《MATLAB 2020从入门到精通》素材文件

《MATLAB 2020从入门到精通》以MATLAB 2020版本的功能叙述为主，由浅入深地全面讲解MATLAB软件的知识。本书自始至终采用实例描述，内容完整且各章相对独立，是一本简明的MATLAB参考书。

本书涉及面广，涵盖一般用户需要使用的各种功能，并详细介绍MATLAB常用工具箱的使用。全书共15章，前12章主要介绍MATLAB的基础知识、数组及其操作、数值计算、数据分析、符号运算、关系运算与逻辑运算、函数、程序设计、数据图形可视化、句柄图形对象、Simulink仿真等内容，后3章重点介绍MATLAB在图像处理、信号处理、小波分析中的应用。

本书以实用为目标，讲解细致，既适合作为高等院校理工科研究生、本科生教学用书，也可作为广大科研人员和工程技术人员的参考用书。

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目录

• 前言
• 第1章 初识MATLAB1
• 1.1 MATLAB简介1
• 1.2 MATLAB R2020a的工作环境3
• 1.2.1 操作界面简介3
• 1.2.2 命令行窗口3
• 1.2.3 命令历史记录窗口7
• 1.2.4 变量命名规则8
• 1.2.5 当前文件夹窗口和路径管理9
• 1.2.6 搜索路径10
• 1.2.7 工作区窗口和数组编辑器12
• 1.2.8 变量的编辑命令13
• 1.2.9 存取数据文件14
• 1.3 MATLAB R2020a的帮助系统15
• 1.3.1 纯文本帮助15
• 1.3.2 帮助导航16
• 1.3.3 示例帮助16
• 1.4 小结17
• 第2章 MATLAB语言基础18
• 2.1 基本概念18
• 2.1.1 MATLAB数据类型概述18
• 2.1.2 整数类型19
• 2.1.3 浮点数类型21
• 2.1.4 复数23
• 2.1.5 无穷量和非数值量24
• 2.1.6 数值类型的显示格式24
• 2.1.7 确定数值类型的函数25
• 2.1.8 常量与变量26
• 2.1.9 标量、向量、矩阵与数组26
• 2.1.10 字符串27
• 2.1.11 运算符28
• 2.1.12 命令、函数、表达式和语句30
• 2.2 向量运算31
• 2.2.1 向量的生成31
• 2.2.2 向量的加、减、乘、除运算33
• 2.2.3 向量的点积、叉积运算34
• 2.3 矩阵运算35
• 2.3.1 矩阵元素的存储次序36
• 2.3.2 矩阵元素的表示及相关操作36
• 2.3.3 矩阵的创建39
• 2.3.4 矩阵的代数运算46
• 2.4 字符串运算53
• 2.4.1 字符串变量与一维字符数组53
• 2.4.2 对字符串的操作54
• 2.4.3 二维字符数组56
• 2.5 小结57
• 第3章 数组及其操作58
• 3.1 MATLAB中的数组58
• 3.2 数组的创建59
• 3.2.1 创建空数组59
• 3.2.2 创建一维数组59
• 3.2.3 创建二维数组60
• 3.2.4 创建三维数组61
• 3.2.5 创建低维标准数组65
• 3.2.6 创建高维标准数组66
•  
• 3.3 数组的属性67
• 3.3.1 数组的结构68
• 3.3.2 数组的大小68
• 3.3.3 数组的维度69
• 3.3.4 数组的数据类型70
• 3.3.5 数组的内存占用71
• 3.4 创建特殊数组71
• 3.4.1 0-1数组72
• 3.4.2 对角数数组72
• 3.4.3 随机数组73
• 3.4.4 魔方数组74
• 3.5 数组操作74
• 3.5.1 数组的保存和装载74
• 3.5.2 数组索引和寻址75
• 3.5.3 数组的扩展和裁剪78
• 3.5.4 数组形状的改变84
• 3.5.5 数组运算87
• 3.5.6 数组的查找90
• 3.5.7 数组的排序91
• 3.5.8 高维数组的降维92
• 3.6 多维数组及其操作93
• 3.6.1 多维数组的属性93
• 3.6.2 多维数组的操作94
• 3.7 小结97
