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内容简介

　　《MATLAB完全自学手册》在编写时兼顾了上述两方面的特点，内容主要针对MATLAB 2013。全书分为6 篇，分别讲述MATLAB 基础、MATLAB 中的矩阵运算、MATLAB 数据分析、MATLAB 图形、MATLAB 程序设计和MATLAB 常见工具箱。本书对每个知识点都做到了逐点通过实例进行讲解，并在解决实际问题时融入了工程实践的经验。

作者简介

张志美

东北大学检测技术及其自动化装置专业在读博士。从事信号处理与分析及人工智能机器人等研究。擅长数字信号处理、图像处理、人工智能和基于MATLAB的乐高机器人应用开发。具有多年的MATLAB编程经验。

程立英

博士，多年来一直从事图像处理和智能机器人控制的研究。参与国家自然科学基金项目2项；参与省级基金项目3项；编写教材2部。

齐维毅

教授。从事电子信息工程专业教学和科研20多年，熟悉C、MATLAB、JAVA等多种编程语言。主持和参与省部级基金项目10项；编写教材3部。

目录

第1篇 MATLAB基础
第1章 MATLAB 2013a概述
1.1 MATLAB简介
1.1.1 MATLAB的发展
1.1.2 MATLAB的主要功能
1.1.3 MATLAB 2013a的新特性
1.2 MATLAB 2013a安装与卸载
1.2.1 MATLAB 2013a安装
1.2.2 MATLAB 2013a卸载
1.3 MATLAB 2013a用户界面
1.3.1 菜单栏简介
1.3.2 命令窗口
1.3.3 历史命令窗口
1.3.4 工作空间窗口
1.3.5 当前目录窗口
1.3.6 帮助系统简介
1.4 MATLAB 2013a基础知识
1.4.1 MATLAB 2013a基本数值计算
1.4.2 MATLAB 2013a矩阵处理
1.4.3 MATLAB 2013a数据可视化
1.4.4 MATLAB 2013a程序设计功能
1.5 小结
第2篇 MATLAB中的矩阵运算
第2章 MATLAB 2013a的矩阵操作
2.1 矩阵的生成
2.1.1 简单矩阵的创建
2.1.2 调用函数创建特殊矩阵
2.2 矩阵的拼接
2.2.1 基本拼接
2.2.2 拼接函数
2.3 改变矩阵尺寸
2.3.1 扩大矩阵的尺寸
2.3.2 缩小矩阵的尺寸
2.4 改变矩阵形状
2.5 向量、标量与空矩阵
2.5.1 向量
2.5.2 标量
2.5.3 空矩阵
2.6 矩阵寻访
2.6.1 下标转换
2.6.2 访问单元素
2.6.3 访问多元素
2.7 获取矩阵信息
2.7.1 获取矩阵元素的数据类型
2.7.2 获取矩阵的数据结构
2.7.3 获取矩阵的尺寸信息
2.8 高维数组
2.8.1 高维数组的创建
2.8.2 访问高维数组的信息
2.8.3 高维数组操作函数
2.9 小结
第3章 MATLAB 2013a的数据类型
3.1 MATLAB中的数值类型
3.1.1 整数类型
3.1.2 单精度浮点型
3.1.3 双精度浮点类型
3.1.4 复数
3.1.5 无穷
3.1.6 非数
3.2 MATLAB中的逻辑类型
3.2.1 逻辑类型
3.2.2 关系运算符
3.2.3 逻辑运算符
3.2.4 运算符的优先级
3.3 MATLAB中的字符与字符串
3.3.1 字符数组的建立
3.3.2 字符串的比较
3.3.3 字符串的查找与替换
3.3.4 字符串与数值类型的互相转换
3.4 小结
第4章 元胞数组和构架数组
4.1 元胞数组
4.1.1 直接创建元胞数组
4.1.2 调用函数生成元胞数组
4.1.3 元胞数组的扩容、删减和重置
4.1.4 访问元胞数组内容
4.1.5 嵌套元胞数组
4.1.6 字符串元胞数组
4.2 构架数组
4.2.1 创建构架数组
4.2.2 访问构架数组元素
4.3 小结
第5章 矩阵分析
5.1 数值计算中的矩阵
5.1.1 MATLAB中的矩阵应用
5.1.2 线性代数方程的矩阵求解法
5.1.3 最大（小）值
5.2 矩阵基本运算
5.2.1 矩阵的加、减
