MATLAB從入門到精通

第1篇 MATLAB的基礎知識
第1章 MATLAB集成環(huán)境
1.1 MATLAB概述
1.2 MATLAB的安裝
1.3 MATLAB集成環(huán)境簡介
1.3.1 MATLAB的運行
1.3.2 MATLAB的界面
1.3.3 MATLAB的通用命令
1.3.4 MATLAB幫助系統(tǒng)
1.3.5 如何學習MATLAB
1.4 小結
第2章 MATLAB的數(shù)據(jù)類型
2.1 數(shù)值、變量和表達式
2.1.1 數(shù)值型
2.1.2 變量和表達式
2.2 邏輯型
2.2.1 邏輯型數(shù)據(jù)概述
2.2.2 返回邏輯結果的函數(shù)
2.2.3 運算符的優(yōu)先級
2.3 字符和字符串
2.3.1 函數(shù)
2.3.2 創(chuàng)建字符串函數(shù)
2.3.3 字符串比較函數(shù)
2.3.4 字符串查找與替換函數(shù)
2.3.5 類型轉換函數(shù)
2.4 函數(shù)句柄
2.4.1 函數(shù)句柄的創(chuàng)建
2.4.2 函數(shù)句柄的基本用法
2.5 構架數(shù)組
2.5.1 構架數(shù)組的創(chuàng)建
2.5.2 構架數(shù)組的尋訪
2.5.3 構架數(shù)組域的基本操作
2.5.4 構架數(shù)組的操作
2.6 元胞數(shù)組
2.6.1 元胞數(shù)組的創(chuàng)建
2.6.2 元胞數(shù)組的尋訪
2.6.3 元胞數(shù)組的基本操作
2.6.4 元胞數(shù)組操作函數(shù)
2.7 小結
第3章 數(shù)學運算
3.1 常用的數(shù)學函數(shù)
3.1.1 三角函數(shù)
3.1.2 雙曲線函數(shù)
3.1.3 復數(shù)函數(shù)
3.1.4 求和、乘積和差分
3.1.5 最大值和最小值
3.1.6 簡單統(tǒng)計命令
3.1.7 排序
3.2 關系和邏輯運算及多項式運算
3.2.1 關系操作符
3.2.2 邏輯操作符
3.2.3 關系與邏輯函數(shù)
3.2.4 多項式運算
3.3 小結
第4章 數(shù)組和矩陣
4.1 MATLAB中數(shù)組和矩陣的關系
4.2 一維數(shù)組的創(chuàng)建和尋訪
4.2.1 一維數(shù)組的創(chuàng)建
4.2.2 一維數(shù)組子數(shù)組的尋訪和賦值
4.3 二維數(shù)組的創(chuàng)建和尋訪
4.3.1 直接輸入法
4.3.2 利用M文件創(chuàng)建和保存數(shù)組
4.3.3 二維數(shù)組子數(shù)組的尋訪和賦值
4.4 執(zhí)行數(shù)組運算的常用函數(shù)
4.4.1 隨機構建數(shù)組函數(shù)rand()
4.4.2 獲取數(shù)組長度函數(shù)size()
4.4.3 獲取數(shù)組元素總數(shù)函數(shù)numel()
4.4.4 獲取數(shù)組指定維度的長度的函數(shù)length()
4.4.5 獲取數(shù)組平均值函數(shù)mean()
4.4.6 reshape()函數(shù)
4.5 創(chuàng)建新矩陣
4.5.1 建立新矩陣
4.5.2 向量和子矩陣的生成
4.5.3 MATLAB中的特殊矩陣
4.5.4 構建高維數(shù)組
4.5.5 高維數(shù)組的操作
4.5.6 “非數(shù)”和“空”矩陣
4.6 矩陣運算
4.6.1 加法和減法
4.6.2 乘法
4.6.3 除法
4.6.4 轉置和共軛
4.6.5 元素操作函數(shù)
4.6.6 矩陣的乘方與函數(shù)
4.7 小結
第5章 數(shù)值計算
5.1 數(shù)值計算概述
5.2 函數(shù)極值點
5.2.1 一元函數(shù)的極小值點
5.2.2 多元函數(shù)的極小值點
5.3 函數(shù)積分
