整型浮点数间的操作函数54

2.6.4复数55

2.7函数和特殊函数简明介绍57

2.8数组58

2.8.1一维数组的创建58

2.8.2多维数组的创建60

2.8.3数组的运算63

2.8.4常用的标准数组65

2.8.5低维数组的寻址和搜索66

2.8.6低维数组的处理函数71

2.8.7高维数组的处理和运算73

2.9单元数组和结构体76

2.9.1单元数组的创建和操作76

2.9.2单元数组函数79

2.9.3结构体创建81

2.9.4结构体函数82

2.10本章小结84

第3章 矩阵及其运算85

3.1矩阵的表示86

3.1.1数值矩阵的生成86

3.1.2矩阵的标识90

3.1.3矩阵的修改和抽取91

3.1.4矩阵元素的数据变换94

3.2矩阵运算95

3.2.1矩阵与常数的四则运算95

3.2.2矩阵的转置96

3.2.3方阵的行列式96

3.2.4矩阵的逆和伪逆97

3.2.5矩阵和向量的范数98

3.2.6矩阵的秩99

3.2.7矩阵的迹100

3.2.8矩阵的指数和对数运算100

3.3矩阵分解101

3.3.1 cholesky分解101

3.3.2 LU分解102

3.3.3 QR分解104

3.3.4 schur分解105

3.3.5奇异值分解106

3.3.6特征值分解107

3.3.7海森伯格形式的分解109

3.4方程组求解109

3.4.1线性方程组的求解109

3.4.2非线性方程组的求解115

3.4.3非齐次线性方程组的通解116

3.5矩阵秩与线性相关性117

3.5.1矩阵和向量组的秩及线性相关性117

3.5.2求行阶梯矩阵及向量组的基117

3.6稀疏矩阵119

3.6.1稀疏矩阵的创建119

3.6.2稀疏矩阵的应用121

3.6.3稀疏矩阵与满矩阵的相互转换123

3.7本章小结128

第4章 符号及其运算129

4.1符号变量的创建130

4.1.1字符型数据变量的创建130

4.1.2符号型数据变量的创建130

4.1.3符号变量的基本操作131

4.2符号表达式与符号方程创建134

4.2.1符号表达式的创建134

4.2.2符号方程的创建135

4.2.3符号表达式的操作136

4.3符号矩阵的创建142

4.3.1用sym命令直接创建符号矩阵142

4.3.2由数值矩阵转换为符号矩阵142

4.3.3利用矩阵元素的通式创建符号矩阵143

4.3.4符号矩阵及符号数组的运算144

4.4符号微积分149

4.4.1符号极限149

4.4.2符号微分和求导150

4.4.3符号积分152

4.5符号积分变换153

4.5.1 Fourier变换及其逆变换153

4.5.2 Laplace变换及其逆变换154

4.5.3 Z变换及其反变换155

4.6符号代数方程求解157

4.7符号微分方程求解158

4.8图示化符号函数计算器159

4.8.1单变量符号函数计算器159

4.8.2泰勒级数逼近计算器162

4.9本章小结162

第5章 微分和积分163

5.1极限、导数与微分164

5.1.1极限164

5.1.2导数与微分164

5.2积分168

5.2.1一元函数的积分168

5.2.2二元及三元函数的数值积分171

5.3化简、提取与替换代入173

5.3.1化简173

5.3.2提取与替换代入178

5.4级数求和181

5.4.1 symsum（s）181

5.4.2 symsum（s，v）181

5.4.3 symsum（s，v，a，b）182

5.5泰勒、傅里叶级数展开183

5.5.1一元函数泰勒展开183

5.5.2多元函数的完全泰勒展开185

5.5.3傅里叶级数展开186

5.6多重积分186

5.6.1二重积分186

5.6.2三重积分187

5.7本章小结188

第6章 多元函数及常微分方程189

6.1多元函数的极限、微分与极值190

6.1.1多元函数的极限190

6.1.2多元函数求导191

6.1.3多元函数局部极值192

6.1.4条件极值193

6.1.5显式复合函数微分求导196

6.2重积分197

6.3曲线积分与曲面积分198

6.3.1定义域是无向的积分198

6.3.2对坐标的曲线积分和曲面积分199

6.4常微分方程和偏微分方程的求解200

6.4.1常微分方程的数值求解200

6.4.2偏微分方程的数值求解204

6.5本章小结208

第7章 概率与统计209

7.1概率密度函数210

7.1.1连续分布密度函数210

7.1.2离散分布密度函数213

7.1.3抽样分布密度函数217

7.2概率分布220

7.2.1随机变量的累加分布函数220

7.2.2随机变量的逆累加分布函数222

7.2.3随机数的产生223

7.2.4参数估计225

7.3样本描述229

7.3.1描述集中趋势的统计量229

7.3.2描述离中趋势的统计量231

7.3.3自助统计量233

7.3.4中心矩235

7.3.5相关系数235

7.3.6协方差矩阵236

7.4假设检验236

7.4.1单个样本的t检测236

7.4.2两个样本的t检测237

7.4.3 z检验239

7.5多元统计分析239

7.5.1判别分析240

