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第1章 MATLAB简介1

1.1 MATLAB概述1

1.2 MATLAB环境1

1.2.1 MATLAB安装1

1.2.2 MATLAB启动与退出4

1.3 MATLAB的开发环境5

1.3.1 工作界面5

1.3.2 命令窗口6

1.3.3 当前目录浏览器窗口8

1.3.4 工作空间浏览器窗口9

1.3.5 历史命令窗口10

1.3.6 数组编辑器窗口11

1.4 MATLAB帮助系统11

1.4.1 帮助命令11

1.4.2 帮助窗口12

1.4.3 演示系统13

第2章 MATLAB数值计算及应用15

2.1 MATLAB的数值计算基础15

2.1.1 数据类型15

2.1.2 常量和变量18

2.1.3 数值计算应用的示例19

2.2 MATLAB的数组、矩阵运算20

2.2.1 数组与矩阵的概念20

2.2.2 数组或矩阵元素的标识21

2.2.3 数组与矩阵的输入23

2.2.4 数组与矩阵的算术运算25

2.2.5 向量及其运算32

2.2.6 矩阵的特殊运算35

2.2.7 数组的运算44

2.2.8 字符串47

2.3 MATLAB多项式及其运算47

2.3.1 多项式求值48

2.3.2 多项式求根48

2.3.3 部分分式展开49

2.3.4 多项式乘除50

2.3.5 多项式的微积分50

2.4 插值与拟合51

2.4.1 一维插值问题51

2.4.2 二维插值问题52

2.4.3 曲线拟合56

2.5 线性方程组求解58

2.5.1 方程组解法58

2.5.2 求线性方程组的通解65

2.6 非线性方程与最优化问题67

2.6.1 非线性方程数值求解67

2.6.2 无约束最优化问题求解69

2.6.3 有约束最优化问题求解71

第3章 符号运算及应用73

3.1 MATLAB符号运算基础73

3.1.1 符号表达式73

3.1.2 符号表达式的操作及代数运算75

3.2 MATLAB符号微积分运算82

3.2.1 符号极限运算82

3.2.2 符号函数微分运算82

3.2.3 符号函数积分运算83

3.2.4 符号求和函数与级数展开函数84

3.3 复变函数运算的MATLAB实现86

3.3.1 复数的概念86

3.3.2 复变量的函数86

3.3.3 复数的生成及其矩阵创建87

3.3.4 复数的几何意义88

3.3.5 MATLAB在复数代数运算中的实现90

第4章 MATLAB程序设计技术93

4.1 MATLAB的控制语句93

4.1.1 条件控制93

4.1.2 循环控制96

4.1.3 错误控制98

4.2 M文件编程99

4.2.1 M文件的分类介绍99

4.2.2 函数调用和变量传递101

4.2.3 数据导入与导出107

4.2.4 示例分析111

4.3 函数类型118

4.3.1 主函数118

4.3.2 子函数119

4.3.3 私有函数119

4.3.4 嵌套函数120

4.3.5 重载函数124

4.4 调试程序124

4.4.1 调试程序介绍124

4.4.2 MATLAB调试菜单125

4.4.3 调试命令126

第5章 MATLAB绘图功能129

5.1 二维图形绘制129

5.1.1 绘制二维曲线的常用函数129

5.1.2 绘制图形的辅助操作132

5.1.3 绘制二维图形的其他函数137

5.2 三维图形绘制141

5.2.1 绘制三维曲线的常用函数141

5.2.2 三维曲面图绘制142

5.2.3 其他三维图形绘制146

5.2.4 透明度作图147

5.2.5 立体可视化148

5.3 图形颜色映像的应用151

5.4 光照和材质处理153

5.4.1 光照处理153

5.4.2 材质处理154

5.5 图像显示技术156

5.5.1 图像简介156

5.5.2 图像的读取157

5.5.3 图像的显示159

5.6 动画制作技术159

第6章 MATLAB在模糊控制系统中的应用161

6.1 模糊系统的MATLAB实现161

6.1.1 模糊集简介161

6.1.2 模糊推理系统与MATLAB应用166

6.1.3 模糊推理系统的MATLAB模糊工具箱的图形界面实现法166

6.2 MATLAB模糊逻辑工具箱命令函数及示例173

6.3 MATLAB模糊逻辑工具箱命令函数应用示例193

第7章 MATLAB在人工神经网络中的应用197

