MATLAB大学教程(第2版)

第1章 MATLAB概述及系统环境 1
1．1 MATLAB概述 1
1．1．1 MATLAB的优点 1
1．1．2 MATLAB桌面环境及入门 2
1．2 MATLAB集成环境 4
1．2．1 MATLAB运行环境 4
1．2．2 MATLAB的安装 9
1．3 初识MATLAB实例 13
1．4 MATLAB常用命令及学习技巧 14
1．5 MATLAB帮助系统 15
1．5．1 命令窗口帮助系统 15
1．5．2 帮助浏览窗口 17
习题1 18
第2章　MATLAB矩阵及其运算 19
2．1　MATLAB的特殊常量 19
2．2　MATLAB变量 19
2．2．1　变量的命名规则 20
2．2．2　变量的定义与赋值 20
2．2．3　变量的显示 21
2．2．4　变量的存取 22
2．2．5　变量的清除 24
2．3　MATLAB数组与矩阵 25
2．3．1　一维数组 25
2．3．2　二维数组（矩阵） 28
2．3．3　字符数组 31
2．3．4　结构数组 34
2．3．5　元胞数组 36
2．3．6　“非数”与“空”数组 39
2．4　矩阵的运算和操作 41
2．4．1　矩阵的算术运算 41
2．4．2　矩阵的关系运算 44
2．4．3　矩阵的逻辑运算 45
2．4．4　矩阵元素的取整、取模和取余 45
2．4．5　矩阵的综合操作 47
2．5　MATLAB矩阵分析与处理 49
2．5．1　矩阵的行列式 49
2．5．2　矩阵的秩与迹 50
2．5．3　矩阵的逆与伪逆 51
2．5．4　线性方程组的求解 52
2．5．5　特征值分析 53
2．5．6　矩阵的范数和条件数 53
习题2 55
实验2　矩阵及运算 56
第3章 MATLAB数据可视化 57
3．1 二维数据可视化 57
3．1．1 基本二维曲线绘制 58
3．1．2 绘图辅助操作 60
3．1．3 多图叠绘、双纵坐标、多子图 65
3．1．4 特殊二维图形绘制 68
3．2 三维数据可视化 71
3．2．1 三维曲线绘制 72
3．2．2 三维网格绘制 73
3．2．3 三维曲面绘制 75
3．2．4 准四维图形绘制 76
3．2．5 其他特殊的三维图形 78
3．3 可视化图形修饰 80
3．3．1 图形视角处理 80
3．3．2 图形色彩处理 83
3．3．3 图形光照处理 87
3．3．4 图形裁剪与空间变换 90
3．4 句柄绘图 92
3．4．1 句柄图形体系 92
3．4．2　图形对象句柄的获取 93
3．4．3 对象属性的获取和设置 94
3．4．4 控制图形输出 96
习题3 98
实验3 数据可视化 99
第4章　MATLAB程序设计 100
4．1 M文件 100
4．1．1 M文件的创建、打开和运行 100
4．1．2 M脚本文件 102
4．1．3 M函数文件 102
4．2 MATLAB的结构化程序设计 103
4．2．1 顺序结构 103
4．2．2 条件控制结构 104
4．2．3 循环控制结构 107
4．2．4 其他常用语句 110
4．3 函数 113
4．3．1 函数的创建 113
4．3．2 函数的调用与可调性 116
4．3．3 局部变量与全局变量 118
4．3．4 函数句柄 119
4．4 MATLAB程序的调试 119
4．4．1 程序调试的基本概念 119
4．4．2 M编辑器的程序调试 120
4．4．3 程序的性能优化 121
习题4 121
实验4　程序设计 122
第5章 MATLAB数值计算 123
5．1 线性方程组求解 123
5．1．1 直接求解法 123
5．1．2 迭代法 128
5．2 非线性方程求解 135
5．2．1　非线性方程数值求解的基本原理 135
5．2．2 非线性方程求根的MATLAB命令 136
5．2．3 非线性方程数值解法及MATLAB实现 139
5．3 MATLAB数据插值与拟合 143
5．3．1 一维插值 143
5．3．2 二维插值 145
5．3．3 曲线拟合 146
5．4 数值微积分 148
5．4．1 数值微分计算 148
5．4．2 数值积分计算 150
习题5 155
实验5 数值计算 155
第6章 MATLAB符号运算 157
6．1 符号对象的创建 157
6．1．1 符号常量和符号变量 157
6．1．2 符号表达式与符号函数 158
6．1．3 符号矩阵 159
6．2　符号对象的运算 160
6．2．1　符号表达式的基本运算 160
6．2．2 符号矩阵的基本运算 161
6．2．3 其他符号运算 162
6．3 符号函数的微积分应用 165
6．3．1 符号函数的极限与连续性 165
6．3．2 符号函数的微分 167
6．3．3 符号函数的积分 168
6．4 符号级数应用 169
6．4．1 级数求和 169
6．4．2 泰勒级数 170
6．4．3 函数的傅里叶级数展开式 170
6．5 符号积分变换 172
6．5．1 傅里叶变换及其逆变换 172
6．5．2 拉普拉斯变换及其逆变换 172
6．5．3 Z变换及其逆变换 173
6．6 符号方程求解 174
6．6．1 符号代数方程 174
6．6．2 符号常微分方程 175
习题6 177
