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第1章 MATLAB系统环境1

1.1 MATLAB概述1

1.1.1 MATLAB的发展历史1

1.1.2 MATLAB的特点2

1.2 MATLLAB的安装和启动及桌面简介3

1.2.1 安装MATLAB3

1.2.2 启动和退出MATLAB4

1.2.3 MATLAB操作界面4

1.3 指令窗（Command Window）运行入门5

1.3.1 指令窗简介5

1.3.2 最简单的计算器使用方法7

1.3.3 数值、变量和表达式9

1.3.4 指令窗的显示方式10

1.3.5 指令窗中常用控制指令及指令行的编辑11

1.4 历史指令窗（Command History）13

1.4.1 历史指令窗简介13

1.4.2 历史指令的再运行13

1.5 工作空间浏览器（Workspace）和空间变量管理14

1.5.1 工作空间浏览器简介14

1.5.2 内存变量的查询和删除15

1.6 当前文件夹、路径设置和文件管理16

1.6.1 用户文件夹和当前文件夹设置17

1.6.2 MATLAB搜索路径17

1.7 帮助系统18

1.7.1 帮助窗口（Help）简介19

1.7.2 help指令20

1.7.3 lookfor指令22

习题22

第2章 MATLAB数组类型及计算24

2.1 数值数组（Numeric Array）24

2.1.1 数值数组的创建24

2.1.2 数组元素的标识和寻访28

2.1.3 “非数”和“空”数组31

2.1.4 数值数组的扩充和收缩32

2.1.5 数值数组的计算33

2.1.6 数组运算符优先级39

2.1.7 高维数组39

2.1.8 稀疏数组42

2.2 字符串数组（String Array）45

2.2.1 字符串数组的创建和标识45

2.2.2 字符串数组转换函数46

2.2.3 字符串数组的串接、替换和比较46

2.3 元胞数组（Cell Array）48

2.3.1 元胞数组的创建、标识和获取48

2.3.2 元胞数组的扩充和收缩50

2.3.3 元胞数组的转换函数50

2.4 构架数组（Structure Array）51

2.4.1 构架数组的创建51

2.4.2 域的增加和删除53

2.4.3 域值操作函数54

习题55

第3章 M文件初步57

3.1 M文件入门57

3.1.1 M文件的建立57

3.1.2 M文件编写初步58

3.2 MATLAB流程控制结构61

3.2.1 if条件结构61

3.2.2 switch-case开关结构62

3.2.3 try试探结构64

3.2.4 for循环结构65

3.2.5 while循环结构66

3.2.6 控制程序流的其他常用指令68

3.2.7 加快MATLAB程序运行速度的技巧68

3.3 脚本文件和函数文件70

3.3.1 脚本文件70

3.3.2 函数文件71

3.3.3 局部变量和全局变量74

3.4 MATLAB函数类别和句柄函数76

3.4.1 主函数76

3.4.2 子函数76

3.4.3 内联函数76

3.4.4 函数句柄78

3.5 MATLAB程序的调试81

习题84

第4章 数值计算86

4.1 矩阵的计算86

4.1.1 矩阵的结构变换86

4.1.2 矩阵分析89

4.1.3 矩阵的特征值分析93

4.1.4 矩阵的分解94

4.1.5 线性方程组的求解95

4.2 多项式99

4.2.1 多项式的表达和创建99

4.2.2 多项式的运算99

4.3 多项式插值和拟合103

4.3.1 多项式拟合103

4.3.2 多项式插值104

4.4 函数的零点和极值点105

4.4.1 函数的零点105

4.4.2 函数的极值点108

4.5 数值微积分109

4.5.1 差分和偏导109

4.5.2 数值积分110

4.6 初值问题的常微分方程数值解112

4.6.1 ode（）指令的执行机理112

4.6.2 ode（）指令求解微分方程示例113

习题115

第5章 符号计算118

5.1 符号对象的创建和符号自变量的确定118

5.1.1 符号对象的创建118

5.1.2 符号表达式中符号自变量的确定121

5.2 符号表达式的基本操作123

5.2.1 符号对象和数值对象的转换123

5.2.2 符号数值的精度控制123

5.2.3 符号表达式的化简124

5.3.4 符号表达式的置换129

5.3 符号微积分130

5.3.1 符号极限和符号微分130

5.3.2 符号级数／序列求和与符号积分134

5.4 符号方程的求解136

5.4.1 符号代数方程的求解136

5.4.2 符号微分方程的求解138

习题140

第6章 数据和函数的可视化142

6.1 二维曲线的绘制142

6.1.1 二维直角坐标系中基本绘图指令plot（）142

6.1.2 二维极坐标系中基本绘图指令polar（）146

6.1.3 直角坐标和极坐标之间的相互转换147

6.1.4 二维对数坐标系绘图148

6.2 绘制二维图形的辅助操作149

6.2.1 窗口的控制与分割149

6.2.2 坐标轴的设置150

6.2.3 图形标识151

6.2.4 二维图形辅助操作的现场实现154

6.3 其它二维绘图指令157

6.3.1 简易绘图指令ezplot（）和ezpolar（）157

6.3.2 特殊二维图形绘制159

6.4 三维绘图162

6.4.1 三维线图绘图指令plot3（）162

6.4.2 绘制三维网格线指令mesh（）和曲面图指令surf（）163

6.4.3 色彩处理167

6.4.4 图形的镂空和裁切170

6.4.5 图像与动画171

6.4.6 三维简易绘图指令172

6.4.7 特殊三维图形的绘制174

6.5 句柄图形176

6.5.1 句柄图形体系176

6.5.2 图形对象的操作177

6.5.3 对象句柄、对象属性的获取和设置180

习题182

第7章 Simulink交互式仿真集成环境184

7.1 Simulink的启动和模型库184

7.1.1 Simulink的启动与退出184

7.1.2 Simulink常用模块185

7.2 模型文件的创建和保存189

7.3 仿真的配置195

7.3.1 仿真时间选项196

7.3.2 解算器选项196

7.4 子系统及其封装202

7.4.1 子系统的创建202

7.4.2 封装子系统204

7.5 在MATLAB指令窗中运行Simulink模型209

习题210

第8章 MATLAB的典型应用212

8.1 MATLAB在大学物理教学过程中的应用212

8.1.1 实验数据处理的MATLAB实现212

8.1.2 静电场和稳恒磁场的MATLAB实现219

8.1.3 振动与波的MATLAB实现224

8.1.4 光学的MATLAB实现227

8.2 MATLAB在数字信号处理中的应用232

8.2.1 信号的运算232

8.2.2 离散傅里叶变换（DFT）及快速傅里叶变换（FFT）233

8.2.3 数字滤波器的结构238

8.2.4 IIR数字滤波器的设计240

8.2.5 FIR数字滤波器的设计243

8.2.6 信号处理的图形用户界面246

8.3 MATLAB在控制系统中的应用254

8.3.1 线性时不变系统的数学模型254

8.3.2 线性控制系统的分析265

8.4 MATLAB在通信原理中的应用283

8.4.1 MATLAB编程方式的几个典型应用284

8.4.2 误码率分析界面289

8.4.3 MATLAB/Simulink的典型应用293

习题298

附录A MATLAB与Word的接口——Notebook301

附录B MATLAB常用指令查询表303

参考文献319