本書基于2021版MATLAB，以編程知識方法與實踐技能并重，以提高綜合編程能力和解決實際工程問題為綱，介紹MATLAB的基本語法、編程技巧和高級應用。前8章為基礎，主要介紹MATLAB基本知識和系統環境、矩陣及其運算、數據可視化、程序設計、數值計算、符號運算、GUI設計、Simulink仿真；后4章為應用，通過結合MATLAB的基本知識與高校其他相關課程及實際應用，主要介紹MATLAB在電路仿真、數字信號處理、數字圖像處理、電磁場與電磁波中的應用。
肖漢光，男，博士，教授，碩士生導師，重慶理工大學兩江人工智能學院院長助理、智科系主任，中國人工智能學會會員，新加坡國立大學訪問學者（□004―□006年），澳大利亞麥考瑞大學訪問學者（□016―□017年）。主要從事人工智能領域的教學與研究工作，主持國家自然科學基金□項、主研1項，主持和參與省部級和橫向項目□0余項，發表學術論文50余篇，授權申請專利10余項，編著5部。從事MATLAB編程教學與科研工作15余年，曾在國際和國內數學建模大賽中指導學生MATLAB編程并獲得多項殊榮：獲“全國大學生數學建模競賽”全國一、二等獎5項、省部級獎□0余項；獲“美國數學建模競賽”國際一、二等獎11項；獲“研究生數學建模競賽”一等獎□項、二等獎6項。
□□章 MATLAB概述及系統環境1
1．1 MATLAB概述1
1．1．1 MATLAB的優點1
1．1．□ MATLAB桌面環境及入門□
1．□ MATLAB集成環境4
1．□．1 MATLAB運行環境4
1．□．□ MATLAB的安裝9
1．3 初識MATLAB實例13
1．4 MATLAB常用命令及學習技巧14
1．5 MATLAB幫助系統15
1．5．1 命令窗口幫助系統15
1．5．□ 幫助瀏覽窗口17
習題118
第□章 MATLAB矩陣及其運算19
□．1 MATLAB的特殊常量19
□．□ MATLAB變量19
□．□．1 變量的命名規則□0
□．□．□ 變量的定義與賦值□0
□．□．3 變量的顯示□1
□．□．4 變量的存取□□
□．□．5 變量的清除□4
□．3 MATLAB數組與矩陣□5
□．3．1 一維數組□5
□．3．□ 二維數組（矩陣）□8
□．3．3 字符數組31
□．3．4 結構數組34
□．3．5 元胞數組36
□．3．6 “非數”與“空”數組39
□．4 矩陣的運算和操作41
□．4．1 矩陣的算術運算41
□．4．□ 矩陣的關系運算44
□．4．3 矩陣的邏輯運算45
□．4．4 矩陣元素的取整、取模和取余45
□．4．5 矩陣的綜合操作47
□．5 MATLAB矩陣分析與處理49
□．5．1 矩陣的行列式49
□．5．□ 矩陣的秩與跡50
□．5．3 矩陣的逆與偽逆51
□．5．4 線性方程組的求解5□
□．5．5 特征值分析53
□．5．6 矩陣的范數和條件數53
習題□55
實驗□ 矩陣及運算56
第3章 MATLAB數據可視化57
3．1 二維數據可視化57
3．1．1 基本二維曲線繪制58
3．1．□ 繪圖輔助操作60
3．1．3 多圖疊繪、雙縱坐標、多子圖65
3．1．4 特殊二維圖形繪制68
3．□ 三維數據可視化71
3．□．1 三維曲線繪制7□
3．□．□ 三維網格繪制73
3．□．3 三維曲面繪制75
3．□．4 準四維圖形繪制76
3．□．5 其他特殊的三維圖形78
3．3 可視化圖形修飾80
3．3．1 圖形視角處理80
3．3．□ 圖形色彩處理83
3．3．3 圖形光照處理87
3．3．4 圖形裁剪與空間變換90
3．4 句柄繪圖9□
3．4．1 句柄圖形體系9□
3．4．□ 圖形對象句柄的獲取93
3．4．3 對象屬性的獲取和設置94
3．4．4 控制圖形輸出96
習題398
實驗3 數據可視化99
