资 源 简 介
MATLAB入门教程，讲解很详细。包含MATLAB 7.x的安装已经详细的使用及编程讲解。前MATLAB简介MATLAB是美国 Math Works公司推出的产品,最早的版本出现在20世纪70年代,用FORTRAN语言编写,主要功能是实现积序库的接口功能。 MATLAB名称来白于 Matrix和Laboratory两个英文单词的前3个字母的组合。进入90年代以来, MATLAB发展成为国际公认的标准计算软件,在数值计算方面的功能不断增强,此时, MATLAB的内核采用C 语言进行编写,并且增强了数据的可视化功能现在, MATLAB不断提供功能更为强大的软件包,并配以翔实丰富的帮助系统,越来越多地得到各个专业领域人员的认可和青眯。时至今日, MATLAB已经发展为高性能的数值计算软件,并且集成了可视化功能,提供了大量的内置函数,被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。从近几年开始, Math Works公司每年都进行两次 MATLAB产品发布,时间分别在每年的3月和9月,而且,每一次发布都会包含所有的产品模块,如产品的 new feature、 bug fixes和新产品模块的推出。每次, Math Works发布 MATLAB的同时,也会发布 Simulink。在欧美一些国家,很多大公司在将产品投入实际使用之前都会进行仿真试验,他们主要使用的仿真软件就是 Simulink。 MATLAB提供了自己的编译器:全面兼容C 以及 FORTRAN两大语言因此, MATLAB成为工程师、科研工作者最易上手的编程语言、最好的具和环境。编写目的MATLAB版本在更新过程中,不断加入新的组件或功能,帮助用户在更为深入的专业仿真处理领域获得更好的体验。但对于大部分用户的使用而言,在掌握基本的 MATLAB操作和使用方法,以及帮助系统的帮助方式以后,能够更快地进行比较专业和深入的仿真处理分析。对于比较专业的部分,如控制部分、信号处理、小波分析、金融分析等部分的仿真和分析过程,用户可以在本书介绍的基本方法和处理能力的基础上,结合这些专业的领域内的知识,米完成仿真分析的处理过程。对于大多数的读者和用户而言,在学习软件初期迫切需要能够对 MATLAB的基本概念和基础操作进行介绍的书籍。因此,本书以相对稳定的 MATLAB7.x版本为基础进行这些内容方面的介绍。本书按照一般读者的学习规律,在介绍基本知识和基本操作的基础上,对 MATLAB进行仿真处理的各个主题方面进行详细深入的讲解。同时,使于用户能够在学与木书的基础上,接触和掌握 MATLAB强大的文本帮助系统,以及导航器/浏览器帮助系统,从而增强读者在掌握基础知识和操作基础上,利用帮助文件系统,进行白主学习本书特点和其他相关书籍相比较,本书的主要特点如下。1.内容完整、全面本书内容安排考虑到 MATLAB进行仿真和运算分析时的基础知识和实践操作,从基础的变量、函数、数据类利等入手,到数学分析、图形可视化、 Simulink仿真、文件读写等,详细全面地帮助读者掌握 MATLAB的分析方法2.版本更新与内容稳定并重随着 Math works公司每年两次发行 MATLAB软件,新内容不断增加到新版本中。但相对于更新的版本,在基础编程、基础知识和基础操作方而保持了一贯的稳定性。因此,本书在编写时兼顾了版本的更新和内容的稳定。3.内容深入,示例清楚MATLAB的基础内容中涉及比较多的方面。本书在对相关主题介绍的同时,将函数或命令中比较常用的部分进行重点的分析介绍。同时,通过示例对函数和命令中的一些典型知识点进行讲解,从而帮助用户掌握和深入学习。4.精心编排,便于查阅木书在讲述 MATLAB功能时,精心选择了有代表性的示例。同时,将相关内容和函数命令通过表格的形式归纳总结,从而使于读者在学习的同时,翻阅查找相关部分的命令、函数。因此,非常有利于读者阅读和查阅。本书主要内容本书在内容安排方面遵循深入浅出的原则,通过相对独立的示例和说明作为补充。在书稿编写时,将内容比较基础利简单的部分安排在全书的前面章节,而将内容比较深入和专业的部分安排在本书的后面章节。这样,对于初级用户来讲,可以很快熟悉 MATLAB的基础知识,掌握 MATLAB的基础操作。