高職高專MATLAB數(shù)學(xué)建模

第一篇 基礎(chǔ)篇
第1章 緒 論 3
1.1 MATLAB在數(shù)學(xué)建模中的地位 3
1.2 正確且高效的MATLAB編程理念 4
1.3 數(shù)學(xué)建模對MATLAB水平的要求 4
1.4 如何提高MATLAB建模水平 5
1.5 小 結(jié) 6
參考文獻 6
第2章 MATLAB數(shù)學(xué)建?？焖偃腴T 7
2.1 MATLAB快速入門 7
2.1.1 MATLAB概要 7
2.1.2 MATLAB的功能 8
2.1.3 快速入門案例 8
2.1.4 入門后的提高 15
2.2 MATLAB常用技巧 16
2.2.1 常用標(biāo)點的功能 16
2.2.2 常用操作指令 16
2.2.3 指令編輯操作鍵 16
2.3 MATLAB數(shù)據(jù)類型 16
2.3.1 數(shù)值類型 17
2.3.2 字符類型 20
2.3.3 日期和時間 22
2.3.4 元胞數(shù)組 23
2.3.5 表 格 25
2.4 程序結(jié)構(gòu) 26
2.4.1 標(biāo)識命令 26
2.4.2 條件語句 27
2.4.3 循環(huán)語句 28
2.5 MATLAB開發(fā)模式 29
2.5.1 命令行模式 29
2.5.2 腳本模式 29
2.5.3 面向?qū)ο竽Ｊ?29
2.5.4 三種模式的配合 30
2.6 小 結(jié) 30
參考文獻 30
第二篇 技術(shù)篇
第3章 數(shù)據(jù)建?；A(chǔ) 33
3.1 數(shù)據(jù)的獲取 33
3.1.1 從Excel中讀取數(shù)據(jù) 33
3.1.2 從TXT中讀取數(shù)據(jù) 33
3.1.3 讀取圖片 36
3.1.4 讀取視頻 36
3.2 數(shù)據(jù)的預(yù)處理 37
3.2.1 缺失值處理 38
3.2.2 噪聲過濾 39
3.2.3 數(shù)據(jù)集成 41
3.2.4 數(shù)據(jù)歸約 42
3.2.5 數(shù)據(jù)變換 42
3.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計 44
3.3.1 基本描述性統(tǒng)計 44
3.3.2 分布描述性統(tǒng)計 45
3.4 數(shù)據(jù)可視化 45
3.4.1 基本可視化 46
3.4.2 數(shù)據(jù)分布形狀可視化 47
3.4.3 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)可視化 48
3.4.4 數(shù)據(jù)分組可視化 50
3.5 數(shù)據(jù)降維 51
3.5.1 主成分分析(PCA)基本原理 51
3.5.2 PCA 應(yīng)用案例:企業(yè)綜合實力排序 53
3.5.3 相關(guān)系數(shù)降維 56
3.6 小 結(jié) 56
參考文獻 57
第4章 數(shù)據(jù)的擬合和回歸 58
4.1 一元回歸 58
4.1.1 一元線性回歸 58
4.1.2 一元非線性回歸 60
4.2 多元回歸 62
4.3 逐步回歸 64
4.4 Logistic回歸 65
4.5 小 結(jié) 67
參考文獻 67
第5章 MATLAB機器學(xué)習(xí)方法 68
5.1 MATLAB機器學(xué)習(xí)概況 68
5.2 分類方法 69
5.2.1 K 近鄰分類 69
5.2.2 貝葉斯分類 73
5.2.3 支持向量機分類 76
5.3 聚類方法 80
5.3.1 K-means聚類 80
5.3.2 層次聚類 85
5.3.3 模糊C 均值聚類 90
5.4 深度學(xué)習(xí) 92
5.4.1 深度學(xué)習(xí)的崛起 92
5.4.2 深度學(xué)習(xí)的原理 92
5.4.3 深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程 93
5.4.4 MATLAB深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程 94
5.5 小 結(jié) 96
參考文獻 96
第6章 其他數(shù)據(jù)建模方法 97
6.1 灰色預(yù)測方法 97
6.1.1 灰色預(yù)測概述 97
6.1.2 灰色模型的預(yù)測步驟 97
6.1.3 灰色預(yù)測典型MATLAB程序
結(jié)構(gòu) 99
6.1.4 應(yīng)用實例:與會代表人數(shù)(CUMCM 2009D) 100
6.1.5 灰色預(yù)測經(jīng)驗小結(jié) 101
6.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 102
6.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理 102
6.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實例 103
6.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點 104
6.3 小波分析 104
6.3.1 小波分析概述 104
6.3.2 常見的小波分析方法 105
6.3.3 小波分析應(yīng)用實例 108
6.4 小 結(jié) 110
參考文獻 110
第7章 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃模型的MATLAB求解 111
7.1 線性規(guī)劃 111
7.1.1 線性規(guī)劃的實例與定義 111
7.1.2 線性規(guī)劃的MATLAB標(biāo)準(zhǔn)形式 112
7.1.3 線性規(guī)劃問題的解的概念 112
7.1.4 線性規(guī)劃的MATLAB解法 113
