MATLAB完全自學手冊

目 錄
第1篇 MATLAB基礎
第1章 MATLAB 2013a概述
1.1 MATLAB簡介
1.1.1 MATLAB的發(fā)展
1.1.2 MATLAB的主要功能
1.1.3 MATLAB 2013a的新特性
1.2 MATLAB 2013a安裝與卸載
1.2.1 MATLAB 2013a安裝
1.2.2 MATLAB 2013a卸載
1.3 MATLAB 2013a用戶界面
1.3.1 菜單欄簡介
1.3.2 命令窗口
1.3.3 歷史命令窗口
1.3.4 工作空間窗口
1.3.5 當前目錄窗口
1.3.6 幫助系統(tǒng)簡介
1.4 MATLAB 2013a基礎知識
1.4.1 MATLAB 2013a基本數(shù)值計算
1.4.2 MATLAB 2013a矩陣處理
1.4.3 MATLAB 2013a數(shù)據(jù)可視化
1.4.4 MATLAB 2013a程序設計功能
1.5 小結
第2篇 MATLAB中的矩陣運算
第2章 MATLAB 2013a的矩陣操作
2.1 矩陣的生成
2.1.1 簡單矩陣的創(chuàng)建
2.1.2 調用函數(shù)創(chuàng)建特殊矩陣
2.2 矩陣的拼接
2.2.1 基本拼接
2.2.2 拼接函數(shù)
2.3 改變矩陣尺寸
2.3.1 擴大矩陣的尺寸
2.3.2 縮小矩陣的尺寸
2.4 改變矩陣形狀
2.5 向量、標量與空矩陣
2.5.1 向量
2.5.2 標量
2.5.3 空矩陣
2.6 矩陣尋訪
2.6.1 下標轉換
2.6.2 訪問單元素
2.6.3 訪問多元素
2.7 獲取矩陣信息
2.7.1 獲取矩陣元素的數(shù)據(jù)類型
2.7.2 獲取矩陣的數(shù)據(jù)結構
2.7.3 獲取矩陣的尺寸信息
2.8 高維數(shù)組
2.8.1 高維數(shù)組的創(chuàng)建
2.8.2 訪問高維數(shù)組的信息
2.8.3 高維數(shù)組操作函數(shù)
2.9 小結
第3章 MATLAB 2013a的數(shù)據(jù)類型
3.1 MATLAB中的數(shù)值類型
3.1.1 整數(shù)類型
3.1.2 單精度浮點型
3.1.3 雙精度浮點類型
3.1.4 復數(shù)
3.1.5 無窮
3.1.6 非數(shù)
3.2 MATLAB中的邏輯類型
3.2.1 邏輯類型
3.2.2 關系運算符
3.2.3 邏輯運算符
3.2.4 運算符的優(yōu)先級
3.3 MATLAB中的字符與字符串
3.3.1 字符數(shù)組的建立
3.3.2 字符串的比較
3.3.3 字符串的查找與替換
3.3.4 字符串與數(shù)值類型的互相轉換
3.4 小結
第4章 元胞數(shù)組和構架數(shù)組
4.1 元胞數(shù)組
4.1.1 直接創(chuàng)建元胞數(shù)組
4.1.2 調用函數(shù)生成元胞數(shù)組
4.1.3 元胞數(shù)組的擴容、刪減和重置
4.1.4 訪問元胞數(shù)組內容
4.1.5 嵌套元胞數(shù)組
4.1.6 字符串元胞數(shù)組
4.2 構架數(shù)組
4.2.1 創(chuàng)建構架數(shù)組
4.2.2 訪問構架數(shù)組元素
4.3 小結
第5章 矩陣分析
5.1 數(shù)值計算中的矩陣
5.1.1 MATLAB中的矩陣應用
5.1.2 線性代數(shù)方程的矩陣求解法
5.1.3 最大（小）值
5.2 矩陣基本運算
5.2.1 矩陣的加、減
5.2.2 矩陣乘法
5.2.3 矩陣除法
5.2.4 矩陣的冪
5.2.5 矩陣按位運算
5.2.6 關系運算
5.3 矩陣特征量
5.3.1 矩陣的行列式
5.3.2 矩陣的逆
5.3.3 矩陣的范數(shù)
5.3.4 矩陣的條件數(shù)
5.3.5 矩陣的秩
5.4 矩陣分解
