MATLAB编程实战——手把手教你掌握300个精彩案例

本书系统介绍了MATLAB特有的编程思想、高效的编程方法，以编程案例的形式介绍MATLAB在科学计算中的实际应用。书中内容涉及MATLAB矩阵运算、计算函数、符号运算、程序结构、二维/三维及动画绘图、Simulink仿真、App界面设计、建模方法及多种语言联合调用等。全书提供了300多个案例帮助读者全面理解MATLAB工具箱的使用方法，帮助读者轻松地创建人机交互界面，将C/C /Python程序在MATLAB中运行，帮助读者掌握MATLAB科学计算和Simulink系统仿真的知识体系。本书知识要点如下：

MATLAB应用的基础知识；

MATLAB矩阵与数组的应用；

MATLAB符号与多项式运算；

MATLAB高等数学计算；

MATLAB程序设计方法；

MATLAB二维/三维及动画绘图；

Simulink系统仿真；

App界面设计及回调函数；

MATLAB与C/C /Python语言的调用；

MATLAB数学建模。

 

本书以MATLAB2023a为操作平台，每个章节使用【实战练习】进行讲解，由浅入深、通俗易懂。该书共分为十章，内容从最基本的窗口操作开始，由矩阵使用到MATLAB的建模应用，共计使用了三百多个案例贯穿于每个章节中。所有例程内嵌程序命令、注释、说明和运行结果，图文并茂。该教材不仅适合理工类所有专业学生使用，也可作为一本计算机语言的开启和提高课程教材。本书讲解重视边学边练，配合演示文稿的课件和实战练习，有助于课堂教学和学生自学。特别在增强学习的可视性方面，书中的APP设计案例新颖实用，几乎涵盖了所有基本组件的应用。且将二维、三维、网格、网面图、色彩的渲染、光照效果及图像的动画设计嵌到了App中，突出了人机交互界面展示。

姜增如：北京理工大学副教授，硕士生导师。目前任职于深圳北理莫斯科大学，主讲“Python程序设计”“MATLAB程序设计”“MATLAB在自动控制理论中的应用”“C语言程序设计”“计算机网络基础”等课程。先后出版专业教材六部，与企业合作科研项目两项，指导广东省科技创新战略专项资金项目一项。

 

 

 

 

 

