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| 編輯推薦： |
本书由资深MATLAB工程师精心编撰，详细介绍了MATLAB R2020a版本的各项功能、基本使用、编程技巧与工程应用，是一本内容全面、突出实例教学的技术图书，全书内容共分五篇，主要内容概述如下：
篇 基础知识，主要介绍MATLAB使用和编程方面的基础知识，旨在为读者学习MATLAB提供入门引导，尽快熟悉MATLAB软件及编程使用规则。
第二篇 数学基础，介绍基本数学计算在MATLAB中的实现，旨在建立MATLAB进行数学计算的基本概念，使读者能够进行基本的工程、科研数学计算。
第三篇 数据分析，介绍使用MATLAB进行数据分析相关操作的实现方法，旨在为读者介绍使用MATLAB进行简单的数据分析操作入门知识，使读者能够将数学工具应用到常见的场景中。
第四篇 拓展知识，介绍使用MATLAB进行复杂的数据分析处理与编程所需的拓展知识，旨在为读者介绍使用MATLAB进行复杂编程的基础知识，将MATLAB的优势充分发挥。
第五篇 MATLAB应用，主要介绍使用MATLAB实现特定领域应用的操作方法，旨在为读者演示如何通过使用MATLAB进行各专业计算，将MATLAB引入专业计算中进行
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| 內容簡介： |
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本书基于MATLAB R2020a版本编写，书中讲述的内容是使用MATLAB进行科学研究、系统仿真、数据分析与处理的知识。全书分为5篇，共20章：基础知识部分包括MATLAB概述、MATLAB基础、数据输入输出基础、编程基础和可视化基础；数学基础部分包括数组与矩阵操作、数学函数运算和符号数学计算；数据分析部分包括多项式分析、数值运算、优化和概率统计；拓展知识部分包括句柄图形、GUI编程、Simulink基础、编译器和应用程序接口；MATLAB应用部分包括信号处理应用、图像处理应用、小波分析应用和偏微分方程应用等内容。通过全面学习本书，读者可以获得使用MATLAB进行数学计算、数据分析及处理的相关技能，并能快速掌握使用MATLAB进行工作的基本方法。 本书结构严谨、重点突出、条理清晰，既可以作为大中专院校相关专业以及社会有关培训机构的教材，也适合广大MATLAB读者自学使用。
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| 目錄：
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篇 基 础 知 识
第1章 MATLAB概述 2
1.1 工作环境 2
1.1.1 系统组成 2
1.1.2 工作窗口 3
1.1.3 应用简介 7
1.2 文件管理 7
1.2.1 目录结构 7
1.2.2 当前文件夹浏览器 8
1.2.3 路径搜索 8
1.3 帮助系统 10
1.3.1 文本帮助 10
1.3.2 演示帮助 11
1.3.3 帮助导航窗口 12
1.4 MATLAB使用初步 13
1.5 本章小结 14
第2章 MATLAB基础 15
2.1 数据类型 15
2.1.1 数值类型 15
2.1.2 字符与字符串 21
2.1.3 结构 21
2.1.4 单元数组 24
2.1.5 函数句柄 26
2.1.6 映射容器 28
2.1.7 数据类型识别与转换 32
2.2 运算符与运算 33
2.2.1 算术运算符 33
2.2.2 关系运算符 34
2.2.3 逻辑运算符 35
2.2.4 运算优先级 36
2.3 字符串处理 36
2.3.1 字符串构造 37
2.3.2 字符串比较 38
2.3.3 查找与替换 39
2.3.4 字符串类型转换 39
2.4 矩阵基础 40
2.4.1 有关概念 40
2.4.2 创建矩阵 40
2.4.3 改变矩阵结构 43
2.4.4 矩阵下标 44
2.4.5 矩阵信息 46
2.5 本章小结 49
第3章 数据输入输出基础 50
3.1 打开与关闭文件 50
3.1.1 打开文件 50
3.1.2 关闭文件 52
3.2 读写二进制文件 53
3.2.1 写二进制文件 53
3.2.2 读二进制文件 54
3.3 读写文本文件 55
3.3.1 写文本文件 55
3.3.2 读文本文件 56
3.4 读写位置控制 57
3.5 导入数据 59
3.5.1 使用向导导入数据 59
3.5.2 使用命令导入数据 59
3.6 本章小结 60
第4章 编程基础 61
4.1 变量与语句 61
4.1.1 变量命名 61
4.1.2 变量类型 62
4.1.3 特殊变量 62
4.1.4 关键字 63
4.1.5 语句构成 63
4.2 程序控制 64
4.2.1 顺序结构 64
4.2.2 分支结构 64