5.4.1 特征分解
5.4.2 Schur分解
5.4.3 Cholesky分解
5.4.4 LU分解
5.4.5 QR分解
5.4.6 SVD分解
5.5 矩陣函數(shù)
5.5.1 矩陣函數(shù)的概念
5.5.2 常用矩陣函數(shù)
5.5.3 自定義矩陣函數(shù)
5.6 稀疏矩陣
5.6.1 稀疏矩陣與全矩陣
5.6.2 創(chuàng)建稀疏矩陣
5.6.3 稀疏矩陣的操作
5.6.4 稀疏矩陣的運算
5.7 小結
第3篇 MATLAB數(shù)據(jù)分析
第6章 函數(shù)分析
6.1 MATLAB中函數(shù)的創(chuàng)建
6.2 函數(shù)的零點
6.3 函數(shù)微分
6.4 函數(shù)積分
6.4.1 單重數(shù)值積分
6.4.2 多重數(shù)值積分
6.5 函數(shù)最優(yōu)化
6.6 函數(shù)可視化
6.7 小結
第7章 數(shù)據(jù)分析
7.1 最大（小）值、中位數(shù)
7.2 排序
7.3 分位數(shù)
7.4 求和（積）、差分
7.4.1 求和
7.4.2 求積
7.4.3 求累計和、積和差分
7.5 均值和方差
7.6 數(shù)據(jù)預處理
7.6.1 處理缺失數(shù)據(jù)
7.6.2 處理奇異值
7.7 統(tǒng)計分析
7.7.1 關于數(shù)學符號的說明
7.7.2 幾種重要的概率分布
7.7.3 生成隨機數(shù)
7.7.4 數(shù)據(jù)直方圖分析
7.7.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計函數(shù)
7.8 小結 第8章 高級數(shù)值計算
8.1 多項式
8.1.1 多項式表示
8.1.2 矩陣的特征多項式
8.1.3 求多項式的值
8.1.4 求多項式的根
8.1.5 多項式卷積和反卷積
8.1.6 多項式微積分
8.1.7 有理式的部分展開
8.2 插值
8.2.1 一維插值
8.2.2 二維插值
8.2.3 高維插值
8.2.4 樣條插值
8.2.5 插值方法比較
8.3 回歸分析
8.3.1 線性回歸分析
8.3.2 多項式回歸分析
8.3.3 多分量回歸分析
8.4 曲線擬合
8.4.1 多項式擬合
8.4.2 指數(shù)函數(shù)擬合
8.4.3 交互式曲線擬合工具
8.5 傅里葉分析
8.5.1 快速傅里葉變換（FFT）、逆快速傅里葉變換（IFFT）
8.5.2 FFT的幅度和相位
8.5.3 傅里葉分析的應用例子
8.6 常微分方程
8.6.1 一階常微分方程
8.6.2 ODE函數(shù)的選擇
8.6.3 高階常微分方程
8.7 小結
第9章 符號計算
9.1 符號類型與數(shù)值類型的區(qū)別
9.2 符號對象及其創(chuàng)建
9.2.1 創(chuàng)建符號變量
9.2.2 創(chuàng)建符號表達式
9.2.3 符號對象與數(shù)值的轉換
9.3 符號函數(shù)
9.3.1 創(chuàng)建符號函數(shù)
9.3.2 復合函數(shù)
9.3.3 反函數(shù)
9.3.4 特殊符號函數(shù)
9.4 符號表達式的復合和化簡
9.4.1 顯示符號表達式
9.4.2 展開、分解及化簡符號表達式
9.4.3 符號表達式替換
9.5 符號矩陣
9.5.1 創(chuàng)建符號矩陣
9.5.2 符號矩陣的代數(shù)運算
9.5.3 符號矩陣的邏輯運算
9.5.4 符號矩陣的行列式
9.5.5 符號矩陣的逆
9.5.6 符號矩陣的秩
9.5.7 符號矩陣的特征分解
9.5.8 符號矩陣的SVD分解
9.6 符號微積分
9.6.1 極限
9.6.2 微分
9.6.3 積分
9.6.4 Taylor展開
9.6.5 級數(shù)求和