实验6 符号运算 177
第7章 MATLAB GUI设计 178
7．1 GUI基本介绍 178
7．1．1　GUI简介 178
7．1．2 入门示例 179
7．1．3 控件创建 180
7．2　GUI创建 182
7．2．1　菜单设计 182
7．2．2 对话框设计 184
7．2．3 文件管理框 185
7．3 GUI的M文件 187
7．4 GUI实例 187
7．4．1 MATLAB GUI设计步骤 187
7．4．2 设计实例 188
习题7 192
实验7 GUI设计 192
第8章 MATLAB Simulink仿真 193
8．1 Simulink的基本操作 193
8．1．1 Simulink的启动 193
8．1．2 Simulink模型窗口的建立 193
8．2 Simulink模块库与系统仿真 194
8．2．1 Simulink模块库 195
8．2．2 Simulink环境下的仿真运行 197
8．3 Simulink子系统与模块封装 200
8．3．1 Simulink子系统的建立 201
8．3．2 子系统的条件执行 203
8．3．3 Simulink子系统的封装 206
8．4 Simulink仿真实例 209
习题8 212
实验8 Simulink建模与仿真 213
第9章 MATLAB在电路仿真中的应用 215
9．1　MATLAB电路辅助设计与优化 215
9．2　电阻电路 215
9．2．1 电路描述 215
9．2．2 程序结果验证描述 216
9．2．3 Simulink建模 216
9．2．4 线性电阻电路方程的建立 218
9．2．5 电路方程的求解 219
9．2．6 MATLAB程序结构设计 220
9．2．7　测试 221
9．3 动态电路的时域分析 224
9．3．1 一阶零输入响应 225
9．3．2 二阶零输入响应 227
9．3．3 单位阶跃响应 229
9．4 动态电路的频率响应 230
9．4．1 一阶低通电路的频率响应 230
9．4．2 二阶低通响应 231
9．4．3 频率响应：二阶带通电路 232
9．4．4 复杂谐振电路的计算 233
9．5 MATLAB电路仿真实例 234
9．5．1 仿真实例1：电路电阻分析 234
9．5．2 仿真实例2：用MATLAB的M文件设计巴特沃斯滤波器 236
9．5．3 仿真实例3：信号分解 237
9．5．4 仿真实例4：信号的合成 239
习题9 240
实验9 MATLAB在电路仿真中的应用 240
第10章　MATLAB在数字信号处理中的应用 241
10．1 信号的MATLAB表示与描述 241
10．1．1 离散信号的MATLAB表示 241
10．1．2 信号序列的产生 243
10．2 MATLAB数字信号处理基础 247
10．2．1 信号的基本运算 247
10．2．2 信号的卷积运算 249
10．2．3 信号的相关运算 250
10．3 信号的频域分析 252
10．3．1 傅里叶级数分析 252
10．3．2 离散傅里叶变换 252
10．3．3 快速傅里叶变换 254
10．3．4 信号窗函数 257
10．4 其他数字信号分析方法 259
10．4．1 离散余弦变换 259
10．4．2 希尔伯特变换 261
10．4．3 倒谱分析 262
10．5 数字滤波器设计 264
10．5．1 数字滤波器的基本原理与分类 264
10．5．2 IIR滤波器设计及MALTAB实现 265
10．5．3 FIR滤波器设计及MATLAB实现 270
习题10 274
实验10 MATLAB在数字信号处理中的应用 275
第11章 MATLAB在数字图像处理中的应用 276
11．1 图像基本操作 276
11．1．1 图像的读取和显示 276
11．1．2 图像的基本运算 277
11．1．3 图像数据的保存 279
11．2 图像灰度变换 279
11．2．1 常用灰度变换函数 279
11．2．2 线性灰度变换和非线性灰度变换 281
11．2．3 直方图均衡化 281
11．3 滤波处理 283
11．3．1 空间滤波 283
11．3．2 频域滤波 286
11．4 形态学处理 287
11．4．1 膨胀与腐蚀 288
11．4．2 开运算与闭运算 290
11．5 图像分割 292
11．5．1 边缘检测 292
11．5．2 阈值处理 293
11．5．3 区域生长 295
习题11 299
实验11 数字图像处理 299
第12章 MATLAB在电磁场与电磁波中的应用 300
12．1 矢量分析 300
12．1．1 矢量基本运算 300
12．1．2 梯度、散度和旋度的计算 303
12．1．3 场的可视化 304
12．2 电磁场的计算与仿真 305
12．2．1 静电场的计算与仿真 305
12．2．2 恒定磁场的计算与仿真 308
12．3 电磁波的计算与仿真 312
12．3．1 电磁波的合成计算与仿真 312
12．3．2 电磁波驻波的模拟 313
12．3．3 光的多缝衍射模拟 314
12．3．4 电磁波的极化模拟 316
12．3．5 电磁波传播的模拟 318
习题12 322
实验12　矢量计算与电磁仿真 322
参考文献 324