MATLAB 2016基础实例教程（附教学视频） PDF下载

第1章　MATLAB入门  1


1.1　MATLAB中的科学计算概述　1


1.1.1　MATLAB的发展历程　1


1.1.2　MATLAB的应用　2


1.1.3　MATLAB的特点　3


1.1.4　MATLAB系统　3


1.2　MATLAB 2016的用户界面　4


1.2.1　标题栏　4


1.2.2　功能区　5


1.2.3　工具栏　5


1.2.4　命令窗口　6


1.2.5　历史窗口　8


1.2.6　当前目录窗口　9


1.2.7　课堂练习—环境设置　10


1.3　MATLAB命令的组成　10


1.3.1　基本符号　11


1.3.2　功能符号　12


1.3.3　常用指令　14


1.4　课后习题　15


第2章　MATLAB的数据结构　16


2.1　数据类型　16


2.1.1　数值类型　16


2.1.2　操作实例　18


2.1.3　逻辑类型　19


2.1.4　课堂练习—数值的逻辑运算练习　20


2.1.5　结构类型　20


2.1.6　定义类型　21


2.1.7　操作实例　22


2.2　数据定义　23


2.2.1　字符串定义　23


2.2.2　操作实例　25


2.2.3　向量定义　26


2.2.4　课堂练习—求解区间数值　28


2.2.5　矩阵定义　28


2.2.6　操作实例　29


2.2.7　课堂练习—创建成绩单　30


2.2.8　符号变量定义　30


2.2.9　课堂练习—定义变量x　31


2.3　综合实例—符号矩阵的创建　31


2.4　课后习题　34


第3章　数值运算　35


3.1　运算符　35


3.1.1　算术运算符　35


3.1.2　关系运算符　36


3.1.3　逻辑运算符　37


3.1.4　操作实例　38


3.2　数值数学运算　38


3.2.1　复数运算　38


3.2.2　课堂练习—复数求模运算　40


3.2.3　三角函数运算　41


3.2.4　课堂练习—求解正弦值　41


3.3　符号运算　41


3.3.1　符号表达式的基本运算　41


3.3.2　课堂练习—符号表达式的基本代数运算　42


3.4　向量数学运算　42


3.4.1　向量的四则运算　42


3.4.2　向量的点乘运算　43


3.4.3　向量的点积运算　44


3.4.4　操作实例　44


3.4.5　向量的叉积运算　45


3.4.6　课堂练习—计算向量的


混合积　45


3.5　矩阵数学运算　46


3.5.1　矩阵的加法运算　46


3.5.2　矩阵的减法运算　47


3.5.3　矩阵的乘法运算　47


3.5.4　矩阵的除法运算　49


3.5.5　操作实例　49


3.5.6　课堂练习—矩阵四则运算　50


3.5.7　幂函数　51


3.5.8　课堂练习—求解幂运算　52


3.6　元素运算　52


3.6.1　向量元素　52


3.6.2　矩阵元素　53


3.6.3　课堂练习—创建新矩阵　53


3.7　综合实例—材料力矩数据分析　54


3.8　课后习题　57


第4章　矩阵运算　59


4.1　矩阵的分类　59


4.1.1　基本矩阵　59


4.1.2　随机矩阵　61


4.1.3　操作实例　61


4.1.4　稀疏矩阵　62


4.1.5　伴随矩阵　63


4.1.6　课堂练习—变换基本矩阵　64


4.1.7　魔方矩阵　64


4.1.8　操作实例　64


4.1.9　托普利兹矩阵　65


4.1.10　希尔伯特矩阵　66


4.1.11　课堂练习—“病态”矩阵


　问题　66


4.1.12　操作实例　67


4.2　矩阵运算　68


4.2.1　矩阵的逆　68


4.2.2　操作实例　69


4.2.3　矩阵的转置　71


4.2.4　操作实例　71


4.2.5　课堂练习—矩阵更新问题　73


4.2.6　若尔当标准形　74


4.2.7　操作实例　75


4.3　矩阵变换　76


4.3.1　方向变换　77


4.3.2　阶梯矩阵　78


4.3.3　操作实例　79


4.3.4　课堂练习—矩阵的阶梯


变换　79


4.3.5　三角变换　79


4.4　矩阵分解　81


4.4.1　奇异值分解　81


4.4.2　楚列斯基分解　82


4.4.3　三角分解　83


4.4.4　操作实例　85


4.4.5　与 分解　86


4.4.6　QR分解　89


4.4.7　操作实例　91


4.5　综合实例—部门工资统计表的


分析　93


4.6　课后习题　98


第5章　程序设计基础　100


5.1　M文件　100


5.1.1　命令文件　100


5.1.2　课堂练习—创建电机


数据　102


