前    言

如果要找一款工程界功能最强大的“万能”软件，那么一定非MATLAB莫属。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，广泛用于数学计算、数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人、控制系统等领域，是世界上最强大的工程计算与仿真分析软件。从1984年发布MATLAB 1.0至今，目前MATLAB已经发展到了R2024a版本，功能不断丰富完善、日趋强大。

MATLAB是一种高级的矩阵/阵列语言，包含大量计算算法。它拥有数百个工程中要用到的数学运算函数，可以方便地实现用户所需的各种计算功能。其函数中所使用的算法，都是科研和工程计算中的最新研究成果，而且经过了各种优化和容错处理。MATLAB的这些函数集，包括从最简单、最基本的函数到诸如矩阵、特征向量、快速傅里叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅里叶变换和数据统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB编程的工作量会大大减少。

本书内容

本书系统讲解MATLAB R2024a数学计算与工程分析，从初、中级读者的学习角度出发，合理安排知识点，运用简洁流畅的语言，结合丰富实用的练习和实例，全面介绍MATLAB在数学计算与工程分析中的应用。本书共分12章，主要知识内容安排如下。

第1～3章主要介绍MATLAB入门、MATLAB基础以及程序设计基础。

第4～5章主要介绍图形图像的绘制与处理等知识。

第6～8章主要介绍高等数学计算、方程组、符号运算等各种数学计算方法等。

第9～10章主要介绍图形用户界面设计与Simulink仿真基础等知识。

第11章主要讲解数理统计分析。

第12章主要讲解MATLAB在控制系统时域分析设计中的案例操作。

通过学习第1~11章软件功能知识部分内容，读者能学到如何使用MATLAB中的各种工具、命令、功能模块来绘制图像，以及进行数学计算、系统仿真、统计分析。通过第12章的案例实战，读者能学到MATLAB软件在控制系统时域分析设计中的综合实战技能，并能够触类旁通，将所学知识灵活应用于解决数学计算和工程分析问题。

本书基于中文版MATLAB R2024a软件进行写作，建议读者结合MATLAB R2024a进行学习。由于其他低版本的功能与MATLAB R2024a大同小异，因此本书内容同样可结合其他版本的软件学习。

本书特色

（1）入门轻松，难易结合。本书从MATLAB的基础知识入手，逐一讲解数学计算与工程分析中常用的工具、命令及相关功能模块的应用，力求让零基础的读者能轻松入门。根据读者学习新技术的规律，本书注重案例难易程度的安排，尽可能将简单的案例放在前面，使读者学习起来更加轻松。

（2）案例丰富，学以致用。本书最大的特点是在讲解知识点的同时，为了让读者学以致用，安排了211个知识实例、9个综合演练、39个新手问答以及1个行业应用综合案例。另外，为了帮助读者巩固知识应用和操作技能，还在相关章节后面布置了“上机实验”和“思考与练习”。这些精心策划和内容安排，目的是让读者轻松学会MATLAB R2024a的操作方法和技巧。

（3）实用功能，系统全面。本书涵盖MATLAB R2024a常见的工具、命令的相关功能，对于一些难点和重点知识，都做了非常详细的讲解；内容结合真实的职场案例，精选实用的功能，力求让读者看得懂、学得会、练得出。

（4）技巧提示，及时充电。本书在各章节均穿插设置了“新手问答”或“小技巧”栏目，对正文中介绍的应用方法、技能技巧等重点知识内容进行补充提示，及时为读者充电加油，帮助读者尽快对各项实际操作技能熟练上手。

（5）教学视频，直观易学。本书配有同步的多媒体教学视频，对相关内容进行讲解，读者用微信扫一扫书中对应的二维码，即可观看学习。

配套资源及赠送资料

本书配套资源包括素材文件、结果文件、视频文件、PPT课件、练习答案和教学大纲。读者需要用自己的微信扫描下面二维码获取这些资源。

本书作者

本书由广州商学院信息技术与工程学院徐海峰副教授和陆军工程大学石家庄校区李永建副教授主编，其中徐海峰执笔编写了第1~6章，李永建执笔编写了第7~12章。另外，由于计算机技术发展较快，书中疏漏和不足之处在所难免，如果遇到问题或有疑问，请发邮件至本书配套资源中给出的电子邮箱。

作者

2025年1月