4.2.3 循环结构 68
4.2.4 其他常用控制命令 70
4.3 M文件与脚本 72
4.3.1 M文件 72
4.3.2 脚本 73
4.4 函数 74
4.4.1 M文件函数 74
4.4.2 匿名函数 76
4.4.3 子函数 77
4.4.4 私有函数 78
4.4.5 重载函数 78
4.4.6 内联函数 78
4.4.7 eval、feval函数 79
4.4.8 函数的函数 80
4.4.9 内嵌函数 80
4.4.10 函数编写建议 80
4.5 M文件变量检测 81
4.5.1 输入输出变量检测 81
4.5.2 可变数量输入输出 81
4.6 程序调试 82
4.6.1 直接调试 83
4.6.2 工具调试 83
4.7 本章小结 83
第5章 可视化基础 84
5.1 图形绘制对象 84
5.2 二维图形 84
5.2.1 plot命令 84
5.2.2 图形叠绘 88
5.2.3 子图绘制 89
5.2.4 交互绘图 91
5.2.5 双纵坐标图 92
5.2.6 特殊坐标绘图 93
5.2.7 函数绘图 95
5.3 三维图形 97
5.3.1 曲线图 97
5.3.2 网格图 98
5.3.3 曲面图 99
5.4 四维图形 100
5.4.1 第四维表达 100
5.4.2 四维图绘制 101
5.5 特殊图形 102
5.5.1 饼状图 102
5.5.2 直方图 103
5.5.3 柱形图 104
5.5.4 离散数据点图 106
5.5.5 散点图 107
5.5.6 向量图 108
5.5.7 等值线图 109
5.6 图形处理 110
5.6.1 图形输出 110
5.6.2 图形细化 111
5.6.3 坐标轴控制 116
5.6.4 视角与透视 117
5.7 绘图窗口 118
5.7.1 创建绘图窗口 118
5.7.2 绘图窗口工具栏 119
5.8 本章小结 120
第二篇 数 学 基 础
第6章 数组与矩阵操作 122
6.1 数组运算 122
6.1.1 创建与访问数组 122
6.1.2 数组运算 125
6.2 矩阵操作 131
6.2.1 创建矩阵 131
6.2.2 改变矩阵结构 136
6.3 矩阵元素运算 138
6.3.1 矩阵四则运算 139
6.3.2 矩阵元素幂运算 141
6.3.3 矩阵元素查找与排序 141
6.3.4 矩阵元素求和、求积与
求差分 143
6.4 矩阵运算 146
6.4.1 矩阵分析 146
6.4.2 矩阵分解 150
6.4.3 特征值与特征向量 154
6.4.4 矩阵函数运算 154
6.5 稀疏矩阵 157
6.5.1 稀疏矩阵存储方式 157
6.5.2 创建稀疏矩阵 158
6.5.3 稀疏矩阵运算 159
6.6 本章小结 159
第7章 数学函数运算 160
7.1 初等函数运算 160
7.1.1 三角函数 160
7.1.2 指数与对数函数 162
7.1.3 复数函数 164
7.1.4 截断和求余函数 165
7.1.5 离散数学函数 166
7.1.6 基本数据分析函数 167
7.1.7 多项式函数 169
7.2 特殊函数运算 170
7.2.1 特殊函数 170
7.2.2 坐标变换函数 171
7.3 本章小结 172
第8章 符号计算 173
8.1 符号计算概述 173
8.2 符号变量与表达式 175
8.2.1 符号对象 175
8.2.2 符号计算运算符与函数 178
8.2.3 符号对象识别 182
8.2.4 符号变量 183
8.2.5 符号表达式显示 185
8.2.6 表达式项操作 185
8.2.7 符号数值和精度 190
8.3 符号函数 191
8.3.1 复合函数操作 191
8.3.2 反函数运算 192
8.4 符号微积分 193
8.4.1 符号表达式的极限 193
8.4.2 符号表达式的导数 193
8.4.3 符号表达式的积分 195
8.4.4 符号表达式的级数
求和/积 195
8.4.5 符号表达式的泰勒级数 196
8.5 符号积分变换 198
8.5.1 Fourier变换 198
8.5.2 Laplace变换 199
8.5.3 Z变换 200
8.6 符号矩阵计算 201
8.6.1 算术运算 201
8.6.2 线性代数运算 201
8.6.3 特征值分解 202
8.7 符号方程求解 203
8.7.1 代数方程求解 203
8.7.2 微分方程求解 206
8.8 符号计算界面 207
8.8.1 funtool分析界面 207
8.8.2 taylortool分析界面 209
8.9 本章小结 210
第三篇 数 据 分 析
第9章 多项式分析 212
9.1 多项式及函数 212
9.1.1 多项式及其函数 212
9.1.2 多项式计算 212
9.1.3 多项式方程求根 213
9.1.4 多项式四则运算 213
9.1.5 多项式微积分 215
