MATLAB程序設(shè)計(jì)與典型應(yīng)用

第1章 MATLAB簡(jiǎn)介 1
1.1 MATLAB概述 1
1.2 MATLAB環(huán)境 1
1.2.1 MATLAB安裝 1
1.2.2 MATLAB啟動(dòng)與退出 4
1.3 MATLAB的開(kāi)發(fā)環(huán)境 5
1.3.1 工作界面 5
1.3.2 命令窗口 6
1.3.3 當(dāng)前目錄瀏覽器窗口 8
1.3.4 工作空間瀏覽器窗口 9
1.3.5 歷史命令窗口 10
1.3.6 數(shù)組編輯器窗口 11
1.4 MATLAB幫助系統(tǒng) 11
1.4.1 幫助命令 11
1.4.2 幫助窗口 12
1.4.3 演示系統(tǒng) 13
第2章 MATLAB數(shù)值計(jì)算及應(yīng)用 15
2.1 MATLAB的數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ) 15
2.1.1 數(shù)據(jù)類型 15
2.1.2 常量和變量 18
2.1.3 數(shù)值計(jì)算應(yīng)用的示例 19
2.2 MATLAB的數(shù)組、矩陣運(yùn)算 20
2.2.1 數(shù)組與矩陣的概念 20
2.2.2 數(shù)組或矩陣元素的標(biāo)識(shí) 21
2.2.3 數(shù)組與矩陣的輸入 23
2.2.4 數(shù)組與矩陣的算術(shù)運(yùn)算 25
2.2.5 向量及其運(yùn)算 32
2.2.6 矩陣的特殊運(yùn)算 35
2.2.7 數(shù)組的運(yùn)算 44
2.2.8 字符串 47
2.3 MATLAB多項(xiàng)式及其運(yùn)算 47
2.3.1 多項(xiàng)式求值 48
2.3.2 多項(xiàng)式求根 48
2.3.3 部分分式展開(kāi) 49
2.3.4 多項(xiàng)式乘除 50
2.3.5 多項(xiàng)式的微積分 50
2.4 插值與擬合 51
2.4.1 一維插值問(wèn)題 51
2.4.2 二維插值問(wèn)題 52
2.4.3 曲線擬合 56
2.5 線性方程組求解 58
2.5.1 方程組解法 58
2.5.2 求線性方程組的通解 65
2.6 非線性方程與最優(yōu)化問(wèn)題 67
2.6.1 非線性方程數(shù)值求解 67
2.6.2 無(wú)約束最優(yōu)化問(wèn)題求解 69
2.6.3 有約束最優(yōu)化問(wèn)題求解 71
第3章 符號(hào)運(yùn)算及應(yīng)用 73
3.1 MATLAB符號(hào)運(yùn)算基礎(chǔ) 73
3.1.1 符號(hào)表達(dá)式 73
3.1.2 符號(hào)表達(dá)式的操作及代數(shù)運(yùn)算 75
3.2 MATLAB符號(hào)微積分運(yùn)算 82
3.2.1 符號(hào)極限運(yùn)算 82
3.2.2 符號(hào)函數(shù)微分運(yùn)算 82
3.2.3 符號(hào)函數(shù)積分運(yùn)算 83
3.2.4 符號(hào)求和函數(shù)與級(jí)數(shù)展開(kāi)函數(shù) 84
3.3 復(fù)變函數(shù)運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn) 86
3.3.1 復(fù)數(shù)的概念 86
3.3.2 復(fù)變量的函數(shù) 86
3.3.3 復(fù)數(shù)的生成及其矩陣創(chuàng)建 87
3.3.4 復(fù)數(shù)的幾何意義 88
3.3.5 MATLAB在復(fù)數(shù)代數(shù)運(yùn)算中的實(shí)現(xiàn) 90
第4章 MATLAB程序設(shè)計(jì)技術(shù) 93
4.1 MATLAB的控制語(yǔ)句 93
4.1.1 條件控制 93
4.1.2 循環(huán)控制 96
4.1.3 錯(cuò)誤控制 98
4.2 M文件編程 99
4.2.1 M文件的分類介紹 99
4.2.2 函數(shù)調(diào)用和變量傳遞 101
4.2.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出 107
4.2.4 示例分析 111
4.3 函數(shù)類型 118
4.3.1 主函數(shù) 118
4.3.2 子函數(shù) 119
4.3.3 私有函數(shù) 119
4.3.4 嵌套函數(shù) 120
4.3.5 重載函數(shù) 124
4.4 調(diào)試程序 124
4.4.1 調(diào)試程序介紹 124
4.4.2 MATLAB調(diào)試菜單 125
4.4.3 調(diào)試命令 126