5.3.1 一元函數(shù)的數(shù)值積分
5.3.2 多重數(shù)值積分
5.4 函數(shù)微分
5.5 常微分方程
5.5.1 常微分方程介紹
5.5.2 常微分方程求解
5.5.3 常微分方程的邊界問題
5.6 曲線擬合
5.7 函數(shù)插值
5.7.1 一維插值
5.7.2 二維插值
5.8 多項式及其操作
5.8.1 多項式的表達和創(chuàng)建
5.8.2 多項式的根
5.8.3 導數(shù)
5.8.4 估值
5.8.5 有理多項式
5.9 小結
第6章 符號計算
6.1 符號常量和符號變量
6.1.1 定義符號常量
6.1.2 定義符號變量
6.1.3 默認符號變量
6.2 符號表達式
6.3 符號表達式運算
6.3.1 提取分子和分母
6.3.2 標準代數(shù)運算
6.3.3 高級運算
6.3.4 變換函數(shù)
6.3.5 變量替換
6.3.6 符號微分和積分
6.3.7 符號積分變換
6.4 符號表達式簡化和格式化
6.5 方程求解
6.5.1 求解代數(shù)方程組
6.5.2 單個微分方程
6.5.3 微分方程組
6.6 線性代數(shù)和矩陣
6.6.1 符號矩陣的創(chuàng)建
6.6.2 符號矩陣相關函數(shù)
6.6.3 線性代數(shù)運算
6.7 符號工具箱函數(shù)
6.8 小結
第7章 MATLAB繪圖基礎
7.1 二維圖形繪制
7.1.1 plot()函數(shù)
7.1.2 線型、標記和顏色
7.1.3 多個圖形疊繪及多個圖形窗口
7.1.4 子圖繪制
7.1.5 交互式繪圖和屏幕刷新
7.1.6 使用plotyy()函數(shù)繪制雙坐標軸
7.1.7 Easy繪圖命令
7.2 三維圖形繪制
7.2.1 曲線圖繪制
7.2.2 網(wǎng)格圖繪制
7.2.3 曲面圖的繪制
7.2.4 繪制等值線圖
7.3 特殊圖形繪制
7.3.1 區(qū)域圖繪制
7.3.2 餅圖繪制
7.3.3 直方圖和梯形圖
7.3.4 矢量分布圖繪制
7.3.5 誤差線圖形繪制
7.3.6 離散數(shù)據(jù)圖繪制
7.3.7 偽色彩圖繪制
7.3.8 極坐標圖形繪制
7.4 圖形處理
7.4.1 圖形標注
7.4.2 坐標軸的控制
7.4.3 圖形的打印和輸出
7.5 圖形窗口
7.5.1 圖形窗口的創(chuàng)建與控制
7.5.2 圖形窗口的菜單操作
7.5.3 圖形窗口的工具欄
7.6 小結
第8章 MATLAB程序設計基礎
8.1 程序結構
8.1.1 順序結構
8.1.2 選擇結構
8.1.3 循環(huán)結構
8.2 控制命令
8.2.1 continue命令
8.2.2 break命令
8.2.3 return命令
8.2.4 keyboard命令
8.2.5 error()函數(shù)和warning()函數(shù)
8.3 程序的調(diào)試
8.3.1 直接調(diào)試法
8.3.2 工具調(diào)試法
8.3.3 程序調(diào)試的常見錯誤
8.4 小結
第9章 M文件處理和輸入輸出操作
9.1 M文件的編寫
9.1.1 M文件簡介
9.1.2 M文件的兩種形式
9.1.3 全局變量和局部變量
9.1.4 子函數(shù)
9.1.5 文件操作與基本的輸入輸出
9.2 工作空間數(shù)據(jù)的讀取
9.2.1 局部工作空間
9.2.2 基本工作空間
9.3 小結
第10章 圖形用戶界面GUI的設計制作
10.1 創(chuàng)建圖形界面GUI的目的
10.2 GUI對象層次結構
10.2.1 創(chuàng)建圖形窗口
10.2.2 其他相關操作函數(shù)
10.3 菜單的設計制作
10.3.1 菜單的布置
10.3.2 建立菜單和子菜單
10.3.3 菜單屬性
10.3.4 菜單快捷鍵
10.3.5 菜單的外觀與顏色控制
10.3.6 綜合實例
10.4 控制框的設計和布局
10.4.1 建立不同類型的控制框
10.4.2 控制框?qū)傩?
