MatLab工程基礎(chǔ)應(yīng)用教程

目錄：
前言
第1章 MATLAB工程基礎(chǔ)概述 1
1.1 MATLAB的安裝過程與2014a版新功能介紹 1
1.1.1 MATLAB的安裝過程 1
1.1.2 MATLAB2014a版新功能介紹 6
1.2 MATLAB操作界面與簡單操作 6
1.2.1 啟動(dòng)MATLAB操作界面 6
1.2.2 簡單舉例 7
1.3 MATLAB文件操作 9
1.3.1 文件基本操作 9
1.3.2 文件路徑設(shè)置 9
1.3.3 文件數(shù)據(jù)輸入 10
1.3.4 文件打印操作 10
1.3.5 文本編輯操作 11
1.3.6 MATLAB參數(shù)設(shè)置操作 11
1.3.7 常用工具欄操作 11
1.4 工程中常用的通用MATLAB命令 12
1.4.1 命令執(zhí)行窗口通用命令 12
1.4.2 文本通用命令 13
1.4.3 通用符號(hào)命令 14
1.4.4 鍵盤符號(hào)通用命令 14
1.5 MATLAB幫助菜單的使用 15
1.5.1 從MATLAB幫助窗口獲得幫助信息 15
1.5.2 在MATLAB命令窗口中輸入幫助命令 15
1.5.3 MATLAB在線幫助 18
1.5.4 利用函數(shù)瀏覽器獲得幫助 18
1.6 MATLAB工程基礎(chǔ)應(yīng)用的簡單示例 18
1.6.1 MATLAB工程文件操作 18
1.6.2 MATLAB工程文件信息幫助 20
1.6.3 工程中的計(jì)算與編程示例 20
本章小結(jié) 22
習(xí)題 22
第2章 MATLAB計(jì)算基礎(chǔ)工程應(yīng)用 23
2.1 工程中的算術(shù)運(yùn)算與操作符 23
2.1.1 工程中所用的算術(shù)運(yùn)算 23
2.1.2 工程中可用的操作符 28
2.2 工程中常用的數(shù)據(jù)格式 30
2.3 關(guān)系運(yùn)算與邏輯運(yùn)算 31
2.3.1 關(guān)系運(yùn)算 31
2.3.2 邏輯運(yùn)算（含邏輯函數(shù)） 33
2.4 字符串操作 37
2.4.1 字符串基本操作 37
2.4.2 字符串轉(zhuǎn)換 39
2.4.3 字符串函數(shù) 40
2.5 MATLAB函數(shù)及特殊函數(shù)簡介 41
2.5.1 常用計(jì)算函數(shù) 41
2.5.2 三角函數(shù) 42
2.5.3 常用的矩陣函數(shù) 43
2.6 M文件與M函數(shù) 44
2.6.1 M文件 44
2.6.2 M函數(shù) 46
2.6.3 全局變量與局部變量 50
2.7 MATLAB的基本程序結(jié)構(gòu) 50
2.7.1 順序結(jié)構(gòu) 51
2.7.2 循環(huán)結(jié)構(gòu) 52
2.7.3 條件結(jié)構(gòu) 52
2.7.4 試探結(jié)構(gòu) 55
2.8 MATLAB計(jì)算基礎(chǔ)的工程應(yīng)用 56
2.8.1 MATLAB結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 56
2.8.2 MATLAB力學(xué)分析計(jì)算 57
2.8.3 MATLAB工程問題的編程示例 59
2.8.4 MATLAB編程技巧 60
本章小結(jié) 61
習(xí)題 61
第3章 工程中符號(hào)運(yùn)算與數(shù)值運(yùn)算 62
3.1 創(chuàng)建符號(hào)變量、實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)與正符號(hào)數(shù) 62
3.1.1 創(chuàng)建符號(hào)變量與符號(hào)表達(dá)式 62
3.1.2 創(chuàng)建符號(hào)實(shí)數(shù)、純虛數(shù)、復(fù)數(shù)以及正符號(hào)數(shù) 65
3.2 創(chuàng)建符號(hào)方程和符號(hào)矩陣 67
3.2.1 創(chuàng)建符號(hào)方程 67
3.2.2 創(chuàng)建符號(hào)矩陣 67
3.3 符號(hào)變量、數(shù)值變量和字符變量的互換 69
3.4 符號(hào)函數(shù) 71
3.4.1 表達(dá)式操作符號(hào)函數(shù) 72
3.4.2 創(chuàng)建符號(hào)函數(shù) 74
3.4.3 符號(hào)函數(shù)的操作 75
3.5 工程中的符號(hào)微積分與數(shù)值微積分 76
3.5.1 符號(hào)微積分及其工程示例 76
3.5.2 數(shù)值微積分及其工程示例 79
3.6 符號(hào)積分變換 81
3.6.1 Fourier變換及其反變換 81
3.6.2 LapLace變換及其逆變換 82
3.6.3 Z變換及其逆變換 83
3.7 求解代數(shù)方程組 84
3.7.1 求解代數(shù)方程 84
3.7.2 求解代數(shù)方程組 85
3.7.3 求解線性方程組 85
3.8 求解常微分方程 86
3.8.1 求解單個(gè)常微分方程 86
3.8.2 求解微分方程組 86
3.9 工程數(shù)值運(yùn)算 87
3.9.1 工程中的代數(shù)方程（組）運(yùn)算 87
3.9.2 工程中的微分方程（組）運(yùn)算 89