第5章 MATLAB繪圖功能 129
5.1 二維圖形繪制 129
5.1.1 繪制二維曲線的常用函數(shù) 129
5.1.2 繪制圖形的輔助操作 132
5.1.3 繪制二維圖形的其他函數(shù) 137
5.2 三維圖形繪制 141
5.2.1 繪制三維曲線的常用函數(shù) 141
5.2.2 三維曲面圖繪制 142
5.2.3 其他三維圖形繪制 146
5.2.4 透明度作圖 147
5.2.5 立體可視化 148
5.3 圖形顏色映像的應(yīng)用 151
5.4 光照和材質(zhì)處理 153
5.4.1 光照處理 153
5.4.2 材質(zhì)處理 154
5.5 圖像顯示技術(shù) 156
5.5.1 圖像簡(jiǎn)介 156
5.5.2 圖像的讀取 157
5.5.3 圖像的顯示 159
5.6 動(dòng)畫制作技術(shù) 159
第6章 MATLAB在模糊控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 161
6.1 模糊系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 161
6.1.1 模糊集簡(jiǎn)介 161
6.1.2 模糊推理系統(tǒng)與MATLAB應(yīng)用 166
6.1.3 模糊推理系統(tǒng)的MATLAB模糊工具箱的圖形界面實(shí)現(xiàn)法 166
6.2 MATLAB模糊邏輯工具箱命令函數(shù)及示例 173
6.3 MATLAB模糊邏輯工具箱命令函數(shù)應(yīng)用示例 193
第7章 MATLAB在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 197
7.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)介紹 197
7.2 感知器 197
7.2.1 感知器原理 198
7.2.2 感知器相關(guān)函數(shù) 199
7.2.3 感知器的MATLAB實(shí)現(xiàn) 202
7.3 線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 203
7.3.1 線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理 204
7.3.2 線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)函數(shù) 204
7.3.3 線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 206
7.4 BP網(wǎng)絡(luò) 207
7.4.1 BP網(wǎng)絡(luò)原理 207
7.4.2 BP網(wǎng)絡(luò)相關(guān)函數(shù) 208
7.4.3 BP網(wǎng)絡(luò)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 217
7.5 徑向基網(wǎng)絡(luò) 218
7.5.1 徑向基網(wǎng)絡(luò)原理 218
7.5.2 徑向基網(wǎng)絡(luò)相關(guān)函數(shù) 219
7.5.3 徑向基網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用示例 222
7.6　回歸網(wǎng)絡(luò) 223
7.6.1 回歸網(wǎng)絡(luò)相關(guān)函數(shù) 223
7.6.2 回歸網(wǎng)絡(luò)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 224
第8章 MATLAB在自動(dòng)控制中的應(yīng)用 227
8.1 控制系統(tǒng)模型 227
8.1.1 控制系統(tǒng)的描述與LTI對(duì)象 227
8.1.2 典型系統(tǒng)的生成 228
8.1.3 連續(xù)系統(tǒng)與采樣系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換 230
8.2 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析 231
8.2.1 時(shí)域分析的一般方法 231
8.2.2 常用時(shí)域分析函數(shù) 234
8.2.3 時(shí)域分析應(yīng)用示例 237
8.3 根軌跡分析 238
8.3.1 模條件和角條件 239
8.3.2 繪制根軌跡的規(guī)則 239
8.3.3 根軌跡的應(yīng)用示例 240
8.4 控制系統(tǒng)的頻域分析 243
