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精通matlab(MATLAB應用技術)
本書針對中高級MATLAB用戶,系統詳盡地介紹MATLAB最新軟件和工具箱的高級功能和應用技巧,通過大量的實例循序漸進地將作者在長期實踐過程中積累的經驗和心得融入書中,讀者通過該書可以快速掌握MATLAB的應用技巧,從而解決工程中的實際問題。本書主要內容包括:MATLAB的使用基礎,主要介紹一些基礎知識,包括窗口環境、數值計算、符號運算、圖形可視化、程序設計等;MATLAB科學計算,包括非線性方程、插值逼近、數值微分積分、常微分方程等;MATLAB高級程序設計,介紹MATLAB程序設計的實踐經驗;MATLAB常用工具箱,講述常用工具箱的高級實用技術,重點講述統計、信號處理、控制、圖像處理等;Simulink高級仿真技術,重點講述程序設計中的技巧、設置和注意事項,包括多個專用模塊集;MATLAB界面高級設計技術;MATLAB高級接口技術,包括編譯器和建造器,各種軟件接口等。本書可以作為廣大在校本科生和研究生的教學用書,也可以作為廣大科研學者、工程技術人員掌握和精通MATLAB的自學用書和解決工程實際問題的參考用書。目錄:第1章 MATLAB基礎 11.1 MATLAB簡介 11.1.1 MATLAB發展史 11.1.2 MATLAB軟件主要特點 21.1.3 MATLAB軟件共生產品 31.1.4 MATLAB軟件組成 51.2 MATLAB軟件安裝、界面和幫助 81.2.1 MATLAB R2007a系統軟、硬件資源的要求 81.2.2 MATLAB軟件安裝 81.2.3 認識MATLAB R2007a環境 91.2.4 MATLAB R2007a的幫助系統 171.3 通過實例瞭解MATLAB 201.3.1 命令行程序 201.3.2 MATLAB繪圖 221.3.3 M文件的編寫 231.3.4 GUI示例 241.3.5 使用Simulink進行系統仿真 251.4 MATLAB學習技巧 26第2章 MATLAB數組和矩陣 292.1 基礎知識 292.1.1 數據類型 292.1.2 矩陣和數組的概念 332.1.3 常量和變量 342.1.4 數值計算應用的例子 352.2 數組及其運算 362.2.1 數組的創建 362.2.2 數組的尋訪和賦值 382.2.3 數組運算 402.2.4 元胞數組 422.2.5 結構數組 452.3 向量及其運算 472.3.1 向量的創建 472.3.2 向量的基本運算 472.4 矩陣運算及其應用 492.4.1 矩陣的創建 502.4.2 矩陣的基本操作 512.4.3 特殊矩陣 532.4.4 稀疏矩陣及其應用 562.4.5 矩陣的基本數值運算及其應用 582.4.6 矩陣的特徵參數運算及其應用 622.4.7 矩陣的分解運算及其應用 65第3章 MATLAB常用運算 693.1 符號運算 693.1.1 符號表達式 703.1.2 符號表達式的操作與代數運算 733.1.3 符號精度的控制 803.1.4 符號矩陣及其運算 813.1.5 符號微積分與積分變換 833.1.6 符號函數可視化 903.1.7 符號方程求解 933.1.8 Maple函數 983.2 關係運算及邏輯運算 1023.2.1 關係運算符與邏輯運算符 1033.2.2 運算符優先級 1043.2.3 關係和邏輯函數 1043.2.4 關係和邏輯運算實例 1053.3 多項式及其運算 1053.3.1 多項式求值 1063.3.2 多項式求根 1063.3.3 部分分式展開 1073.3.4 多項式乘除 1073.3.5 多項式的微積分 108第4章 MATLAB高級繪圖技術 1094.1 二維圖形繪製 1094.1.1 基本二維繪圖 1104.1.2 特殊二維繪圖 1124.1.3 二維繪圖的進階功能 1194.1.4 線型、頂點標記和顏色 1204.1.5 分格線控制和圖形標注 1224.1.6 屏幕刷新 1254.2 三維圖形繪製 1264.2.1 基本三維繪圖 1264.2.2 特殊三維繪圖 1314.2.3 三維繪圖功能進階 1374.2.4 透明度作圖 1414.2.5 立體可視化 1424.2.6 輕鬆繪製三維圖形 1474.3 圖形色彩處理 1484.3.1 顏色映像原理 1484.3.2 顏色映像的應用 1494.4 MATLAB句柄式圖形 1524.4.1 圖形對象和句柄式圖形簡介 1534.4.2 常用圖形對象創建及其屬性介紹 1574.4.3 圖形對象句柄的獲取 1664.4.4 對象屬性的獲取 1674.4.5 對象屬性的設置 1684.5 MATLAB圖像顯示技術 1724.5.1 圖像簡介 1734.5.2 圖像的讀取 1744.5.3 圖像的顯示 1764.6 動畫製作 1764.6.1 以質點運動軌跡的方式呈現動畫 1764.6.2 以旋轉顏色映像的方式呈現動畫 1774.6.3 以電影播放的方式呈現動畫 1784.6.4 以對象的方式呈現動畫 179第5章 