《MATLAB基礎與機械工程應用》介紹MATLAB基礎知識及在機械工程領域的應用。內容分為兩大部分：第一部分是MATLAB基礎知識，包括MATLAB語法及常用命令、繪圖方法、數值計算、符號計算；第二部分是MATLAB及Simulink和SimMechanics在機械工程領域的應用，包括工程問題的優化分析、控制仿真中的應用、機構學及機器人操作臂中的應用、信號處理中的應用。
前言
第1章 概述
1.1 MATLAB概述
1.2 MATLAB主要功能
1.2.1 數值分析
1.2.2 數據分析和可視化
1.2.3 編程和算法開發
1.2.4 應用程序開發和部署
1.3 MATLAB操作界面
1.3.1 主頁/繪圖/應用程序菜單
1.3.2 命令行窗口
1.3.3 當前文件夾
1.3.4 工作區
1.3.5 搜索路徑設置
1.4 MATLAB幫助系統
第2章 語法
2.1 基本概念
2.1.1 數據類型
2.1.2 變量
2.1.3 基本語句
2.2 數組的創建
2.2.1 向量、矩陣與數組
2.2.2 簡單數組創建方式
2.2.3 特殊數組創建方式
2.2.4 用M文件創建和保存數組
2.2.5 用MATLAB編輯器創建數組
2.2.6 數組的合并
2.3 數組的尋址與賦值
2.3.1 數組的尋址
2.3.2 數組的賦值
2.4 數組的擴展與刪除
2.4.1 數組的擴展
2.4.2 數組的刪除
2.5 數組運算和矩陣運算
2.5.1 數組運算
2.5.2 矩陣運算
2.6 矩陣分解
2.6.1 行列式、逆和秩
2.6.2 Cholesky分解
2.6.3 LU分解
2.6.4 QR分解
2.6.5 奇異值分解
2.6.6 特征值分解
2.7 運算符
2.7.1 數學運算符
2.7.2 關系運算符
2.7.3 邏輯運算符
2.7.4 位運算符
2.7.5 集合運算符
2.7.6 運算符優先級
2.8 字符與字符串
2.8.1 字符串的創建、尋訪及存儲形式
2.8.2 字符串數組的創建
2.8.3 字符串的比較
2.8.4 字符串的查找與替換
2.8.5 字符串的類型轉換
2.8.6 其他字符串常用函數
2.9 多項式計算
2.9.1 多項式的創建
2.9.2 多項式運算函數
2.10 M文件
2.10.1 M文件編輯器
2.10.2 M腳本文件
2.10.3 M函數文件
2.11 流程控制
2.11.1 順序結構
2.11.2 分支結構
2.11.3 循環結構
2.11.4 其他結構
第3章 繪圖
3.1 繪制二維圖形
3.1.1 使用plot命令繪制二維曲線
3.1.2 使用plotyy命令繪制雙坐標軸曲線
3.1.3 fplot命令和ezplot命令
3.2 圖形格式化和注釋
3.2.1 圖線樣式設置
3.2.2 多子圖輸出
3.2.3 合并輸出
3.2.4 圖形標識
3.2.5 坐標軸設置
3.3 繪制三維圖形
3.3.1 使用plot3命令繪制三維曲線
3.3.2 使用mesh命令繪制三維曲面
3.3.3 mesh相關命令及等高線圖繪制
3.3.4 使用surf命令繪制三維曲面
3.3.5 簡易三維圖形命令
3.4 圖形的可視化編輯
3.4.1 創建圖形窗口命令figure
3.4.2 使用繪圖工具繪制和編輯圖形
3.4.3 使用圖形工具菜單進行圖形數據分析
第4章 數值計算
4.1 線性方程組的數值解
4.1.1 左除法直接求解
4.1.2 利用逆矩陣求解
4.1.3 采用矩陣的分解求解
4.1.4 齊次線性方程組非零解
4.2 非線性方程（組）的數值解
4.2.1 使用fzero求解一元非線性方程
4.2.2 使用solve命令求解非線性方程（組）
4.2.3 使用roots命令求解多項式方程
4.2.4 使用fsolve命令求解非線性方程（組）
4.3 數值微積分
4.3.1 使用diff命令實現數值微分
4.3.2 一元函數數值積分
4.3.3 梯形數值積分命令trapz
4.3.4 矩形區域二重數值積分命令dblquad
4.3.5 三重數值積分命令triplequad
4.4 常微分方程的數值解
4.4.1 常微分方程初值問題
4.4.2 一階常微分方程初值問題的求解
4.4.3 高階常微分方程初值問題的求解
4.4.4 常微分方程邊值問題及求解
4.5 函數插值
4.5.1 使用interp1命令進行一維插值
4.5.2 使用interp2命令進行二維插值
4.5.3 使用spline命令進行樣條插值
4.6 曲線擬合
4.6.1 使用ployfit命令進行多項式擬合
4.6.2 非線性最小二乘擬合命令lsqcurvefit
4.6.3 曲線擬合工具箱
