MATLAB應用方面

MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進行以下各種工作:

●數(shù)值分析

●數(shù)值和符號計算

●工程與科學繪圖

●控制系統(tǒng)的設計與仿真

●數(shù)字圖像處理技術

●數(shù)字信號處理技術

●通訊系統(tǒng)設計與仿真

●財務與金融工程

●管理與調(diào)度優(yōu)化計算(運籌學)

MATLAB 的應用范圍非常廣，包括信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設計、測試和測量、財務建模和分析以及計算生物學等眾多應用領域。附加的工具箱(單獨提供的專用MATLAB函數(shù)集)擴展了MATLAB 環(huán)境，以解決這些應用領域內(nèi)特定類型的問題。

常用工具箱

MATLAB包括擁有數(shù)百個內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包。工具包又可以分為功能性工具包和學科工具包。功能工具包用來擴充MATLAB的符號計算，可視化建模仿真，文字處理及實時控制等功能。學科工具包是專業(yè)性比較強的工具包，控制工具包，信號處理工具包，通信工具包等都屬于此類。

開放性使MATLAB廣受用戶歡迎。除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過對源程序的修改或加入自己編寫程序構造新的專用工具包。

整數(shù)

fix(x):無論正負，舍去小數(shù)至相鄰整數(shù)

floor(x):下取整，即舍去正小數(shù)至相鄰整數(shù)

ceil(x):上取整，即加入正小數(shù)至相鄰整數(shù)

rat(x):將實數(shù)x化為多項分數(shù)展開

rats(x):將實數(shù)x化為分數(shù)表示

sign(x):符號函數(shù)(Signum function)。

當x<0時，sign(x)=-1

當x=0時，sign(x)=0;

當x>0時，sign(x)=1。

rem(x,y):求x除以y的余數(shù)

gcd(x,y):整數(shù)x和y的最大公因數(shù)

lcm(x,y):整數(shù)x和y的最小公倍數(shù)

exp(x) :自然指數(shù)

pow2(x):2的指數(shù)

log(x):以e為底的對數(shù)，即自然對數(shù)或

log2(x):以2為底的對數(shù)

log10(x):以10為底的對數(shù)

MATLAB基本繪圖函數(shù)

plot: x軸和y軸均為線性刻度(Linear scale)

loglog: x軸和y軸均為對數(shù)刻度(Logarithmic scale)

semilogx: x軸為對數(shù)刻度，y軸為線性刻度

semilogy: x軸為線性刻度，y軸為對數(shù)刻度

plot繪圖函數(shù)的參數(shù)

字元顏色 字元圖線型態(tài)

y 黃色. 點

k 黑色o 圓

w 白色x x

b 藍色+ +

g 綠色* *

r 紅色

- 實線

c 亮青色

: 點線

m 錳紫色

-. 點虛線

-- 虛線

MATLAB中有趣的演示實例

MATLAB中也同樣有許多有意思的實例，為提高讀者對MATLAB和Simulink的興趣，特舉部分以供參考。具體如下，運行的時候只要將":"前面的代碼復制到MATLAB中就可以了，隨之會出現(xiàn)各種各樣的演示實例，對初學者幫助不小哦。

◆平面與立體繪圖

graf2d :XY平面繪圖(火柴棒)

graf2d2 :XYZ立體繪圖(切片)

hndlgraf :平面顯示線型處理窗口及命令演示

hndlaxis :平面顯示處理窗口及命令演示

graf3d :立體顯示處理窗口及命令演示

◆ 復雜函數(shù)的三維繪圖

cplxdemo :復雜的XYZ立體圖形

◆ 等高線繪制

quivdemo :等高線箭頭顯示

◆ 動畫

lorenz :Lorenz吸引子動畫顯示

◆電影

vibes :L-形薄膜振動

◆Fourier變換

sshow sunspots :太陽黑點數(shù)據(jù)的傅里葉分析

fftdemo :分析噪聲序列中兩組數(shù)據(jù)的相關度

◆數(shù)據(jù)擬合

sshow fitdemo :顯示非線性數(shù)據(jù)擬合過程

census :預測世界人口

spline2d :樣條擬合

◆稀疏矩陣

sshow sparsity :降階

◆ 游戲

xpbombs :仿Windows系統(tǒng)自帶的掃雷游戲

life :生命發(fā)展游戲

◆ 三維效果圖

klein1 :膚色三維效果圖

tori4 :四個首尾相接的圓環(huán)

spharm2 :球形和聲

cruller :類似油餅的東西

xpklein :Klein瓶 bottle

modes :L-形薄膜的12中模態(tài)

logo :MATLAB的Logo

xpquad :不同比例的巴爾體超四方體

truss :二維桁架的12個模模態(tài)