5.2.2 矩阵乘法
5.2.3 矩阵除法
5.2.4 矩阵的幂
5.2.5 矩阵按位运算
5.2.6 关系运算
5.3 矩阵特征量
5.3.1 矩阵的行列式
5.3.2 矩阵的逆
5.3.3 矩阵的范数
5.3.4 矩阵的条件数
5.3.5 矩阵的秩
5.4 矩阵分解
5.4.1 特征分解
5.4.2 Schur分解
5.4.3 Cholesky分解
5.4.4 LU分解
5.4.5 QR分解
5.4.6 SVD分解
5.5 矩阵函数
5.5.1 矩阵函数的概念
5.5.2 常用矩阵函数
5.5.3 自定义矩阵函数
5.6 稀疏矩阵
5.6.1 稀疏矩阵与全矩阵
5.6.2 创建稀疏矩阵
5.6.3 稀疏矩阵的操作
5.6.4 稀疏矩阵的运算
5.7 小结
第3篇 MATLAB数据分析
第6章 函数分析
6.1 MATLAB中函数的创建
6.2 函数的零点
6.3 函数微分
6.4 函数积分
6.4.1 单重数值积分
6.4.2 多重数值积分
6.5 函数最优化
6.6 函数可视化
6.7 小结
第7章 数据分析
7.1 最大（小）值、中位数
7.2 排序
7.3 分位数
7.4 求和（积）、差分
7.4.1 求和
7.4.2 求积
7.4.3 求累计和、积和差分
7.5 均值和方差
7.6 数据预处理
7.6.1 处理缺失数据
7.6.2 处理奇异值
7.7 统计分析
7.7.1 关于数学符号的说明
7.7.2 几种重要的概率分布
7.7.3 生成随机数
7.7.4 数据直方图分析
7.7.5 数据统计函数
7.8 小结
第8章 高级数值计算
8.1 多项式
8.1.1 多项式表示
8.1.2 矩阵的特征多项式
8.1.3 求多项式的值
8.1.4 求多项式的根
8.1.5 多项式卷积和反卷积
8.1.6 多项式微积分
8.1.7 有理式的部分展开
8.2 插值
8.2.1 一维插值
8.2.2 二维插值
8.2.3 高维插值
8.2.4 样条插值
8.2.5 插值方法比较
8.3 回归分析
8.3.1 线性回归分析
8.3.2 多项式回归分析
8.3.3 多分量回归分析
8.4 曲线拟合
8.4.1 多项式拟合
8.4.2 指数函数拟合
8.4.3 交互式曲线拟合工具
8.5 傅里叶分析
8.5.1 快速傅里叶变换（FFT）、逆快速傅里叶变换（IFFT）
8.5.2 FFT的幅度和相位
8.5.3 傅里叶分析的应用例子
8.6 常微分方程
8.6.1 一阶常微分方程
8.6.2 ODE函数的选择
8.6.3 高阶常微分方程
8.7 小结
第9章 符号计算
9.1 符号类型与数值类型的区别
9.2 符号对象及其创建
9.2.1 创建符号变量
9.2.2 创建符号表达式
9.2.3 符号对象与数值的转换
9.3 符号函数
9.3.1 创建符号函数
9.3.2 复合函数
9.3.3 反函数
9.3.4 特殊符号函数
9.4 符号表达式的复合和化简
9.4.1 显示符号表达式
9.4.2 展开、分解及化简符号表达式
9.4.3 符号表达式替换
9.5 符号矩阵
9.5.1 创建符号矩阵
9.5.2 符号矩阵的代数运算
9.5.3 符号矩阵的逻辑运算
9.5.4 符号矩阵的行列式
9.5.5 符号矩阵的逆
9.5.6 符号矩阵的秩
9.5.7 符号矩阵的特征分解
9.5.8 符号矩阵的SVD分解
9.6 符号微积分
9.6.1 极限
9.6.2 微分
9.6.3 积分
9.6.4 Taylor展开
9.6.5 级数求和
9.7 符号方程求解
9.7.1 一般代数方程
9.7.2 线性代数方程组
9.7.3 符号常微分方程
9.8 小结
第4篇 MATLAB图形
第10章 二维图形
10.1 二维图形的绘制
10.1.1 二维图形绘图步骤
10.1.2 绘制二维图形
10.1.3 快速绘图函数
10.1.4 绘制子图
10.1.5 图形叠绘
10.1.6 绘制双Y轴图形
10.1.7 交互式绘图函数
10.2 编辑二维图形
10.2.1 设置图形线型、数据点型和颜色
10.2.2 设置坐标轴区间
10.2.3 设置图形网格和坐标轴外框
10.2.4 注释图形
10.3 绘制和编辑特殊图形