3.9.3 工程中的積分運(yùn)算 89
本章小結(jié) 91
習(xí)題 91
第4章 工程數(shù)據(jù)分析與數(shù)值分析 92
4.1 基本數(shù)據(jù)分析函數(shù) 92
4.2 常用數(shù)據(jù)分析函數(shù) 94
4.2.1 繪制函數(shù)曲線 94
4.2.2 極值 95
4.2.3 求函數(shù)零點(diǎn) 96
4.2.4 有限差分 96
4.3 測試數(shù)據(jù)插值 97
4.3.1 測試數(shù)據(jù)的一維插值 97
4.3.2 測試數(shù)據(jù)的二維插值 99
4.3.3 測試數(shù)據(jù)的樣條插值 100
4.4 測試數(shù)據(jù)曲線擬合 101
4.4.1 MATLAB曲線擬合基礎(chǔ) 101
4.4.2 利用圖形界面進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的 曲線擬合 102
4.4.3 擬合殘差圖形繪制 104
4.4.4 測試數(shù)據(jù)預(yù)測 105
4.5 多項(xiàng)式 107
4.5.1 多項(xiàng)式的表示與創(chuàng)建 107
4.5.2 多項(xiàng)式的四則運(yùn)算（加、減、乘、除） 109
4.5.3 多項(xiàng)式的因式分解 111
4.5.4 多項(xiàng)式的微積分 111
4.5.5 多項(xiàng)式的有理分式 112
4.6 工程數(shù)值計(jì)算 112
4.6.1 fplot函數(shù) 112
4.6.2 函數(shù)極值 113
4.6.3 函數(shù)零點(diǎn) 114
4.7 工程優(yōu)化問題 116
4.7.1 函數(shù)最值 116
4.7.2 極小值最大值優(yōu)化問題 117
4.7.3 非線性無約束優(yōu)化 118
4.7.4 約束條件下的非線性優(yōu)化 118
4.8 工程中的數(shù)據(jù)分析與數(shù)值分析 121
4.8.1 工程中的數(shù)據(jù)分析 121
4.8.2 工程中的數(shù)值分析 122
本章小結(jié) 124
習(xí)題 125
第5章 工程圖形繪制 126
5.1 圖形窗口的創(chuàng)建與控制 126
5.1.1 圖形窗口的創(chuàng)建與控制 126
5.1.2 多重子圖形窗口的創(chuàng)建 126
5.2 工程數(shù)據(jù)與工程擬合函數(shù)的可視化 127
5.2.1 工程數(shù)據(jù)的可視化 127
5.2.2 連續(xù)函數(shù)和離散函數(shù)的可視化 128
5.3 二維工程曲線圖形繪制 129
5.3.1 繪制二維圖形的基本命令 129
5.3.2 二維專業(yè)繪圖命令 133
5.3.3 交互式繪圖與屏幕刷新 138
5.4 三維圖形繪制與復(fù)數(shù)的圖形 繪制 140
5.4.1 三維圖形繪制 140
5.4.2 復(fù)數(shù)的圖形繪制 143
5.5 工程曲線圖形標(biāo)注 145
5.5.1 標(biāo)注數(shù)軸與標(biāo)題 145
5.5.2 工程曲線圖形標(biāo)注 145
5.5.3 工程圖例標(biāo)注 145
5.5.4 圖形網(wǎng)格線 145
5.6 其他格式圖形讀取與顯示 146
5.6.1 其他格式圖形讀取命令imread 146
5.6.2 其他格式圖形顯示命令image 146
本章小結(jié) 147
習(xí)題 147
第6章 MATLAB與常用軟件的接口 148
6.1 數(shù)據(jù)的輸入與輸出 148
6.1.1 鍵盤輸入數(shù)據(jù) 148
6.1.2 屏幕顯示數(shù)據(jù) 149
6.1.3 數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)與加載 149
6.1.4 格式化文本文件的寫入與打開 149
6.1.5 二進(jìn)制文本文件的存儲(chǔ)與讀取 150
6.1.6 數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)與讀取 150
6.2 函數(shù)句柄 151
6.3 MATLAB與C/C++應(yīng)用程序的接口 151
6.3.1 MATLAB與C應(yīng)用程序的接口 152
6.3.2 MATLAB與Visual C++應(yīng)用程序的接口 154
6.4 MATLAB與Micorsoft Excel的接口 160
6.4.1 安裝和使用Excel link插件 160
6.4.2 Excel link插件的函數(shù)簡介 161
6.4.3 利用Excel link鏈接MATLAB和Micorsoft Excel實(shí)例 162
6.5 MATLAB與Microsoft Word的相互調(diào)用 163
6.6 MATLAB與Visual Basic應(yīng)用程序接口 167
6.6.1 MATLAB的COM生成器創(chuàng)建 組件的過程 167
6.6.2 COM組件在計(jì)算機(jī)中的部署 169
6.6.3 創(chuàng)建Visual Basic工程 169
6.6.4 Visual Basic中調(diào)用由MATLAB生成的COM組件 170