此外,由于内容相对独立,因此,对于中高级用户来说,则可以跳过某些章节,直接学习所需的内容。本书的主要内容安排如下第1章 MATLAB7x概述,主要对 MATLAB的发展和特点进行筒单介绍。在此基础上以 MATLAB71为例讲解了 MATLAB的安装过程。在运行环境中,则详细介绍了 MATLAB的相关工作界面和工作环境。在木章后而部分详细介绍了 MATLAB强大的帮助系统。第2章 MATLAB基础知识,主要对 MATLAB数值、变量、函数、表达式和数据类型进行讲解。在木章中,还对数值数据类型,如整数、浮点数、复数,以及数组、单元数组、结构体、字符串数据、关系和逻辑运算等内容进行详细阐述第3章矩阵运算,上要介纤了矩阵函数、特殊矩阵和矩阵分析。在此基础上,对和矩阵运算直接相关的线性方程组求解以及大量矩阵分解方法进行了详细讲解第4章 MATLAB7.x编程基础,主要介绍了M文件编辑器、脚本文件编写、流程控制命令、M函数文件、程序的调试和剖析等内容。其中,对函数流程控制命令、M函数文件等在 MATLAB编程中常用到的内容进行了深入讲解。第5章数据可视化,主要介绍了维图形绘制、三维图形绘制、四维图形绘制、复数变量图形绘制和特殊图形绘制函数或命令。通过这些绘图命令的使用,可大大提高使用MATLAB进行图形数据可视化的分析和处理能力。第6章数据分析,主要介绍了数据插值、曲线拟合、傅里叶分析等基木的数据分析方法。同时,对比较深入的内容,如优化问题、常微分方程、函数零点问题、数值积分、概率论和数理统计等,都做了详细分析第7章符号计算,主要介绍了符号对象、符号表达式及其操作、符号函数等与符号计算相关的基础内容。在此基础上,对符号微积分、符号积分变换、符号代数方稈求解、符号微分方程求解等专业内容进行了讲解。此外,对和符号计算相关的 Maple命令的使用以及图形化符号分析内容进行了讲解。第8章 Simulink仿真系统,主要介绍了 Simulink基础知识,如启动、仿真、模块浏览模型窗口界而、模型操作、信号、Sink模块,以及仿真系统设置等内容。在此基础上,深入讲解了线性迕续系统建模、非线性连续系统建模、封装子系统及受控执行、离散时间系统和混合系统的相关內容。此外,对通过命令行方式进行 Simulink仿真系统也做了讲解第9章句柄图形,主要介绍了句柄图形体系、图形对象的创建、图形对象的设置、高级绘图对象和坐标轴对象等内容。通过这些底层命令的访问和操作,可以帮助用户创建史为丰富和细致的图形对象。第10章图形用户界面,主要介绍了图形用户界面的控件、回调函数的编写,以及对话框对象、界面菜单等相关的图形用户界面对象的使用和创建。此外,对图形用户界面创建工具GUDE进行了比较详细的讲解,包括启动、图形界面编辑、属性设置、创建工具等,同时也结合示例对这些内容进行了具体分析。第11章文件读取O,主要介绍了命令行方式工作空间数据的输出和导入、底层文件读取IO命令、文件名称处理、二进制文件处理、文本文件处理、图像文件处理等内容。这些格式多样的读取方式大大增强了 MATLAB和其他软件之间的交换能力。第12章 MATLAB7x的编译器,主要介绍了编译器的安装和配置、编译器的编译过程主要的编译命令,并对编译生成独立运行的应用程序、调用M文件屮的函数接口、编译生成共享库函数等内容通过示例来加以讲解。第13章应用程序接口,主要讲解了用C语言和 FORTRAN语言编写MEX文件、MAT文件,以及使用 MATLAB引擎技术在C或 FORTRAN程序中调用 MATLAB,还对 MATLAB和Java语言的程序接口进行了介绍和说明。读者对象本书主要通过对 MATLAB基础知识、基础操作、M文件的编程方法等方面的介绍,力求全面展小 MATLAB的基础使用方法。同时,在对这些命令进行介绍的过程中,配合以详细的小例和注释说明,帮助读者史好地理解命令的操作方式和目的。由于在本书的编写过程屮,考虑到 MATLAB版本的更新与內容的相对稳定性,因此,本书非常适合初、中级MATLAB学习者学习和使用,同时,本书也适合作为高校学生和广大科研工作人员的必备参考书籍。对高级用户,本书也有很好的帮助作用。致谢木书主要由周建兴、岂兴明、矫津毅、常春藤等人执笔完成。