第1章  MATLAB基础概述1

1.1  MATLAB主要功能1

1.2  MATLAB R2023a主窗口2

1.2.1  命令行窗口2

【实战练习1-1】命令行窗口的使用3

1.2.2  工具栏窗口3

1.3  命令行窗口操作6

1.3.1  常用命令行窗口命令6

【实战练习1-2】保存、导入及查看命令的使用6

【实战练习1-3】表达式运算7

1.3.2  命令行窗口常用快捷键7

1.4  App设计（Designer）8

1.4.1  App的功能8

1.4.2  App的使用9

【实战练习1-4】使用App设计简单GUI9

1.5  认识Simulink10

1.5.1  Simulink初始界面10

1.5.2  Simulink简单仿真案例11

【实战练习1-5】Simulink简单仿真模型11

1.6  帮助窗口12

1.6.1  help命令12

1.6.2  demo命令13

第2章  MATLAB矩阵与数组的应用14

2.1  常量和变量14

2.1.1  常量14

2.1.2  变量15

2.1.3  变量使用规则15

2.1.4  全局变量15

2.1.5  数据类型16

【实战练习2-1】变量的应用17

2.1.6  常用标点符号的使用18

2.2  矩阵操作18

2.2.1  创建矩阵的方法19

【实战练习2-2】创建实数和复数矩阵19

2.2.2  创建向量的方法19

2.2.3  常用特色矩阵20

【实战练习2-3】创建特色矩阵21

2.2.4  稀疏矩阵22

【实战练习2-4】创建稀疏矩阵22

【实战练习2-5】创建对角稀疏矩阵23

【实战练习2-6】创建带状稀疏矩阵24

2.2.5  矩阵拆分（分解）24

【实战练习2-7】矩阵拆分的应用25

【实战练习2-8】矩阵扩展的应用25

2.3  矩阵基本运算25

2.3.1  矩阵常用运算25

【实战练习2-9】矩阵算术运算的应用26

【实战练习2-10】矩阵乘法运算的应用27

【实战练习2-11】矩阵左除运算的使用28

【实战练习2-12】矩阵复数运算的应用28

【实战练习2-13】关系运算的应用29

【实战练习2-14】逻辑运算的应用29

2.3.2  矩阵、向量元素的和与积运算30

【实战练习2-15】求矩阵元素的和与积30

2.3.3  矩阵、向量累加和与累乘积30

【实战练习2-16】求矩阵列元素的累加和与累乘积30

2.3.4  矩阵平均值和中值31

【实战练习2-17】求矩阵的平均值和中值31

2.3.5  矩阵最大值、最小值与排序31

【实战练习2-18】求向量的最大值、最小值32

【实战练习2-19】求矩阵最大值、最小值32

【实战练习2-20】矩阵升序和降序的应用33

2.3.6  矩阵的秩、迹和条件数34

【实战练习2-21】求矩阵的秩、迹和条件数34

2.3.7  矩阵的逆35

【实战练习2-22】利用逆矩阵求方程组的解35

2.3.8  矩阵的特征值和特征向量35

【实战练习2-23】求矩阵的特征向量36

2.3.9  矩阵的海森伯格变换36

【实战练习2-24】求海森伯格变换矩阵36

2.4  MATLAB常用函数及应用37

2.4.1  常用数学函数37

【实战练习2-25】求指数、余数及最小公倍数38

【实战练习2-26】求复数的模、相角和共轭复数38

【实战练习2-27】求阶乘及组合数38

【实战练习2-28】求矩阵的点乘39

【实战练习2-29】求矩阵的秩、逆及行列式的值39

【实战练习2-30】求矩阵维数及非零元素个数39

【实战练习2-31】求向量元素的全排列及排列个数40

2.4.2  常用三角函数40

【实战练习2-32】求给定角度的三角函数值41

2.4.3  常用取整函数41

【实战练习2-33】不同取整函数的应用41

2.4.4  随机函数42

【实战练习2-34】随机函数的多种应用43

2.4.5  转换函数43

【实战练习2-35】不同进制转换函数的应用44

2.4.6  字符串处理函数44

【实战练习2-36】字符串的查找及连接45

2.4.7  判断函数45

【实战练习2-37】判断矩阵是否包含元素46

【实战练习2-38】判断矩阵数据类型46

【实战练习2-39】判断矩阵中的质数46

【实战练习2-40】判断矩阵中的非零元素47

2.4.8  查找函数47

【实战练习2-41】查找矩阵元素坐标位置47

2.4.9  测试向量（矩阵）零元素函数48

【实战练习2-42】测试向量和矩阵是否存在非零元素48

2.4.10  日期和时间函数49