7.5.2聚类分析241

7.5.3因素分析247

7.5.4多元方差分析249

7.6回归分析250

7.6.1一元回归分析250

7.6.2多元回归分析252

7.7本章小结258

第8章 拟合与插值259

8.1数据预处理260

8.1.1输入数据集合260

8.1.2数据的查看263

8.1.3数据的预处理263

8.2曲线拟合266

8.2.1有关函数介绍266

8.2.2曲线的参数拟合268

8.2.3非参数拟合270

8.2.4基本拟合界面273

8.2.5多项式曲线拟合278

8.3数值插值278

8.3.1一维数值插值278

8.3.2二维数值插值280

8.3.3三维数值插值283

8.3.4样条插值284

8.4本章小结286

第9章 优化问题287

9.1优化工具箱288

9.1.1优化工具箱的简介288

9.1.2优化工具箱中的函数288

9.1.3 foptions函数289

9.2无约束最优化问题289

9.2.1单变量最优化289

9.2.2无约束非线性规划问题292

9.3有约束最优化问题298

9.3.1线性规划问题298

9.3.2有约束非线性最优化问题299

9.4二次规划301

9.5多目标规划302

9.6最小二乘最优化问题304

9.6.1非线性数据（曲线）拟合305

9.6.2非负线性最小二乘问题306

9.6.3有约束线性最小二乘问题306

9.6.4非线性最小二乘问题308

9.7非线性方程（组）求解309

9.7.1非线性方程的解309

9.7.2非线性方程组的解309

9.8本章小结312

第10章 图形绘制313

10.1基本绘图命令314

10.1.1图形窗口简介314

10.1.2基本绘图操作317

10.1.3图形注释319

10.1.4特殊函数321

10.2二维绘图325

10.2.1二维绘图命令325

10.2.2交互式绘图操作327

10.3三维绘图328

10.3.1三维绘图命令329

10.3.2三维绘图改进命令331

10.3.3三维视图的可视效果控制333

10.3.4三维图形的光照控制334

10.3.5柱面和球面的表达336

10.4本章小结336

第11章 高级图像处理337

11.1图形对象338

11.1.1通用函数338

11.1.2根对象341

11.1.3轴对象341

11.1.4用户控制对象342

11.1.5用户菜单对象344

11.2图形的高级控制348

11.2.1视点控制和图像的旋转348

11.2.2颜色的使用350

11.2.3光照控制356

11.3本章小结358

第12章 MATLAB初级编程基础359

12.1 M文件和P文件360

12.1.1 M文件函数文件360

12.1.2 M文件脚本文件361

12.1.3 M文件规则与属性362

12.1.4 P文件及操作363

12.2 M文件编辑器363

12.2.1运行M文件编辑器363

12.2.2设置M文件编辑器的属性364

12.3 MATLAB编程的构件365

12.3.1变量365

12.3.2变量的检测、传递366

12.3.3运算关系与运算符号367

12.3.4关键字372

12.3.5指令行372

12.3.6常见函数372

12.4数据流结构373

12.4.1顺序结构373

12.4.2 if和switch选择结构374

12.4.3 for和while循环结构377

12.4.4 try-catch容错结构379

12.4.5其他数据流结构380

12.5控制命令381

12.5.1 continue和break命令381

12.5.2 return和pause命令382

12.5.3 input和keyboard命令384

12.5.4 error和warning命令385

12.6本章小结386

第13章 MATLAB高级编程387

13.1 MATLAB函数388

13.1.1主函数388

13.1.2子函数388

13.1.3嵌套函数389

13.2字符串操作390

13.2.1 eval函数390

13.2.2 feval函数392

13.2.3 inline内联函数393

13.3变量传递与交换395

13.3.1输入输出变量检测命令395

13.3.2“变长度”输入输出变量396

13.3.3全局变量、局部变量和持久变量397

13.3.4跨空间计算与赋值399

13.4 M文件的调试和剖析401

13.4.1直接调试法401

13.4.2工具调试法402

13.4.2 Profiler分析工具407

13.4.3应用实例408

13.5本章小结411

第14章 MATLAB句柄图形系统413

14.1句柄图形基础414

14.1.1图形对象概述414

14.1.2图形对象句柄415

14.1.3图形对象属性417

14.2图形对象的创建420

14.2.1创建图形窗口对象420

14.2.2创建坐标轴对象423

14.2.3创建曲线对象424

14.2.4创建文字对象425

14.2.5创建曲面对象426

14.2.6核心图形对象427

14.3句柄图形对象的基本操作430

14.3.1设置查询图形对象属性430

14.3.2设置对象的默认属性操作431