10.4.3 控制框布置的考慮
10.5 圖形界面創(chuàng)建工具GUIDE
10.5.1 使用GUIDE工具
10.5.2 使用GUIDE進行GUI的設計
10.6 小結
第11章 Simulink仿真集成環(huán)境
11.1 Simulink概述
11.2 Simulink模型操作
11.2.1 Simulink模型原理
11.2.2 模塊的操作
11.2.3 信號線的操作
11.3 Simulink模塊庫簡介
11.3.1 Source庫中的信號源
11.3.2 Sinks庫中的信號源
11.3.3 其他常用模塊
11.4 Simulink子系統(tǒng)的定義和應用
11.4.1 子系統(tǒng)的創(chuàng)建
11.4.2 封裝子系統(tǒng)
11.4.3 條件執(zhí)行子系統(tǒng)
11.5 Simulink仿真系統(tǒng)的環(huán)境設置
11.5.1 解算器的設置
11.5.2 仿真數(shù)據(jù)的輸入與輸出設置
11.6 Simulink S-()函數(shù)的應用
11.6.1 S-()函數(shù)的作用和原理
11.6.2 用M文件創(chuàng)建S-()函數(shù)
11.7 Simulink動態(tài)系統(tǒng)仿真
11.7.1 使用積分器求解微分方程
11.7.2 使用傳遞函數(shù)進行仿真
11.7.3 使用狀態(tài)空間方法進行系統(tǒng)仿真
11.8 小結
第2篇 MATLAB的應用
第12章 MATLAB工具箱概述
12.1 MATLAB工具箱分類
12.1.1 功能型工具箱
12.1.2 領域型工具箱
12.2 MATLAB工具箱操作
12.2.1 工具箱的加載
12.2.2 工具箱的卸載
12.3 MATLAB工具箱編寫技巧
12.4 小結
第13章 機械系統(tǒng)設計分析
13.1 MATLAB在機械系統(tǒng)設計分析中的作用
13.2 連桿機構的運動設計
13.2.1 給定極限位置和最小傳動角的設計
13.2.2 給定連架桿對應位置的設計
13.2.3 優(yōu)化設計
13.3 齒輪傳動零件的設計分析
13.3.1 齒輪傳動設計計算方法
13.3.2 M文件的編寫和處理流程
13.3.3 運算結果分析
13.4 軸系設計計算
13.4.1 齒輪傳動設計
13.4.2 轉軸的設計計算
13.4.3 軸承的壽命計算
13.4.4 M文件的編寫和運算結果分析
13.5 小結
第14章 最優(yōu)化設計
14.1 MATLAB優(yōu)化工具箱
14.1.1 工具箱概述及功能
14.1.2 工具箱結構
14.1.3 工具箱函數(shù)
14.2 無約束極值問題
14.2.1 進退法
14.2.2 牛頓法
14.2.3 拋物線法
14.2.4 三次插值法
14.3 約束優(yōu)化問題
14.3.1 罰函數(shù)法
14.3.2 坐標輪換法
14.3.3 復合形法
14.3.4 MATLAB工具箱應用實例
14.4 模擬退火算法
14.4.1 模擬退火算法簡介
14.4.2 模擬退火算法應用實例
14.5 遺傳算法
14.5.1 遺傳算法概述
14.5.2 基本遺傳算法
14.5.3 適值函數(shù)標定的遺傳算法
14.5.4 遺傳算法應用實例
14.6 粒子群優(yōu)化算法
14.6.1 粒子群算法概述
14.6.2 基本粒子群算法
14.6.3 帶壓縮因子的粒子群算法
14.6.4 粒子群算法應用實例
14.7 小結
第15章 控制系統(tǒng)設計
15.1 系統(tǒng)時間響應及其仿真
15.1.1 系統(tǒng)時間響應基本概念
15.1.2 仿真算法
15.1.3 系統(tǒng)仿真的MATLAB函數(shù)
15.2 系統(tǒng)頻率響應及其仿真