【实战练习2-43】利用函数输出指定时间49

2.4.11  标准差函数50

【实战练习2-44】求矩阵的标准差51

2.4.12  函数句柄51

【实战练习2-45】利用句柄实现函数计算51

【实战练习2-46】利用句柄实现求导数52

【实战练习2-47】利用句柄实现矩阵运算52

2.5  MATLAB数组表示53

2.5.1  结构数组53

【实战练习2-48】建立结构体数组53

【实战练习2-49】结构数组操作54

2.5.2  元胞（单元）数组55

【实战练习2-50】元胞数组的应用57

【实战练习2-51】元胞数组操作及绘图57

【实战练习2-52】函数句柄的元胞数组应用58

2.6  数组集合运算59

2.6.1  交运算59

2.6.2  差运算59

2.6.3  并运算59

2.6.4  异或运算59

2.6.5  唯一性运算59

2.6.6  集合连接运算60

2.6.7  集合判断运算60

【实战练习2-53】数组集合的应用60

第3章  符号与多项式运算62

3.1  MATLAB中的符号运算62

3.1.1  符号变量与符号表达式62

【实战练习3-1】建立符号矩阵64

3.1.2  符号基本运算65

【实战练习3-2】符号算术运算65

【实战练习3-3】符号的关系运算与逻辑运算66

【实战练习3-4】符号表达式的替换67

3.2  多项式表示67

3.2.1  直接建立多项式67

3.2.2  使用函数建立多项式68

【实战练习3-5】符号与多项式的转换68

3.3  多项式运算68

3.3.1  多项式加、减运算69

【实战练习3-6】多项式加、减运算的应用69

3.3.2  多项式乘、除运算69

【实战练习3-7】多项式的乘、除运算的应用69

3.3.3  多项式分解、展开与提取70

【实战练习3-8】多项式分解与展开的应用70

【实战练习3-9】提取多项式的分子和分母70

【实战练习3-10】提取与展开三角函数多项式70

【实战练习3-11】合并同类项的应用71

3.3.4  多项式化简71

【实战练习3-12】化简并计算简单多项式71

【实战练习3-13】化简并计算复杂多项式72

3.3.5  表达式之间的转换72

【实战练习3-14】多项式替换的应用72

3.3.6  复合函数与反函数73

【实战练习3-15】复合函数及反函数的应用73

3.3.7  分数多项式通分73

【实战练习3-16】分数多项式通分计算的应用73

3.4  多项式求解（多项式方程求解）74

3.4.1  多项式的特征值（多项式的解）74

3.4.2  特征多项式系数74

【实战练习3-17】求多项式的解及多项式系数74

3.4.3  方程与方程组的符号解75

【实战练习3-18】求方程及方程组的数值解75

【实战练习3-19】求微分方程的符号解75

【实战练习3-20】求方程组的符号解76

【实战练习3-21】求复数乘积多项式的解76

3.4.4  多项式数值解77

【实战练习3-22】求多项式指定的数值解77

3.4.5  多项式拟合77

【实战练习3-23】温度值的直线拟合77

【实战练习3-24】求多项式的2阶和4阶拟合78

【实战练习3-25】求多项式的曲线拟合79

3.5  多项式求导79

3.5.1  多项式直接求导数79

【实战练习3-26】多项式求导的应用80

3.5.2  插值、拟合多项式并求导80

【实战练习3-27】插值、拟合多项式并求导数80

第4章  MATLAB的高等数学计算82

4.1  傅里叶变换与反变换82

4.1.1  傅里叶变换82

4.1.2  傅里叶反变换82

【实战练习4-1】求傅里叶变换及反变换82

4.1.3  快速傅里叶变换83

【实战练习4-2】快速傅里叶变换的应用84

4.1.4  快速傅里叶反变换84

【实战练习4-3】快速傅里叶反变换的应用85

4.2  拉普拉斯变换与反变换86

4.2.1  拉普拉斯变换86

4.2.2  拉普拉斯反变换86

【实战练习4-4】拉普拉斯变换和反变换应用86

4.3  Z变换与Z反变换86

4.3.1  Z变换87

4.3.2  Z反变换87

【实战练习4-5】Z变换和Z反变换应用87

4.4  求极限87

【实战练习4-6】极限求解应用88

4.5  求导数88

4.5.1  语法格式88

4.5.2  使用案例88

【实战练习4-7】导数求解应用88

【实战练习4-8】二阶导数及求值应用89

4.6  求积分89

4.6.1  使用int()函数求积分89