在编写过程中,也得到了清华大学有关师生的热心帮助和大力支持,在此一并表示感谢。由于作者水平有限,书中错误和不当之处在所难免,敬请各位专家和读者批评指正。读者可将意见和建议通过电子邮件发送至本书责任编辑的电子邮箱liuyang@ptpress.com.cn作者2008年7月于清华大学录第1章 MATLAB7X概述2.3.2浮点数381.1 MATLAB简介233整型浮点数间的操作函数…391.1.1 MATLAB的发展234复数m●即日口看早即早要甲唱即。血合1.1.2 MATLAB的主要特点23.5常见的数学函数……421.2 MATLAB7x的安装24数组……………4413 MATLAB7x的运行环境24.1维数组的创建451.3.1 MATLAB7.x的启动……724.2多维数组创建471.3.2 MATLAB7x工作环境…824.3数组的运算501.3.3命令窗口( Command244常用的标准数组52Window24.5低维数组的寻址和搜索…5313.4历史命令( Histo24.6低维数组的处理函数……57ommand)窗24.7高维数组的处理和运算13.5目录和文件管理………142.5单元数组和结构体…1.3.6搜索路径管理…1625.1单元数组的创建和操作…621.3.7工作空间和数组编辑器…172.5.2单元数组函数………651.3.8作空间数据的保存……2025.3结构体创建6614 MATLAB7x的帮助系统………212.54结构体函数……6814.1命令行帮助查询26字符串…691.4.2演示帮助查看…26,1字符串创建和简单操作…6914.3内容帮助浏览即自电甲司即号BD即242.6.2正则表达式搜索字符串…731.44索引方式查询帮助文件…2527关系和逻辑运算7514.5查询帮助文件……252.7.1关系运算符751.5本章小结…262.7.2逻辑运算符27.3关系和逻辑函数76第2章 MATLAB基础知识2728本章小结……792.1 MATLAB计算的介绍………272.1简单的计算示例27第3章矩阵运算801.2基本的数学运算符号……293.1矩阵函数和特殊矩阵80213命令行中的常用标点……303.11常见的矩阵处理函数……80214命令窗口中的常用操作和3.2特殊矩阵…编辑命令……………303.1.3稀疏矩阵…21.5命令窗口的显示323.2矩阵分析8522数值、变量和表达式3332.1范数分析8523数值数据类型32.2条件数分析882.3.1整数35323矩阵的行列式8933线性方程组…904.5程序的向量化概念12833.1恰定方程组…4.5.1程序的向量化283.2大定方程组4.52向量化和循环结构的33.3超定方程组………94对比12934矩阵分解954.5.3逻辑数组和向量化13034.1 Cholesky分解9546M函数文件13234.2不完全 Cholesky分解…9746.1函数文件的创建132343LU分解462伪码文件133344不完全LU分解…………1004.6.3输入输出参数…1344.5QR分解1024.64任意个数输入输出参数…135346奇异值分解…………10546.5函数白柄和匿名函数…1373.5特征值分析10747程的调试和剖析1403.5.1特征值和特征向量10747,1程序调试的常见错误…140352稀疏矩阵的特征值和4.7.2直接调试方法141特征向量1094.7.3通过工具调试……142353特征值的条件数………1104.7.4M文件剖析…………143354特征值的复数问题……1128本章小结1453.6本章小结113第5章数据可视化……146第4章 MATLAB7X编程基础…1145.1图形绘制示例…4.M文件编辑器……………11452二维图形绘制14741.