本書理論與實踐並重，詳細介紹MATLAB R2018a各功項能的使用方法和應用技巧，核心內容包括以下5部分：基礎知識 主要介紹MATLAB使用和編程方面的基礎知識，旨在為讀者學習MATLAB提供入門引導，使讀者盡快熟悉MATLAB軟件的使用方法及編程規則。數學基礎 介紹基本數學計算在MATLAB中的實現，旨在建立MATLAB進行數學計算的基本概 念，使讀者能夠進行基本的工程和科研數學計算。數據分析 介紹使用MATLAB進行數據分析相關操作的實現方法，旨在為讀者介紹使用MAT等

●第一篇 基礎知識 第1章 MATLAB概述31.1 工作環境31.1.1 繫統組成31.1.2 工作窗口41.1.3 應用簡介81.2 文件管理81.2.1 目錄結構81.2.2 當前文件夾瀏覽器91.2.3 路徑搜索91.3 幫助繫統111.3.1 文本幫助111.3.2 演示幫助121.3.3 幫助導航窗口131.4 MATLAB使用初步151.5 本章小結15第2章 MATLAB基礎162.1 數據類型162.1.1 數值類型162.1.2 字符與字符串212.1.3 結構212.1.4數組242.1.5 函數句柄262.1.6 映射容器272.1.7 數據類型識別與轉換312.2 運算符與運算322.2.1 算術運算符322.2.2 關繫運算符322.2.3 邏輯運算符332.2.4 運算優先級342.3 字符串處理352.3.1 字符串構造352.3.2 字符串比較362.3.3 查找與替換362.3.4 字符串類型轉換372.4 矩陣基礎372.4.1 有關概念382.4.2 創建矩陣382.4.3 改變矩陣結構402.4.4 矩陣下標412.4.5 矩陣信息422.5 本章小結45第3章 數據輸入輸出基礎463.1 打開與關閉文件463.1.1 打開文件463.1.2 關閉文件483.2 讀寫二進制文件493.2.1 寫二進制文件493.2.2 讀二進制文件493.3 讀寫文本文件513.3.1 寫文本文件513.3.2 讀文本文件523.4 讀寫位置控制533.5 導入數據543.5.1 使用向導導入數據543.5.2 使用命令導入數據553.6 本章小結56第4章 編程基礎574.1 變量與語句574.1.1 變量命名574.1.2 變量類型584.1.3 特殊變量584.1.4 關鍵字594.1.5 語句構成594.2 程序控制604.2.1 順序結構604.2.2 分支結構604.2.3 循環結構644.2.4 其他常用控制命令664.3 M文件與腳本684.3.1 M文件684.3.2 腳本694.4 函數694.4.1 M文件函數694.4.2 匿名函數714.4.3 子函數724.4.4 私有函數734.4.5 重載函數734.4.6 內聯函數734.4.7 eval、feval函數744.4.8 函數的函數754.4.9 內嵌函數754.4.10 函數編寫建議754.5 M文件變量檢測764.5.1 輸入輸出變量檢測764.5.2 可變數量輸入輸出764.6 程序調試774.6.1 直接調試774.6.2 工具調試784.7 本章小結78第5章 可視化基礎795.1 圖形繪制對像795.2 二維圖形795.2.1 plot命令795.2.2 圖形疊繪835.2.3 子圖繪制845.2.4 交互繪圖865.2.5 雙縱坐標圖875.2.6 特殊坐標繪圖885.2.7 函數繪圖905.3 三維圖形925.3.1 曲線圖925.3.2 網格圖935.3.3 曲面圖945.4 四維圖形955.4.1 第四維表達965.4.2 四維圖繪制965.5 特殊圖形975.5.1 餅狀圖985.5.2 直方圖995.5.3 柱形圖995.5.4 離散數據點圖1015.5.5 散點圖1025.5.6 向量圖1035.5.7 等值線圖1045.6 圖形處理1055.6.1 圖形輸出1055.6.2 圖形細化1065.6.3 坐標軸控制1115.6.4 視角與透視1125.7 繪圖窗口1135.7.1 創建繪圖窗口1145.7.2 繪圖窗口工具欄1145.8 本章小結115 第二篇 數學基礎 第6章 數組與矩陣操作1176.1 數組運算1176.1.1 創建與訪問數組1176.1.2 數組運算1206.2 矩陣操作1246.2.1 創建矩陣1246.2.2 