【实战练习4-9】求不定积分90

【实战练习4-10】求定积分90

【实战练习4-11】求二重积分90

4.6.2  使用quad()（quadl）函数求积分91

【实战练习4-12】利用小梯形的面积求定积分91

【实战练习4-13】利用函数求表达式积分92

4.7  零点与极值92

4.7.1  求零点92

【实战练习4-14】根据零点求解92

【实战练习4-15】求三角函数的零点93

4.7.2  求极值93

【实战练习4-16】求给定区间的极值93

4.8  方程求解93

4.8.1  线性方程组求解94

【实战练习4-17】使用除法求解多元方程组94

【实战练习4-18】使用函数求解多元方程组94

【实战练习4-19】使用solve()函数求解多元方程组符号解94

【实战练习4-20】使用solve()函数求解多元方程组数值解95

4.8.2  符号代数方程求解95

【实战练习4-21】符号代数方程求解的应用95

4.8.3  常微分方程（组）的求解96

【实战练习4-22】求方程通解96

【实战练习4-23】求方程特解96

【实战练习4-24】求方程组通解97

4.9  级数97

4.9.1  级数求和97

【实战练习4-25】求级数的前n项和98

4.9.2  一元函数的泰勒级数展开98

【实战练习4-26】求给定的泰勒展开式98

4.9.3  麦克劳林公式99

【实战练习4-27】求函数的麦克劳林展开式99

4.10  函数拟合与插值99

4.10.1  一维插值99

【实战练习4-28】正弦函数的一维插值及绘图100

【实战练习4-29】测试点的插值应用100

【实战练习4-30】利用默认插值并绘图101

【实战练习4-31】利用三次样条插值和线性插值绘图102

4.10.2  二维插值102

【实战练习4-32】对平均工资进行二维插值103

【实战练习4-33】对给定函数插值拟合三维曲面103

4.10.3  三维插值与三维切片104

【实战练习4-34】指定位置的三维函数切片绘图105

【实战练习4-35】根据给定三维函数进行不同三维插值并绘图105

4.10.4  多维散点数据插值106

【实战练习4-36】基于均匀网格对散点数据插值与拟合107

【实战练习4-37】基于四维函数网格插值、拟合与绘图107

【实战练习4-38】多维插值用于绘制精确图108

【实战练习4-39】同一样本数据四种插值及拟合的绘图比较109

第5章  MATLAB程序设计111

5.1  数据输入/输出111

5.1.1  数据输入111

【实战练习5-1】输入函数input( )的应用112

5.1.2  数据输出112

【实战练习5-2】无格式输出disp( )函数的应用112

【实战练习5-3】有格式输出fprintf( )函数的应用113

【实战练习5-4】字符串输出的应用114

【实战练习5-5】数值输出的应用114

5.2  命令的流程控制115

5.2.1  顺序结构115

【实战练习5-6】顺序结构程序应用115

5.2.2  选择结构115

【实战练习5-7】简单选择结构程序的应用116

【实战练习5-8】利用选择结构处理阶段函数116

【实战练习5-9】利用条件嵌套判断输入数据118

【实战练习5-10】利用条件嵌套购买折扣商品118

【实战练习5-11】利用多分支选择购买折扣商品120

【实战练习5-12】利用多分支选择将成绩分段输出120

5.2.3  循环结构122

【实战练习5-13】利用while循环计算阶乘122

【实战练习5-14】利用for循环计算矩阵行和列的和123

【实战练习5-15】利用条件和循环输出水仙花数123

【实战练习5-16】利用for循环绘制同心圆124

【实战练习5-17】利用for循环输出斐波那契级数124

5.2.4  break与continue语句125

【实战练习5-18】continue与break的应用125

【实战练习5-19】利用continue与break语句设计猜数小游戏125

【实战练习5-20】利用break语句设计抓奖程序126

【实战练习5-21】利用break和continue语句设计猜拳游戏127

5.2.5  循环嵌套128

【实战练习5-22】利用循环嵌套完成阶乘计算129

【实战练习5-23】利用循环嵌套完成条件购物129

【实战练习5-24】利用循环嵌套完成空心正方形输出130

【实战练习5-25】利用循环嵌套完成空心三角形输出130

【实战练习5-26】利用循环嵌套完成实心菱形输出131

【实战练习5-27】利用循环嵌套完成回字形输出132