travel :旅行商問題動畫演示

wrldtrv :在地球儀上演示兩地間的飛行線路

makevase :通過點擊鼠標來制作花瓶

xpsound :聲音樣本分析

funfuns :綜合了找零點，最小化和單輸入函數(shù)積分功能

sshow e2pi :e^pi或者pi^e

quake :地震波可視化

penny :便士可視化

imageext :改變圖像的映射顏色

earthmap :地球儀

◆ 優(yōu)化工具箱

bandem :香蕉最優(yōu)化展示expo-style banana optimization

sshow filtdem :濾波效果演示filter effect demo

sshow filtdem2 :濾波設計演示filter design demo

cztdemo :FFT和CZT (兩種不同類型的Z-變換算法)

phone :演示電話通聲音的時間與頻率的關系

sigdemo1 :離散信號的時頻圖，可用鼠標設置

sigdemo2 :連續(xù)信號的時頻圖，可用鼠標設置

filtdemo :低通濾波器的交互式設計

moddemo :聲音信號的調(diào)制

sosdemo :數(shù)字濾波器的切片圖

◆ 神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱

neural :神經(jīng)網(wǎng)絡模塊組

firdemo :二維FIR濾波器

nlfdemo :非線性濾波器

dctdemo :DCT演示

mlpdm1 :利用多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡擬合曲線動畫

mlpdm2 :利用多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡進行XOR問題運算

◆ 模糊邏輯工具箱

invkine :運動逆問題

juggler :跳球戲法

fcmdemo :FCM

slcp :類似倒立擺動畫

slcp1 :類似倒立擺動畫cart and a varying pole

slcpp1 :類似倒立擺動畫，有兩個擺，一個可以變化

sltbu :卡車支援

slbb :類似于翹翹板

◆姓名函數(shù):將自己姓名模擬成一個獨一無二的函數(shù)圖像

1.安裝出錯時，可換注冊碼繼續(xù)安裝，到同一目錄;

2.【謹記】安裝路徑不要有中文名稱;

3.成功安裝完畢之后，如果遇到matlab啟動后，窗口在打開一到兩秒后就自動關閉了， 可按以下方法試試:【假設你安裝的目錄為c:\MATLAB\】(不過不建議安裝到C盤，那樣會影響系統(tǒng)速度!)

1.確認安裝好后，在此路徑下c:\MATLAB\bin\win32有一個名為 atlas_Athlon.dll的文件;

2.我的電腦上右擊點"屬性",再在"高級"中點"環(huán)境變量"，在"系統(tǒng)變量"中點擊 "新建" 輸入以下信息:變量名:BLAS_VERSION 變量址:

c:\MATLAB\bin\win32\atlas_Athlon.dll

3.這樣之后，啟動MATLAB，不過又出現(xiàn)一個問題:窗口顯示

To get started, select MATLAB Help or Demos from the Help menu. The element type "name" must be terminated by the matching end-tag "</name>".

Could not parse the file:c:\matlab\toolbox\ccslink\ccslink\info.xml

【解決方案】找到c:\matlab\toolbox\ccslink\ccslink\info.xml這個文件，用記事本打開【注意，這是重點，或者寫字板】找到有一行這樣的<name>Link for Code Composer Studio?/name>，大概是在第七行吧，把這句的/name>改成</name>【加左尖括號】,保存文件，退出，即可。

4.安裝MATLAB成功!

無法運行可以考慮使用兼容模式運行，比如windows 2000模式

《MATLAB實用教程》從快速入門和實用性兩個方面，對MATLAB7.0進行了詳細的介紹，并列舉了大量實用的例子。全書共分為12章，第1章介紹MATLAB的安裝及系統(tǒng)功能;第2~3章介紹MATLAB基于命令窗口的應用，講述了MATLAB的基礎知識和數(shù)學運算;第4~8章介紹MATLAB基于M文件的應用，講述了MATLAB的編程功能、數(shù)據(jù)顯示及存取功能、數(shù)值和符號計算功能、圖形用戶界面設計功能等;第9~10章從模塊化仿真的角度介紹MATLAB基于Simulink環(huán)境的應用，講述了MATLAB的包含S函數(shù)的Simulink環(huán)境基礎知識和在信號處理、圖像處理以及控制等領域的實際應用;第11章從信息和功能交互的角度介紹MATLAB的外部接口，講述了MATLAB與Word、Excel、C語言、Java語言等的接口;第12章提供對《MATLAB實用教程》內(nèi)容加深理解的實驗。

《MATLAB實用教程》可作為電子、通信、自控等專業(yè)本科生的教材，同時也可作為相關專業(yè)研究生及廣大科研人員的參考用書。

1) 高效的數(shù)值計算及符號計算功能，能使用戶從繁雜的數(shù)學運算分析中解脫出來;

2) 具有完備的圖形處理功能，實現(xiàn)計算結果和編程的可視化;

3) 友好的用戶界面及接近數(shù)學表達式的自然化語言，使學者易于學習和掌握;

4) 功能豐富的應用工具箱(如信號處理工具箱、通信工具箱等) ，為用戶提供了大量方便實用的處理工具。

MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級，MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近Windows的標準界面，人機交互性更強，操作更簡單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運行，而且能夠及時地報告出現(xiàn)的錯誤及進行出錯原因分析。