改變矩陣結構1296.3 素運算1316.3.1 矩陣四則運算1316.3.2 素冪運算1346.3.3 素查找與排序1346.3.4 素求和、求積與求差分1356.4 矩陣運算1386.4.1 矩陣分析1386.4.2 矩陣分解1426.4.3 特征值與特征向量1456.4.4 矩陣函數運算1456.5 稀疏矩陣1486.5.1 稀疏矩陣存儲方式1486.5.2 創建稀疏矩陣1486.5.3 稀疏矩陣運算1506.6 本章小結150第7章 數學函數運算1517.1 初等函數運算1517.1.1 三角函數1517.1.2 指數與對數函數1537.1.3 復數函數1547.1.4 截斷和求餘函數1557.1.5 離散數學函數1567.1.6 基本數據分析函數1577.1.7 多項式函數1597.2 特殊函數運算1607.2.1 特殊函數1607.2.2 坐標變換函數1617.3 本章小結162第8章 符號計算1638.1 符號計算概述1638.2 符號變量與表達式1648.2.1 符號對像1658.2.2 符號計算運算符與函數1678.2.3 符號對像識別1718.2.4 符號變量1728.2.5 符號表達式顯示1738.2.6 表達式項操作1738.2.7 符號數值和精度1778.3 符號函數1788.3.1 復合函數操作1798.3.2 反函數運算1798.4 符號微積分1808.4.1 符號表達式的極限1808.4.2 符號表達式的導數1818.4.3 符號表達式的積分1828.4.4 符號表達式的級數求和/積1828.4.5 符號表達式的泰勒級數1838.5 符號積分變換1858.5.1 Fourier變換1858.5.2 Laplace變換1858.5.3 Z變換1868.6 符號矩陣計算1878.6.1 算術運算1878.6.2 線性代數運算1878.6.3 特征值分解1888.7 符號方程求解1888.7.1 代數方程求解1898.7.2 微分方程求解1918.8 符號計算界面1928.8.1 funtool分析界面1928.8.2 taylortool分析界面1948.9 本章小結195 第三篇 數據分析 第9章 多項式分析1979.1 多項式及函數1979.1.1 多項式及其函數1979.1.2 多項式計算1979.1.3 多項式方程求根1989.1.4 多項式四則運算1989.1.5 多項式微積分2009.1.6 有理多項式展開2019.2 極限2029.3 本章小結202第10章 數值運算20310.1 解線性方程組20310.1.1 線性法20310.1.2 迭代法20510.2 插值與擬合20610.2.1 插值20610.2.2 曲線擬合21210.3 數值微積分21310.3.1數值積分21410.3.2 多重數值積分21510.3.3 數值微分21610.4 常微分方程21710.5 本章小結218第11章 優化21911.1 優化問題求解過程21911.1.1 選擇求解器21911.1.2 設置變量22011.1.3 寫目標函數22011.1.4 寫約束條件22211.1.5 設置求解器參數22211.1.6 求解並檢查結果22311.1.7 改善優化結果22411.2 線性規劃22411.3 二進制整數規劃22811.4 二次規劃22911.5 非線性規劃23011.5.1 無約束優化23011.5.2 約束優化23311.6 多目標規劃23611.6.1 多目標規劃函數23611.6.2 優選最小化問題23711.7 最小二乘問題23911.7.1 線性最小二乘問題23911.7.2 非線性最小二乘問題24111.8 GUI工具24211.9 本章小結243第12章 概率統計24412.1 統計量操作24412.1.1 產生隨機數24412.1.2 抽樣24712.2 數據統計分析24912.2.1 特征統計量24912.2.2 統計圖表25212.3 概率分布與計算25712.3.1 概率密度計算25812.3.2 概率分布計算26012.4 本章小結262 第四篇 拓展知識 第13章 句柄圖形26413.1 句柄圖形對像繫統26413.1.1 句柄圖形對像組織26413.1.2 句柄圖形對像簡介26513.2 句柄圖形對像操作26613.2.1 創建與保存26613.2.2 