【实战练习5-28】利用循环嵌套实现概率抽取133

5.2.6  try语句134

【实战练习5-29】利用try语句实现矩阵乘积135

5.3  m文件135

5.3.1  脚本文件与函数文件135

5.3.2  函数文件的基本使用136

【实战练习5-30】利用函数将直角坐标转换为极坐标137

【实战练习5-31】利用递归函数求阶乘137

【实战练习5-32】利用递归函数求斐波那契级数137

【实战练习5-33】利用函数求一元二次方程的解138

5.3.3  函数文件的嵌套使用139

【实战练习5-34】利用函数嵌套调用实现矩阵运算139

【实战练习5-35】利用函数嵌套绘制微分方程曲线141

【实战练习5-36】利用函数嵌套调用求极值142

5.4  文件操作142

5.4.1  文件操作函数143

5.4.2  文件的打开143

5.4.3  二进制文件的读写143

【实战练习5-37】读二进制文件144

【实战练习5-38】写二进制文件144

【实战练习5-39】二进制文件读写操作145

5.4.4  文件的关闭145

5.4.5  文本文件的读写145

【实战练习5-40】读文本文件146

【实战练习5-41】写文本文件147

5.4.6  文件定位和查询文件状态147

【实战练习5-42】对文本文件进行操作148

5.4.7  按行读取文件数据148

【实战练习5-43】读取文件生成矩阵148

【实战练习5-44】数据文件的读写与输出149

5.5  MATLAB面向对象设计方法149

5.5.1  类的定义及说明149

5.5.2  类的应用案例150

【实战练习5-45】完成一个简单类的调用150

【实战练习5-46】使用类调用完成判别式151

【实战练习5-47】使用类绘制三维网格图152

【实战练习5-48】使用类计算三角形面积152

5.5.3  类的继承和多态154

【实战练习5-49】类的继承与多态应用154

5.5.4  类中get()和set()函数156

【实战练习5-50】类中get()和set()函数的应用157

第6章  MATLAB的绘图应用158

6.1  二维绘图功能158

6.1.1  绘制函数曲线158

【实战练习6-1】绘制正弦曲线159

【实战练习6-2】绘制多条曲线160

【实战练习6-3】在不同窗口绘制图形160

【实战练习6-4】使用子图绘制多条曲线163

6.1.2  使用图形对象及句柄绘图163

【实战练习6-5】绘制曲线y=e-tsin2πt164

【实战练习6-6】在同一坐标轴绘制多条曲线165

6.1.3  绘制对数坐标图166

【实战练习6-7】使用subplot绘制曲线166

6.1.4  绘制特色二维图167

【实战练习6-8】绘制特色羽毛图168

【实战练习6-9】绘制多种特色二维曲线168

【实战练习6-10】绘制面积图与散点图169

【实战练习6-11】绘制饼图和直角柱状图169

【实战练习6-12】绘制在极坐标系中的曲线170

6.1.5  绘制符号函数曲线172

【实战练习6-13】利用ezplot()函数绘制曲线172

【实战练习6-14】使用子图绘制不同函数曲线172

【实战练习6-15】利用fplot()函数绘图173

【实战练习6-16】绘制同一坐标系上多条三角函数曲线174

6.2  三维绘图功能175

6.2.1  绘制三维曲线图175

【实战练习6-17】绘制两组函数三维曲线175

【实战练习6-18】修饰图元属性绘制三维曲线176

【实战练习6-19】构建网格矩阵并绘制三维曲线176

【实战练习6-20】绘制三元函数三维曲线图177

6.2.2  绘制常用三维立体图178

【实战练习6-21】利用子图绘制多种三维立体图179

【实战练习6-22】绘制三维顶点多边形立体图180

【实战练习6-23】绘制三维向量场图和三维彩带图180

【实战练习6-24】绘制随机数三维散点图181

【实战练习6-25】绘制三维组合图182

6.2.3  绘制三维网格图182

【实战练习6-26】绘制给定函数三维网格图183

【实战练习6-27】绘制三角函数三维网格图183

【实战练习6-28】绘制给定区间的三维网格图184

6.2.4  绘制三维曲面图184

【实战练习6-29】绘制马鞍曲面图185

【实战练习6-30】绘制函数曲面图185

【实战练习6-31】利用子图绘制网格及曲面图186

6.2.5  绘制特色三维立体图187

【实战练习6-32】绘制球面图187

【实战练习6-33】绘制柱面图188

