MATLAB 7.x基础教程

第1章 MATLAB概述 1

1.1 MATLAB R2007a简介 2

1.1.1 MATLAB的新版本特性 2

1.1.2 MATLAB的新产品概况 4

1.2 桌面工具与开发环境 5

1.2.1 主菜单 6

1.2.2 工具栏 6

1.2.3 当前路径 6

1.2.4 工作区间 7

1.2.5 命令窗 7

1.2.6 历史命令记录 7

1.2.7 Strat菜单 7

1.3 编辑／调试器 7

1.3.1 M文件的创建 8

1.3.2 M文件的运行和调试 9

1.3.3 M文件的结果发布 9

1.4 帮助系统 11

1.4.1 命令窗查询帮助 11

1.4.2 帮助浏览器 11

第2章 矩阵与数组 13

2.1 创建矩阵 13

2.1.1 创建矩阵和数值序列 13

2.1.2 创建特殊矩阵 14

2.1.3 合并矩阵 16

2.2 索引 20

2.2.1 线性索引 20

2.2.2 访问单个元素 21

2.2.3 访问多个元素 21

2.3 获取矩阵信息 22

2.3.1 矩阵的阶数与维数 22

2.3.2 矩阵元素的数据类型 24

2.3.3 矩阵的数据结构 24

2.4 基本操作和运算 25

2.4.1 矩阵的扩大和缩小 25

2.4.2 改变矩阵的形状 26

2.4.3 矩阵的算术运算 28

2.4.4 矩阵的关系运算和逻辑运算 29

2.5 空矩阵、标量和向量 30

2.5.1 空矩阵 30

2.5.2 标量 31

2.5.3 向量 31

2.6 多维数组 31

2.6.1 多维数组的创建 32

2.6.2 多维数组的索引 33

2.6.3 改变多维数组的形状 34

2.6.4 多维数组的运算 35

第3章 数据类型 37

3.1 数值类型 37

3.1.1 整数 37

3.1.2 浮点数 39

3.1.3 复数 41

3.1.4 无穷与非数 42

3.1.5 判断数据类型 43

3.1.6 数据显示形式 43

3.2 逻辑类型 44

3.2.1 创建逻辑数组 44

3.2.2 逻辑数组的用途 45

3.2.3 判断逻辑类型 45

3.3 字符串 45

3.3.1 创建字符数组 46

3.3.2 字符串单元数组 46

3.3.3 字符串的操作 47

3.3.4 字符串类型与数值类型之间的转化 50

3.4 日期与时间 50

3.4.1 日期的表现形式 50

3.4.2 日期表现形式之间的转化 51

3.4.3 当前日期与时间 51

3.5 结构 52

3.5.1 创建结构数组 52

3.5.2 结构数组的操作 53

3.6 单元数组 54

3.6.1 创建单元数组 54

3.6.2 单元数组的操作 55

3.7 函数句柄 56

3.7.1 创建和调用函数句柄 56

3.7.2 利用句柄调用函数 57

3.8 MATLAB类 57

3.9 Java类 57

第4章 数学运算基础 58

4.1 矩阵与线性代数 58

4.1.1 矩阵分析 58

4.1.2 求解线性方程组 63

4.1.3 逆矩阵与伪逆矩阵 66

4.1.4 矩阵的分解 66

4.1.5 矩阵的非线性运算 68

4.1.6 特征值与特征向量 70

4.1.7 奇异值分解 72

4.2 多项式与插值 73

4.2.1 多项式 73

4.2.2 插值 78

4.3 快速傅里叶变换 83

4.3.1 快速傅里叶变换的概念 83

4.3.2 快速傅里叶变换的应用 84

4.4 函数的函数 85

4.4.1 函数的表示方法 86

4.4.2 函数的最小值与零点 87

4.4.3 数值积分 88

4.4.4 嵌套函数与匿名函数 89

4.5 求解微分方程 90

4.5.1 常微分方程初值问题 90

4.5.2 延迟微分方程初值问题 93

4.5.3 常微分方程边值问题 95

4.5.4 求解偏微分方程 98

4.6 稀疏矩阵 100

4.6.1 创建稀疏矩阵 100

4.6.2 稀疏矩阵的查看 103

4.6.3 稀疏矩阵的操作 104

第5章 M文件程序设计基础 112

5.1 M文件介绍 112

5.1.1 脚本和函数 112

5.1.2 P代码文件 114

5.1.3 变量类型 114

5.1.4 关键字和特殊值 115

5.1.5 符号参考 116

5.2 程序流程控制 119

5.2.1 条件控制语句 119

5.2.2 循环控制语句 121

5.2.3 错误控制语句 123

5.2.4 程序终止语句 124

5.3 数据输入／输出 124

5.3.1 打开文件 124

5.3.2 读写操作 126

5.3.3 关闭文件 132