7.2 非線性規(guī)劃 116
7.2.1 非線性規(guī)劃的實例與定義 116
7.2.2 非線性規(guī)劃的MATLAB解法 117
7.2.3 二次規(guī)劃 118
7.3 整數(shù)規(guī)劃 120
7.3.1 整數(shù)規(guī)劃的定義 120
7.3.2 0 1整數(shù)規(guī)劃 120
7.4 小 結(jié) 121
參考文獻 121
第8章 MATLAB全局優(yōu)化算法 122
8.1 MATLAB全局優(yōu)化概況 122
8.2 遺傳算法 122
8.2.1 遺傳算法的原理 122
8.2.2 遺傳算法的步驟 123
8.2.3 遺傳算法的實例 129
8.3 模擬退火算法 131
8.3.1 模擬退火算法的原理 131
8.3.2 模擬退火算法的步驟 133
8.3.3 模擬退火算法的實例 134
8.4 全局優(yōu)化求解器匯總 141
8.5 延伸閱讀 141
8.6 小 結(jié) 142
參考文獻 142
第9章 MATLAB連續(xù)模型求解方法 143
9.1 MATLAB常規(guī)微分方程的求解 143
9.1.1 MATLAB常微分方程的表達(dá)方法 143
9.1.2 常規(guī)微分方程的求解實例 144
9.2 ODE家族求解器 144
9.2.1 ODE求解器的分類 144
9.2.2 ODE求解器的應(yīng)用實例 145
9.3 專用求解器 146
9.4 小 結(jié) 149
參考文獻 149
第10章 MATLAB評價型模型求解方法 150
10.1 線性加權(quán)法 150
10.2 層次分析法(AHP) 153
10.3 小 結(jié) 154
參考文獻 154
第11章 MATLAB機理建模方法 155
11.1 機理建模概述 155
11.2 推導(dǎo)法機理建模 155
11.2.1 問題描述 155
11.2.2 假設(shè)和符號說明 155
11.2.3 模型的建立 156
11.2.4 模型中參數(shù)的求解 156
11.3 元胞自動機仿真法機理建模 158
11.3.1 元胞自動機的定義 158
11.3.2 元胞自動機的MATLAB實現(xiàn) 158
11.4 小 結(jié) 160
參考文獻 160
第三篇 實踐篇
第12章 眾籌筑屋規(guī)劃方案設(shè)計模型(CUMCM 2015D) 163
12.0 摘 要 163
12.1 模型背景與問題的重述 163
12.1.1 模型的背景 163
12.1.2 問題重述 164
12.2 問題分析和基本思路 164
12.2.1 問題分析 164
12.2.2 建模思路與思路流程圖 165
12.3 基本符號說明與基本假設(shè) 165
12.3.1 基本符號說明 165
12.3.2 基本假設(shè) 166
12.4 模型的建立和求解 167
12.4.1 問題一 167
12.4.2 問題二 171
12.4.3 問題三 173
12.5 模型的檢驗及進一步討論 174
12.5.1 問題一 174
12.5.2 問題二 175
12.5.3 問題三 175
12.6 模型的改進方向 175
12.7 模型的優(yōu)缺點分析 176
12.7.1 模型的優(yōu)點分析 176
12.7.2 模型的缺點分析 176
12.8 模型的推廣 176
12.9 小 結(jié) 176
參考文獻 177
第13章 風(fēng)電場運行狀況分析及優(yōu)化研究(CUMCM 2016D) 178
13.0 摘 要 178
13.1 問題的提出 179
13.1.1 問題背景 179
13.1.2 問題重述 179
13.2 問題的分析 179
13.2.1 預(yù)備知識 179
13.2.2 問題的分析 180
13.3 模型的假設(shè)與符號說明 180
13.3.1 模型的假設(shè) 180
13.3.2 符號說明 180
13.4 模型的建立與求解 181
13.4.1 問題一 181
13.4.2 問題二 185
13.4.3 問題三 189
13.5 誤差的分析與改善 193
13.5.1 誤差的分析 193
13.5.2 誤差的改善 193
13.6 模型的評價與推廣 193
13.6.1 模型的評價 193
13.6.3 模型的推廣 193
13.7 小 結(jié) 193
參考文獻 194
第四篇 賽后重研究篇
第14章 MATLAB基于模型的產(chǎn)品開發(fā)流程 197
14.1 Simulink簡介 197
14.2 Simulink建模實例 198
14.2.1 Simulink建模方法 198
14.2.2 鋰電池建模的實現(xiàn) 199
14.3 在Simulink中使用MATLAB數(shù)據(jù)和算法 203
14.4 基于模型設(shè)計的思想 204
14.5 小 結(jié) 205
第五篇 經(jīng)驗篇
第15章 數(shù)學(xué)建模參賽經(jīng)驗 209
15.1 如何準(zhǔn)備數(shù)學(xué)建模競賽 209
15.2 數(shù)學(xué)建模隊員應(yīng)該如何學(xué)習(xí)MATLAB 210
15.3 如何才能在數(shù)學(xué)建模競賽中取得好成績 211
15.4 數(shù)學(xué)建模競賽中的項目管理和時間管理 213
15.5 一種非常實用的數(shù)學(xué)建模方法:目標(biāo)建模法 215
15.6 延伸閱讀:MATLAB在高校的授權(quán)模式 215
附件 實踐篇競賽原題 217
附件A 2015年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽D題 217
眾籌筑屋規(guī)劃方案設(shè)計 217
附件B 2016年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽D題 217
電場運行狀況分析及優(yōu)化 217