5.1.3　函数文件　103


5.1.4　操作实例　105


5.1.5　课堂练习—求解函数表


达式　108


5.2　MATLAB程序设计　108


5.2.1　程序结构　108


5.2.2　操作实例　111


5.2.3　程序的注解　114


5.2.4　操作实例　115


5.2.5　程序的信息诊断　116


5.2.6　操作实例　121


5.2.7　程序调试　123


5.2.8　操作实例　125


5.3　函数句柄　127


5.3.1　函数句柄的创建与显示　127


5.3.2　函数句柄的调用与操作　127


5.3.3　课堂练习—计算差函数　127


5.4　综合实例—投票结果的概率


计算　128


5.5　课后习题　129


第6章　二维图形绘制　131


6.1　二维曲线的绘制　131


6.1.1　绘制二维图形　131


6.1.2　课堂练习—绘制函数图形　133


6.1.3　多图形显示　133


6.1.4　操作实例　135


6.1.5　课堂练习—绘制参数曲线的


图像　137


6.1.6　函数图形的绘制　137


6.1.7　操作实例　139


6.1.8　设置曲线样式　141


6.2　图形注释　142


6.2.1　注释图形标题及轴名称　142


6.2.2　图形标注　142


6.2.3　图例标注　144


6.2.4　操作实例　145


6.3　综合实例—比较函数曲线　147


6.4　课后习题　150


第7章　矩阵的应用　151


7.1　特征值与特征向量　151


7.1.1　特征值定义　151


7.1.2　矩阵特征值　152


7.1.3　操作实例　152


7.2　矩阵对角化　153


7.2.1　单位矩阵　154


7.2.2　对角化矩阵　154


7.2.3　课堂练习—判断矩阵是否


可以对角化　155


7.2.4　对角化转换　155


7.2.5　操作实例　156


7.3　符号与数值　158


7.3.1　符号与数值间的转换　158


7.3.2　操作实例　158


7.3.3　符号与数值间的精度设置　159


7.3.4　符号矩阵　160


7.3.5　操作实例　161


7.3.6　课堂练习—符号方阵的


运算　162


7.4　多元函数分析　162


7.4.1　雅可比矩阵　162


7.4.2　操作实例　163


7.5　综合实例—希尔伯特矩阵　163


7.6　课后习题　173


第8章　多项式与方程组　175


8.1　多项式的运算　175


8.1.1　多项式的创建　175


8.1.2　数值多项式四则运算　176


8.1.3　操作实例　176


8.1.4　多项式导数运算　177


8.1.5　课堂练习—创建导数


多项式　177


8.2　函数运算　178


8.2.1　函数的求值运算　178


8.2.2　课堂练习—求函数的


定点值　178


8.3　方程的运算　178


8.3.1　方程式的解　178


8.3.2　操作实例　179


8.3.3　线性方程有解　179


8.4　线性方程组求解　180


8.4.1　线性方程组定义　180


8.4.2　利用矩阵的基本运算　181


8.4.3　课堂练习—求方程组的解　182


8.4.4　利用矩阵分解法求解　183


8.4.5　操作实例　186


8.4.6　非负最小二乘解　187


8.4.7　操作实例　187


8.5　综合实例—求解电路中的


电流　189


8.6　课后习题　190


第9章　图形用户界面设计　192


9.1　用户界面概述　192


9.1.1　用户界面对象　192


9.1.2　图形用户界面　194


9.2　图形用户界面设计　195


9.2.1　GUI概述　195


9.2.2　GUI设计向导　196


9.2.3　GUI设计工具　197


9.2.4　GUI控件　200


9.2.5　课堂练习—设计响应曲线


界面　201


9.3　控件设计　202


9.3.1　创建控件　202


9.3.2　控件属性　203


9.3.3　菜单设计　206


9.3.4　操作实例　208


9.4　控件编程　210


9.4.1　回调函数　210


9.4.2　操作实例　211


9.5　综合实例—频谱图的绘制　213


9.6　课后习题　218


第10章　三维动画演示　219


10.1　三维绘图　219


10.1.1　三维曲线绘图命令　219


10.1.2　操作实例　220


10.1.3　课堂练习—圆锥螺旋线的


　绘制　222


10.2　三维图形修饰处理　222


10.2.1　视角处理　222


10.2.2　操作实例　223


10.3　特殊图形　224


10.3.1　向量图形　225


