MATLAB编程与应用（题库版·微课视频版）

《MATLAB编程与应用（题库版·微课视频版）》遵循由浅入深、循序渐进的原则，基于MATLAB 2022b，紧紧围绕科学计算和模型仿真这两个中心问题展开，辅以计算结果的可视化以及可视化计算工具，系统地阐述MATLAB的各种功能、以生活中和工程中的实例为背景讲述常用算法的MATLAB编程实现。
新
函数新：介绍MATLAB新版本的各种新功能和使用方法。
应用新：介绍了计算结果的可视化以及可视化计算工具。
理念新：每章小结中融入与本章相关的课程思政元素。
全
函数全：以表格形式列出函数并对功能进行描述，同时辅以例题讲解。
内容全：从最基本的矩阵操作开始，到MATLAB编程实现数值分析计算问题，再到Simuink建模与仿真，几乎涵盖了MATLAB大部分主要内容。
资源全：提供全套的教学资源，并配套在线作业系统，便于老师教学和学生自学。
精
力求以最小的篇幅给出MATLAB的整体核心框架，使读者易于掌握要点，对MATLAB的初学者来说，简明易学，容易入手。

 

《MATLAB编程与应用（题库版·微课视频版）》遵循由浅入深、循序渐进的原则进行编排，紧紧围绕科学计算和模型仿真这两个中心问题展开，辅以计算结果的可视化以及可视化计算工具，系统地阐述MATLAB的各种功能、使用方法和应用实例。本书力求以最小的篇幅给出MATLAB的整体核心框架，使读者易于掌握要点。 《MATLAB编程与应用（题库版·微课视频版）》共9章。第1章介绍MATLAB的历史、界面等，使读者对MATLAB有一个感性的认识； 第2章介绍MATLAB的数据及各种常用数据类型，为学习MATLAB程序设计打下基础； 第3、4章分别介绍二维绘图和三维绘图的相关知识； 第5章介绍MATLAB程序设计与调试的基本方法； 第6、8章分别介绍MATLAB的符号计算功能和数值计算功能； 第7章介绍文件I/O操作； 第9章介绍MATLAB环境下的动态仿真软件Simulink； 附录A介绍MATLAB函数及命令集； 附录B介绍MATLAB R2022b完整工具箱。本书融入课程思政元素，配套在线作业系统、微课视频、程序代码、教学课件等丰富的教学资源。 《MATLAB编程与应用（题库版·微课视频版）》可作为高等院校MATLAB教学用书，其丰富的教学视频也适合读者自学，还可供广大科研工作者、工程技术人员解决实际问题时参考使用。

 

 

 

 

 

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配套资源

第1章概述(视频讲解： 14分钟，1集)

1.1什么是MATLAB

1.2MATLAB语言的发展

1.3MATLAB特点及应用领域

1.3.1MATLAB特点

1.3.2MATLAB应用领域

1.4MATLAB界面

1.4.1启动MATLAB界面

1.4.2MATLAB桌面工具

1.4.3帮助和文档

1.5MATLAB R2022b的通用命令

1.6初识MATLAB

本章小结

第2章变量、数组与矩阵(视频讲解： 41分钟，5集）

2.1数据

2.1.1MATLAB数据

2.1.2MATLAB向量、矩阵和数组的关系

2.2变量

2.2.1变量与赋值

2.2.2特殊变量

2.3MATLAB基本函数

2.3.1三角函数

2.3.2指数函数

2.3.3复数

2.3.4取整和余数

2.3.5数据分析函数

2.3.6随机数

2.3.7函数的几种特殊用法

2.4MATLAB数据类型

2.4.1数值类型

2.4.2逻辑类型

2.4.3字符和字符串

2.4.4函数句柄

2.4.5单元数组

2.4.6结构体类型

2.5MATLAB数组运算

2.5.1算术运算

2.5.2关系运算

2.5.3逻辑运算

2.5.4运算优先级

2.6MATLAB矩阵算术运算

2.7数组和矩阵操作 

2.7.1数组和矩阵的创建

2.7.2下标索引

2.7.3空矩阵

2.7.4矩阵操作

本章小结

第3章二维绘图(视频讲解： 35分钟，3集)