14.3.3高层绘图对象操作434

14.4本章小结436

第15章 图形用户界面（GUI）设计437

15.1图形用户界面（GUI）设计过程438

15.1.1设计的一般步骤及原则438

15.1.2 GUI设计的基本方式438

15.2使用GUIDE创建GUI440

15.2.1 GUIDE概述440

15.2.2启动GUIDE440

15.2.3 GUI的设计窗口简介441

15.2.4使用GUIDE创建GUI步骤447

15.2.5使用GUIDE创建GUI的实例447

15.3 M文件创建GU456

15.4本章小结460

第16章 GUI高级图形设计461

16.1 GUIDE常用工具462

16.1.1排列工具462

16.1.2对象属性检查器462

16.1.3图形窗口的属性464

16.1.4图形对象属性465

16.2菜单和对话框466

16.2.1图形对象句柄函数466

16.2.2菜单467

16.2.3对话框469

16.2.4 GUI组态471

16.2.5 GUI界面设计473

16.3编程设计GUI474

16.3.1 M文件及GUI数据管理474

16.3.2回调函数的使用方法476

16.3.3图形窗口的行为控制477

16.4图形用户界面设计实例478

16.4.1图形界面的实现478

16.4.2行为控制的实现479

16.5本章小结486

第17章 GUI用户界面487

17.1用户控件的概述488

17.1.1用户控件种类488

17.1.2用户控件属性492

17.1.3回调函数496

17.2综合应用实例497

17.2.1双位按键、无线按键、控件区域框实例497

17.2.2静态文本框、滑动键、检录框实例499

17.2.3可编辑文本框、弹出框、列表框、按键实例501

17.2.4 M基础文件502

17.2.5编写界面程序507

17.2.6 GUI程序设计512

17.2.7回调子函数513

17.2.8设计实例514

17.3本章小结518

第18章 Simulink基础概述519

18.1 Simulink的基础操作520

18.1.1 Simulink概述520

18.1.2 Simulink安装步骤520

18.1.3 Simulink启动方式521

18.1.4模型窗口工具栏522

18.2 Simulink仿真系统步骤526

18.2.1启动添加Simulink模块库526

18.2.2建立模型设置模块属性527

18.2.3模块连接528

18.2.4运行系统输出结果528

18.3 Simulink的模块库528

18.3.1 Simulink的公共模块库529

18.3.2 Simulink的专业模块库536

18.4 Simulink模块的基本操作541

18.4.1 Simulink模型的工作原理541

18.4.2模块的选定复制542

18.4.3模块大小改变与旋转543

18.4.4模块颜色的改变与名的改变544

18.4.5模块参数设置546

18.4.6连线分支与连线改变547

18.4.7信号组合549

18.5模型注释549

18.6设置Simulink仿真系统界面550

18.6.1模块框图属性编辑550

18.6.2信号标签与标签传递552

18.7仿真运行过程554

18.7.1运行仿真554

18.7.2仿真参数设置554

18.7.3示波器的使用559

18.8本章小结560

第19章 Simulink建模与仿真561

19.1 Simulink连续系统建模562

19.1.1线性系统建模562

19.1.2非线性系统建模568

19.2子系统569

19.2.1通用子系统生成的常见方法569

19.2.2子系统的基本操作571

19.3子系统的封装技术572

19.3.1子系统封装的创建方法572

19.3.2设置封装编辑器的图标编辑对话框575

19.3.3设置封装编辑器的参数初始化对话框577

19.3.4设置封装编辑器的文档编辑对话框579

19.4条件执行子系统579

19.4.1条件执行子系统概述579

19.4.2条件执行子系统的建立580

19.5使能子系统581

19.5.1使能子系统的参数设置581

19.5.2使能子系统的应用实例582

19.6触发子系统584

19.6.1触发子系统的种类584

19.6.2触发子系统的应用实例584

19.7原子子系统587

19.7.1原子子系统介绍587

19.7.2原子子系统的创立588

19.8其他子系统589

19.9本章小结590

第20章 S函数和仿真系统建模591

20.1 S函数概述592

20.1.1 S函数基础概念592

20.1.2 S函数的使用步骤592

20.1.3 S函数相关概念594

20.2编写S文件595

20.2.1 S函数工作流程595

20.2.2 S函数模板的使用596

20.2.3 S函数程序代码597

20.3编写CMEXS函数607

20.3.1 MEX文件607

20.3.2 Simstruct数据结构607

20.3.3工作向量（Work Vector）608

20.3.4 C MEX S函数流程609

20.3.5 C MEX S函数模板609