打开M文件编辑器…114521plot函数1484.1.2M文件编辑器的设置…11552.2线型、标记和颜色…1504.1.3M文件编辑器的打印5.23图形坐标轴设置151属性设置………………116524多个图形叠绘及多个4.2M脚本文件的编写…117图形窗口1544.3流程控制118525子图绘制1564.3.]for循环结构…………119526交互式绘图和屏幕刷新…15743.2 while循环结构………11952.7 plotyy函数绘制4.33if判断结构…:120双坐标轴1594.3.4 switch分支选择结构…122528easy绘图命令16043.5try- catch结构12353二维图形绘制16244控制命令12453.1曲线图绘制6244.1 continue命令……124532网格图绘制………16444.2 break命令125533曲面图的绘制44.3 return命令12534绘制等值线图16844.4 Input命令12654四维图形可视化17044.5 keyboard命令12754.1 slice切片命令17044.6ero和 warning命令…127542其他 slice函数543等值面图绘制17366.3加权常微分方程2205.5复数变量图形绘制1756.64延迟微分方程2226特殊图形绘制1766.6.5常微分方程的边界56.1area区域绘图177问题2245.62pie饼图绘制17767函数的零点问题226563直方图和梯形图6.7.1一元函数的零点226564矢量分布图绘制180672多元函数的零点22756.5误差线图形绘制68数值积分2285.6.6离散数据绘制6.8.1一元函数的数值积分…22856.7伪色彩图绘制………18268.2多重数值积分………22956.8极坐标图形绘制………18369概率论和数理统计…23157图形的打印输出…1846.9.1概率分布…23158木章小结…1866.9.2数据分布分析………2326.9.3假设检验第6章数据分析234…1876.10本章小结………………2376.1数据插值……18761.1一维插值………187第7章符号计算238612二维插值……1907.1符号对象和符号表达式………2386.13样条插值……………1937.1.1符号对象的创建命令…23862曲线拟合1947.1.2符号对象的创建示例…23963图形界面曲线拟合1967.1.3符号计算中的运算符和631曲线拟合示例…………196函数2406.3.2拟合残差图形绘制……1977.14符号对象的类别识别633数据预测…命令24064傅里叶分析…………日p甲唱画2007.1.5符号表达式中的64.1离散傅里叶变换………200变量确定…241642傅里叶变换相关的7.1.6符号精度计算……242常用函数2037.2符号表达式操作………………24264.3傅里叶级数………2037.3符号表达式的替换…………24464.4使用FFT进行插值……274符号函数的操作2456.5优化问题20974.1反函数操作24565.非线性无约束优化……209742复合函数操作2466.52约束条件下的非线性7.5符号微积分246优化211级数求24765.3最小最大值的优化问题…2137.5.2符号极限6.54线性规划求解2147.5.3符号微分…24866常微分方程2157.54符号积分2506.6.1常微分方程介绍……2167.6符号积分变换…………………2516.6.2常微分方程求解21676.1傅里叶变换及其反变换…257.62拉普拉斯变换及其反86.1使用积分模块…………292变换……2528.6.2使用积分器求解7.6.3Z变换及其反变换微分方程2947.7符号代数方程求解………2548.6.3传递函数进行仿真2957.8符号微分方程求解25586.4状态空间方法进行79利用 Maple进行符号计算……256系统仿真…29679.1 Maple函数的使用……2578.7非线性连续系统建模297792Mapl经典函数的调用…25887.1非线性仿真系统建模7.93Mapl库函数的帮助…260简介…………………2987.10符号分析可视化……………262872任意非线性函数的仿真…3007.10.1 funtool分析界面26288封装子系统创建和受控执行…3027.102 taylortool分析界面……2638.8.1使用模块组合子系统…3027.11本章小结……………2648.8.2通过子系统模块创建子系统303第8章 Simulink仿真系统……265883封装子系统…………………3048.1 Simulink基础知识…2658.84使能控制子系统3058.1.1 