9.1.6 有理多项式展开 216
9.2 极 限 217
9.3 本章小结 218
第10章 数 值 运 算 219
10.1 解线性方程组 219
10.1.1 线性法 219
10.1.2 迭代法 221
10.2 插值与拟合 223
10.2.1 插值 223
10.2.2 曲线拟合 229
10.3 数值微积分 230
10.3.1 一元数值积分 230
10.3.2 多重数值积分 231
10.3.3 数值微分 233
10.4 常微分方程 234
10.5 本章小结 235
第11章 优化 236
11.1 优化问题求解过程 236
11.1.1 选择求解器 236
11.1.2 设置变量 237
11.1.3 写目标函数 237
11.1.4 写约束条件 239
11.1.5 设置求解器参数 239
11.1.6 求解并检查结果 241
11.1.7 改善优化结果 241
11.2 线性规划 241
11.2.1 线性规划linprog函数 241
11.2.2 整数线性规划intlinprog
函数 245
11.3 二次规划 246
11.4 非线性规划 247
11.4.1 无约束优化 247
11.4.2 约束优化 250
11.5 多目标规划 253
11.5.1 多目标规划函数 254
11.5.2 小化问题 255
11.6 小二乘问题 256
11.6.1 线性小二乘问题 256
11.6.2 非线性小二乘问题 259
11.7 Optimization Tool图窗 260
11.8 本章小结 261
第12章 概率统计 262
12.1 统计量操作 262
12.1.1 产生随机数 262
12.1.2 抽样 266
12.2 数据统计分析 268
12.2.1 特征统计量 268
12.2.2 统计图表 271
12.3 概率分布与计算 277
12.3.1 概率密度计算 277
12.3.2 概率分布计算 280
12.4 本章小结 282
第四篇 拓 展 知 识
第13章 句柄图形 284
13.1 句柄图形对象系统 284
13.1.1 句柄图形对象组织 284
13.1.2 句柄图形对象简介 285
13.2 句柄图形对象操作 286
13.2.1 创建与保存 286
13.2.2 访问、复制和删除 287
13.2.3 图形输出控制 289
13.3 属性设置 294
13.3.1 通用对象属性 294
13.3.2 属性设置函数 295
13.3.3 默认属性设置 296
13.4 Figure对象 298
13.4.1 Figure对象简介 298
13.4.2 Figure对象操作 299
13.5 Axes对象 300
13.5.1 Axes对象简介 300
13.5.2 Axes对象操作 300
13.6 Core对象 307
13.7 Plot对象 309
13.7.1 创建Plot对象 309
13.7.2 连接变量 309
13.8 Group对象 310
13.8.1 创建Group对象 310
13.8.2 对象变换 311
13.9 Annotation对象 312
13.10 本章小结 313
第14章 GUI编程 314
14.1 GUI基础 314
14.1.1 GUI介绍 314
14.1.2 创建GUI 315
14.1.3 回调函数 317
14.2 GUI控件 318
14.2.1 GUI控件类型 318
14.2.2 创建GUI控件 319
14.3 GUI菜单和工具栏 321
14.3.1 GUI菜单 322
14.3.2 GUI工具栏 324
14.4 对话框 325
14.4.1 创建函数 325
14.4.2 创建方法 326
14.5 布局 329
14.5.1 布局函数 329
14.5.2 布局方式 329
14.6 GUI行为控制编程 333
14.6.1 回调与中断 334
14.6.2 数据管理 335
14.7 GUI实例 335
14.8 GUI设计 341
14.9 本章小结 344
第15章 Simulink基础 345
15.1 概述 345
15.1.1 基本概念 345
15.1.2 工作环境 346
15.1.3 Simulink数据类型 348
15.1.4 模块和模块库 349
15.1.5 Simulink常用工具 354
15.2 Simulink模型 354
15.2.1 模块基本操作 355
15.2.2 信号线操作 357
15.2.3 对模型的注释 359
15.2.4 设置模块特定参数 359
15.2.5 模型和模型文件 361
15.2.6 保存系统模型 364
15.2.7 打印模型框图及生成
报告 365
15.3 子系统 367
15.3.1 子系统介绍 367
15.3.2 高级子系统技术 369
15.4 运行仿真 380
15.4.1 启动仿真过程 380
15.4.2 仿真过程诊断 381
15.4.3 仿真配置 381