10.3.2　操作实例　226


10.4　图像处理及动画演示　227


10.4.1　图像的读写　227


10.4.2　课堂练习—图片的读取与


　保存　228


10.4.3　图像的显示及信息查询　228


10.4.4　操作实例　230


10.4.5　课堂练习—办公中心图像


　的处理　231


10.4.6　动画演示　232


10.4.7　操作实例　232


10.5　综合实例—椭球体积分计算


图形　233


10.6　课后习题　236


第11章　Simulink仿真设计　237


11.1　Simulink简介　237


11.2　Simulink编辑环境　238


11.2.1　Simulink的启动与退出　238


11.2.2　Simulink的工作环境　239


11.3　Simulink模块库　242


11.3.1　Commonly Used Blocks库　243


11.3.2　Continuous库　244


11.3.3　Discontinuities库　245


11.3.4　Discrete库　246


11.3.5　Logic and Bit Operations库　247


11.3.6　Math Operations库　248


11.3.7　Ports＆Subsystems库　249


11.3.8　Sinks库　251


11.3.9　Sources库　251


11.3.10　User—Defined Functions库　253


11.4　Simulink的工作原理　254


11.5　模块的创建　254


11.5.1　创建模块文件　255


11.5.2　课堂练习—仿真文件的


　创建与保存　257


11.5.3　模块的基本操作　257


11.5.4　模块参数设置　258


11.5.5　模块的连接　260


11.5.6　课堂练习—阶跃信号对


　正弦波的影响　262


11.5.7　子系统及其封装　262


11.5.8　操作实例　266


11.6　仿真分析　269


11.6.1　仿真参数设置　269


11.6.2　仿真的运行和分析　271


11.6.3　仿真错误诊断　272


11.6.4　课堂练习—分析信号的


　选择输出　273


11.7　综合实例—强迫扭转振动仿真


分析　273


11.8　课后习题　276


第12章　应用程序接口设计　278


12.1　应用程序接口介绍　278


12.2　MATLAB与.NET联合编程　278


12.3　MATLAB与Excel联合编程　279


12.3.1　Excel Link安装与运行　279


12.3.2　Excel Link函数　282


12.4　综合实例—在Excel中绘制


数据插补曲线　282


第13章　矩阵的运算设计实例　286


13.1　矩阵介绍　286


13.2　杨辉三角形　287


13.3　帕斯卡矩阵　287


13.3.1　创建帕斯卡矩阵　287


13.3.2　帕斯卡矩阵的属性　288


13.3.3　抽取帕斯卡矩阵对角线


　元素　289


13.3.4　矩阵的应用　290


13.4　符号矩阵　291


13.4.1　生成符号矩阵　291


13.4.2　符号矩阵的基本运算　291


13.4.3　符号矩阵的应用　292


第14章　控制系统的时域分析设计


　实例　294


14.1　控制系统的分析　294


14.1.1　控制系统的仿真分析　294


14.1.2　闭环传递函数　295


14.2　闭环传递函数的响应分析　296


14.2.1　阶跃响应曲线　296


14.2.2　冲激响应曲线　296


14.2.3　斜坡响应　297


14.3　控制系统的稳定性分析　298


14.3.1　状态空间实现　298


14.3.2　稳定性　299


第15章　测定线膨胀系数设计实例　300


15.1　线膨胀系数　300


15.2　线膨胀量的测定　301


15.2.1　创建数据矩阵　301


15.2.2　比较不同温度下膨胀量的


　图形　302


15.2.3　比较膨胀量平均值　306


15.2.4　线膨胀差值cz的范围　307


15.3　线膨胀系数计算　309


15.3.1　线膨胀系数表达式　309


15.3.2　分析线膨胀系数　310


第16章　数字低通信号频谱分析设计


　实例　311


16.1　数字低通信号频谱输出　311


16.2　数字低通信号分析　315


16.2.1　绘制功率谱　315


16.2.2　数字信号谱分析　317


第17章　课程设计　320


设计1—海森伯格矩阵的三角化　320


设计2—时域和频域的余弦波比较　321


设计3—部分最小二乘回归分析　321


设计4—生成三维心形图动画　322