• 第4章 数值计算98
• 4.1 矩阵分析98
• 4.1.1 使用norm函数进行范数分析98
• 4.1.2 使用normest函数进行范数分析100
• 4.1.3 条件数分析101
• 4.1.4 数值矩阵的行列式103
• 4.1.5 符号矩阵的行列式104
• 4.1.6 化零矩阵104
• 4.2 线性方程组求解105
• 4.2.1 直接法106
• 4.2.2 迭代法107
• 4.3 矩阵分解111
• 4.3.1 Cholesky分解111
• 4.3.2 使用Cholesky分解求解方程组112
• 4.3.3 不完全Cholesky分解113
• 4.3.4 LU分解114
• 4.3.5 不完全LU分解115
• 4.3.6 QR分解116
• 4.3.7 处理QR分解结果118
• 4.3.8 奇异值分解118
• 4.4 特征值分析119
• 4.4.1 特征值和特征向量120
• 4.4.2 求稀疏矩阵的特征值和特征向量121
• 4.4.3 特征值问题的条件数122
• 4.4.4 特征值的复数问题123
• 4.5 函数的零点125
• 4.5.1 一元函数的零点125
• 4.5.2 多元函数的零点126
• 4.6 数值积分128
• 4.6.1 一元函数的数值积分128
• 4.6.2 矩形区域的多重数值积分130
• 4.6.3 变量区域的多重数值积分130
• 4.7 概率论与数理统计134
• 4.7.1 双变量的概率分布134
• 4.7.2 不同概率分布135
• 4.7.3 数据分布分析137
• 4.8 小结138
• 第5章 数据分析139
• 5.1 插值139
• 5.1.1 一维插值命令及实例139
• 5.1.2 二维插值命令及实例142
• 5.1.3 样条插值144
• 5.2 曲线拟合145
• 5.2.1 多项式拟合146
• 5.2.2 加权最小方差拟合原理及实例147
• 5.3 曲线拟合图形界面149
• 5.3.1 曲线拟合窗口149
• 5.3.2 绘制拟合残差图形151
• 5.3.3 进行数据预测151
• 5.4 傅里叶分析152
• 5.4.1 离散傅里叶变换152
• 5.4.2 FFT和DFT155
• 5.5 微分方程157
• 5.5.1 常微分方程的数值解157
• 5.5.2 偏微分方程的数值解160
• 5.6 小结165
• 第6章 符号运算166
• 6.1 符号运算的基本概念166
• 6.1.1 符号对象166
• 6.1.2 创建符号对象的函数sym( )、syms( )与class( )167
• 6.1.3 符号常量168
• 6.1.4 符号变量169
• 6.1.5 符号表达式、符号函数与符号方程170
• 6.1.6 函数symvar( )171
• 6.1.7 数组、矩阵与符号矩阵172
• 6.2 符号运算的基本内容174
• 6.2.1 符号变量代换及其函数subs( )174
• 6.2.2 将符号对象转换为数值对象的函数175
• 6.2.3 符号表达式的化简177
• 6.2.4 其他符号运算函数181
• 6.2.5 两种特定的符号运算函数182
• 6.3 符号微积分运算及应用184
• 6.3.1 符号极限运算185
• 6.3.2 符号微分运算187
• 6.3.3 符号积分运算188
• 6.4 符号矩阵及其运算189
• 6.4.1 符号矩阵的建立与访问189
• 6.4.2 符号矩阵的基本运算194
• 6.4.3 符号矩阵的微分与积分199
• 6.4.4 符号矩阵的Laplace变换200
• 6.5 符号方程求解201
• 6.5.1 符号代数方程求解201
• 6.5.2 符号微分方程求解202
• 6.6 符号函数图形计算器FUNTOOL205
• 6.6.1 符号函数图形计算器的界面205
• 6.6.2 符号函数图形计算器的输入框操作206
• 6.6.3 符号函数图形计算器的按钮操作206
• 6.7 小结207
• 第7章 关系运算与逻辑运算208
• 7.1 逻辑类型的数据208
• 7.2 关系运算209
• 7.3 逻辑运算210