15.4.4 仿真的设置 383
15.5 调试 386
15.5.1 模型调试 386
15.5.2 调试器控制 389
15.5.3 设置断点 392
15.6 S函数 395
15.6.1 S函数概述 396
15.6.2 M文件S函数 399
15.7 PID控制的Simulink系统仿真
实例 402
15.8 本章小结 405
第16章 MATLAB编译器与接口 406
16.1 编译器安装与配置 406
16.1.1 编译器介绍与安装 406
16.1.2 编译器配置 407
16.2 编译过程 407
16.2.1 MCR安装 407
16.2.2 MCR编译过程 408
16.3 编译生成独立程序 408
16.3.1 编译命令mcc 408
16.3.2 编译独立程序 409
16.4 接口概述 412
16.4.1 MEX文件 412
16.4.2 MAT文件 413
16.4.3 计算引擎 413
16.5 基于C/C 的MEX文件 413
16.5.1 MEX文件结构 413
16.5.2 创建C/C MEX文件 414
16.5.3 调试C/C MEX文件 419
16.6 本章小结 419
第五篇 MATLAB应用
第17章 信号处理应用 421
17.1 信号处理基础 421
17.1.1 连续信号 421
17.1.2 离散信号 422
17.1.3 波形发生函数 424
17.1.4 信号基本运算 430
17.2 统计信号处理 433
17.2.1 相关性与协方差 433
17.2.2 频谱分析 434
17.2.3 窗函数 435
17.2.4 经典谱估计 439
17.2.5 现代谱估计 441
17.2.6 时频分析 442
17.2.7 特殊变换 443
17.2.8 重采样 447
17.3 IIR滤波器 448
17.3.1 经典法IIR滤波器设计 448
17.3.2 直接法IIR滤波器设计 454
17.4 FIR滤波器 455
17.4.1 窗函数法 455
17.4.2 约束小二乘法 456
17.4.3 其他FIR滤波器设计
方法 457
17.5 参数建模 458
17.5.1 时域建模 458
17.5.2 频域建模 460
17.6 信号处理可视化工具 461
17.6.1 信号综合处理工具 462
17.6.2 信号浏览器 462
17.6.3 频谱查看器 462
17.6.4 滤波器可视化工具 463
17.6.5 滤波器设计与分析工具 464
17.6.6 滤波处理工具 464
17.7 本章小结 465
第18章 图像处理应用 466
18.1 图像处理基础 466
18.1.1 图像表达 466
18.1.2 图像类型与文件 467
18.1.3 图像数据读写 474
18.2 图像显示 475
18.2.1 标准图像显示技术 475
18.2.2 特殊图像显示技术 476
18.3 图像运算 479
18.3.1 代数运算 479
18.3.2 空间变换 481
18.4 图像变换 484
18.4.1 二维傅里叶变换 484
18.4.2 离散余弦变换 485
18.4.3 其他变换 486
18.5 图像分析与增强 487
18.5.1 像素分析 487
18.5.2 图像分析 491
18.5.3 图像调整 495
18.5.4 图像平滑 498
18.6 图像区域处理 500
18.6.1 区域设置 500
18.6.2 区域滤波 501
18.6.3 区域填充 502
18.7 图像颜色处理 503
18.7.1 显示颜色位数 503
18.7.2 减少颜色 503
18.7.3 转换颜色 504
18.8 图像的数学形态学运算 505
18.8.1 膨胀处理 505
18.8.2 腐蚀处理 506
18.8.3 图像的开运算 507
18.8.4 图像的闭运算 507
18.9 本章小结 508
第19章 小波分析应用 509
19.1 小波分析基础 509
19.1.1 小波变换 509
19.1.2 常用小波基函数 510
19.2 连续小波分析 513
19.2.1 连续小波变换 513
19.2.2 GUI连续小波变换 514
19.3 一维离散小波分析 516
19.3.1 一维离散小波变换与
重构 516
19.3.2 GUI一维离散小波
分析 520
19.4 二维离散小波分析 520
19.4.1 二维离散小波变换与
重构 520
19.4.2 GUI二维离散小波
分析 523
19.5 去噪与压缩 524
19.5.1 小波去噪与压缩 524
19.5.2 GUI小波去噪与压缩 527
19.6 本章小结 529
第20章 偏微分方程应用 530
20.1 PDE应用 530
20.2 PDE求解设置 531
20.2.1 PDE求解过程 531
20.2.2 2D几何构型 532
20.2.3 划分网格 533
20.3 PDE求解 534
20.3.1 方程类型介绍 534