【实战练习6-34】绘制柱面函数立体图188

【实战练习6-35】绘制多峰立体图189

6.2.6  图形颜色的修饰190

6.2.7  色彩的渲染191

【实战练习6-36】输出球体不同渲染效果192

6.2.8  设置光照效果192

【实战练习6-37】输出柱体不同光照效果193

6.2.9  设置等高线及垂帘193

【实战练习6-38】输出等高线和垂帘效果194

6.2.10  设置三维图形姿态194

【实战练习6-39】多峰曲面不同视角效果对比194

6.3  创建动画195

6.3.1  质点动画195

【实战练习6-40】绘制二维平面动点曲线196

【实战练习6-41】绘制三维立体动点曲线196

6.3.2  电影动画197

【实战练习6-42】输出多峰旋转效果198

【实战练习6-43】输出直径变化的旋转效果198

【实战练习6-44】输出多峰立体图动画效果198

6.3.3  程序动画200

【实战练习6-45】实时更新曲线效果200

【实战练习6-46】绘制动画圆环200

【实战练习6-47】绘制动画衰减曲线201

6.4  图像及视频操作202

6.4.1  提取图像文件202

【实战练习6-48】显示静态图片202

【实战练习6-49】实时更新图片效果203

6.4.2  播放视频文件203

【实战练习6-50】实现图片的动画效果204

【实战练习6-51】拆分视频文件为静态图片205

6.4.3  保存视频文件206

【实战练习6-52】将静态图片存储为视频文件207

第7章  Simulink仿真基础应用208

7.1  Simulink仿真界面及模型208

7.1.1  仿真界面及模型仿真208

【实战练习7-1】建立简单PID控制仿真209

7.1.2  基本模块211

7.2  模块参数设置215

7.2.1  基本参数设置215

【实战练习7-2】建立三种比例环节的仿真219

【实战练习7-3】建立三种惯性环节的仿真220

【实战练习7-4】建立积分环节的仿真221

【实战练习7-5】建立复杂模型仿真221

7.2.2  模块属性设置222

7.2.3  仿真参数设置223

7.3  Simulink仿真命令225

7.3.1  线性化处理命令225

7.3.2  构建模型命令225

【实战练习7-6】使用命令建立仿真模型227

【实战练习7-7】利用工具栏进行PID仿真228

【实战练习7-8】不同二阶系统参数的仿真229

7.4  子系统的封装231

【实战练习7-9】创建子系统的仿真231

7.5  S函数组合仿真233

7.5.1  S函数的结构233

7.5.2  S函数操作235

7.5.3  S函数应用案例236

【实战练习7-10】创建自定义函数236

7.6  Simulink与m文件组合仿真238

7.6.1  在m文件中运行Simulink239

【实战练习7-11】在脚本中运行Simulink并绘图240

【实战练习7-12】通过脚本程序设置PID仿真241

【实战练习7-13】使用脚本程序输入参数运行仿真242

7.6.2  在Simulink中运行m文件244

【实战练习7-14】在Simulink中运行m文件进行仿真244

第8章  App界面设计246

8.1  图形用户界面开发环境246

8.1.1  初识App246

8.1.2  使用空白界面建立App248

8.2  App组件与属性250

8.2.1  App的组件250

8.2.2  组件控制属性253

8.2.3  句柄式图形对象254

8.2.4  创建图形句柄的常用函数256

8.2.5  以编程方式开发App257

【实战练习8-1】利用plot()函数在App上绘制二维曲线图257

8.3  回调函数258

8.3.1  创建回调函数258

8.3.2  回调函数的使用258

8.4  标签、按钮与编辑字段259

8.4.1  标签（Label）259

8.4.2  按钮（Button）259

8.4.3  编辑字段（EditField）260

【实战练习8-2】计数器界面设计260

【实战练习8-3】数制转换界面设计261

【实战练习8-4】简单计算器界面设计263

【实战练习8-5】模拟计算器界面设计264

8.5  单选按钮组、切换按钮组、复选框、面板与日期选择器266

8.5.1  单选按钮组（Button Group)266

8.5.2  切换按钮组（Button Group）266

8.5.3  复选框（Check Boxes）266