15.2.1 頻率特性和響應的基本概念
15.2.2 頻率響應的MATLAB函數(shù)
15.2.3 系統(tǒng)分析圖形用戶界面
15.3 控制系統(tǒng)的綜合與校正
15.3.1 系統(tǒng)性能指標的計算
15.3.2 系統(tǒng)綜合與校正的概念
15.3.3 系統(tǒng)綜合與校正實例
15.4 小結
第16章 信號處理
16.1 數(shù)字信號處理基本理論
16.1.1 信號的生成
16.1.2 離散信號與系統(tǒng)
16.1.3 Z變換
16.1.4 離散傅立葉變換
16.1.5 數(shù)字濾波器結構
16.2 信號處理工具箱函數(shù)
16.2.1 波形產(chǎn)生
16.2.2 濾波器分析和實現(xiàn)與線性系統(tǒng)變換
16.2.3 變換
16.3 信號處理系統(tǒng)分析與設計
16.3.1 Z變換的MATLAB實現(xiàn)
16.3.2 IIR濾波器的MATLAB實現(xiàn)
16.3.3 FIR濾波器的MATLAB實現(xiàn)
16.4 小結
第17章 神經(jīng)網(wǎng)絡應用
17.1 神經(jīng)網(wǎng)絡概述
17.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)展和應用
17.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡模型
17.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱概述
17.2 感知器
17.2.1 感知器神經(jīng)網(wǎng)絡模型結構
17.2.2 感知器神經(jīng)網(wǎng)絡的構建
17.2.3 感知器網(wǎng)絡設計實例
17.3 線性神經(jīng)網(wǎng)絡
17.3.1 線性神經(jīng)網(wǎng)絡模型結構
17.3.2 線性神經(jīng)網(wǎng)絡的構建
17.3.3 線性神經(jīng)網(wǎng)絡應用實例分析
17.4 BP網(wǎng)絡
17.4.1 BP網(wǎng)絡模型結構
17.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡的構建
17.4.3 BP網(wǎng)絡應用實例分析
17.5 反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡
17.5.1 Hopfield網(wǎng)絡
17.5.2 Elman神經(jīng)網(wǎng)絡
17.5.3 反饋網(wǎng)絡應用實例分析
17.6 應用實例
17.7 小結
第18章 MATLAB圖像處理
18.1 圖像處理工具箱概述
18.1.1 常用圖像格式
18.1.2 MATLAB .10圖像類型和轉換
18.1.3 圖像處理和分析系統(tǒng)
18.2 圖像文件的操作
18.2.1 圖像文件顯示
18.2.2 圖像文件讀寫
18.2.3 圖像格式轉換
18.3 MATLAB圖像增強
18.3.1 對比度增強
18.3.2 直方圖均衡化
18.3.3 空域濾波增強
18.3.4 頻域增強
18.4 小結
第3篇 MATLAB案例
第19章 曲柄滑塊機構的計算機仿真
19.1 運動學仿真和動力學仿真
19.1.1 運動學仿真
19.1.2 動力學仿真
19.2 曲柄滑塊機構運動方程的建立
19.2.1 曲柄滑塊機構的基本概念
19.2.2 曲柄滑塊機構的閉環(huán)矢量方程的建立
19.3 曲柄滑塊機構運動過程仿真 3
19.3.1 通過運動學仿真求解速度 3
19.3.2 通過運動學仿真求解加速度
19.3.3 結果分析
19.4 小結
參考文獻