第4章 MATLAB程序設計100
4．1 M文件100
4．1．1 M文件的創建、打開和運行100
4．1．□ M腳本文件10□
4．1．3 M函數文件10□
4．□ MATLAB的結構化程序設計103
4．□．1 順序結構103
4．□．□ 條件控制結構104
4．□．3 循環控制結構107
4．□．4 其他常用語句110
4．3 函數113
4．3．1 函數的創建113
4．3．□ 函數的調用與可調性116
4．3．3 局部變量與全局變量118
4．3．4 函數句柄119
4．4 MATLAB程序的調試119
4．4．1 程序調試的基本概念119
4．4．□ M編輯器的程序調試1□0
4．4．3 程序的性能優化1□1
習題41□1
實驗4 程序設計1□□
第5章 MATLAB數值計算1□3
5．1 線性方程組求解1□3
5．1．1 直接求解法1□3
5．1．□ 迭代法1□8
5．□ 非線性方程求解135
5．□．1 非線性方程數值求解的基本原理135
5．□．□ 非線性方程求根的MATLAB命令136
5．□．3 非線性方程數值解法及MATLAB實現139
5．3 MATLAB數據插值與擬合143
5．3．1 一維插值143
5．3．□ 二維插值145
5．3．3 曲線擬合146
5．4 數值微積分148
5．4．1 數值微分計算148
5．4．□ 數值積分計算150
習題5155
實驗5 數值計算155
第6章 MATLAB符號運算157
6．1 符號對象的創建157
6．1．1 符號常量和符號變量157
6．1．□ 符號表達式與符號函數158
6．1．3 符號矩陣159
6．□ 符號對象的運算160
6．□．1 符號表達式的基本運算160
6．□．□ 符號矩陣的基本運算161
6．□．3 其他符號運算16□
6．3 符號函數的微積分應用165
6．3．1 符號函數的極限與連續性165
6．3．□ 符號函數的微分167
6．3．3 符號函數的積分168
6．4 符號級數應用169
6．4．1 級數求和169
6．4．□ 泰勒級數170
6．4．3 函數的傅里葉級數展開式170
6．5 符號積分變換17□
6．5．1 傅里葉變換及其逆變換17□
6．5．□ 拉普拉斯變換及其逆變換17□
6．5．3 Z變換及其逆變換173
6．6 符號方程求解174
6．6．1 符號代數方程174
6．6．□ 符號常微分方程175
習題6177
實驗6 符號運算177
第7章 MATLAB GUI設計178
7．1 GUI基本介紹178
7．1．1 GUI簡介178
7．1．□ 入門示例179
7．1．3 控件創建180
7．□ GUI創建18□
7．□．1 菜單設計18□
7．□．□ 對話框設計184
7．□．3 文件管理框185
7．3 GUI的M文件187
7．4 GUI實例187
7．4．1 MATLAB GUI設計步驟187
7．4．□ 設計實例188
習題719□
實驗7 GUI設計19□
第8章 MATLAB Simulink仿真193
8．1 Simulink的基本操作193
8．1．1 Simulink的啟動193
8．1．□ Simulink模型窗口的建立193
8．□ Simulink模塊庫與系統仿真194
8．□．1 Simulink模塊庫195
8．□．□ Simulink環境下的仿真運行197
8．3 Simulink子系統與模塊封裝□00
8．3．1 Simulink子系統的建立□01
8．3．□ 子系統的條件執行□03
8．3．3 Simulink子系統的封裝□06
8．4 Simulink仿真實例□09
習題8□1□
實驗8 Simulink建模與仿真□13
第9章 MATLAB在電路仿真中的應用□15
9．1 MATLAB電路輔助設計與優化□15
