MATLAB基础及应用 第5版

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本书特色：

★ 知识系统全面深度适中。

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本书系统地介绍了MATLAB R2019a的工作环境和操作要点，主要内容包括MATLAB程序设计、绘图、符号计算、数值计算、图形用户界面和Simulink仿真等内容，在附录中列出了常用函数，书末附有部分习题答案。本书注重精讲多练，配备丰富的例题和习题，精选了一些数字图像处理实例作为综合实训项目，便于读者学习及领会MATLAB的应用技巧。

前言
第1章认识MATLAB1
1.1MATLAB概述1
1.1.1操作界面1
1.1.2帮助系统3
1.1.3数据结构6
1.1.4MATLAB的特点7
1.2数据运算8
1.2.1变量8
1.2.2常用数学函数10
1.2.3数据操作11
1.3矩阵13
1.3.1矩阵的建立13
1.3.2矩阵的基本运算15
1.3.3矩阵的操作17
1.3.4复数和复数矩阵19
1.3.5稀疏矩阵20
1.4关系运算与逻辑运算21
1.4.1关系运算符21
1.4.2逻辑运算符22
1.4.3其他关系与逻辑函数23
1.5文件操作23
1.5.1文件的打开与关闭23
1.5.2二进制文件的读写操作24
1.5.3声音文件的读写操作25
1.5.4图像文件的读写操作26
1.6实训MATLAB数据处理27
1.6.1跟我学27
1.6.2自己练29
1.7习题29
第2章MATLAB程序设计31
2.1M文件31
2.1.1M文件的建立31
2.1.2M文件的调试33
2.2程序流程语句34
2.2.1if语句34
2.2.2switch语句37
2.2.3while语句38
2.2.4for语句39
2.2.5循环的嵌套39
2.2.6其他语句40
2.3函数文件42
2.3.1基本结构42
2.3.2函数调用43
2.3.3参数的可调性44
2.3.4全局变量45
2.4编程技巧46
2.4.1测定程序执行时间46
2.4.2程序的优化47
2.5实训MATLAB程序设计48
2.5.1跟我学48
2.5.2自己练52
2.6习题52
第3章MATLAB绘图54
3.1二维绘图54
3.1.1plot函数54
3.1.2图形修饰57
3.1.3图形控制60
3.2特殊二维图形绘图63
3.2.1特殊坐标二维图形63
3.2.2特殊二维图形64
3.3三维图形67
3.3.1三维数据的产生67
3.3.2三维曲线图68
3.3.3三维曲面图形69
3.4图形交互式编辑71
3.4.1图形编辑工具71
3.4.2图形对象的属性编辑72
3.5实训MATLAB绘图74
3.5.1跟我学74
3.5.2自己练77
3.6习题78
第4章MATLAB符号计算79
4.1符号函数的计算79
4.1.1符号变量和符号矩阵79
4.1.2常用函数80
4.1.3可视化符号函数计算器82
4.2符号微积分84
4.2.1符号极限84
4.2.2符号求导85
4.2.3符号积分85
4.3符号方程求解86
4.3.1代数方程86
4.3.2微分方程87
4.4级数88
4.4.1级数的符号求和88
4.4.2函数的泰勒级数89
4.5符号计算结果的绘图90
4.5.1数值化绘图90
4.5.2直接绘图91
4.6实训MATLAB符号计算93
4.6.1跟我学93
4.6.2自己练95
4.7习题96
第5章MATLAB数值计算97
5.1数据分析97
5.1.1数据统计97
5.1.2离差和相关98
5.2数值计算99
5.2.1多项式99
5.2.2插值与拟合100
5.2.3函数的极值和零点103
5.3常微分方程的数值求解104
5.3.1常微分方程的解法104
5.3.2龙格库塔法的实现104
5.4交互式工具106
5.4.1随机数生成工具106
5.4.2概率分布观察工具107
5.4.3交互式拟合工具107
5.4.4图形窗口的拟合和统计工具108
5.5实训MATLAB数值计算110
5.5.1跟我学110
5.5.2自己练114
5.6习题115
第6章图形用户界面117
6.1认识GUI117
6.1.1GUI开发环境117
6.1.2GUI设计规范119
6.2GUI常用工具119
6.2.1控件119
6.2.2排列工具121
6.2.3对象属性检查器121
6.2.4图形窗口的属性123
6.3菜单和对话框126
6.3.1图形对象句柄函数126
6.3.2菜单128
6.3.3对话框130
6.4实训图形用户界面设计132
6.4.1跟我学132
6.4.2自己练136
6.5习题137
第7章Simulink仿真140
7.1认识Simulink140
7.1.1Simulink的启动和退出140
7.1.2Simulink基本模块141
7.2Simulink模块操作146
7.2.1模块的编辑处理146
7.2.2模块属性和参数的设置147
7.2.3模块间的连线149
7.3仿真模型的参数设置149
7.3.1Solver选项卡150
7.3.2Data Import/Export选项卡151
7.3.3Diagnostics选项卡152
7.4实训Simulink 仿真152
7.4.1跟我学152
7.4.2自己练162
7.5习题163
第8章MATLAB综合实训164
8.1数字图像的几何操作164
8.1.1项目说明164
8.1.2项目设计提示165
8.1.3项目评价166
8.2数字图像增强166
8.2.1项目说明167
8.2.2项目设计提示167
8.2.3项目评价168
8.3数字图像置乱169
8.3.1项目说明169
8.3.2项目设计提示170
8.3.3项目评价172
8.4数字水印技术173
8.4.1项目说明173
8.4.2项目设计提示174
8.4.3项目评价177
附录179
附录A部分习题答案179
附录B二维码清单184
参考文献187