訪問、復制和刪除26713.2.3 圖形輸出控制26913.3 屬性設置27413.3.1 通用對像屬性27413.3.2 屬性設置函數27513.3.3 默認屬性設置27613.4 Figure對像27813.4.1 Figure對像簡介27813.4.2 Figure對像操作27913.5 Axes對像28013.5.1 Axes對像簡介28013.5.2 Axes對像操作28013.6 Core對像28713.7 Plot對像28913.7.1 創建Plot對像28913.7.2 連接變量29013.8 Group對像29113.8.1 創建Group對像29113.8.2 對像變換29113.9 Annotation對像29313.10 本章小結293第14章 GUI編程29414.1 GUI基礎29414.1.1 GUI介紹29414.1.2 創建GUI29514.1.3 回調函數29714.2 GUI控件29814.2.1 GUI控件類型29814.2.2 創建GUI控件29914.3 GUI菜單和工具欄30214.3.1 GUI菜單30214.3.2 GUI工具欄30514.4 對話框30614.4.1 創建函數30614.4.2 創建方法30614.5 布局30914.5.1 布局函數30914.5.2 布局方式30914.6 GUI行為控制編程31314.6.1 回調與中斷31414.6.2 數據管理31514.7 GUI實例31514.8 GUI設計32114.9 本章小結324第15章 Simulink基礎32515.1 概述32515.1.1 基本概念32515.1.2 工作環境32615.1.3 Simulink數據類型32915.1.4 模塊和模塊庫32915.1.5 Simulink常用工具33415.2 Simulink模型33415.2.1 模塊基本操作33515.2.2 設置輸出提示33815.2.3 模型和模型文件33915.2.4 保存繫統模型34215.2.5 打印模型框圖及生成報告34315.3 子繫統34615.3.1 子繫統介紹34615.3.2 高級子繫統技術34815.4 運行仿真35815.4.1 啟動仿真過程35815.4.2 仿真過程診斷35915.4.3 仿真配置35915.4.4 仿真的設置36115.5 調試36415.5.1 模型調試36415.5.2 調試器控制36715.5.3 設置斷點37015.6 S函數37315.6.1 S函數概述37315.6.2 M文件S函數37615.7 PID控制的Simulink繫統仿真實例37915.8 本章小結382第16章 MATLAB編譯器與接口38316.1 編譯器安裝與配置38316.1.1 編譯器介紹與安裝38316.1.2 編譯器配置38416.2 編譯過程38416.2.1 MCR安裝38416.2.2 MCR編譯過程38516.3 編譯生成獨立程序38516.3.1 編譯命令mcc38516.3.2 編譯獨立程序38616.4 接口概述38916.4.1 MEX文件38916.4.2 MAT文件38916.4.3 計算引擎39016.5 基於C/C++的MEX文件39016.5.1 MEX文件結構39016.5.2 創建C/C++MEX文件39116.5.3 調試C/C++MEX文件39516.6 本章小結396 第五篇 MATLAB應用 第17章 信號處理應用39817.1 信號處理基礎39817.1.1 連續信號39817.1.2 離散信號39917.1.3 波形發生函數40217.1.4 信號基本運算40817.2 統計信號處理41117.2.1 相關性與協方差41117.2.2 頻譜分析41217.2.3 窗函數41317.2.4 經典譜估計41617.2.5 現代譜估計41817.2.6 時頻分析41917.2.7 特殊變換42017.2.8 重采樣42417.3 IIR濾波器42517.3.1 經典法IIR濾波器設計42517.3.2 直接法IIR濾波器設計43117.4 FIR濾波器43217.4.1 窗函數法43217.4.2 約束最小二乘法43317.4.3 其他FIR濾波器設計方法43417.5 參數建模43517.5.1 時域建模43517.5.2 頻域建模43717.6 GUI工具43817.6.1 