9．□ 電阻電路□15
9．□．1 電路描述□15
9．□．□ 程序結果驗證描述□16
9．□．3 Simulink建模□16
9．□．4 線性電阻電路方程的建立□18
9．□．5 電路方程的求解□19
9．□．6 MATLAB程序結構設計□□0
9．□．7 測試□□1
9．3 動態電路的時域分析□□4
9．3．1 一階零輸入響應□□5
9．3．□ 二階零輸入響應□□7
9．3．3 單位階躍響應□□9
9．4 動態電路的頻率響應□30
9．4．1 一階低通電路的頻率響應□30
9．4．□ 二階低通響應□31
9．4．3 頻率響應：二階帶通電路□3□
9．4．4 復雜諧振電路的計算□33
9．5 MATLAB電路仿真實例□34
9．5．1 仿真實例1：電路電阻分析□34
9．5．□ 仿真實例□：用MATLAB的M文件設計巴特沃斯濾波器□36
9．5．3 仿真實例3：信號分解□37
9．5．4 仿真實例4：信號的合成□39
習題9□40
實驗9 MATLAB在電路仿真中的應用□40
□□0章 MATLAB在數字信號處理中的應用□41
10．1 信號的MATLAB表示與描述□41
10．1．1 離散信號的MATLAB表示□41
10．1．□ 信號序列的產生□43
10．□ MATLAB數字信號處理基礎□47
10．□．1 信號的基本運算□47
10．□．□ 信號的卷積運算□49
10．□．3 信號的相關運算□50
10．3 信號的頻域分析□5□
10．3．1 傅里葉級數分析□5□
10．3．□ 離散傅里葉變換□5□
10．3．3 快速傅里葉變換□54
10．3．4 信號窗函數□57
10．4 其他數字信號分析方法□59
10．4．1 離散余弦變換□59
10．4．□ 希爾伯特變換□61
10．4．3 倒譜分析□6□
10．5 數字濾波器設計□64
10．5．1 數字濾波器的基本原理與分類□64
10．5．□ IIR濾波器設計及MALTAB實現□65
10．5．3 FIR濾波器設計及MATLAB實現□70
習題10□74
實驗10 MATLAB在數字信號處理中的應用□75
□□1章 MATLAB在數字圖像處理中的應用□76
11．1 圖像基本操作□76
11．1．1 圖像的讀取和顯示□76
11．1．□ 圖像的基本運算□77
11．1．3 圖像數據的保存□79
11．□ 圖像灰度變換□79
11．□．1 常用灰度變換函數□79
11．□．□ 線性灰度變換和非線性灰度變換□81
11．□．3 直方圖均衡化□81
11．3 濾波處理□83
11．3．1 空間濾波□83
11．3．□ 頻域濾波□86
11．4 形態學處理□87
11．4．1 膨脹與腐蝕□88
11．4．□ 開運算與閉運算□90
11．5 圖像分割□9□
11．5．1 邊緣檢測□9□
11．5．□ 閾值處理□93
11．5．3 區域生長□95
習題11□99
實驗11 數字圖像處理□99
□□□章 MATLAB在電磁場與電磁波中的應用300
1□．1 矢量分析300
1□．1．1 矢量基本運算300
1□．1．□ 梯度、散度和旋度的計算303
1□．1．3 場的可視化304
1□．□ 電磁場的計算與仿真305
1□．□．1 靜電場的計算與仿真305
1□．□．□ 恒定磁場的計算與仿真308
1□．3 電磁波的計算與仿真31□
1□．3．1 電磁波的合成計算與仿真31□
1□．3．□ 電磁波駐波的模擬313
1□．3．3 光的多縫衍射模擬314
1□．3．4 電磁波的極化模擬316
1□．3．5 電磁波傳播的模擬318
習題1□3□□
實驗1□ 矢量計算與電磁仿真3□□
參考文獻3□4
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