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第1章 MATLAB概述及系统环境1

1.1 MATLAB概述1

1.1.1 MATLAB的优点1

1.1.2 MATLAB桌面环境及入门2

1.2 MATLAB集成环境4

1.2.1 MATLAB运行环境4

1.2.2 MATLAB的安装8

1.3 初识MATLAB实例11

1.4 MATLAB常用命令及学习技巧12

1.5 MATLAB帮助系统13

1.5.1 命令窗口帮助系统13

1.5.2 帮助浏览窗口15

习题116

第2章 MATLAB矩阵及其运算17

2.1 MATLAB的特殊常量17

2.2 MATLAB变量17

2.2.1 变量的命名规则17

2.2.2 变量的定义与赋值18

2.2.3 变量的显示19

2.2.4 变量的存取20

2.2.5 变量的清除22

2.3 MATLAB数组与矩阵22

2.3.1 一维数组22

2.3.2 二维数组（矩阵）25

2.3.3 字符数组28

2.3.4 结构数组30

2.3.5 元胞数组33

2.3.6 “非数”与“空”数组35

2.4 矩阵的运算和操作38

2.4.1 矩阵的算术运算38

2.4.2 矩阵的关系运算40

2.4.3 矩阵的逻辑运算41

2.4.4 矩阵元素的取整、取模和取余41

2.4.5 矩阵的综合操作43

2.5 MATLAB矩阵分析与处理45

2.5.1 矩阵的行列式45

2.5.2 矩阵的秩与迹46

2.5.3 矩阵的逆与伪逆47

2.5.4 线性方程组的求解48

2.5.5 特征值分析49

2.5.6 矩阵的范数和条件数49

习题251

实验2 矩阵及运算52

第3章 MATLAB数据可视化53

3.1 二维数据可视化53

3.1.1 基本二维曲线绘制54

3.1.2 绘图辅助操作56

3.1.3 多图叠绘、双纵坐标、多子图61

3.1.4 特殊二维图形绘制64

3.2 三维数据可视化67

3.2.1 三维曲线绘制67

3.2.2 三维网格绘制69

3.2.3 三维曲面绘制70

3.2.4 准四维图形绘制72

3.2.5 其他特殊三维图形73

3.3 可视化图形修饰75

3.3.1 图形视角处理75

3.3.2 图形色彩处理78

3.3.3 图形光照处理82

3.3.4 图形裁剪与空间变换84

3.4 句柄绘图86

3.4.1 句柄图形体系87

3.4.2 图形对象句柄的获取87

3.4.3 对象属性的获取和设置88

3.4.4 控制图形输出91

习题392

实验3 数据可视化93

第4章 MATLAB程序设计94

4.1 M文件94

4.1.1 M文件的创建、打开和运行94

4.1.2 M脚本文件96

4.1.3 M函数文件96

4.2 MATLAB的结构化程序设计97

4.2.1 顺序结构97

4.2.2 条件控制结构97

4.2.3 循环控制结构101

4.2.4 其他常用语句103

4.3 函数106

4.3.1 函数的创建106

4.3.2 函数的调用与可调性108

4.3.3 局部变量与全局变量111

4.3.4 函数句柄112

4.4 MATLAB程序的调试112

4.4.1 程序调试的基本概念112

4.4.2 M编辑器的程序调试113

4.4.3 程序的性能优化114

习题4114

实验4 程序设计115

第5章 MATLAB数值计算116

5.1 线性方程组求解116

5.1.1 直接求解法116

5.1.2 迭代法120

5.2 非线性方程求解127

5.2.1 非线性方程数值求解基本原理127

5.2.2 非线性方程求根的MATLAB命令129

5.2.3 非线性方程数值解法及MATLAB实现131

5.3 MATLAB数据插值与拟合135

5.3.1 一维插值135

5.3.2 二维插值137

5.3.3 曲线拟合138

5.4 数值微积分140

5.4.1 数值微分计算140

5.4.2 数值积分计算142

习题5146

实验5 数值计算147

第6章 MATLAB符号运算148

6.1 符号对象的创建148

6.1.1 符号常量和符号变量148

6.1.2 符号表达式与符号函数149

6.1.3 符号矩阵150

6.2 符号对象的运算151

6.2.1 符号表达式的基本运算151

6.2.2 符号矩阵的基本运算152

6.2.3 其他符号运算152

6.3 符号函数的微积分应用155

6.3.1 符号函数的极限与连续性155

6.3.2 符号函数的微分157

6.3.3 符号函数的积分158

6.4 符号级数应用160

6.4.1 级数求和160

6.4.2 泰勒级数160

6.4.3 函数的傅里叶级数展开式161

6.5 符号积分变换162

6.5.1 傅里叶变换及其逆变换162

6.5.2 拉普拉斯变换及其逆变换162

6.5.3 Z变换及其逆变换163

6.6 符号方程求解164

6.6.1 符号代数方程164

6.6.2 符号常微分方程165

