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第1篇 MATLAB编程篇3

第1章 导论3

1.1 概论3

1.2 算法的开发与应用3

1.3 数据获取与分析6

1.4 数据可视化7

1.5 数值计算9

第2章 MATLAB基础10

2.1 启动MATLAB10

2.2 命令行窗口13

2.3 输出命令15

2.3.1 disp命令15

2.3.2 fprintf命令16

2.4 保存与加载命令22

2.4.1 save命令23

2.4.2 load命令23

2.5 导入与输出数据25

2.5.1 数据导入或输出命令25

2.5.2 使用导入向导27

2.6 工作空间28

2.7 显示格式30

2.8 定义标量变量30

2.8.1 赋值运算符31

2.8.2 变量的命名规则32

2.8.3 预定义变量和关键字32

第3章 MATLAB编程34

3.1 带标量的算术运算34

3.1.1 优先级34

3.1.2 用MATLAB作计算器35

3.2 基本内置函数35

3.3 关系和逻辑运算符37

3.3.1 关系运算符37

3.3.2 逻辑运算符39

3.3.3 优先级40

3.3.4 内置逻辑函数42

3.4 条件语句43

3.4.1 if-end结构43

3.4.2 if-else-end结构43

3.4.3 if-elseif-else-end结构44

3.5 switch-case语句45

3.6 循环46

3.6.1 for-end循环46

3.6.2 while-end循环47

3.7 嵌套循环和嵌套条件语句48

3.8 break和continue语句49

第4章 脚本与函数文件50

4.1 脚本文件50

4.1.1 使用脚本文件的注意事项50

4.1.2 脚本文件的创建与保存51

4.1.3 脚本文件的运行52

4.1.4 当前路径52

4.2 函数文件的创建53

4.3 函数文件的结构53

4.3.1 函数定义行54

4.3.2 输入和输出参数54

4.3.3 H1行和帮助文本行55

4.3.4 函数体56

4.4 局部变量和全局变量56

4.5 函数文件的保存57

4.6 用户自定义函数的使用57

4.7 脚本文件与函数文件的比较58

4.8 子函数58

第5章 矩阵计算60

5.1 矩阵的创建60

5.1.1 创建一个一维数组（向量）60

5.1.2 根据一串已知的数字来创建向量60

5.1.3 创建一个二维数组（矩阵）63

5.1.4 MATLAB中变量的注意事项65

5.1.5 转置运算符65

5.1.6 数组寻址66

5.1.7 在数组寻址中使用冒号67

5.1.8 向已有变量中添加元素69

5.1.9 删除元素72

5.1.10 处理数组的内置函数73

5.2 矩阵运算74

5.2.1 加法与减法74

5.2.2 数组相乘75

5.2.3 数组相除78

5.2.4 逐元素运算80

5.2.5 在MATLAB内置数学函数中使用数组82

5.2.6 分析数组的内置函数83

5.2.7 随机数的生成84

第6章 数值计算87

6.1 多项式87

6.1.1 多项式的值87

6.1.2 多项式的根89

6.1.3 多项式的加法、乘法和除法运算90

6.1.4 多项式求导91

6.2 曲线拟合92

6.2.1 用多项式来实现曲线拟合polyfit函数92

6.2.2 使用函数而不是多项式来实现曲线拟合95

6.2.3 插值计算98

6.2.4 基本拟合接口101

6.3 求解单变量方程104

6.4 寻找函数最大值或最小值106

6.5 数值积分107

6.6 常微分方程110

第7章 符号计算114

7.1 符号对象和符号表达式115

7.1.1 创建符号对象115

7.1.2 创建符号表达式116

7.1.3 findsym命令和默认符号变量118

7.2 化简符号表达式119

7.2.1 collect、expand和factor命令119

7.2.2 simplify和simple命令121

7.2.3 pretty命令122

7.3 求解代数方程122

7.4 微分125

7.5 积分126

7.6 求解常微分方程127

7.7 符号表达式的数值计算130

第8章 二维绘图133

8.1 plot命令134

8.1.1 绘制给定数据137

8.1.2 绘制函数137

8.2 fplot命令139

8.3 在同一个plot中绘制多个图像139

8.3.1 使用plot命令139

8.3.2 使用hold on和hold off命令141

8.3.3 使用line命令141

8.4 定义绘图显示格式142

8.4.1 使用命令定义绘图显示格式142

8.4.2 使用plot编辑器绘图145

8.4.3 使用误差线绘图146

8.5 绘制特殊图形147

8.6 直方图149

8.7 polar绘图152

8.8 在同一页面上绘制多图153

8.9 多图窗口153

8.10 工具栏绘图154

第9章 三维绘图156

9.1 三维曲线156

9.2 三维网格和三维曲面图157

9.3 特殊图形绘图163

9.4 view命令166

第2篇 最优化计算基础篇171

第10章 优化计算基础171

10.1 优化问题实例171

10.2 优化问题标准形式172

10.3 无约束优化问题173

第11章 线性与非线性优化174

11.1 线性优化174

11.2 非线性优化174

11.3 方程和方程组的解175

11.4 多项式180

第12章 数值方法优化185

12.1 非线性方程185

12.2 不动点法求解x＝g（x）185

12.2.1 牛顿法求解方程f（x）＝0187

12.2.2 Schroder方法求解方程f（x）＝0188

12.3 非线性方程组188

12.3.1 Seidel法188

12.3.2 牛顿迭代法189

第13章 优化工具箱194

13.1 优化工具箱194

13.1.1 标准算法194

13.1.2 大规模的算法194

13.2 最小化算法195

13.2.1 多目标问题195

13.2.2 具有边界约束的非线性标量最小化197

13.2.3 带约束的非线性最小化198

13.2.4 极小极大优化199

13.2.5 最小值优化200

13.2.6 半无限约束最小值201

13.2.7 线性规划201

13.2.8 二次规划203

13.3 求解方程的算法204

第3篇 最优化计算高级篇209

第14章 遗传算法209

14.1 概述209

14.1.1 问题解的表示209

14.1.2 适应度函数210

14.1.3 种群规模初始化211

14.1.4 选择机制211

14.1.5 交叉操作212

14.1.6 变异操作212

14.1.7 繁殖算子212

14.2 编码和优化问题212

14.3 遗传算法的参数213

14.3.1 Dejong设置213

14.3.2 设置214

14.3.3 MicroGA设置214

14.4 遗传算法的MATLAB程序214

14.4.1 问题1：最大化给定区间内的给定一维函数214

14.4.2 问题2：旅行商问题216

第15章 微粒群优化224

15.1 简介224

15.2 PSO算法224

15.3 PSO的数学模型225

15.4 PSO中的参数及参数调优225

15.5 MATLAB群体智能的例子226

15.5.1 问题1：模拟集群运动使目标函数最小化226

15.5.2 问题2：粒子群优化行为228