8.5.4  面板（Panel）267

8.5.5  日期选择器（Date Picker）267

【实战练习8-6】称重界面设计267

【实战练习8-7】利用单选按钮组设计测试界面268

【实战练习8-8】利用切换按钮组设计运动会比赛项目界面271

8.6  坐标区与图像272

8.6.1  坐标区（UIAxes）272

【实战练习8-9】利用编辑文本数据绘制二维曲线272

【实战练习8-10】利用按钮选择绘制多种几何图形274

【实战练习8-11】利用编辑字段绘制火柴杆二维图275

【实战练习8-12】利用按钮绘制二维子图277

8.6.2  图像（Image）278

【实战练习8-13】利用函数绘制曲面图278

【实战练习8-14】使用傅里叶变换绘制频谱分析图279

【实战练习8-15】利用画布显示一幅图片281

【实战练习8-16】利用App制作一张工作证281

【实战练习8-17】利用按钮显示多幅图片282

【实战练习8-18】在画布中的动画显示284

8.7  列表框与下拉框285

8.7.1  列表框（ListBox）285

【实战练习8-19】利用列表框绘制网格和球面图286

8.7.2  下拉框（DropDown）287

【实战练习8-20】利用下拉框绘制三维特色图287

8.8  滑块、微调器与选项卡289

8.8.1  滑块（Slider）289

【实战练习8-21】设计滑块与编辑文本联动界面289

【实战练习8-22】利用App设计音乐播放界面289

8.8.2  微调器（Spinner）291

【实战练习8-23】设计微调器与滑块的联动界面291

【实战练习8-24】App综合界面设计292

8.8.3  选项卡（TabGroup）294

8.9  表与树295

8.9.1  表（UITable）295

8.9.2  表操作案例296

【实战练习8-25】在App上创建、修改成绩表296

【实战练习8-26】在App上显示Excel成绩数据并绘图298

【实战练习8-27】设计城市温度变化表并绘图299

8.9.3  树（Tree）302

【实战练习8-28】创建标准树和复选框树组合界面302

【实战练习8-29】创建二级树结构界面303

8.10  仪器303

【实战练习8-30】设计电控信号监测界面303

【实战练习8-31】设计工作台操作界面304

【实战练习8-32】设计一个模拟稳压电源操作界面307

8.11  菜单设计309

8.11.1  利用组件创建菜单309

【实战练习8-33】利用“菜单栏”组件创建菜单并选择绘图309

【实战练习8-34】利用“工具栏”组件创建菜单并选择绘图312

8.11.2  利用程序命令创建级联菜单313

【实战练习8-35】创建菜单并调用命令绘图315

【实战练习8-36】创建菜单并调用函数绘图315

8.11.3  利用程序命令创建下拉框菜单317

【实战练习8-37】创建两个下拉框菜单和一个列表菜单318

【实战练习8-38】创建下拉框菜单并选择绘图319

8.11.4  利用程序命令创建上下文菜单320

【实战练习8-39】创建上下文菜单并选择绘图321

8.12  对话框设计322

8.12.1  对话框操作322

8.12.2  专用对话框323

【实战练习8-40】建立一个选择绘图列表对话框324

【实战练习8-41】建立一个提示信息对话框并加入颜色阵图标326

【实战练习8-42】建立一个等待条对话框，设置调用、处理和完成信息显示327

【实战练习8-43】建立4种对话框并进行显示328

8.12.3  创建标准对话框328

【实战练习8-44】列表选择对话框与信息对话框的混合设计329

8.13  App打包330

8.13.1  什么是打包330

8.13.2  打包过程331

8.13.3  打包注意事项331

第9章  MATLAB与其他程序的调用332

9.1  MATLAB与外部数据的交互332

9.1.1  应用程序接口介绍332

9.1.2  交互文件333

9.2  MATLAB与C语言的交互335

【实战练习9-1】利用MATLAB调用C 语言函数335

【实战练习9-2】利用MATLAB调用C语言函数336

【实战练习9-3】利用m文件调用cpp文件并进行对比337

【实战练习9-4】利用MATLAB调用C语言程序计算矩阵的积338

9.3  MATLAB与Python语言的交互339

9.3.1  MATLAB调用Python语言常用方法340

9.3.2  MATLAB调用Python语言变量341