Matlab是一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結構、輸入和輸出和面向對象編程特點。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復雜的應用程序(M文件)后再一起運行。新版本的MATLAB語言是基于最為流行的C++語言基礎上的，因此語法特征與C++語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學表達式的書寫格式。使之更利于非計算機專業(yè)的科技人員使用。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強，這也是MATLAB能夠深入到科學研究及工程計算各個領域的重要原因。

MATLAB是一個包含大量計算算法的集合。其擁有600多個工程中要用到的數(shù)學運算函數(shù)，可以方便的實現(xiàn)用戶所需的各種計算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計算中的最新研究成果，而且經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯處理。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C++ 。在計算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會大大減少。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運算、復數(shù)的各種運算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。

MATLAB自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對圖形進行標注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動畫和表達式作圖?？捎糜诳茖W計算和工程繪圖。新版本的MATLAB對整個圖形處理功能作了很大的改進和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能(例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等)方面更加完善，而且對于一些其他軟件所沒有的功能(例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等)，MATLAB同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。同時對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等，MATLAB也有相應的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。另外新版本的MATLAB還著重在圖形用戶界面(GUI)的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。

MATLAB對許多專門的領域都開發(fā)了功能強大的模塊集和工具箱。一般來說，它們都是由特定領域的專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法而不需要自己編寫代碼。領域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡、小波分析、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、控制系統(tǒng)設計、LMI控制、魯棒控制、模型預測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設計、實時快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱(Toolbox)家族中有了自己的一席之地。

新版本的MATLAB可以利用MATLAB編譯器和C/C++數(shù)學庫和圖形庫，將自己的MATLAB程序自動轉換為獨立于MATLAB運行的C和C++代碼。允許用戶編寫可以和MATLAB進行交互的C或C++語言程序。另外，MATLAB網(wǎng)頁服務程序還容許在Web應用中使用自己的MATLAB數(shù)學和圖形程序。MATLAB的一個重要特色就是具有一套程序擴展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱的特殊應用子程序。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學科專業(yè)和應用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應用。

在開發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口;在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等;在圖形化方面，有了更強大的圖形標注和處理功能，包括對性對起連接注釋等;在輸入輸出方面，可以直接向Excel和HDF5進行連接。

·MATLAB?: MATLAB 語言的單元測試框架

·Trading Toolbox?: 一款用于訪問價格并將訂單發(fā)送到交易系統(tǒng)的新產(chǎn)品

·Financial Instruments Toolbox?: 赫爾-懷特、線性高斯和 LIBOR 市場模型的校準和 Monte Carlo 仿真

·Image Processing Toolbox?: 使用有效輪廓進行圖像分割、對 10 個函數(shù)實現(xiàn) C 代碼生成，對 11 個函數(shù)使用 GPU 加速

·Image Acquisition Toolbox?: 提供了用于采集圖像、深度圖和框架數(shù)據(jù)的 Kinect? for Windows?傳感器支持

·Statistics Toolbox?: 用于二進制分類的支持向量機 (SVM)、用于缺失數(shù)據(jù)的 PCA 算法和 Anderson-Darling 擬合優(yōu)度檢驗

·Data Acquisition Toolbox?: 為 Digilent Analog Discovery Design Kit 提供了支持包

·Vehicle Network Toolbox?: 為訪問 CAN 總線上的 ECU 提供 XCP

Simulink 產(chǎn)品系列重要功能

·Simulink?: Simulation Performance Advisor，鏈接庫模塊的封裝，以及通過邏輯表達式控制有效變量

·Simulink: 除 LEGO? MINDSTORMS? NXT、Arduino?、Pandaboard 和 Beagleboard 外，還為 Raspberry Pi? 和 Gumstix? Overo? 硬件提供了內(nèi)置支持

·SimRF?: 針對快速仿真和模型加載時間的電路包絡求解器

·SimMechanics?: 發(fā)布了用于從 CAD 和其他系統(tǒng)導入模型的 XML 架構

·Simulink Design Verifier?: 數(shù)組超出邊界檢查

MATLAB 和 Simulink 的系統(tǒng)工具箱

·Communications System Toolbo Sphere 解碼器和 Constellation 框圖系統(tǒng)對象

·Computer Vision System Toolbox?: 相機標定，立體視覺，Viola-Jones 對象檢測培訓，F(xiàn)REAK 特征提取和其他新函數(shù)

·DSP System Toolbox?: 頻譜分析儀和邏輯分析示波器，以及時域示波器的觸發(fā)

·Phased Array System Toolbox?: 極化支持、數(shù)組錐化以及針對傳感器數(shù)組分析、波形分析和雷達方程計算的應用程序代碼生成和實現(xiàn)

·Simulink Coder?: 減少了從 Stateflow? 調(diào)用的 Simulink 函數(shù)的數(shù)據(jù)副本

·Fixed-Point Designer?: 一款結合了 Fixed-Point Toolbox? 和 Simulink Fixed Point? 功能的新產(chǎn)品