习题6166

实验6 符号运算167

第7章 MATLABGUI设计168

7.1 GUI基本介绍168

7.1.1 GUI简介168

7.1.2 入门示例169

7.1.3 控件创建170

7.2 GUI创建172

7.2.1 菜单设计172

7.2.2 对话框设计173

7.2.3 文件管理框175

7.3 GUI的M文件176

7.4 GUI实例177

7.4.1 MATLAB GUI设计步骤177

7.4.2 设计实例177

习题7181

实验7 GUI设计182

第8章 MATLAB Simulink仿真183

8.1 Simulink的基本操作183

8.1.1 Simulink的启动183

8.1.2 Simulink模型窗口的建立183

8.2 Simulink模块库与系统仿真184

8.2.1 Simulink模块库184

8.2.2 Simulink环境下的仿真运行186

8.3 Simulink子系统与模块封装188

8.3.1 Simulink子系统的建立189

8.3.2 子系统的条件执行191

8.3.3 Simulink子系统的封装194

8.4 Simulink仿真实例197

习题8199

实验8 Simulink建模与仿真200

第9章 MATLAB在电路仿真中的应用202

9.1 MATLAB电路辅助设计与优化202

9.2 电阻电路202

9.2.1 电路描述202

9.2.2 程序结果验证描述203

9.2.3 Simulink建模203

9.2.4 线性电阻电路方程的建立205

9.2.5 电路方程的求解206

9.2.6 MATLAB程序结构设计207

9.2.7 测试208

9.3 动态电路的时域分析211

9.3.1 一阶零输入响应211

9.3.2 二阶零输入响应213

9.3.3 单位阶跃响应215

9.4 动态电路的频率响应216

9.4.1 一阶低通电路的频率响应216

9.4.2 二阶低通响应217

9.4.3 频率响应：二阶带通电路218

9.4.4 复杂谐振电路的计算219

9.5 MATLAB电路仿真实例220

9.5.1 仿真实例1 对电路电阻的分析220

9.5.2 仿真实例2 用MATLAB的M文件设计巴特沃斯滤波器221

9.5.3 仿真实例3 信号的分解223

9.5.4 仿真实例4 信号的合成224

习题9226

实验9 MATLAB在电路仿真中的应用226

第10章 MATLAB在数字信号处理中的应用227

10.1 信号的MATLAB表示与描述227

10.1.1 离散信号的MATLAB表示227

10.1.2 信号序列的产生229

10.2 MATLAB数字信号处理基础232

10.2.1 信号基本运算232

10.2.2 信号的卷积235

10.2.3 信号的相关236

10.3 信号的频域分析237

10.3.1 傅里叶级数分析237

10.3.2 离散傅里叶变换238

10.3.3 快速傅里叶变换239

10.3.4 信号窗函数242

10.4 其他数字信号分析方法244

10.4.1 离散余弦变换244

10.4.2 希尔伯特变换246

10.4.3 倒谱分析247

10.5 数字滤波器设计249

10.5.1 数字滤波器基本原理与分类249

10.5.2 IIR滤波器设计及MALTAB实现250

10.5.3 FIR滤波器设计及MATLAB实现255

习题10258

实验10 MATLAB在数字信号处理中的应用259

第11章 MATLAB在数字图像处理中的应用260

11.1 图像基本操作260

11.1.1 图像的读取和显示260

11.1.2 图像的基本运算261

11.1.3 图像数据的保存263

11.2 图像灰度变换263

11.2.1 常用灰度变换函数263

11.2.2 线性灰度变换和非线性灰度变换264

11.2.3 直方图均衡化265

11.3 滤波处理266

11.3.1 空间滤波267

11.3.2 频域滤波269

11.4 形态学处理271

11.4.1 膨胀与腐蚀271

11.4.2 开运算与闭运算274

11.5 图像分割276

11.5.1 边缘检测276

11.5.2 阈值处理277

11.5.3 区域生长278

习题11282

实验11 数字图像处理282

第12章 MATLAB在电磁场与电磁波中的应用283

12.1 矢量分析283

12.1.1 矢量基本运算283

12.1.2 梯度、散度和旋度的计算285

12.1.3 场的可视化287

12.2 电磁场的计算与仿真288

12.2.1 静电场的计算与仿真288

12.2.2 恒定磁场的计算与仿真290

12.3 电磁波的计算与仿真294

12.3.1 电磁波的合成计算与仿真294

12.3.2 电磁波驻波的模拟295

12.3.3 光的多缝衍射模拟296

12.3.4 电磁波的极化模拟297

12.3.5 电磁波传播的模拟300

习题12303

实验12 矢量计算与电磁仿真304

参考文献305