5.3.4 更多文件I/O函数 133

5.4 程序调试与优化 134

5.4.1 程序的调试 134

5.4.2 程序的优化 139

第6章 符号计算功能 147

6.1 符号对象的创建与使用 147

6.1.1 创建符号变量和表达式 147

6.1.2 创建符号数学函数 150

6.2 数学计算功能 150

6.2.1 符号微积分 150

6.2.2 函数的极限 152

6.2.3 级数求和 153

6.2.4 泰勒级数展开 153

6.3 表达式的化简和替换 154

6.3.1 符号表达式的化简 154

6.3.2 符号表达式的替换 158

6.4 线性代数 160

6.4.1 基本代数运算 160

6.4.2 线性代数运算 161

6.4.3 特征值 164

6.4.4 约当标准型 165

6.4.5 奇异值分解 165

6.4.6 特征值轨迹 166

6.5 求解符号方程 168

6.5.1 求解代数方程 168

6.5.2 求解代数方程组 168

6.5.3 求解常微分方程 169

6.6 简易符号绘图函数 171

6.6.1 二维基本绘图 171

6.6.2 二维极坐标绘图 172

6.6.3 三维曲线绘图 173

6.6.4 三维网格绘图 174

6.6.5 三维表面绘图 175

6.6.6 等高线绘图 177

6.7 调用Maple函数 178

6.7.1 maple函数 178

6.7.2 mfun函数 179

6.7.3 sym函数 179

6.8 积分变换 180

6.8.1 傅里叶变换 180

6.8.2 拉普拉斯变换 181

6.8.3 Z变换 182

第7章 基本绘图功能 184

7.1 图形窗口 184

7.1.1 图形窗口的创建与设置 184

7.1.2 图形窗口的工具栏 186

7.1.3 图形窗口的主菜单 187

7.2 绘制二维图形 190

7.2.1 基本绘图函数 190

7.2.2 图形处理函数 194

7.3 绘制三维图形 201

7.3.1 三维曲线图 201

7.3.2 三维网格图 202

7.3.3 三维曲面图 203

7.4 绘制特殊图形 205

7.4.1 条形图与区域图 206

7.4.2 饼形图 210

7.4.3 直方图 211

7.4.4 离散数据图 213

7.4.5 方向和速度向量图 215

7.4.6 等高线图 219

第8章 Simulink仿真环境 224

8.1 Simulink基础 224

8.1.1 Simulink的启动 224

8.1.2 Simulink工作环境 225

8.1.3 Simulink模块的基本操作 228

8.1.4 Simulink仿真步骤 230

8.1.5 Simulink求解算法 233

8.2 Simulink的模块库 235

8.2.1 Commonly Used Blocks模块库 235

8.2.2 Continuous模块库 236

8.2.3 Discontinuities模块库 236

8.2.4 Discrete模块库 236

8.2.5 Logic and Bit Operations模块库 237

8.2.6 Lookup Tables模块库 238

8.2.7 Math Operations模块库 238

8.2.8 Model Verification模块库 239

8.2.9 Model-Wide Utilities模块库 239

8.2.10 Ports＆Subsystems模块库 240

8.2.11 Signal Attributes模块库 240

8.2.12 Signal Routing模块库 241

8.2.13 Sinks模块库 242

8.2.14 Sources模块库 242

8.2.15 User-Defined Functions模块库 243

8.3 子系统及封装技术 243

8.3.1 创建子系统 243

8.3.2 封装子系统 245

8.3.3 自定义模块库 249

8.4 仿真运行与分析 249

8.4.1 仿真的运行控制 249

8.4.2 仿真数据的输入和输出 250

8.4.3 错误诊断 254

8.4.4 改善仿真性能和精度 256

8.4.5 使用命令运行仿真 257

8.4.6 观察输出轨迹 258

8.4.7 线性化模型 259

8.4.8 寻找稳态工作点 260

8.5 S-函数的设计与应用 262

8.5.1 S-函数的概念 262

8.5.2 S-函数的使用 262

8.5.3 S-函数的工作方式 263

8.5.4 编写S-函数 264

8.5.5 应用实例 272

参考文献 276