MATLAB程序设计基础及其应用（21世纪高职高专规划教材）

第1章MATLAB基础知识及入门1

1.1MATLAB简介1

1.1.1什么是MATLAB1

1.1.2MATLAB的组成与应用1

1.1.3MATLAB工具箱简介2

1.2MATLAB的安装3

1.3MATLAB的开发环境5

1.3.1MATLAB的启动与退出5

1.3.2MATLAB的主菜单和工具栏8

1.4MATLAB桌面系统10

1.4.1命令窗口10

1.4.2MATLAB的启动平台12

1.4.3工作空间浏览器12

1.4.4命令历史窗口15

1.4.5当前路径窗口及弹出菜单16

1.4.6MATLAB的搜索路径18

1.4.7Simulink方块库浏览器18

1.4.8M文件编辑器界面19

1.5MATLAB中获得帮助的途径20

1.5.1帮助浏览器20

1.5.2help命令与lookfor命令21

1.6MATLAB的通用参数设置22

1.7本章小结24

习题24

第2章MATLAB的变量与数据结构25

2.1MATLAB语言的基本要素25

2.1.1变量25

2.1.2常量26

2.1.3数值27

2.1.4运算符28

2.1.5标点28

2.1.6MATLAB语句28

2.1.7函数30

2.1.8文本30

2.2矩阵33

2.2.1矩阵的创建与保存33

2.2.2向量的生成和运算37

2.2.3矩阵和数组的算术运算40

2.2.4关系运算和逻辑运算45

2.2.5矩阵和数组的位运算和集合运算49

2.2.6矩阵函数和数组函数49

2.2.7矩阵的分解50

2.2.8矩阵索引与矩阵的特殊操作54

2.2.9稀疏矩阵58

2.3多维数组61

2.3.1多维数组的定义61

2.3.2多维数组的建立62

2.4本章小结64

习题65

MATLAB程序设计基础及其应用目录第3章MATLAB在数值运算中的应用67

3.1多项式67

3.1.1多项式的创建67

3.1.2多项式的运算69

3.2线性代数74

3.2.1方阵系统75

3.2.2超定系统76

3.2.3欠定系统77

3.3数据分析77

3.3.1基本统计命令77

3.3.2协方差阵和相关阵80

3.3.3微分、差分与梯度81

3.4插值82

3.4.1一维插值82

3.4.2二维插值84

3.4.3数据拟合工具87

3.4.4基本统计工具87

3.5本章小结88

习题88

第4章符号运算功能90

4.1符号对象的创建和使用90

4.1.1符号表达式的生成90

4.1.2符号矩阵的生成92

4.1.3默认符号变量93

4.2符号表达式的简化94

4.2.1因式分解95

4.2.2符号表达式的展开95

4.2.3符号表达式的同类项合并96

4.2.4符号表达式的化简96

4.2.5分式通分98

4.2.6符号表达式的嵌套98

4.2.7符号表达式的替换99

4.3符号函数的运算99

4.3.1符号函数的算术运算99

4.3.2符号函数的极限101

4.3.3符号的微分101

4.3.4符号的积分102

4.3.5Taylor级数展开103

4.3.6复合函数的运算104

4.3.7反函数的运算105

4.4符号方程的求解105

4.4.1符号代数方程组的求解105

4.4.2符号微分方程求解106

4.5符号函数的绘图106

4.5.1二维绘图函数107

4.5.2三维绘图函数111

4.5.3等高线绘图函数111

4.5.4网格图绘图函数112

4.5.5表面图绘图函数114

4.6函数计算器115

4.6.1输入框116

4.6.2计算器的功能116

4.7积分变换117

4.7.1傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换及其逆变换117

4.7.2数值与符号的转换118

4.8本章小结119

习题120

第5章MATLAB图形处理功能121

5.1基本的绘图方法121

5.1.1基本的二维绘图命令121

5.1.2曲线线形、颜色和标记124

5.1.3屏幕控制命令127

5.1.4其他二维图形命令131

5.2三维图形命令138

5.2.1三维曲线图138

5.2.2基本立体绘图命令139

5.2.3设置视角147

5.2.4动画149

5.3光照和曲面颜色的控制150

5.3.1光源函数150

5.3.2曲面颜色的控制151

5.4MATLAB的图形对象154

5.4.1图形对象的类别及属性的设置154

5.4.2图形对象的常用属性158

5.5MATLAB 6.5的图形可视编辑工具161

5.5.1图形对象的设置161

5.5.2图形格式的控制168

5.6本章小结168

习题168

第6章图形用户界面的设计170

6.1图形用户界面开发环境170

6.1.1布局编辑器171

6.1.2几何位置排列工具174