3.1最基本的二维绘图函数

3.1.1绘制二维曲线的最基本的函数

3.1.2绘制图形的类型

3.1.3图形格式和注释 

3.1.4叠加图绘制

3.1.5子图绘制

3.1.6复制/粘贴图

3.1.7保存图形

3.2线性直角坐标系其他二维图形绘制函数

3.2.1双纵轴坐标

3.2.2火柴杆图 

3.2.3条形图

3.2.4阶梯图

3.2.5填充图

3.3特殊坐标系二维图形绘制函数

3.3.1极坐标绘图

3.3.2半对数和双对数坐标系绘图

3.4其他形式二维特殊图形绘制函数

3.4.1饼图

3.4.2直方图

3.4.3填充区二维图

3.4.4散点图

3.4.5散点图矩阵

3.4.6箱形图或盒图

3.4.7误差条

3.4.8罗盘图

3.4.9羽毛图

3.4.10箭头图或向量场图

3.4.11彗星图

3.4.12伪彩图

3.4.13图形对象句柄

本章小结

第4章三维绘图(视频讲解： 18分钟，2集)

4.1基本三维绘图

4.1.1三维点或线图

4.1.2三维网格图 

4.1.3三维曲面图

4.2绘制三维图形的其他函数

4.2.1等高线图

4.2.2球面

4.2.3三维散点图

4.2.4三维条形图 

4.2.5圆柱

4.2.6三维饼图 

4.2.7三维火柴杆图

4.2.8三维向量图

4.2.9三维彗星图

4.2.10三维填充图

4.2.11三维彩带图

4.2.12三维体切片图

4.3颜色控制

4.3.1颜色图

4.3.2颜色栏

4.3.3颜色图调整

4.4三维视图可视效果的控制

4.4.1视角

4.4.2着色、光照和透明度

4.5动画

本章小结

第5章MATLAB编程(视频讲解： 40分钟，4集)

5.1M文件

5.1.1脚本文件

5.1.2函数文件

5.2程序设计结构

5.2.1顺序结构

5.2.2循环控制 

5.2.3分支结构

5.3自定义函数

5.4程序调试

5.4.1错误类型

5.4.2代码内调试

5.4.3断点调试实例

本章小结

第6章MATLAB符号运算(视频讲解： 41分钟，4集)

6.1符号对象的创建与运用

6.2符号表达式的基本操作

6.2.1四则运算

6.2.2关系运算

6.2.3符号多项式的操作

6.3符号函数的极限与微分

6.3.1符号函数的极限

6.3.2符号函数的微分

6.4符号函数的积分

6.5符号函数级数

6.5.1级数求和

6.5.2泰勒级数展开

6.6符号积分变换

6.6.1傅里叶变换

6.6.2拉普拉斯变换

6.6.3Z变换

6.7符号方程求解

6.7.1代数方程求解

6.7.2符号微分方程求解

6.8隐函数绘图

6.9符号分析可视化

6.9.1符号计算器

6.9.2泰勒级数计算器

6.9.3实时编辑器

本章小结

第7章文件I/O操作(视频讲解： 10分钟，1集)

7.1常用的可读写文件格式

7.2高级文件I/O

7.2.1MAT文件输入/输出 

7.2.2文本数据输入/输出

7.2.3电子表格数据输入/输出

7.2.4图像文件输入/输出

7.2.5音频数据输入/输出

7.2.6视频数据输入/输出

7.3低级文件I/O

本章小结

第8章MATLAB数值分析与应用(视频讲解： 11分钟，1集)