·HDL Verifier?: 從 MATLAB 生成 HDL 測試工作臺

MATLAB系統(tǒng)由MATLAB開發(fā)環(huán)境、MATLAB數(shù)學函數(shù)庫、MATLAB語言、MATLAB圖形處理系統(tǒng)和MATLAB應用程序接口(API)五大部分構成。

MATLAB開發(fā)環(huán)境是一套方便用戶使用的MATLAB函數(shù)和文件工具集，其中許多工具是圖形化用戶接口。它是一個集成的 用戶工作空間，允許用戶輸入輸出數(shù)據(jù)，并提供了M文件的集成編譯和調(diào)試環(huán)境，包括MATLAB桌面、命令窗口、M文件編輯調(diào)試器、MATLAB工作空間和在線幫助文檔。

MATLAB數(shù)學函數(shù)庫包括了大量的計算算法。從基本算法如加法、正弦，到復雜算法如矩陣求逆、快速傅里葉變換等。

MATLAB語言是一種高級的基于矩陣/數(shù)組的語言，它有程序流控制、函數(shù)、數(shù)據(jù)結構、輸入/輸出和面向對象編程等特色。用這種語言能夠方便快捷建立起簡單運行快的程序，也能建立復雜的程序。

圖形處理系統(tǒng)使得MATLAB能方便的圖形化顯示向量和矩陣，而且能對圖形添加標注和打印。它包括強大的二維三維圖形函數(shù)、圖像處理和動畫顯示等函數(shù)。

MATLAB應用程序接口(API)是一個使MATLAB語言能與C、Fortran等其它高級編程語言進行交互的函數(shù)庫。該函數(shù)庫的函數(shù)通過調(diào)用動態(tài)鏈接庫(DLL)實現(xiàn)與MATLAB文件的數(shù)據(jù)交換，其主要功能包括在MATLAB中調(diào)用C和Fortran程序，以及在MATLAB與其它應用程序間建立客戶、服務器關系。