20.3.6 S函数包装617

20.4本章小结618

第21章 文件I/O619

21.1低级文件I/O介绍620

21.2文件打开和关闭620

21.2.1打开文件620

21.2.2关闭文件622

21.3数据的读写623

21.3.1读取TXT文件623

21.3.2写入二进制文件633

21.4文件的定位和文件的状态635

21.5高级文件I/O介绍639

21.5.1 Mat文件操作639

21.5.2图像、声音、影片格式文件的操作643

21.6本章小结644

第22章 MATLAB编译器645

22.1编译器的概述646

22.1.1编译器的功能646

22.1.2编译器的局限性646

22.1.3脚本文件与函数文件的转换647

22.2编译器的安装和配置649

22.2.1安装MATLAB编译器649

22.2.2设置MATLAB编译器649

22.2.3安装MCR652

22.3 MATLAB编译器编译过程656

22.4 mcc编译命令657

22.4.1编译命令的格式和选项657

22.4.2处理脚本文件659

22.4.3用mcc命令编译M文件661

22.4.4编译文件的性能优化662

22.5创建独立外部应用程序663

22.5.1独立外部程序创建过程说明663

22.5.2编译M文件664

22.5.3编译包含绘图命令的M文件665

22.6本章小结666

第23章 应用程序接口667

23.1 C语言MEX文件668

23.1.1 MEX文件的结构670

23.1.2创建C语言的MEX文件672

23.2 MEX文件673

23.2.1创建C语言的MAT文件674

23.2.2创建FORTRAN语言的MAT文件676

23.3 MATLAB引擎技术678

23.3.1引擎技术概述679

23.3.2计算引擎应用程序工作流程679

23.3.3 VC调用MATLAB引擎680

23.4 Java语言接口684

23.4.1 MATLAB中的Java接口685

23.4.2 Java接口程序应用691

23.5本章小结696

第24章 MATLAB混合编程技术697

24.1 MATLAB混合编程概述698

24.2 COM生成器698

24.2.1创建nnToolKit的COM组件698

24.2.2安装nnToolKit组件701

24.2.3 VB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程702

24.2.4 CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程706

24.2.5 VC调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程708

24.3 Excel生成器714

24.3.1创建nnxToolKit的Excel插件714

24.3.2安装nnxToolKit组件715

24.3.3 nnxToolKit组件集成到VBA715

24.3.4创建图形用户界面718

24.3.5保存和测试插件723

24.3.6打包应用程序724

24.4本章小结724

第25章 MATLAB工具箱725

25.1 MATLAB工具箱概述726

25.1.1工具箱类型726

25.1.2 MATLAB常用工具箱介绍728

25.1.3 工具箱和工具箱函数的查询办法740

25.1.4工具箱的扩充745

25.1.5工具箱的添加746

25.2 MATLAB主工具箱748

25.3本章小结749

第26章 信号工具箱750

26.1信号、系统和信号处理的基本概念751

26.1.1信号751

26.1.2系统751

26.1.3信号处理751

26.2基本信号的表示及可视化751

26.2.1正弦波751

26.2.2方波752

26.2.3锯齿波和三角波753

26.2.4指数信号754

26.2.5阶跃信号755

26.2.6单位脉冲信号756

26.3连续信号的时域运算与时域变换757

26.3.1加（减）、乘运算757

26.3.2信号的翻褶、位移、尺度变换758

26.3.3卷积运算759

26.4线性系统的时域分析760

26.4.1脉冲响应761

26.4.2阶跃响应762

26.4.3对任意输入的响应763

26.5连续时间信号的频域分析764

26.6连续系统的复频域分析765

26.6.1系统函数定义765

26.6.2系统零、极点分布与系统稳定性关系766

26.7信号采样与重构767

26.7.1信号的采样767

26.7.2信号的重构768

26.8本章小结769

第27章 图像处理工具箱770

27.1图像处理工具箱概述771

27.1.1图像处理工具函数772

27.1.2 MATLAB可操作的图像文件776

27.1.3图像和图像数据777

27.1.4图像处理工具箱所支持的图像类型777

27.1.5图像文件的读写和查询778

27.1.6 MATLAB图像类型转换779

27.2图像处理782

27.2.1图像的灰度变换与直方图782

27.2.2图像的增强滤波785

27.2.3图像的空间变换787

27.2.4图像边缘检测与分割792