• 7.3.1 逐个元素的逻辑运算210
• 7.3.2 捷径逻辑运算211
• 7.3.3 逐位逻辑运算212
• 7.4 逻辑函数与测试函数213
• 7.5 运算优先级214
• 7.6 小结215
• 第8章 函数216
• 8.1 M文件216
• 8.1.1 M文件概述216
• 8.1.2 局部变量与全局变量217
• 8.1.3 M文件的编辑与运行218
• 8.1.4 M文件的结构219
• 8.1.5 脚本文件219
• 8.1.6 函数文件220
• 8.1.7 函数调用221
• 8.1.8 M文件调试工具224
• 8.1.9 M文件分析工具226
• 8.2 MATLAB的变量229
• 8.2.1 M文件的变量类型229
•  
• 8.2.2 M文件的关键字230
• 8.3 函数类型230
• 8.3.1 匿名函数230
• 8.3.2 M文件主函数232
• 8.3.3 嵌套函数232
• 8.3.4 子函数233
• 8.3.5 私有函数233
• 8.3.6 重载函数233
• 8.4 参数传递234
• 8.4.1 参数传递概述234
• 8.4.2 输入和输出参数的数目234
• 8.4.3 可变数目的参数传递235
• 8.4.4 返回被修改的输入参数236
• 8.4.5 全局变量237
• 8.5 小结238
• 第9章 程序设计239
• 9.1 MATLAB的程序结构239
• 9.1.1 if分支结构239
• 9.1.2 switch分支结构241
• 9.1.3 while循环结构242
• 9.1.4 for循环结构243
• 9.2 MATLAB的控制245
• 9.2.1 continue命令245
• 9.2.2 break命令246
• 9.2.3 return命令247
• 9.2.4 input命令247
• 9.2.5 keyboard命令248
• 9.2.6 error和warning命令248
• 9.3 数据的输入与输出249
• 9.3.1 键盘输入命令input250
• 9.3.2 屏幕输出命令disp250
• 9.3.3 M数据文件的存储/加载命令save/load250
• 9.3.4 格式化文本文件的存储/读取命令fprintf/fscanf250
• 9.3.5 二进制数据文件的存储/读取命令fwrite/fread251
• 9.3.6 数据文件行的存储/读取命令fgetl/fgets251
• 9.4 MATLAB文件操作251
• 9.5 面向对象程序设计253
• 9.5.1 面向对象程序设计的基本方法253
• 9.5.2 面向对象程序设计实例255
• 9.6 MATLAB程序优化258
• 9.6.1 效率优化（时间优化）258
• 9.6.2 内存优化（空间优化）259
• 9.6.3 编程注意事项264
• 9.6.4 几个常用数学方法的算法程序265
• 9.7 程序调试274
• 9.7.1 程序调试命令274
• 9.7.2 程序剖析275
• 9.8 小结279
• 第10章 数据图形可视化280
• 10.1 MATLAB图形窗口280
• 10.1.1 创建图形窗口280
• 10.1.2 关闭与清除图形框281
• 10.2 二维图形的绘制281
• 10.2.1 绘制二维曲线282
• 10.2.2 绘制离散序列图283
• 10.2.3 其他类型的二维图284
• 10.2.4 二维图形的修饰286
• 10.2.5 子图288
• 10.3 三维图形的绘制290
• 10.3.1 三维折线及曲线的基本绘图命令290
• 10.3.2 绘制三维曲面292
• 10.3.3 三维图形的视角变换295
• 10.3.4 其他图形函数296
• 10.4 图像299
• 10.4.1 图像的类别和显示299
• 10.4.2 图像的读写301
• 10.5 函数绘制302
• 10.5.1 一元函数绘图302
• 10.5.2 二元函数绘图303
• 10.6 图形对象及其属性设置305
• 10.6.1 MATLAB的图形对象305