《matlab工程計算及分析》

第1講 matlab基礎入門 1

1.1 matlab簡介 1

1.1.1 matlab的歷史 1

1.1.2 matlab的主要功能 4

1.2 matlab軟件安裝與界面介紹 4

1.2.1 matlab軟件安裝 5

1.2.2 matlab界面介紹 5

1.3 matlab幫助系統(tǒng) 9

1.3.1 在線幫助桌面系統(tǒng) 9

1.3.2 命令查詢系統(tǒng) 10

1.3.3 聯(lián)機演示系統(tǒng) 13

1.3.4 其他幫助 14

第2講 數(shù)組與矩陣 15

2.1 變量與數(shù)值 15

2.1.1 運算符 15

2.1.2 變量 17

2.1.3 數(shù)值 18

2.2 數(shù)據(jù)類型 18

2.2.1 數(shù)值型數(shù)據(jù) 19

.2.2.2 字符型數(shù)據(jù) 22

2.2.3 邏輯型數(shù)據(jù) 22

2.2.4 結構類型 23

2.2.5 函數(shù)句柄類型 24

2.3 數(shù)組 24

2.3.1 一維數(shù)組的創(chuàng)建 25

2.3.2 多維數(shù)組的創(chuàng)建 26

2.3.3 數(shù)組的運算 27

2.4 元胞數(shù)組和結構體 31

2.4.1 元胞數(shù)組的創(chuàng)建和顯示 31

2.4.2 元胞數(shù)組函數(shù) 33

2.4.3 結構體創(chuàng)建 34

2.4.4 結構體函數(shù) 35

2.5 矩陣 36

2.5.1 矩陣創(chuàng)建 36

2.5.2 矩陣運算 40

2.5.3 稀疏矩陣 45

第3講 matlab編程基礎 50

3.1 字符串、關系運算和邏輯運算 50

3.1.1 字符串 50

3.1.2 關系運算和邏輯運算 53

3.1.3 nans和空矩陣 57

3.2 程序控制流 59

3.2.1 順序結構語句 59

3.2.2 選擇與分支語句 60

3.2.3 循環(huán)結構語句 66

3.3 m文件 69

3.3.1 m文件結構 70

3.3.2 m文件規(guī)則和屬性 72

3.3.3 m文件實例 75

3.4 函數(shù) 77

3.4.1 函數(shù)類型 77

3.4.2 函數(shù)句柄 79

第4講 符號計算 80

4.1 符號表達式 80

4.1.1 matlab符號運算的工作流程 80

4.1.2 符號對象的生成和使用 81

4.1.3 符號表達式的操作 83

4.2 符號函數(shù) 85

4.2.1 matlab的六大常見符號運算 85

4.2.2 符號運算的其他函數(shù) 89

4.3 符號微積分 91

4.3.1 符號序列的求和 91

4.3.2 符號微分和jacobian矩陣 91

4.3.3 符號積分 92

4.4 符號代數(shù)方程求解 94

4.4.1 線性方程組的符號解 94

4.4.2 一般代數(shù)方程組的解 95

4.4.3 符號微分方程的求解 96

第5講 數(shù)據(jù)繪圖 98

5.1 二維圖形 98

5.1.1 繪圖指令 98

5.1.2 圖形注釋 101

5.1.3 特殊繪圖 102

5.2 三維圖形 106

5.2.1 創(chuàng)建三維圖形 106

5.2.2 三維網(wǎng)圖的高級處理 110

5.2.3 圖形的控制與修飾 113

第6講 多項式與曲線擬合 115

6.1 多項式的四則運算 115

6.1.1 加、減法 115

6.1.2 乘法 116

6.1.3 除法 116

6.2 多項式的導函數(shù) 117

6.3 多項式的求值 118

6.3.1 代數(shù)多項式求值 119

6.3.2 矩陣多項式求值 119

6.4 多項式求根 120

6.5 有理多項式 121

6.6 最小二乘法擬合 122

6.7 曲線擬合工具箱 134

第7講 數(shù)據(jù)插值 138

7.1 插值函數(shù) 138

7.1.1 一維插值 139

7.1.2 二維插值 142

7.2 lagrange插值 144

7.3 牛頓插值 146

7.3.1 差商的定義 147

7.3.2 牛頓插值公式 147

7.3.3 等距節(jié)點插值公式 150

7.4 hermite插值 153

7.5 艾特肯插值 156

7.6 三次樣條插值 157

7.7 高維插值 160

第8講 復變函數(shù)應用 162

8.1 復數(shù)和復矩陣的生成 162

8.1.1 復數(shù)的生成 162

8.1.2 創(chuàng)建復矩陣 162

8.2 復數(shù)的運算 163

8.3 留數(shù) 166

8.4 taylor級數(shù)展開 168

8.5 fourier級數(shù)與fourier變換 169

8.5.1 三角級數(shù) 169

8.5.2 以2π為周期的函數(shù)的fourier級數(shù) 169

8.5.3 以2l為周期的函數(shù)的fourier級數(shù) 170

8.5.4 fourier變換及其逆變換 172

8.6 快速fourier變換及其matlab應用 174

第9講 數(shù)值微分與積分 176

9.1 數(shù)值微分方法 176

9.1.1 差商方法 176

9.1.2 插值型公式 178

9.1.3 理查森外推加速法 179

9.2 matlab常用數(shù)值微分函數(shù) 180

9.2.1 函數(shù)diff() 180

9.2.2 函數(shù)gradient()和函數(shù)surfnorm() 181

9.3 數(shù)值積分 183

9.3.1 插值型的求積公式 183

9.3.2 牛頓-柯特斯求積公式 184

9.3.3 梯形求積公式 185

9.3.4 辛普生求積公式 187

9.4 復合求積公式 189

9.4.1 復合梯形求積公式 190

9.4.2 復合辛普生求積公式 190

9.5 高斯求積公式 191

9.6 龍貝格求積公式 192

9.6.1 龍貝格求積公式簡介 193

9.6.2 龍貝格求積公式的matlab實現(xiàn) 194

9.7 matlab常用數(shù)值積分函數(shù) 195

9.7.1 函數(shù)int() 195

9.7.2 函數(shù)trapz()實現(xiàn)復合梯形法求積計算 196

9.7.3 函數(shù)quad()和quadl() 196