9.7 符號方程求解
9.7.1 一般代數(shù)方程
9.7.2 線性代數(shù)方程組
9.7.3 符號常微分方程
9.8 小結
第4篇 MATLAB圖形
第10章 二維圖形
10.1 二維圖形的繪制
10.1.1 二維圖形繪圖步驟
10.1.2 繪制二維圖形
10.1.3 快速繪圖函數(shù)
10.1.4 繪制子圖
10.1.5 圖形疊繪
10.1.6 繪制雙Y軸圖形
10.1.7 交互式繪圖函數(shù)
10.2 編輯二維圖形
10.2.1 設置圖形線型、數(shù)據(jù)點型和顏色
10.2.2 設置坐標軸區(qū)間
10.2.3 設置圖形網(wǎng)格和坐標軸外框
10.2.4 注釋圖形
10.3 繪制和編輯特殊圖形
10.3.1 繪制和編輯條形圖
10.3.2 繪制和編輯區(qū)域圖
10.3.3 繪制和編輯餅狀圖
10.3.4 繪制和編輯柱狀圖
10.3.5 繪制和編輯離散數(shù)據(jù)點圖形
10.3.6 繪制和編輯羅盤圖
10.3.7 繪制和編輯羽毛圖
10.3.8 繪制和編輯輪廓圖
10.3.9 繪制和編輯箭頭圖
10.4 小結
第11章 三維圖形
11.1 繪制三維圖形
11.1.1 基本繪制函數(shù)——plot3函數(shù)
11.1.2 繪制三維網(wǎng)格——mesh函數(shù)
11.1.3 繪制三維曲面——surf函數(shù)
11.2 三維圖形編輯
11.2.1 色彩處理
11.2.2 光源設置
11.2.3 視角控制
11.3 高維可視化
11.4 小結
第12章 圖形對象和句柄
12.1 圖形對象
12.1.1 圖形對象的體系結構
12.1.2 圖形對象的類型
12.1.3 MATLAB中對象的屬性
12.2 訪問對象句柄
12.2.1 獲取當前對象的句柄
12.2.2 調用findobj函數(shù)通過屬性值查詢對象
12.2.3 使用句柄操作對象
12.3 設置和訪問MATLAB對象屬性
12.3.1 設置屬性值
12.3.2 查詢屬性值
12.3.3 默認屬性
12.4 圖形窗口對象
12.4.1 設置圖形窗口的位置屬性
12.4.2 設置圖形窗口的色彩屬性
12.4.3 圖像窗口的繪制模式
12.4.4 定制圖形窗口的光標
12.5 軸對象
12.5.1 設置軸對象的位置屬性
12.5.2 設置軸對象的刻度、刻度標記及坐標軸方向屬性
12.5.3 軸對象的多軸重疊
12.5.4 軸對象的自動模式屬性
12.6 控制圖形輸出
12.6.1 定制圖形輸出的窗口
12.6.2 定制圖形輸出的軸
12.6.3 利用newPlot屬性定制圖形輸出的重疊屬性
12.7 M文件內對句柄的操作
12.8 小結
第5篇 MATLAB程序設計
第13章 MATLAB 2013a程序設計
13.1 M文件
13.1.1 M文件的結構
13.1.2 M文件分類
13.1.3 腳本文件
13.1.4 函數(shù)文件
13.1.5 P碼文件
13.2 變量
13.2.1 命名變量
13.2.2 MATLAB特殊變量
13.2.3 MATLAB中的關鍵字
13.2.4 不同類型的變量
13.2.5 變量檢測函數(shù)
13.3 函數(shù)
13.3.1 匿名函數(shù)
13.3.2 主函數(shù)與子函數(shù)
13.3.3 嵌套函數(shù)
13.4 程序結構及流控制語句
13.4.1 順序結構
13.4.2 循環(huán)結構——for語句
13.4.3 循環(huán)結構——while語句
13.4.4 分支結構——if語句
13.4.5 分支結構——switch語句
13.4.6 糾錯結構——try-catch語句
13.4.7 跳出循環(huán)——continue語句
13.4.8 結束循環(huán)——break語句
13.5 交互控制指令
13.5.1 輸入控制——input指令