科學計算與應用 1815.1 插值與擬合 1815.1.1 一維插值問題 1815.1.2 二維插值問題 1835.1.3 樣條插值 1875.1.4 曲線擬合 1885.2 數值積分與數值微分 1925.2.1 數值積分 1925.2.2 數值微分 1945.3 求解線性方程組 1975.3.1 齊次線性方程組的求解 1975.3.2 非齊次線性方程組的求解 1985.3.3 線性方程組的迭代計算 2025.4 求解非線性方程和方程組 2055.4.1 求解 的MATLAB符號法 2055.4.2 方程 數值解的MATLAB實現 2075.4.3 求解非線性方程組的數值解 2095.5 方陣特徵值和特徵向量的計算 2105.5.1 求矩陣特徵值的有關指令 2115.5.2 QR算法與矩陣的正交分解指令qr 2135.6 常微分方程的求解 2155.6.1 求解常微分方程的MATLAB符號法 2155.6.2 常微分方程的數值解 2185.7 求解偏微分方程 2255.7.1 偏微分方程組求解 2255.7.2 二階偏微分方程的數學描述 2275.7.3 偏微分方程求解界面簡介 2295.8 最優化問題 2325.8.1 無約束最優化問題求解 2325.8.2 有約束最優化問題求解 2365.8.3 基於遺傳算法的最優化 239第6章 Simulink仿真高級技術 2516.1 Simulink入門 2526.1.1 Simulink功能 2526.1.2 Simulink運行方法及編輯窗口 2536.1.3 Simulink模塊庫 2566.1.4 Simulink模塊基本操作 2646.1.5 Simulink仿真參數設置 2726.1.6 Simulink模型保存與打印 2766.2 Simulink模型調試 2796.2.1 圖形調試器基礎 2796.2.2 使用圖形調試器調試模型 2816.2.3 使用命令行方式調試模型 2846.3 Simulink子系統建立與封裝技術 2896.3.1 子系統建立 2896.3.2 條件執行子系統建立 2906.3.3 子系統封裝方法與實例 3016.4 Simulink仿真命令與回調方法 3086.4.1 Simulink模型構造與編輯命令 3086.4.2 Simulink模型仿真命令 3146.4.3 模型與模塊的回調方法 3176.5 S-函數 3196.5.1 S-函數基本概念 3206.5.2 S-函數工作原理 3226.5.3 用M文件編寫S-函數 3236.5.4 用C MEX文件編寫S-函數 3336.5.5 S-函數創建器的使用 3386.6 Stateflow原理與應用 3446.6.1 Stateflow原理 3446.6.2 Stateflow應用基礎 3446.6.3 Stateflow常用命令 3496.6.4 Stateflow建模方法及實例 3496.7 Simulink模型的實時代碼生成技術 3546.7.1 Real-time Workshop介紹 3546.7.2 Simulink模型的普通實時程序生成方法與實例 3586.7.3 Simulink模型實時代碼生成方法與實例 366第7章 MATLAB的工程應用 3697.1 MATLAB與信號處理 3697.1.1 MATLAB實現信號變換 3707.1.2 MATLAB實現數字濾波 3727.1.3 MATLAB實現功率譜估計 3737.1.4 小波變換在語音信號處理中的應用 3757.1.5 MATLAB實現SAR信號處理 3767.2 MATLAB與圖像處理 3807.2.1 圖像變換 3807.2.2 MATLAB實現圖像的邊緣檢測 3827.2.3 MATLAB在汽車牌照識別系統中的應用 3847.3 MATLAB與控制工程 3867.3.1 控制系統建模與分析 3897.3.2 波特圖滯後—超前校正設計 3907.3.3 PID控制器設計 3957.3.4 Kalman濾波器 3987.3.5 基於LQR的直升機飛行控制系統設計 399第8章 MATLAB高級程序設計技術 4078.1 M文件編程基礎 4078.1.1 M文件簡介 4078.1.2 M文件的分類 4098.1.3 MATLAB控制流 4188.1.4 函數調用和變量傳遞 4288.1.5 數據導入與導出 4338.1.6 實例分析 4388.2 M文件編程的技巧 4478.2.1 命令和函數的語法 4478.2.2 獲取幫助 4488.2.3 M文件函數 4498.2.4 程序開發 4508.2.5 變量 4518.2.6 字符串 4518.2.7 表達式求值 4538.2.8 MATLAB路徑 4538.2.9 程序控制 4548.2.10 矩陣的操作 4568.3 MATLAB類和面向對象編程 4598.3.1 類和對象 4598.3.2 創建類和對象 4598.3.3 重載 4628.3.4 繼承 4648.3.5 聚集 4708.3.6 對象保存與裝載 4728.3.7 對象優先級 4728.4 改善運行效率與內存利用 4738.4.1 