6.6.5 利用Matrix VB實(shí)現(xiàn)VB中調(diào)用 MATLAB 170
本章小結(jié) 177
習(xí)題 177
第7章 Simulink圖形化仿真簡介 178
7.1 Simulink的啟動(dòng)與運(yùn)行 178
7.2 Simulink仿真基本操作 179
7.2.1 Simulink模型庫的打開與關(guān)閉 179
7.2.2 模塊的基本操作 180
7.2.3 Simulink模型的仿真步驟 181
7.2.4 Simulink模型的調(diào)用與保存 183
7.3 Simulink模型創(chuàng)建舉例 183
7.3.1 Simulink模型仿真窗口介紹 183
7.3.2 Simulink模型仿真舉例 184
7.4 創(chuàng)建與封裝子系統(tǒng) 188
7.4.1 創(chuàng)建子系統(tǒng) 188
7.4.2 將自建子系統(tǒng)模塊添加至系統(tǒng) 子模塊庫 190
7.4.3 封裝子系統(tǒng) 191
7.4.4 修改子系統(tǒng) 193
7.4.5 Ports&subsystems子系統(tǒng)簡介 193
7.4.6 保存與調(diào)用子系統(tǒng) 194
7.5 連續(xù)系統(tǒng)建模 194
7.5.1 連續(xù)系統(tǒng)的基本概念 194
7.5.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 194
7.5.3 連續(xù)系統(tǒng)的Simulink描述 195
7.5.4 線性連續(xù)系統(tǒng)建模 195
7.6 離散系統(tǒng)建模 199
7.6.1 離散系統(tǒng)的概念 199
7.6.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 199
7.6.3 離散系統(tǒng)的Simulink描述 200
7.6.4 線性離散系統(tǒng)建模 201
7.7 簡單工程電路的建模與仿真 203
本章小結(jié) 206
習(xí)題 206
第8章 圖形用戶界面 207
8.1 GUI概述 207
8.1.1 GUI的基本概念 207
8.1.2 GUI的層次結(jié)構(gòu) 207
8.1.3 利用GUIDE創(chuàng)建GUI 208
8.1.4 利用編程創(chuàng)建GUI 209
8.2 圖形界面對(duì)象 209
8.2.1 圖形對(duì)象的結(jié)構(gòu) 210
8.2.2 圖形對(duì)象的屬性 212
8.2.3 圖形對(duì)象的操作 218
8.3 圖形界面菜單設(shè)計(jì)及GUIDE概述 222
8.3.1 圖形界面菜單設(shè)計(jì) 222
8.3.2 GUIDE界面簡介 229
8.3.3 GUIDE常用組件及舉例 230
8.4 工程中GUI應(yīng)用舉例 242
本章小結(jié) 244
習(xí)題 245
第9章 GUI設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用 246
9.1 GUI的設(shè)計(jì)原則、方法與步驟 246
9.2 GUI界面設(shè)計(jì)工具簡介 247
9.2.1 GUI設(shè)計(jì)界面 247
9.2.2 GUI設(shè)計(jì)編輯器 247
9.3 GUI的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 248
9.3.1 GUI設(shè)計(jì)工具簡介 248
9.3.2 GUI程序存儲(chǔ) 252
9.3.3 GUI的運(yùn)行 252
9.4 GUI對(duì)話框 253
9.4.1 普通對(duì)話框 254
9.4.2 顏色設(shè)置對(duì)話框 255
9.4.3 字體設(shè)置對(duì)話框 255
9.4.4 文件名處理和幫助對(duì)話框 257
9.4.5 輸入、消息顯示和列表對(duì)話框 259
9.4.6 提問、出錯(cuò)和警告對(duì)話框 261
9.5 GUI轉(zhuǎn)換成.exe獨(dú)立可執(zhí)行文件 262
9.5.1 利用Lcc-win32編譯器生成.exe可執(zhí)行文件 263
9.5.2 利用Deployment Tool工具生成.exe可執(zhí)行文件 265
9.6 發(fā)布GUI應(yīng)用程序 267
9.7 GUI工程應(yīng)用 268
本章小結(jié) 273
習(xí)題 273
第10章 MATLAB工程基礎(chǔ)的應(yīng)用 274
10.1 MATLAB工程基礎(chǔ)在工程計(jì)算中的應(yīng)用 274
10.2 MATLAB工程基礎(chǔ)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 277
10.3 MATLAB工程基礎(chǔ)在產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中的應(yīng)用 282
10.4 MATLAB工程基礎(chǔ)在工程電路計(jì)算與分析中的應(yīng)用 285
本章小結(jié) 287
習(xí)題 288
附錄 MATLAB常用命令 289
參考文獻(xiàn) 291