13.5.2 鍵盤控制——keyboard指令
13.5.3 暫停執(zhí)行——pause指令
13.5.4 終止操作——return指令
13.5.5 錯誤警告——warning指令
13.5.6 警告終止——error指令
13.5.7 指令查詢——echo指令
13.6 小結
第14章 程序調試、優(yōu)化和出錯處理
14.1 程序調試
14.1.1 調試的基本任務
14.1.2 調試函數(shù)
14.1.3 MATLAB調試器
14.1.4 警告和錯誤
14.2 性能優(yōu)化
14.2.1 性能分析
14.2.2 效率優(yōu)化技術
14.2.3 內存優(yōu)化技術
14.3 出錯處理
14.3.1 Try-catch錯誤查詢
14.3.2 錯誤處理
14.4 小結
第15章 圖形用戶界面（GUI）
15.1 GUI設計方式
15.1.1 GUI對象及層次結構
15.1.2 回調函數(shù)
15.1.3 手工代碼式GUI程序
15.1.4 GUIDE式GUI程序
15.1.5 GUIDE界面環(huán)境
15.2 GUI界面設計
15.2.1 界面設計原則
15.2.2 窗口和軸
15.2.3 菜單
15.2.4 控件
15.3 GUI程序設計
15.3.1 GUI M文件結構
15.3.2 GUIDE的數(shù)據(jù)組織
15.3.3 設計回調函數(shù)
15.4 GUI應用實例
15.4.1 分析用戶需求
15.4.2 設計GUI界面
15.4.3 設計GUI程序
15.4.4 GUI程序發(fā)布
15.5 小結
第16章 MATLAB文件I/O操作
16.1 MATLAB可讀取文件格式
16.2 高級文件I/O程序
16.2.1 LOAD/SAVE函數(shù)
16.2.2 UIGETFILE/UIPUTFILE函數(shù)
16.2.3 UIIMPORT/IMPORTDATA函數(shù)
16.2.4 TEXTREAD/STRREAD函數(shù)
16.3 低級文件I/O程序
16.3.1 FOPEN函數(shù)
16.3.2 FCLOSE函數(shù)
16.3.3 FWRITE函數(shù)
16.3.4 FREAD函數(shù)
16.3.5 FSCANF函數(shù)
16.3.6 FPRINTF函數(shù)
16.4 小結
第17章 MATLAB 2013a編譯器
17.1 MATLAB編譯器簡介
17.1.1 MATLAB Compiler 4
17.1.2 MATLAB Compiler 4的功能和局限性
17.1.3 腳本文件與函數(shù)文件的轉換
17.2 編譯器的安裝和設置
17.2.1 安裝編譯器
17.2.2 設置編譯器
17.2.3 安裝MCR
17.3 編譯器使用入門
17.3.1 mcc編譯指令
17.3.2 M文件編譯
17.3.3 編譯含繪圖指令的M文件
17.4 由M文件創(chuàng)建獨立可執(zhí)行的應用程序
17.5 由M文件創(chuàng)建函數(shù)庫（DLL）
17.6 小結
第18章 應用程序接口
18.1 mxArray數(shù)據(jù)結構
18.1.1 MATLAB和C/FORTRAN中的數(shù)組
18.1.2 mxArray
18.1.3 mx函數(shù)
18.2 C/FORTRAN MEX
18.2.1 MEX文件簡介
18.2.2 配置MEX
18.2.3 C MEX
18.2.4 FORTRAN MEX
18.3 MATLAB引擎
18.3.1 MATLAB引擎簡介
18.3.2 MATLAB引擎函數(shù)
18.3.3 MATLAB引擎應用示例
18.4 C讀寫MAT文件
18.4.1 MAT文件
18.4.2 MAT函數(shù)
18.4.3 C讀寫MAT文件
18.5 小結
第19章 Notebook的運用