9.7.4 函數(shù)dblquad() 197

9.7.5 函數(shù)triplequad() 198

第10講 矩陣分析與線性方程組 199

10.1 特征值與特征向量 199

10.1.1 特征值和特征向量的求取 199

10.1.2 特征值問題的條件數(shù) 201

10.1.3 復數(shù)特征值對角陣與實數(shù)特征值對角陣的轉化 203

10.2 矩陣對角化 203

10.3 jordan標準型 208

10.4 矩陣分解 209

10.4.1 lu分解 209

10.4.2 qr分解 210

10.4.3 cholesky分解 213

10.4.4 schur分解 214

10.4.5 奇異值分解 214

10.4.6 hessenberg分解 216

10.5 解線性方程組的求逆法 217

10.6 解線性方程組的分解法 219

10.6.1 lu分解 219

10.6.2 qr分解 220

10.6.3 cholesky分解 222

10.7 解線性方程組的迭代法 223

10.7.1 jacobi迭代法 223

10.7.2 gauss-seidel迭代法 224

10.7.3 梯度法 226

10.7.4 共軛梯度法 227

10.7.5 超松弛迭代法 229

10.8 求齊次線性方程組的通解 232

10.9 求非齊次線性方程組的通解 233

第11講 常微分方程與偏微分方程 236

11.1 常微分方程的數(shù)值解法 236

11.2 euler方法 243

11.3 runge-kutta方法 246

11.4 常微分方程的符號解法 248

11.5 偏微分方程簡介 250

11.5.1 偏微分方程的定解問題 251

11.5.2 偏微分方程的差分解法 252

11.6 偏微分方程的數(shù)值解 254

11.7 有限元法 263

11.7.1 有限元理論綜述 263

11.7.2 ritz方法和galerkin方法 264

11.7.3 matlab實現(xiàn)基函數(shù)的圖形展示 265

11.8 一維邊值問題線性有限元數(shù)值解 268

11.9 二維poisson方程問題有限元數(shù)值解 269

第12講 運籌優(yōu)化工具箱 276

12.1 運籌優(yōu)化概述 276

12.1.1 最優(yōu)化問題 277

12.1.2 matlab優(yōu)化工具箱 278

12.2 線性規(guī)劃的matlab實現(xiàn) 281

12.3 整數(shù)規(guī)劃 284

12.3.1 0-1型線性整數(shù)規(guī)劃 285

12.3.2 matlab優(yōu)化工具箱函數(shù) 287

12.3.3 指派問題 288

12.4 多目標規(guī)劃 291

12.4.1 多目標規(guī)劃基本理論 291

12.4.2 多目標規(guī)劃問題的matlab計算 292

12.5 利用工具箱函數(shù)實現(xiàn)最優(yōu)化方法 294

12.5.1 最小化問題 294

12.5.2 最小二乘問題 300

12.5.3 有約束的一元函數(shù)的最小值 304

12.5.4 無約束多元函數(shù)最小值 305

12.5.5 有約束的多元函數(shù)最小值 306

12.5.6 二次規(guī)劃問題 308

第13講 遺傳算法工具箱 311

13.1 遺傳算法簡介 311

13.1.1 遺傳算法的特點 312

13.1.2 遺傳算法的研究現(xiàn)狀 312

13.1.3 遺傳算法的應用 313

13.2 遺傳算法概述 314

13.2.1 遺傳算法計算流程 314

13.2.2 遺傳算法的基因操作 315

13.3 遺傳算法工具箱簡介及其應用 318

13.3.1 matlab遺傳工具箱結構 319

13.3.2 matlab遺傳工具箱中的主要函數(shù) 319

13.3.3 遺傳算法工具箱的應用 322

13.4 遺傳算法求解tsp問題 324

13.4.1 tsp問題的數(shù)學模型 324

13.4.2 遺傳算法求解tsp問題 325

13.4.3 求解tsp問題的matlab程序 327

第14講 神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱 334

14.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡簡介 334

14.1.1 神經(jīng)元模型 335

14.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡特點 335

14.1.3 幾種著名的神經(jīng)網(wǎng)絡 337

14.2 感知器 338

14.2.1 感知器工具函數(shù) 339

14.2.2 感知器函數(shù)詳解 339

14.3 線性神經(jīng)網(wǎng)絡 344

14.3.1 線性神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù) 344

14.3.2 線性神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù)詳解 344

14.4 bp網(wǎng)絡 346

14.4.1 bp網(wǎng)絡原理 346

14.4.2 bp網(wǎng)絡函數(shù) 348

14.4.3 bp網(wǎng)絡應用舉例 353

14.5 徑向基網(wǎng)絡 358

14.5.1 徑向基網(wǎng)絡原理 358

14.5.2 徑向基網(wǎng)絡函數(shù) 359

14.5.3 徑向基網(wǎng)絡應用舉例 362

第15講 圖像處理工具箱 369

15.1 matlab圖像處理初步 369

15.1.1 圖像處理工具箱概述 369

15.1.2 matlab支持的圖像格式 370

15.2 matlab圖像文件操作 370

15.2.1 matlab圖像文件的讀寫 371

15.2.2 圖像的顯示 371

15.3 圖像變換 372

15.3.1 離散余弦變換 372

15.3.2 radon變換 373

15.4 圖像增強 374

15.4.1 灰度變換增強 374

15.4.2 直方圖變換增強 376

15.4.3 空間域濾波增強 378

15.4.4 頻域增強 381

15.5 圖像分割 383

15.5.1 邊緣檢測 383

15.5.2 閾值分割 384