【实战练习9-5】利用MATLAB直接访问Python语言模块库变量341

9.3.3  MATLAB调用Python语言列表341

【实战练习9-6】利用MATLAB直接调用Python语言列表342

【实战练习9-7】在MATLAB中运行Python语言列表并绘图342

9.3.4  MATLAB调用Python语言日期数据343

9.3.5  MATLAB调用Python语言元组数据343

【实战练习9-8】利用MATLAB调用Python语言元组344

9.3.6  MATLAB调用Python语言字典数据344

【实战练习9-9】利用MATLAB调用Python语言字典344

【实战练习9-10】利用MATLAB调用Python语言的类函数345

第10章  MATLAB的建模346

10.1  建模概述346

10.1.1  建模的作用346

10.1.2  建模的方法349

10.1.3  数学模型的特点及分类350

10.2  根据机理建模350

【实战练习10-1】根据小车倒立摆的动力学分析，建立数学模型350

【实战练习10-2】由惯性圆盘的直流电动机参数建立数学模型353

【实战练习10-3】根据机械平移系统的平衡，建立数学模型355

【实战练习10-4】由旋转倒立摆的力学及电学分析，建立数学模型357

10.3  根据仿真优化数学模型360

【实战练习10-5】仿真优化数学模型360

10.4  根据实验数据建模362

【实战练习10-6】二阶液位的实验建模362

参考文献365

MATLAB R2023a是MathWorks公司于2023年3月推出的新版本。该软件在工程计算、控制系统仿真、建模、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域中，不仅在实时脚本和函数编辑中增加了多项辅助功能，还对App组件浏览器设置了重新排序子级，增加了用户体验。该版MATLAB应用范围不断扩大，支持Python语言的语法突出显示，对原有工具箱也做了改进和缺陷（Bug）修复；拥有更多数据分析、机器学习和深度学习选项，且速度比以往更快；能将大型数据集运行分析扩展到群集和云。

本书以培养学生的基本操作技能、综合应用能力和创新能力为目标，系统讲解了基础操作和算法应用，采用了300多个案例进行讲解，是一本工科院校学生不可缺少的教材，亦可作为理论教学、实验、通识选修课的参考书。

本书最大的特色是案例教学，该内容将MATLAB软件与实战练习融为一体，一方面帮助使用者学习MATLAB编程方法；另一方面为学习高等数学算法提供支持，使复杂的数学计算用一个函数即可完成，大大节省了计算时间。

本书的编写凝聚了作者多年理论及实验教学经验，力求将计算机软件操作与理论分析有机地结合起来。本书获得了深圳北理莫斯科大学教材出版资助。

欢迎大家对书中内容进行交流，对出现的错误敬请读者批评指正。

 

编著者

2024年1月

贾云得  北京理工大学教授，深圳北理莫斯科大学工程系主任

《MATLAB编程实战——手把手教你掌握300个精彩案例》从便于读者动手实践的角度出发，深入浅出地讲解MATLAB的使用方法，通过300多个应用案例全面论述矩阵运算、函数应用、程序设计、Simulink仿真及App设计等方面的知识，帮助读者边学边练，快速掌握MATLAB编程及Simulink仿真方法。本书对于MATLAB/Simulink初学者具有极高的参考价值。

陆耀  北京理工大学教授，智能感知与计算机技术团队负责人

《MATLAB编程实战——手把手教你掌握300个精彩案例》以MATLAB2023a为操作平台，系统介绍MATLAB矩阵运算、程序设计、Simulink仿真、App界面设计及多语言联合调用。本书以培养读者的科研素质为出发点，全书使用300多个应用实例进行讲解，可以作为高等院校学生学习MATLAB/Simulink编程的入门参考读物。

何潇  清华大学自动化学院教授，多项国家自然科学基金负责人

MATLAB是科学计算领域首屈一指的编程工具。《MATLAB编程实战——手把手教你掌握300个精彩案例》是一部介绍MATLAB科学运算的实用教科书，能帮助读者在较短的时间内迅速掌握MATLAB矩阵运算函数、数学计算、结构化编程及仿真方法。本书能让读者在学习过程中体验软件开发的乐趣，有助于读者参加数学建模比赛及创新项目。

宋廷强  青岛科技大学信息科学技术学院副院长

《MATLAB编程实战——手把手教你掌握300个精彩案例》不仅系统介绍了MATLAB的知识体系，而且配套提供完整的教学课件、程序代码、教学大纲及习题解答等学习资源。这些学习资源可帮助读者快速掌握编程方法，易于动手实践，提高学习效率。