6.1.3常用属性编辑器设置控件属性174

6.1.4菜单编辑器177

6.1.5对象浏览器179

6.2对话框设计180

6.2.1公共对话框180

6.2.2MATLAB专用对话框180

6.3图形用户界面程序设计183

6.4本章小结192

习题192

第7章M文件程序设计193

7.1M文件简介193

7.1.1命令文件193

7.1.2函数文件195

7.1.3局部变量和全局变量196

7.2M文件的程序结构196

7.2.1循环语句196

7.2.2条件语句198

7.2.3分支语句199

7.2.4其他流程控制语句200

7.3数据类型与数据文件202

7.3.1数据类型202

7.3.2数据输入向导(Import Wizard)203

7.3.3图像数据文件207

7.3.4数据的保存和装载209

7.4文件编辑器及程序调试210

7.4.1程序的直接调试法210

7.4.2编辑功能和调试功能211

7.4.3程序设计的优化213

7.5本章小结215

习题215

第8章MATLAB应用程序接口216

8.1MATLAB调用以C语言编写的函数217

8.1.1编写能让MATLAB调用的C函数217

8.1.2MATLAB的API函数218

8.2VB与MATLAB的数据通信220

8.2.1借助ActiveX部件220

8.2.2借助DDE技术221

8.3MATLAB与Visual C++混合编程的实现222

8.3.1MATLAB引擎函数介绍222

8.3.2编译接口环境的配置223

8.4本章小结224

习题224

第9章Simulink基础225

9.1Simulink的基本模块225

9.1.1运行Simulink225

9.1.2信号源模块库（Source）226

9.1.3输出模块库（Sinks）227

9.1.4连续系统模块库(Continuous)228

9.1.5离散系统模块库（Discrete）228

9.1.6数学运算模块库（Math）229

9.2Simulink建模230

9.2.1模块的输入、操作及修饰230

9.2.2模块的连接231

9.2.3模块参数的设定232

9.2.4仿真方法和参数的设定及运行233

9.3连续系统建模仿真示例237

9.4本章小结238

习题238

第10章MATLAB在信号与系统中的应用239

10.1连续时间信号239

10.1.1连续信号的MATLAB描述239

10.1.2信号的时域运算、时域变换及MATLAB实现242

10.1.3MATLAB对常用连续时间信号的分析244

10.2连续时间信号与系统的时域分析249

10.2.1连续时间信号的卷积运算及MATLAB实现249

10.2.2连续系统的冲击响应、阶跃响应及MATLAB实现250

10.2.3利用MATLAB求LTI系统的响应253

10.3周期信号频域分析及MATLAB实现255

10.3.1连续时间周期信号的傅里叶级数及MATLAB实现255

10.3.2利用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合256

10.3.3连续时间周期信号的频谱分析及MATLAB实现259

10.4傅里叶变换及MATLAB实现262

10.4.1傅里叶变换262

10.4.2连续时间信号傅里叶变换的数值计算264

10.4.3信号的幅度调制及MATLAB实现265

10.4.4利用MATLAB分析系统的频率特性267

10.5用MATLAB绘制拉普拉斯变换的曲面图271

10.6本章小结276

习题276

第11章MATLAB在数字信号处理中的应用278

11.1离散时间信号与系统时域运算278

11.1.1离散时间信号的表示278

11.1.2离散时间信号的运算284

11.2离散时间系统响应288

11.2.1卷积运算与相关运算288

11.2.2离散时间系统差分方程290

11.2.3Z变换和傅里叶变换292

11.2.4MATLAB常用的数字信号处理函数294

11.3离散傅里叶变换299

11.3.1离散傅里叶变换(DFT)300

11.3.2快速傅里叶变换(FFT)301

11.4滤波器设计示例308

11.4.1滤波器设计函数308

11.4.2IIR数字的滤波器设计示例309

11.4.3MATLAB窗函数设计FIR滤波器311

11.5使用MATLAB 6.x下的Filter Designed Tool312

11.5.1应用交互式图形用户界面FDATool设计数字滤波器312

11.5.2滤波器的编辑314

11.5.3滤波器的分析314

11.5.4信号频谱分析和滤波器设计工具SPTool315

11.6本章小结317

习题318

附录319

附录AMATLAB 6.5命令和函数索引319

附录BMathWorks公司产品系列与工具箱347

参考文献350