程序性能分析 4738.4.2 提高運行效率 4748.4.3 改善內存利用 4788.5 M文件調試與剖析 4808.5.1 錯誤處理(Error Handling) 4808.5.2 直接調試法 4828.5.3 調試器的使用 4838.5.4 M文件性能剖析 4858.6 定時器規劃程序執行 4868.6.1 MATLAB定時器 4868.6.2 創建定時器 4878.6.3 讀取和設置屬性 4878.6.4 啟動和停止定時器 4898.6.5 創建和執行回調函數 4898.6.6 定時器執行模式 490第9章 高級圖形用戶界面設計 4939.1 入門 4939.2 圖形用戶界面設計工具 4969.2.1 對象編輯器(Layout Editor) 4979.2.2 對象位置調整工具(Align Objects) 4989.2.3 菜單編輯器(Menu Editor) 4999.2.4 Tab順序編輯器(Tab Order Editor) 5009.2.5 M-file編輯器(M-file Editor) 5009.2.6 對象屬性編輯器(Property Inspector) 5019.2.7 對象瀏覽器(Object Browser) 5019.3 對話框 5029.3.1 公共對話框 5029.3.2 一般對話框 5079.4 界面菜單 5129.4.1 創建菜單 5129.4.2 菜單屬性 5149.5 用戶控件 5199.5.1 MATLAB控件介紹 5199.5.2 控件的創建 5219.5.3 控件的屬性及設置 5229.5.4 鼠標操作 5309.6 圖形用戶界面編程 5319.6.1 全局變量 5319.6.2 用戶數據屬性(UserData) 5329.6.3 腳本式M-file編程 5339.6.4 函數式M-file編程 5349.7 圖形用戶界面設計原則和一般步驟 5369.7.1 GUI的設計原則 5369.7.2 GUI設計的一般步驟 5379.8 圖形用戶界面設計實例 539第10章 MATLAB高級接口技術 54910.1 MATLAB外部接口概述 54910.1.1 外部接口概述 54910.1.2 MEX文件 55010.1.3 MAT文件 55110.1.4 MATLAB計算引擎 55110.1.5 MATLAB編譯器 55210.1.6 MATLAB COM和DDE編程 55210.1.7 MATLAB Web服務 55210.1.8 Excel、Java和.NET生成器 55310.1.9 MATLAB硬件接口 55310.1.10 MATLAB外部接口 55310.2 MATLAB MEX文件 55610.2.1 MATLAB的MEX文件 55610.2.2 MEX文件系統設置 55810.2.3 C語言MEX文件的建立 55910.2.4 Visual C++中建立MEX文件及調試 58110.3 MATLAB MAT文件 58510.3.1 數據輸入/輸出 58510.3.2 MAT文件格式 58610.3.3 MAT文件編程 58710.4 MATLAB計算引擎 59410.4.1 MATLAB計算引擎 59410.4.2 計算引擎庫函數 59510.4.3 計算引擎編程 59810.4.4 Visual C++建立與調試計算引擎程序 60310.4.5 工程實例分析 60510.5 MATLAB COM和DDE編程 61010.5.1 MATLAB COM概述 61110.5.2 MATLAB COM客戶端編程 61210.5.3 MATLAB COM自動化服務器編程 61510.5.4 MATLAB DDE編程 61810.6 MATLAB編譯器 62110.6.1 MATLAB編譯器概述 62110.6.2 安裝與配置 62310.6.3 命令行方式 62310.6.4 圖形用戶界面方式 62310.6.5 應用實例 62610.7 MATLAB硬件接口技術 63410.7.1 MATLAB串口接口概述 63410.7.2 MATLAB串口通信編程 63510.7.3 編程實例 63910.8 MATLAB Web服務 64110.8.1 MATLAB Web服務使用 64110.8.2 創建有Web服務的MATLAB應用程序 64210.9 MATLAB與Excel接口 64410.9.1 MATLAB Excel link 64510.9.2 MATLAB Excel生成器 65010.10 MATLAB Java生成器 65610.10.1 Java生成器創建組件 65610.10.2 Java生成器編程 65810.10.3 打包和發佈Java應用程序 66010.10.4 應用實例 66110.11 MATLAB .NET生成器 66310.11.1 .NET生成器概述 66310.11.2 創建 .NET組件 66410.11.3 .NET生成器編程 66510.11.4 應用實例 669
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