第5章 符號計算
5.1 使用syms命令創建符號對象
5.2 使用sym命令創建符號數字
5.3 化簡符號表達式
5.4 符號表達式的變量替代
5.5 符號表達式的微積分
5.6 求解符號方程
5.7 符號表達式繪圖
5.8 使用MuPAD記事本
5.8.1 MuPAD語法基礎
5.8.2 MuPAD微積分運算
5.8.3 MuPAD矩陣運算
5.8.4 MuPAD符號表達式化簡
5.8.5 MuPAD解方程和解不等式
5.8.6 MuPAD繪圖
第6章 優化工具箱及應用
6.1 優化工具箱概述
6.1.1 優化工具箱的功能
6.1.2 優化工具箱的特色
6.1.3 優化工具箱函數
6.2 優化工具箱圖形界面GUI
6.2.1 啟動優化工具箱GUI
6.2.2 優化工具箱GUI介紹
6.2.3 使用GUI解優化問題的步驟
6.3 無約束極值問題
6.3.1 無約束極小值命令fminunc
6.3.2 無約束極小值命令fminsearch
6.4 約束極值問題
6.4.1 一元函數極小值命令fminbnd
6.4.2 多變量約束極小值命令fmincon
6.4.3 半無限約束極小值命令fseminf
6.5 線性規劃和混合整數規劃
6.5.1 線性規劃命令linprog
6.5.2 混合整數規劃命令intlinprog
6.6 二次規劃
6.7 最小二乘優化
6.7.1 約束線性最小二乘優化命令lsqlin
6.7.2 非線性最小二乘優化命令
6.8 基于優化工具箱的曲柄搖桿機構設計
第7章 Simulink及控制系統應用
7.1 Simulink簡介
7.2 Simulink啟動
7.3 Simulink建模基礎
7.3.1 模塊的基本操作
7.3.2 模塊的連接
7.3.3 顯示端口數據類型
7.3.4 模型注釋
7.3.5 Simulink常用模塊庫
7.4 Simulink仿真環境的設置
7.4.1 求解器設置
7.4.2 仿真數據的輸入/輸出設置
7.4.3 診斷設置
7.5 Simulink建模舉例
7.5.1 簡單數學等式的模型建立
7.5.2 連續系統的模型建立
7.5.3 最優框圖數學模型的建立
7.6 Simulink的子系統
7.6.1 子系統的建立
7.6.2 子系統的封裝
7.6.3 條件子系統
7.7 Simulink S-函數
7.7.1 S-函數
7.7.2 S-函數的工作機理
7.7.3 S-函數的建立
7.7.4 用M文件創建S-函數實例
7.8 控制系統的仿真
7.8.1 控制系統數學建模
7.8.2 線性系統的時域分析
7.8.3 線性系統的根軌跡
7.8.4 線性系統的頻域分析
第8章 Simulink在機構學中的應用
8.1 機構位置分析
8.2 機構速度仿真
8.3 機構加速度仿真
8.4 機構動力學仿真
8.5 機構速度控制仿真
8.6 含電機模型的機構速度控制仿真
第9章 SimMechanics機械系統仿真
9.1 SimMechanics常用模塊
9.2 曲柄滑塊機構SimMechanics仿真
9.3 兩自由度機器人SimMechanics仿真
9.4 三自由度機器人點位控制與連續軌跡控制
9.5 SimMechanics平臺與CAD軟件關聯
第10章 MATLAB在數字信號處理中的應用
10.1 信號的生成和運算
10.1.1 模擬信號的生成
10.1.2 數字信號的生成
10.1.3 信號的運算
10.2 信號的頻譜分析
10.2.1 周期信號的分解
10.2.2 信號的離散傅里葉變換
10.3 數字音頻信號處理
10.4 數字圖像信號處理
參考文獻
《MATLAB基礎與機械工程應用》：
第1章 概述
本章介紹MATLAB軟件的特點及主要功能，以及MATLAB的操作界面和幫助系統。
1.1 MATLAB概述
MATLAB是一款用于數值計算、可視化及編程的高級語言和交互式環境，用于分析數據、開發算法、創建模型的應用程序。MATLAB內置的數學函數用于線性代數、統計、傅里葉分析、篩選、優化、數值積分，以及常微分方程求解、內置圖形、創建自定義繪圖的工具用于數據可視化。同時，MATLAB可幫助用戶構建自定義圖形界面應用程序，并借助其語言、工具和內置數學函數，探求多種方法。例如，應用電子表格或傳統編程語言（如C/C++或JavaTM）更快地求取結果。
MATLAB應用廣泛，包括信號處理和通信、圖像和視頻處理、控制系統、測試和測量、計算金融學及計算生物學等眾多應用領域。
1.2 MATLAB主要功能
1.2.1 數值分析
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