• 10.6.2 句柄——图形对象的标识307
• 10.6.3 图形对象属性的获取与设定307
• 10.6.4 图形对象常用属性309
• 10.6.5 图形可视编辑工具310
• 10.7 小结311
• 第11章 句柄图形对象312
• 11.1 句柄图形对象概述312
• 11.2 get和set函数314
• 11.2.1 get函数314
• 11.2.2 set函数315
• 11.3 查找对象318
• 11.4 图形窗口对象320
• 11.5 核心图形对象321
• 11.6 默认属性322
• 11.7 非文件式属性324
• 11.8 小结325
• 第12章 Simulink仿真系统326
• 12.1 Simulink基础知识326
• 12.1.1 Simulink概述326
• 12.1.2 Simulink的特点327
• 12.1.3 Simulink工作环境328
• 12.1.4 Simulink仿真的基本步骤329
• 12.2 模型的创建330
• 12.2.1 模型概念及文件操作330
• 12.2.2 模块操作332
• 12.2.3 信号线操作334
• 12.2.4 对模型的注释336
• 12.2.5 Source库中常用的模块336
• 12.2.6 Sink库中常用的模块342
• 12.2.7 仿真的配置347
• 12.2.8 启动仿真351
• 12.3 Simulink系统仿真原理352
• 12.3.1 Simulink求解器概念353
• 12.3.2 系统过零的概念与解决方案354
• 12.3.3 系统代数环的概念与解决方案358
• 12.4 高级积分器360
• 12.5 小结363
• 第13章 MATLAB与图像处理364
• 13.1 图像类型364
• 13.1.1 真彩色图像364
• 13.1.2 索引色图像365
• 13.1.3 灰度图像365
• 13.1.4 二值图像366
• 13.1.5 多帧图像366
• 13.1.6 读写图像数据367
• 13.1.7 查看图像文件信息368
• 13.2 显示图像369
• 13.2.1 默认显示方式369
• 13.2.2 添加颜色条370
• 13.2.3 显示多帧图像370
• 13.2.4 显示动画371
• 13.2.5 三维材质图像371
• 13.3 图像的灰度变换372
• 13.3.1 图像的直方图372
• 13.3.2 灰度变换373
• 13.3.3 均衡直方图375
• 13.4 小结376
• 第14章 MATLAB与信号处理377
• 14.1 产生信号377
• 14.1.1 锯齿波、三角波和矩形波发生器378
• 14.1.2 周期sinc波379
• 14.1.3 高斯调幅正弦波380
• 14.1.4 调频信号381
• 14.1.5 高斯分布随机序列382
• 14.2 随机信号处理383
• 14.2.1 随机信号的互相关函数383
• 14.2.2 随机信号的互协方差函数385
• 14.2.3 谱分析——pwelch函数386
• 14.3 模拟滤波器设计388
• 14.3.1 巴特沃斯滤波器388
• 14.3.2 切比雪夫Ｉ型滤波器389
• 14.3.3 切比雪夫Ⅱ型滤波器390
• 14.4 IIR数字滤波器设计391
• 14.4.1 巴特沃斯数字滤波器设计392
• 14.4.2 切比雪夫I 型数字滤波器设计393
• 14.4.3 切比雪夫II 型数字滤波器设计394
• 14.5 小结395
• 第15章 MATLAB与小波分析396
• 15.1 傅里叶变换到小波分析396
• 15.1.1 傅里叶变换397
• 15.1.2 小波分析399
• 15.1.3 常用的小波函数400
• 15.2 Mallat算法401
• 15.2.1 Mallat算法原理401
• 15.2.2 Mallat算法示例404
• 15.3 小波分析工具箱408
• 15.4 小波分析用例409
• 15.4.1 信号压缩409
• 15.4.2 信号去噪410
• 15.5 小结414
• 附录 MATLAB基本命令415