7.1 人工神经网络介绍197

7.2 感知器197

7.2.1 感知器原理198

7.2.2 感知器相关函数199

7.2.3 感知器的MATLAB实现202

7.3 线性神经网络203

7.3.1 线性神经网络原理204

7.3.2 线性神经网络相关函数204

7.3.3 线性神经网络的MATLAB实现206

7.4 BP网络207

7.4.1 BP网络原理207

7.4.2 BP网络相关函数208

7.4.3 BP网络的MATLAB实现217

7.5 径向基网络218

7.5.1 径向基网络原理218

7.5.2 径向基网络相关函数219

7.5.3 径向基网络应用示例222

7.6 回归网络223

7.6.1 回归网络相关函数223

7.6.2 回归网络的MATLAB实现224

第8章 MATLAB在自动控制中的应用227

8.1 控制系统模型227

8.1.1 控制系统的描述与LTI对象227

8.1.2 典型系统的生成228

8.1.3 连续系统与采样系统之间的转换230

8.2 控制系统的时域分析231

8.2.1 时域分析的一般方法231

8.2.2 常用时域分析函数234

8.2.3 时域分析应用示例237

8.3 根轨迹分析238

8.3.1 模条件和角条件239

8.3.2 绘制根轨迹的规则239

8.3.3 根轨迹的应用示例240

8.4 控制系统的频域分析243

8.4.1 幅相频率特性243

8.4.2 对数频率特性245

8.4.3 对数幅相特性248

8.5 系统校正248

8.5.1 串联超前校正248

8.5.2 串联滞后校正251

8.5.3 串联滞后—超前校正252

8.6 极点配置设计方法255

8.6.1 Gura-Bass算法255

8.6.2 Ackermann配置算法256

第9章 MATLAB在数字信号中的应用259

9.1 数字信号知识259

9.1.1 信号产生259

9.1.2 信号的运算265

9.1.3 信号的抽取与插值267

9.2 离散时间傅里叶变换269

9.2.1 离散时间傅里叶变换定义及计算269

9.2.2 离散时间傅里叶变换的特性271

9.3 数字滤波器的分析与实现273

9.3.1 数字滤波器知识273

9.3.2 数字滤波器的分析与实现274

9.4 IIR数字滤波器的设计法278

9.4.1 冲激响应不变法278

9.4.2 双线性变换法279

9.4.3 IIR数字滤波器的频率变换设计法279

9.5 FIR数字滤波器设计法283

9.5.1 窗函数设计法283

9.5.2 频率抽样法286

9.5.3 MATLAB的其他相关函数289

9.6 MATLAB实现功率谱估计292

第10章 MATLAB外部程序接口应用295

10.1 MATLAB数据接口295

10.1.1 通用文件I/O操作295

10.1.2 低级文件I/O操作296

10.1.3 MAT文件及其应用300

10.2 MATLAB编译器的配置304

10.2.1 MATLAB编译器的配置304

10.2.2 编译指令305

10.3 MATLAB引擎306

10.3.1 MATLAB DDE服务器与引擎库306

10.3.2 C语言MATLAB引擎307

10.3.3 Fortran语言MATLAB引擎310

10.4 Visual C＋＋与MATLAB接口311

10.4.1 Visual C＋＋调用MATLAB引擎312

10.4.2 Visual C＋＋使用数学函数库312

10.4.3 Visual C＋＋创建MAT文件314

10.4.4 应用COM实现Visual C＋＋与MATLAB的接口316

第11章 MATLAB在其他领域的应用323

11.1 MATLAB在电路中的应用323

11.1.1 概述323

11.1.2 MATLAB在电路中的应用示例323

11.2 MATLAB在图像处理中的应用326

11.2.1 图像变换327

11.2.2 MATLAB实现图像的边缘检测328

11.2.3 MATLAB在遥感中实现图像直方图的匹配330

11.3 MATLAB在力学及工程结构中的应用333

11.3.1 概述333

11.3.2 MATLAB在力学及工程结构中的应用示例333

11.4 MATLAB在优化设计中的应用338

11.4.1 概述338

11.4.2 MATLAB在优化设计中的应用示例339

参考文献342