第16講 simulink仿真工具箱 390

16.1 simulink基礎知識 390

16.1.1 simulink中的基本概念 391

16.1.2 simulink的啟動 393

16.1.3 模型庫介紹 396

16.2 simulink模型操作 402

16.3 仿真參數(shù)設置 406

16.4 simulink與matlab 410

16.5 仿真模型分析 411

16.5.1 傳遞函數(shù) 411

16.5.2 微分方程 412

16.6 simulink子系統(tǒng) 415

16.6.1 子系統(tǒng)介紹 415

16.6.2 封裝子系統(tǒng) 417

16.6.3 條件子系統(tǒng) 421

16.7 s函數(shù) 423

16.7.1 s函數(shù)概述 424

16.7.2 s函數(shù)的工作原理 424

16.7.3 s函數(shù)的基本概念 425

16.7.4 函數(shù)的回調(diào) 426

16.7.5 s函數(shù)的調(diào)用格式 426

16.7.6 s函數(shù)的模板格式 427

前言

1.1 MATLAB簡介

1.1.1 MATLAB發(fā)展歷程

1.1.2 MATLAB組成

1.1.3 MATLAB主窗口

1.1.4 MATLAB命令窗口

1.1.5 MATLAB工作空間窗口

1.1.6 命令歷史窗口

1.1.7 Start菜單

1.2 MATLAB的基礎準備及入門

1.2.1 MATLAB基本操作

1.2.2 MATLAB繪圖

1.2.3 MATLAB常用命令

1.2.4 MATLAB幫助窗口

1.2.5 MATLAB演示系統(tǒng)

1.2.6 當前目錄瀏覽器窗口

2.1 MATLAB中的數(shù)據(jù)及變量類型

2.1.1 常量和變量

2.1.2 數(shù)據(jù)類型

2.1.3 數(shù)值計算應用實例

2.2 MATLAB數(shù)值矩陣運算

2.2.1 數(shù)值矩陣的創(chuàng)建

2.2.2 數(shù)值矩陣的矩陣算法

2.2.3 數(shù)值矩陣的數(shù)組算法

2.2.4 矩陣的特殊運算

2.3 MATLAB多項式及其運算

2.3.1 多項式求值

2.3.2 多項式求根

2.3.3 部分分式展開

2.3.4 多項式乘除

2.3.5 多項式的微積分

2.4 字符串變量和符號矩陣

2.4.1 字符串變量和函數(shù)求值

2.4.2 符號變量

2.4.3 符號矩陣的創(chuàng)建方法

2.4.4 符號矩陣的運算

2.4.5 符號矩陣運算中的幾個特有命令的應用

2.5 MATLAB在復變函數(shù)中的應用

2.5.1 復數(shù)的基本概念

2.5.2 復變量的函數(shù)

2.5.3 復數(shù)的生成及其矩陣創(chuàng)建

2.5.4 復數(shù)的幾何意義

2.5.5 MATLAB在復數(shù)運算中的應用

3.1 M文件及其使用方法

3.1.1 M文件

3.1.2 腳本文件

3.1.3 函數(shù)文件

3.1.4 函數(shù)調(diào)用和變量傳遞

3.1.5 數(shù)據(jù)導入與導出

3.1.6 示例分析

3.2 程序結構

3.2.1 順序結構

3.2.2 循環(huán)結構

3.2.3 分支結構

3.2.4 程序終止控制語句

3.2.5 程序異常處理語句

3.3 程序流控制語句

3.3.1 echo指令

3.3.2 input指令

3.3.3 pause指令

3.3.4 keyboard指令

3.3.5 bread指令

3.3.6 錯誤控制

3.4 函數(shù)類型

3.4.1 主函數(shù)

3.4.2 子函數(shù)

3.4.3 私有函數(shù)

3.4.4 嵌套函數(shù)

3.4.5 重載函數(shù)

3.5 MATLAB程序調(diào)試

3.5.1 調(diào)試方法

3.5.2 調(diào)試工具

4.1 二維圖形繪制

4.1.1 繪制二維曲線的常用函數(shù)

4.1.2 二維圖形處理

4.1.3 文字在圖形中顯示

4.1.4 圖形的圖例和顏色條

4.1.5 繪制二維圖形的其他函數(shù)

4.1.6 向量圖

4.1.7 餅圖

4.1.8 等高線圖

4.1.9 帶形圖

4.2 MATLAB的三維繪圖

4.2.1 三維圖形的基本函數(shù)

4.2.2 三維曲面圖繪制

4.2.3 透明度作圖

4.2.4 立體可視化

4.2.5 三維餅圖

4.2.6 三維圖的鏤空

4.2.7 光照處理

4.2.8 三維向量圖

4.2.9 三角網(wǎng)目圖

4.2.10 三維圖的裁剪

4.2.11 其他三維圖形繪制

4.3 三維圖形高級繪圖功能

4.3.1 視點處理

4.3.2 色彩處理

4.3.3 圖像的旋轉

5.1 通信系統(tǒng)概述

5.2 通信系統(tǒng)的組成

5.2.1 信源

5.2.2 信道

5.2.3 信宿

5.2.4 發(fā)送與接收設備

5.3 通信系統(tǒng)模型的分類

5.3.1 按信源分類

5.3.2 按信號特征分類

5.3.3 按傳輸媒介分類

5.4 通信系統(tǒng)仿真的方法

5.4.1 動態(tài)系統(tǒng)模型的狀態(tài)方程求解法

5.4.2 蒙卡羅法

5.4.3 混合法

5.5 MATLAB/Simulink建模與仿真原理

5.5.1 概述

5.5.2 Simulink主要特點

5.5.3 Simulink仿真工作原理

5.5.4 靜態(tài)系統(tǒng)的MATLAB仿真

5.5.5 動態(tài)系統(tǒng)的MATLAB仿真

5.6 應用S函數(shù)編寫Simulink的常用模塊

5.6.1 信源模塊

5.6.2 信號傳輸模塊

5.6.3 信宿模塊

5.7 Simulink與MATLAB的交互

6.1 Simulink的啟動及其模塊庫簡介

6.1.1 Simulink的啟動

6.1.2 Simulink模塊庫簡介

6.2 Simulink建模與仿真方法

6.2.1 模型建立

6.2.2 模塊的參數(shù)設置

6.2.3 仿真參數(shù)的設置

6.2.4 仿真結果輸出

6.3 設置仿真性能與計算精度

6.3.1 MATLAB加速計算介紹

6.3.2 Simulink仿真加速設計

6.3.3 Simulink精度提高設計

6.4 創(chuàng)建Simulink子系統(tǒng)及其封裝

6.4.1 創(chuàng)建子系統(tǒng)