19.1 Notebook安裝和啟動
19.1.1 Notebook的安裝
19.1.2 Notebook的啟動
19.1.3 Notebook的初始化
19.2 細胞
19.2.1 輸入細胞和輸出細胞
19.2.2 自初始化細胞
19.3 Notebook菜單
19.3.1 Define Calc Zone——定義“計算區(qū)”
19.3.2 Group Cells——定義“細胞群”
19.3.3 Toggle Graph Output for Cell——細胞圖形輸出撥動控制開關
19.3.4 Evaluate Loop——細胞的循環(huán)運行
19.3.5 Notebook Options——輸出細胞格式控制
19.4 Notebook使用注意問題
19.5 小結
第6篇 MATLAB常見工具箱
第20章 圖像處理工具箱
20.1 數(shù)字圖像基礎知識
20.1.1 數(shù)字圖像的生成
20.1.2 圖像的類型
20.1.3 讀寫圖像數(shù)據(jù)
20.1.4 顯示圖像數(shù)據(jù)
20.1.5 轉換圖像格式
20.2 圖像的灰度變換
20.2.1 圖像的直方圖
20.2.2 灰度變換
20.2.3 直方圖均衡
20.3 圖像的代數(shù)運算
20.3.1 圖像加法
20.3.2 圖像乘法
20.3.3 圖像減法
20.3.4 圖像除法
20.4 圖像的幾何運算
20.4.1 縮放圖像
20.4.2 旋轉圖像
20.4.3 裁剪圖像
20.5 線性濾波
20.5.1 卷積和相關
20.5.2 線性濾波
20.6 排序濾波
20.6.1 中值濾波
20.6.2 最大（?。┲禐V波
20.7 小結
第21章 信號處理工具箱
21.1 MATLAB中信號的描述
21.2 典型信號的生成
21.2.1 正弦波和余弦波
21.2.2 周期方波和鋸齒波
21.2.3 周期sinc函數(shù)
21.2.4 高斯調整正弦脈沖
21.2.5 掃頻信號
21.2.6 單位脈沖信號
21.2.7 單位序列
21.2.8 均勻分布的隨機序列
21.2.9 高斯分布的隨機序列
21.3 隨機信號處理和譜分析
21.3.1 隨機信號互相關函數(shù)估計
21.3.2 互協(xié)方差函數(shù)估計
21.3.3 譜分析函數(shù)psd
21.3.4 譜分析函數(shù)pwelch
21.4 模擬濾波器設計
21.4.1 濾波器的設計參數(shù)
21.4.2 巴特沃思濾波器
21.4.3 切比雪夫Ｉ型濾波器
21.4.4 切比雪夫Ⅱ型濾波器
21.4.5 模擬濾波器的頻域變換
21.5 IIR數(shù)字濾波器設計
21.5.1 巴特沃思數(shù)字濾波器設計（butter函數(shù)）
21.5.2 切比雪夫I型數(shù)字濾波器設計（cheby1函數(shù)）
21.5.3 切比雪夫II型數(shù)字濾波器設計（cheby2函數(shù)）
21.5.4 橢圓數(shù)字濾波器設計（ellip函數(shù)）
21.5.5 數(shù)字濾波器階數(shù)選擇
21.6 窗函數(shù)
21.6.1 矩形窗
21.6.2 海寧窗
21.6.3 漢明窗
21.6.4 布萊克曼窗
21.6.5 凱瑟窗
21.7 FIR數(shù)字濾波器的窗函數(shù)設計
21.7.1 窗函數(shù)設計法設計步驟
21.7.2 基于窗函數(shù)法的FIR濾波器設計
21.7.3 基于頻率采樣法的FIR濾波器設計
21.8 模擬-數(shù)字濾波器變換
21.8.1 沖激響應不變法
21.8.2 雙線性變換法
21.9 小結
第22章 小波分析工具箱
22.1 小波變換
22.1.1 基本原理
22.1.2 基小波函數(shù)
22.1.3 小波變換、反變換
22.2 小波分析應用
22.3 交互式小波分析工具
22.4 小結