Simulink的启动………2658.8.5触发控制子系统81.2 Simulink创建仿真示例…26689离散时间系统和混合系统……3078.1.3模块库浏览器2708.10命令方式运行 Simulink8.1.4 Simulink模型窗口……2718.1本章小结…………3108.1.5模型窗口的菜单栏……27282 Simulink模型操作274第9章句柄图形8.2.1 Simulink模型的原理…27491句柄图形体系…3118.22模块的操作27591.1图形对象3118.2.3信号线的操作……276912句柄对象…………31283 Simulink信号27791.3对象属性31383.1常见的信号277914图形对象句柄创建8.3,2复数信号…………278示例31383.3虚拟信号和信号总线…2799.2图形对象创建…31483.4创建信号组…280921创建图形对象31483.5自定义信号源283922访问图形对象句柄………31584常用的Sink模块…285923使用句柄操作图形8.5 Simulink仿真系统的设置……288对象3188.5.1解算器( Solver)的93图形对象设置319设置……………28893.1用set命令设置属性……319852仿真数据的输入输出9.32图形的默认属性321设置…289933句柄图形的通用属性…32385.3仿真诊断设置29194高级绘图对象…3248.6线性连续系统建模292941 Nextplot属性324942 Newplot命令2415处理二进制文件9.4.3高级绘图命令325115.1读取M文件…38395坐标轴对象…326.52读取文本文件3859.5.1坐标轴的几何属性……326115.3写入文本文件…3879.52坐标轴的刻度属性……32811.6处理文本文件………3889.53坐标轴的照相机属性…329116.1使用 csvread读取文本9.54坐标轴的尺度、方向文件388属性3301.6.2使用 dread读入数据…38996本章小结……3311.6.3使用 textread读入文件…391第10章图形用户界面332116.4使用 textscan读入数据…39210.1图形用户界面介绍33211.6.5使用 csvwrite输出10.2图形用户界面控件……34文本数据………………39410.2.1图形用户界面控件的1.6.6使用 dlmwrite输出数据…395创建…334117图像文件读入和输出…39610.2.2鼠标动作执行3381.7.1图像文件读入39610.23事件队列的执行顺序…34011.72图像文件输出……39710.2.4回调函数的编写1.8本章小结34039810.3对话框对象……………………346346第12章 MATLAB7x的编译器…39910.4界面菜单…35012.1编译器概述……m导39910.5编写M文件…354122编译器的安装和配置40010.6图形界面创建工具GUDE…35612.2.1安装前提40010.6.1 GUIDE的启动………3561222编译器的安装……40010.6.2创建图形用户界面1223配置编译器对象358123编译过程…曾自自自自自自40510.6.3设置组件的属性………36112.3.1安装MCR即甲m由●40510.6.4编写回调函数3631232MCR编译过程40610.6.5图形用户界面的执行…36512.4编译命令40810.66 GUIDE创建的工具…365125编译生成独立运行程序………40910.6.7创建带 Ucontrol控件的12.5.1編译M文件410图形界面…………………36712.5.2M文件和C文件的10.68创建带菜单和坐标轴的混合编译413图形界面………………37012.53编译图形绘制M文件…41510.7本章小结374126调用M文件中的函数第11章文件读取MO……375接口…419111工作空间数据读取375127编译生成共享库函数…………424112数据文件的导入和导出37712.8本章小结……430113底层文件读取IO379第13章应用程序接口43111.4文件名称处理………3813.1C语言MEX文件………431