6.4.2 條件執(zhí)行子系統(tǒng)

6.4.3 子系統(tǒng)的封裝

6.5 S函數(shù)及M文件S函數(shù)的模板介紹

6.5.1 S函數(shù)簡介

6.5.2 S函數(shù)工作原理

6.5.3 M文件S函數(shù)的模板

7.1 信息論基礎介紹

7.1.1 信息的度量

7.1.2 信道容量的計算

7.2 信源模型

7.2.1 確定信源

7.2.2 偽隨機碼源

7.2.3 統(tǒng)計信源

7.3 信道模型分析

7.3.1 加性高斯白噪聲信道分析

7.3.2 帶限加性噪聲信道分析

7.3.3 離散時間信道指標的定量計算分析

7.4 信號觀測設備分析

7.4.1 離散的眼圖示波器分析

7.4.2 星座圖觀測儀分析

7.4.3 離散信號軌跡觀測設備分析

7.4.4 誤碼率計算器

7.5 信號參數(shù)分析

7.5.1 信號直流分量和交流分量分析

7.5.2 信號能量和功率分析

7.5.3 信號的頻域參數(shù)分析

7.5.4 離散時間信號的統(tǒng)計參數(shù)分析

8.1 信源編碼與譯碼

8.1.1 信源編碼

8.1.2 信源譯碼

8.2 調(diào)制與解調(diào)分析

8.2.1 調(diào)制的通帶與基帶分析

8.2.2 模擬調(diào)制與解調(diào)分析

8.2.3 數(shù)字調(diào)解與調(diào)制分析

8.3 數(shù)字信號基帶傳輸分析

8.3.1 數(shù)字基帶信號的碼型介紹

8.3.2 碼型的功率譜分布

8.3.3 基帶傳輸?shù)恼`碼率

8.4 載波提取分析

8.4.1 幅度鍵控分析

8.4.2 相移鍵控分析

8.4.3 頻移鍵控分析

8.4.4 正交幅度調(diào)制

8.5 擴頻通信系統(tǒng)的性能仿真

8.5.1 直接序列擴頻系統(tǒng)

8.5.2 跳頻擴頻系統(tǒng)

8.6 通信系統(tǒng)性能指標

9.1 濾波器的模型分析

9.1.1 濾波器的類型、參數(shù)指標分析

9.1.2 濾波器相關函數(shù)及模擬介紹

9.1.3 濾波器的相關實現(xiàn)

9.2 通信系統(tǒng)的基本模型分析

9.2.1 模擬通信系統(tǒng)基本模型分析

9.2.2 數(shù)字通信系統(tǒng)基本模型分析

9.3 模擬通信系統(tǒng)的建模與仿真分析

9.3.1 調(diào)幅廣播系統(tǒng)的仿真分析

9.3.2 調(diào)頻立體聲廣播信號結構

9.3.3 彩色電視信號的構成和頻譜仿真分析

9.4 數(shù)字信號建模與仿真

9.4.1 采樣定理的原理仿真

9.4.2 PCM編碼與解碼

9.4.3 DPCM編碼與解碼

9.4.4 增量調(diào)制

9.5 常用的隨機分布

9.5.1 均勻分布隨機數(shù)

9.5.2 指數(shù)隨機數(shù)

9.5.3 分布

9.5.4 分布

9.5.5 瑞利分布

9.5.6 F分布

9.5.7 t分布

9.6 仿真數(shù)據(jù)的處理

9.6.1 插值

9.6.2 擬合

10.1 跳頻技術在通信系統(tǒng)中的應用

10.1.1 藍牙跳頻系統(tǒng)各部分分析

10.1.2 接收信號部分分析

10.1.3 誤碼部分分析

10.1.4 譜分析

10.2 設計通信系統(tǒng)發(fā)射機

10.2.1 利用直接序列擴頻技術設計發(fā)射機

10.2.2 利用IS-95前向鏈路技術設計發(fā)射機

10.2.3 利用OFDM技術設計發(fā)射機

10.3 設計通信系統(tǒng)接收機

10.3.1 利用直接序列擴頻技術設計發(fā)射機

10.3.2 利用IS-95前向鏈路技術設計接收機

10.3.3 利用OFDM技術設計接收機

10.4 通信系統(tǒng)的MATLAB實現(xiàn)

10.5 Stateflow原理與應用

10.5.1 Stateflow概述

10.5.2 Stateflow在Simulimk中的應用

10.5.3 Stateflow常用命令

10.5.4 Stateflow相關操作

10.5.5 Stateflow仿真實例分析

參考文獻