信號綜合處理工具43817.6.2 波形查看器43917.6.3 譜分析查看器43917.6.4 濾波器可視化工具44017.6.5 濾波器設計與分析工具44017.6.6 濾波處理工具44117.7 本章小結442第18章 圖像處理應用44318.1 圖像處理基礎44318.1.1 圖像表達44318.1.2 圖像類型與文件44418.1.3 圖像數據讀寫45118.2 圖像顯示45218.2.1 標準圖像顯示技術45218.2.2 特殊圖像顯示技術45318.3 圖像運算45618.3.1 代數運算45618.3.2 空間變換45818.4 圖像變換46118.4.1 二維傅立葉變換46118.4.2 離散餘弦變換46218.4.3 其他變換46318.5 圖像分析與增強46418.5.1 像素分析46418.5.2 圖像分析46818.5.3 圖像調整47218.5.4 圖像平滑47518.6 圖像區域處理47718.6.1 區域設置47718.6.2 區域濾波47818.6.3 區域填充47918.7 圖像顏色處理48018.7.1 顯示顏色位數48018.7.2 減少顏色48018.7.3 轉換顏色48118.8 圖像的數學形態學運算48218.8.1 膨脹處理48218.8.2 腐蝕處理48318.8.3 圖像的開運算48418.8.4 圖像的閉運算48418.9 本章小結485第19章 小波分析應用48619.1 小波分析基礎48619.1.1 小波變換48619.1.2 常用小波基函數48719.2 連續小波分析49019.2.1 連續小波變換49019.2.2 GUI連續小波變換49119.3 一維離散小波分析49219.3.1 一維離散小波變換與重構49319.3.2 GUI一維離散小波分析49619.4 二維離散小波分析49719.4.1 二維離散小波變換與重構49719.4.2 GUI二維離散小波分析50019.5 去噪與壓縮50119.5.1 小波去噪與壓縮50119.5.2 GUI小波去噪與壓縮50419.6 本章小結506第20章 偏微分方程應用50720.1 PDE應用GUI50720.2 PDE求解設置50820.2.1 PDE求解過程50820.2.2 2D幾何構型50920.2.3 劃分網格51020.3 PDE求解51120.3.1 方程類型介紹51220.3.2 PDE求解示例51320.4 本章小結518

本書是針對MATLAB R2018a近期新版本進行編寫的。書中講述的內容是使用MATLAB進行科學研究、繫統仿真、數據分析與處理的推薦知識。通過全面學習本書，讀者可以獲得使用MATLAB進行數學計算、數據分析及處理的相關技能，並能快速掌握使用MATLAB進行工作的基本方法。全書可分為5篇，共20章：基礎知識部分包括MATLAB概述、MATLAB基礎、數據輸入輸出基礎、編程基礎和可視化基礎；數學基礎部分包括數組與矩陣操作、數學函數運算和符號數學計算；數據分析部分包括多項式分析、數值運算、優化和概率統計；拓展知識部分包括句柄圖形、GUI編程、Simulink基礎、編譯器和應用程序接口；MATLAB應用部分包括信號處理應用、圖像處理應用、小波分析應用和偏微分方程應用等內容。本書結構嚴謹、重點突出、條理清晰，既可以作為大中專院校相關專業以及社會有關培訓班的教材，也適合廣大MATLAB讀者自等

溫欣研、劉浩 著

MATLAB R2018a為數據分析與處理提供了強大的工具。目前，MATLAB已經在很多領域取得了成功應用。MATLAB具有的科學計算、仿真和基於模型的設計功能使其在嵌入式繫統、控制繫統、數字信號處理、通信繫統、圖像和視頻處理、FPGA設計、機電繫統設計、測試與測量、計算生物學和計算金融學等領域取得了巨大的成功，並在航空和國防、汽車、生物技術和醫藥、通信、電子和半導體、能源生產、金融服務、工業自動化和機械等行業中得到廣泛應用。由於在各個行業中，MATLAB體現的技術優勢越來越明顯，而且在中國已有大量的工程師將MALTAB作為設計分析軟件，因此學習MATLAB顯得十分必要。1. 本書特色本書由從事多年MATLAB工作和實踐的一線從業人員編寫，不隻注重應用技巧的介紹，還重點講解MATLAB和工程實際的關繫。本書主要有以下幾個特色。?本書通過簡明易懂的示例展示了MATLAB等