20.3.2 PDE求解示例 536
20.4 本章小结 540
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MATLAB R2020a为数据分析与处理提供了强大的工具，MATLAB已经在很多领域取得了成功应用。
MATLAB具有的科学计算、仿真和基于模型的设计功能使其在嵌入式系统、控制系统、数字信号处理、通信系统、图像和视频处理、机电系统设计、测试与测量、计算生物学和计算金融学等领域取得了巨大的成功，并在航空和国防、汽车、生物技术和医药、通信、电子和半导体、能源生产、金融服务、工业自动化和机械等行业中得到广泛应用。
由于在各个行业中，MATLAB体现的技术优势越来越明显，而且在中国已有大量的工程师将MALTAB作为设计分析软件，因此学习MATLAB显得十分必要。
1. 本书特色
本书由从事多年MATLAB工作和实践的一线从业人员编写，不只注重应用技巧的介绍，还重点讲解MATLAB和工程实际的关系。本书主要有以下几个特色。
? 本书通过简明易懂的示例展示了MATLAB强大的数学功能和无与伦比的解释语言编程能力，全书基础和实例详解并重，重点讲解对使用MATLAB至关重要的编程及数学运算功能。
? 本书内容编排上注意难易结合，详细介绍MATLAB各功能的使用方法和技巧，不仅能使读者快速入门，还能使读者全面了解MATLAB软件，提高工作效率。通过对各章算例的学习，读者可以从各个方面了解MATLAB进行数学处理的方法论，有助于读者理顺思路，在解决实际问题时正确地建立模型。
? 本书详细介绍MATLAB的操作方法，读者可以很轻松地按照书中的指引逐步完成，同时在编写过程中用醒目的提示指出了读者容易遇到的困扰和错误操作。
? 本书通过线下线上结合的方式，既提供纸质版本的图书资料，也提供邮箱、公众号沟通渠道，使读者可以方便快捷地获得MATLAB使用指导，提高在使用过程中解决问题的效率。
2. 主要内容
本书包括基础知识、数学基础、数据分析、拓展知识、MATLAB应用5篇内容，共20章。章节内容安排如下：
篇 基础知识，主要介绍MATLAB使用和编程方面的基础知识，旨在为读者学习MATLAB提供入门引导，尽快熟悉MATLAB软件及编程使用规则。
第1章 MATLAB概述 第2章 MATLAB基础
第3章 数据输入输出基础 第4章 编程基础
第5章 可视化基础
第二篇 数学基础，介绍基本数学计算在MATLAB中的实现，旨在建立MATLAB进行数学计算的基本概念，使读者能够进行基本的工程、科研数学计算。
第6章 数组与矩阵操作 第7章 数学函数运算
第8章 符号计算
第三篇 数据分析，介绍使用MATLAB进行数据分析相关操作的实现方法，旨在为读者介绍使用MATLAB进行简单的数据分析操作入门知识，使读者能够将数学工具应用到常见的场景中。
第9章 多项式分析 第10章 数值运算
第11章 优 化 第12章 概率统计
第四篇 拓展知识，介绍使用MATLAB进行复杂的数据分析处理与编程所需的拓展知识，旨在为读者介绍使用MATLAB进行复杂编程的基础知识，将MATLAB的优势充分发挥。
第13章 句柄图形 第14章 GUI编程
第15章 Simulink基础 第16章 MATLAB编译器与接口
第五篇 MATLAB应用，主要介绍使用MATLAB实现特定领域应用的操作方法，旨在为读者演示如何通过使用MATLAB进行各专业计算，将MATLAB引入专业计算中进行示范。
第17章 信号处理应用 第18章 图像处理应用
第19章 小波分析应用 第20章 偏微分方程应用
3. 入门视频教学与源代码下载
本书提供了入门视频教学与源代码，读者可以扫描下述二维码下载，如果下载有问题，请发送电子邮件到booksaga@126.com，邮件主题为“MATLAB R2018a从入门到精通”。
4. 读者对象
本书适合MATLAB的初中级读者和从事相关科研工作的技术人员阅读，具体说明如下：
? 相关从业人员 ? 初学MATLAB的技术人员
? 大中专院校的教师和在校生 ? 相关培训机构的教师和学员
? 广大科研工作人员 ? MATLAB爱好者
MATLAB本身是一个庞大的资源库与知识库，虽然本书卷帙浩繁，但是仍难窥其全貌，加之编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正，也欢迎广大同行来电、来信，共同交流探讨。
为了方便解决本书疑难问题，读者朋友在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到邮箱comshu@126.com，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。读者也可以访问“算法仿真在线”公众号在相关栏目下留言获取帮助。
编 者
2021年2月
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