MATLAB是目前国际上应用最广泛的科学与工程计算软件之一，具有简洁紧凑、使用方便、编程效率高、图形功能强等特点，为研究系统和分析实验数据提供了极大便利，深受广大科技工作者的喜爱。MATLAB近年来已成为高职高专院校自动控制、通信技术、电子信息以及电气自动化等专业的必修课程。
本书第5版基于MATLAB R2019a和Simulink 9.3版，内容分为认识MATLAB、程序设计、绘图、符号计算、数值计算、图形用户界面、Simulink仿真和数字图像处理综合实训共8章。
第1章介绍MATLAB操作桌面、帮助系统、数据结构、文件操作和矩阵运算等内容。
第2章讲解M命令文件和函数文件的建立及调试方法，说明了条件选择语句和循环语句的语法结构，使读者能够认识、理解并编写简单的程序。
第3章讲解二维图形和三维图形的绘制方法，通过对实例的学习，能够利用绘图函数对数据进行图形化处理。
第4章介绍符号对象的创建、符号表达式的运算、符号微积分、级数和可视化符号计算器等内容。
第5章介绍数据分析、数值计算、常微分方程的数值求解等内容。
第6章介绍图形用户界面的开发环境和设计规范，讲解控件、菜单、对话框和对象句柄函数的使用方法，使读者能够开发简单的图形用户界面。
第7章介绍Simulink基本模块的性质、仿真模型的建立和系统仿真参数的设置等内容。
第8章内容为综合实训，由4个数字图像处理项目组成。实现算法难度适中，处理结果直观，能够用肉眼直接观察评价，便于读者学习及领会MATLAB的应用技巧。
本书的使用约定如下：以>>符号开头的内容，需要在命令行窗口中输入；没有以>>符号开头的内容为M文件，需要在文本编辑器中输入（书中加粗的文字），在命令行窗口中观察结果（书中为普通文字）。
本书结合目前高职高专的教学特点，建议总学时为72学时，其中课堂教学26学时、上机练习22学时、实训教学24学时。
本书由黑龙江农业工程职业学院于润伟、朱晓慧编著，其中朱晓慧编写第1章、3章、4章和5章；于润伟编写第2章、6章、7章、8章和部分习题答案。全书由于润伟统稿。在编写过程中，得到了哈尔滨工业大学固泰电子股份有限公司王志刚技术总监、哈尔滨光宇集团自动化公司曹克忠高级工程师的大力支持，在此表示真诚的谢意。
由于编者水平有限，对一些问题的理解和处理难免有不当之处，衷心希望使用本书的读者批评指正。