8.4.1 幅相頻率特性 243
8.4.2 對(duì)數(shù)頻率特性 245
8.4.3 對(duì)數(shù)幅相特性 248
8.5 系統(tǒng)校正 248
8.5.1 串聯(lián)超前校正 248
8.5.2 串聯(lián)滯后校正 251
8.5.3 串聯(lián)滯后-超前校正 252
8.6 極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)方法 255
8.6.1 Gura-Bass算法 255
8.6.2 Ackermann配置算法 256

第9章 MATLAB在數(shù)字信號(hào)中的應(yīng)用 259
9.1 數(shù)字信號(hào)知識(shí) 259
9.1.1 信號(hào)產(chǎn)生 259
9.1.2 信號(hào)的運(yùn)算 265
9.1.3 信號(hào)的抽取與插值 267
9.2 離散時(shí)間傅里葉變換 269
9.2.1 離散時(shí)間傅里葉變換定義及計(jì)算 269
9.2.2 離散時(shí)間傅里葉變換的特性 271
9.3 數(shù)字濾波器的分析與實(shí)現(xiàn) 273
9.3.1 數(shù)字濾波器知識(shí) 273
9.3.2 數(shù)字濾波器的分析與實(shí)現(xiàn) 274
9.4 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)法 278
9.4.1 沖激響應(yīng)不變法 278
9.4.2 雙線性變換法 279
9.4.3 IIR數(shù)字濾波器的頻率變換設(shè)計(jì)法 279
9.5 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)法 283
9.5.1 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法 283
9.5.2 頻率抽樣法 286
9.5.3 MATLAB的其他相關(guān)函數(shù) 289
9.6 MATLAB實(shí)現(xiàn)功率譜估計(jì) 292
第10章 MATLAB外部程序接口應(yīng)用 295
10.1 MATLAB數(shù)據(jù)接口 295
10.1.1 通用文件I/O操作 295
10.1.2 低級(jí)文件I/O操作 296
10.1.3 MAT文件及其應(yīng)用 300
10.2 MATLAB編譯器的配置 304
10.2.1 MATLAB編譯器的配置 304
10.2.2 編譯指令 305
10.3 MATLAB引擎 306
10.3.1 MATLAB DDE服務(wù)器與引擎庫(kù) 306
10.3.2 C語(yǔ)言MATLAB引擎 307
10.3.3 Fortran語(yǔ)言MATLAB引擎 310
10.4 Visual C++與MATLAB接口 311
10.4.1 Visual C++調(diào)用MATLAB引擎 312
10.4.2 Visual C++使用數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù) 312
10.4.3 Visual C++創(chuàng)建MAT文件 314
10.4.4 應(yīng)用COM實(shí)現(xiàn)Visual C++與MATLAB的接口 316
第11章 MATLAB在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 323
11.1 MATLAB在電路中的應(yīng)用 323
11.1.1 概述 323
11.1.2 MATLAB在電路中的應(yīng)用示例 323
11.2 MATLAB在圖像處理中的應(yīng)用 326
11.2.1 圖像變換 327
11.2.2 MATLAB實(shí)現(xiàn)圖像的邊緣檢測(cè) 328
11.2.3 MATLAB在遙感中實(shí)現(xiàn)圖像直方圖的匹配 330
11.3 MATLAB在力學(xué)及工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 333
11.3.1 概述 333
11.3.2 MATLAB在力學(xué)及工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用示例 333
11.4 MATLAB在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 338
11.4.1 概述 338
11.4.2 MATLAB在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用示例 339
參考文獻(xiàn) 342
序言/前言