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第1章  MATLAB入门 1

1.1  MATLAB中的科学计算概述 1

1.1.1  MATLAB的发展历程 1

1.1.2  MATLAB系统 2

1.2  MATLAB 2024的用户界面 2

1.2.1  标题栏 3

1.2.2  功能区 3

1.2.3  工具栏 5

1.2.4  命令行窗口 5

1.2.5  命令历史记录窗口 7

1.2.6  当前文件夹窗口 8

1.2.7  工作区窗口 9

1.2.8  图窗 10

1.3  设置搜索路径 11

1.3.1  查看搜索路径 11

1.3.2  扩展搜索路径 12

1.4  MATLAB的帮助系统 13

1.4.1  联机帮助系统 13

1.4.2  帮助命令 14

1.4.3  联机演示系统 17

1.5  新手问答 19

1.6  上机实验 19

1.7  思考与练习 20

第2章  MATLAB基础知识 21

2.1  MATLAB命令的组成 21

2.1.1  基本符号 21

2.1.2  功能符号 23

2.1.3  常用的键盘操作 24

2.2  数据类型 25

2.2.1  变量与常量 25

2.2.2  数值 26

2.2.3  字符和字符串 30

2.2.4  向量 32

2.2.5  矩阵 34

2.2.6  单元型变量 41

2.2.7  结构型变量 43

2.3  运算符 44

2.3.1  算术运算符 45

2.3.2  关系运算符 45

2.3.3  逻辑运算符 46

2.4  数值运算 46

2.4.1  矩阵运算 46

2.4.2  向量运算 54

2.5  M文件 56

2.5.1  命令式文件 58

2.5.2  函数式文件 59

2.6  操作实例——判断矩阵可否对角化 60

2.7  新手问答 62

2.8  上机实验 63

2.9  思考与练习 64

第3章  程序设计基础 66

3.1  MATLAB程序设计 66

3.1.1  表达式、表达式语句与赋值语句 66

3.1.2  程序结构 67

3.1.3  控制程序流程 72

3.1.4  人机交互语句 73

3.1.5  MATLAB程序的调试命令 75

3.2  函数句柄 76

3.2.1  创建函数句柄 76

3.2.2  查看函数句柄属性 77

3.2.3  调用函数句柄 78

3.3  函数变量及其作用域 78

3.4  子函数与私有函数 79

3.5  程序设计的辅助函数 79

3.6  文件调用记录 81

3.6.1  profile函数 81

3.6.2  显示调用记录结果 82

3.7  操作实例——水平串联矩阵 84

3.8  新手问答 85

3.9  上机实验 86

3.10  思考与练习 87

第4章  图形绘制 88

4.1  二维曲线的绘制 88

4.1.1  绘制二维图形 88

4.1.2  多图形显示 93

4.1.3  绘制函数图形 95

4.2  设置图形属性 97

4.2.1  图窗的属性 97

4.2.2  坐标系与坐标轴 102

4.2.3  图形注释 104

4.3  三维绘图 109

4.3.1  三维曲线绘图函数 109

4.3.2  三维网格函数 113

4.3.3  三维曲面函数 116

4.3.4  柱面与球面 118

4.3.5  三维图形等值线 120

4.4  三维图形修饰处理 126

4.4.1  视角处理 126

4.4.2  颜色处理 128

4.4.3  光照处理 132

4.5  操作实例—绘制函数的三维视图 136

4.6  新手问答 138

4.7  上机实验 139

4.8  思考与练习 141

第5章  图形与图像的处理 142

5.1  向量图形 142

5.2  图像处理及动画演示 146

5.2.1  读写图像 146

5.2.2  图像的显示及信息查询 147

5.2.3  动画演示 151

5.3  操作实例——曲线绘制动画 153

5.4  新手问答 154

5.5  上机实验 155

5.6  思考与练习 157

第6章  高等数学计算 158

6.1  数列 158

6.1.1  数列求和 159

6.1.2  数列求积 162

6.2  级数 166

6.3  极限和导数 167

6.3.1  极限 168

6.3.2  导数 169

6.4  积分 170

6.4.1  定积分与广义积分 170

6.4.2  不定积分 171

6.4.3  多重积分 172

6.5  积分变换 174

6.5.1  傅里叶积分变换 174

6.5.2  傅里叶逆变换 175

6.5.3  快速傅里叶变换 176

6.5.4  拉普拉斯变换 178

6.5.5  拉普拉斯逆变换 179

6.6  复杂函数 180

6.6.1  泰勒展开 180