8.1数据拟合

8.1.1多项式拟合

8.1.2非线性最小二乘拟合

8.1.3cftool工具包拟合

8.2数值插值

8.2.1一维插值

8.2.2二维插值

8.2.3对二维或三维散点数据插值

8.3线性方程组

8.3.1求逆法

8.3.2左除法

8.4数值微积分

8.4.1数值微分

8.4.2数值积分

8.5数据统计分析

8.6微分方程(组)的数值解

8.6.1常微分方程(组)的数值解

8.6.2偏微分方程(组)的数值解

本章小结

第9章Simulink仿真基础(视频讲解： 15分钟，1集)

9.1认识Simulink

9.1.1系统与模型

9.1.2Simulink概述

9.2Simulink模块库概述

9.2.1Simulink模块库分类

9.2.2Sources模块库

9.2.3Sinks模块

9.2.4系统模型部分模块

9.3Simulink模型的创建

9.4Simulink子系统建模及封装

9.4.1Simulink子系统建模方法

9.4.2Simulink子系统封装

9.5Simulink系统建模应用实例

本章小结

附录AMATLAB函数及命令集

附录BMATLAB R2022b完整工具箱

参考文献

 

 

 

 

 

 

 

 

一、 为什么要写本书

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，广泛应用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人及控制系统等领域，已成为很多国家高等教育和科学研究中常用且必不可少的工具，也被越来越多的大学生、科研人员所接受。

有关MATLAB的书籍琳琅满目，数不胜数，但有些MATLAB书籍只讲解了最基本的入门操作及基础知识，内容不够全面，不能为读者进一步深入学习提供更好的帮助； 还有些书籍主要是面向某一专业的技术人员，内容相对专业、难懂，且往往仅限于某个工程应用领域，无法拓展到其他学科中，因此，迫切需要一本可供读者有效学习MATLAB课程的优秀教材。

二、 内容特色

本书以MATLAB 2022b版本的功能讲述为主，由浅入深地全面讲解MATLAB编程知识，突出应用特色，以生活中和工程中的实例为背景讲述常用算法的MATLAB编程实现。本书内容详略得当、主次分明、逻辑清晰、循序渐进； 采用图、表与文字等多种表现方式增进读者对内容的理解； 习题的呈现方式包括填空题、单选题、应用题，这样有利于读者观察问题、分析问题与解决问题。

本书由浅入深、循序渐进，适合没有接触过MATLAB的初学者，具有新、全、精三个特色。

（1） 新。

函数新： 早期版本的一些函数命令已经被新的函数命令所取代，全面介绍MATLAB的各种新功能与使用方法。

应用新： 介绍了计算结果的可视化以及可视化计算工具。

理念新： 每章小结中融入与本章相关的课程思政元素。

（2） 全。

函数全： 以表格形式列出函数并对功能进行描述，同时辅以例题讲解。

内容全： 从最基本的矩阵操作开始，到MATLAB编程实现数值分析计算问题，再到Simulink建模与仿真，几乎涵盖了MATLAB的大部分内容。 

资源全： 提供全套的教学资源，并配套在线作业系统，便于教师教学和学生自学。

（3） 精。

力求以最小的篇幅给出MATLAB的整体核心框架，使读者易于掌握要点。对初涉MATLAB的学习者来说，简明易学，容易入手。

配 套 资 源

 程序代码等资源： 扫描目录上方的二维码下载。

 教学课件、教学大纲等资源： 扫描封底的“书圈”二维码在公众号下载，或者到清华大学出版社官方网站本书页面下载。

 微课视频（225分钟，22集）： 扫描书中相应章节中的二维码在线学习。

 在线作业： 扫描封底刮刮卡中的作业系统二维码，登录网站在线做题及查看答案。

注： 请先扫描封底刮刮卡中的文泉云盘防盗码进行绑定后再获取配套资源。

 

 

 

本书由佛山科学技术学院孙明编写，在编写过程中参阅了许多相关教材，并得到了很多同行的支持与帮助，在此一并表示衷心的感谢。

由于作者水平有限，书中难免有不足与错误之处，敬请广大读者批评指正。

孙明2023年6月于广东佛山