前言/序言

　　“当我在学习MATLAB时，需要怎样的一本书？”
　　这是作者写作本书时始终问自己的一个问题。时至今日，MATLAB以其强大的数值计算能力、卓越的数据可视化功能、内容丰富的工具箱、开放性的程序接口、简洁的程序语言风格使其成为每个工程科学研究人员必须掌握的开发利器。而要真正掌握并得心应手地运用MATLAB，并不是一件容易的事情。
　　本书以MathWorks公司发布的MATLAB2013a版为平台，该版本能够向下兼容MATLAB的
　　其他版本，用户在其他版本上的应用程序可以方便地移植到该版本下实现。同时，MATLAB2013a提供了许多新的特性，拓展了应用领域。本书既注重MATLAB基础知识的讲解和使用，又兼顾实际应用，旨在更好地满足MATLAB使用者的需要。
　　本书特点
　　本书秉承了“易学、全面、实用、精讲、细致”的原则，在具体内容和体系结构上突出以下特点。
　　易学：全书及各章的内容体系安排遵循作者亲身学习和使用的经验，先易后难，循序渐进。对新版本与旧版本的不同之处进行了特别说明。重视基本概念和基本知识的讲解。
　　全面：本书内容全面，涵盖面广，难易结合，适合各个层次的科学工作者和工程技术人员使用。
　　实用：本书采用了大量的实例，所有的实例都具有较强的代表性，很多实例都有直接的工程应用背景，并附有源代码。
　　精讲：对实例进行了详细的讲解，并对可能存在疑问的地方给出了说明和提示。讲解知识点时注重采用图、表、例等多种形式的搭配。在讲解MATLAB的各种功能时，介绍功能
　　的核心原理和机制，让读者能够知其然，更知其所以然。
　　细致：在介绍SIMULINK仿真功能的时候，结合实际工程模型，从建模到设置方程，使用SIMULINK进行仿真设置，得出结果。让读者清楚地了解如何使用MATLAB解决实际问
　　题。在介绍GUI应用案例的时候，从分析用户需求到设计GUI界面、添加对应的程序代码、发布程序、得出结果，让读者对GUI开发流程有深刻的理解。
　　本书内容
　　本书内容分为6篇，共22章，分别为MATLAB基础、MATLAB中的矩阵运算、MATLAB
　　数据分析、MATLAB图形、MATLAB程序设计和MATLAB常见工具箱，内容涉及MATLAB的
　　安装与卸载、界面操作、基本入门、数值计算、图形、程序设计、外部接口和工具箱等。
　　第1篇包括第1章，主要介绍MATLAB2013a的安装、卸载，以及MATLAB的基础知识。
　　第2篇包括第2章至第5章，主要介绍MATLAB中的矩阵运算，包括矩阵、数组、数据类型
　　和数据结构的创建与应用。
　　第3篇包括第6章至第9章，主要介绍MATLAB中函数的表示、函数零点、函数数值微分等
　　函数分析以及数值计算、数值分析和符号计算的基础知识和应用。
　　第4篇包括第10章至第12章，主要介绍MATLAB中的图形操作，包括二维图形、三维图形
　　和高维图形的绘制、图形对象的设置及应用等。
　　第5篇包括第13章至第19章，主要介绍MATLAB程序设计调试、用户界面设计、I/O操作、MATLAB编译器等，涉及内容广泛、实用。
　　第6篇包括第20章至第22章，主要介绍MATLAB常见的工具箱，包括图像处理工具箱、信
　　号处理工具箱和小波工具箱的使用及具体的工程应用实例。
　　本书实例涉及的源文件下载地址为：
　　http：//www.broadview.com.cn/21595。
　　本书的读者
　　科学研究人员
　　工程技术人员
　　经济学专业研究生
　　电子、信息类专业研究生
　　希望了解C、FORTRAN与MATLAB混合编程的程序设计人员
　　机械、自动化专业研究生
　　本书主要由张志美编写，参与编写的人员还有程立英、齐维毅。广大专家和读者批评指正。
　　编者

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