6.6.2  傅里叶展开 182

6.7  操作实例——高斯脉冲时域与频域转换 184

6.8  新手问答 185

6.9  上机实验 185

6.10  思考与练习 186

第7章  方程组 188

7.1  方程的运算 188

7.1.1  方程组的介绍 188

7.1.2  方程的解 189

7.2  求解线性方程组 190

7.2.1  线性方程组定义 190

7.2.2  利用矩阵运算求解 192

7.2.3  利用矩阵分解法求解 196

7.2.4  非负最小二乘解 200

7.3  求解非线性方程（组） 201

7.3.1  非线性方程 201

7.3.2  非线性方程组 203

7.4  偏微分方程 204

7.4.1  偏微分方程简介 204

7.4.2  区域设置及网格化 205

7.4.3  设置边界条件 208

7.4.4  PDE求解 209

7.4.5  解特征值方程 212

7.5  操作实例——求解时滞微分方程组 214

7.6  新手问答 215

7.7  上机实验 216

7.8  思考与练习 217

第8章  符号运算 219

8.1  符号与数值 219

8.1.1  符号与数值间的转换 219

8.1.2  设置符号与数值的精度 220

8.2  符号矩阵 221

8.2.1  创建符号矩阵 221

8.2.2  符号矩阵的其他运算 224

8.2.3  简化符号多项式 226

8.3  多元函数分析 228

8.3.1  雅可比矩阵 228

8.3.2  实数矩阵的梯度 230

8.4  操作实例——希尔伯特矩阵 231

8.5  新手问答 233

8.6  上机实验 234

8.7  思考与练习 235

第9章  图形用户界面设计 236

9.1  GUI开发环境 236

9.2  在MATLAB环境设计GUI 239

9.2.1  创建容器组件 239

9.2.2  创建UI组件 244

9.2.3  设计菜单 246

9.3  使用设计视图 248

9.3.1  设计环境 248

9.3.2  放置组件 251

9.3.3  设置组件属性 252

9.3.4  添加上下文菜单 254

9.4  代码视图 258

9.4.1  编辑环境 259

9.4.2  管理回调 259

9.4.3  回调参数 261

9.4.4  管理辅助函数 261

9.4.5  管理属性 263

9.5  新手问答 266

9.6  上机实验 267

9.7  思考与练习 269

第10章  Simulink仿真基础 270

10.1  Simulink简介 270

10.1.1  Simulink模型的特点 271

10.1.2  Simulink的数据类型 273

10.2  Simulink模块库 274

10.2.1  常用的模块库 275

10.2.2  子系统及其封装 278

10.3  创建仿真模型 283

10.3.1  创建模型文件 283

10.3.2  模块的基本操作 284

10.3.3  设置模块参数 286

10.3.4  连接模块 288

10.4  仿真分析 291

10.4.1  设置仿真参数 291

10.4.2  仿真的运行和分析 293

10.4.3  仿真错误诊断 302

10.5  过零检测 303

10.6  代数环 304

10.7  回调函数 305

10.8  S函数 306

10.8.1  S函数的工作流程 307

10.8.2  S函数的编写 308

10.9  操作实例——单摆系统振动系统仿真 309

10.10  新手问答 315

10.11  上机实验 316

10.12  思考与练习 316

第11章  数理统计分析 318

11.1  MATLAB数理统计基础 318

11.1.1  样本均值 318

11.1.2  样本方差与标准差 319

11.1.3  协方差和相关系数 320

11.2  曲线拟合 321

11.2.1  多项式拟和 322

11.2.2  直线的最小二乘拟合 323

11.2.3  最小二乘法曲线拟合 324

11.3  回归分析 327

11.3.1  一元线性回归 327

11.3.2  多元线性回归 328

11.3.3  部分最小二乘回归 328

11.4  操作实例—推测世界人口 331

11.5  新手问答 333

11.6  上机实验 333

11.7  思考与练习 334

第12章  控制系统分析设计实例 336

12.1  控制系统的分析 336

12.1.1  控制系统的仿真分析 336

12.1.2  闭环传递函数 337

12.2  闭环传递函数的响应分析 338

12.2.1  阶跃响应曲线 338

12.2.2  冲激响应曲线 339

12.2.3  斜坡响应 339

12.3  控制系统的稳定性分析 340

12.3.1  状态空间实现 340

12.3.2  稳定性 341