第一部分 MATLAB基础知识

第1章 MATLAB基础

1.1 MATLAB简介

1.1.1 MATLAB的主要特点与系统结构

1.1.2 MATLAB的发展历程

1.2 MATLAB工作环境

1.2.1 命令行窗口

1.2.2 帮助窗口

1.2.3 帮助系统窗口

1.2.4 M文件编辑窗口

1.2.5 图形窗口

1.2.6 当前文件夹

1.2.7 搜索路径

1.3 查询帮助命令

1.3.1 help命令

1.3.2 模糊寻找

1.4 小结

第2章 MATLAB程序设计

2.1 MATLAB程序控制结构

2.1.1 顺序结构

2.1.2 选择结构

2.1.3 循环结构

2.2 程序流程控制语句及其他常用命令

2.2.1 break命令

2.2.2 continue命令

2.2.3 return命令

2.2.4 echo命令

2.2.5 pause命令

2.2.6 try命令

2.3 小结

第3章 数组与矩阵

3.1 数组运算

3.1.1 数组的创建与操作

3.1.2 常见的数组运算

3.2 矩阵的表示

3.2.1 直接输入法

3.2.2 载入外部数据文件

3.2.3 利用MATLAB内置函数创建矩阵

3.2.4 利用M文件创建和保存矩阵

3.3 矩阵的拼接

3.3.1 基本拼接

3.3.2 拼接函数

3.4 MATLAB矩阵寻访

3.4.1 下标寻访

3.4.2 单元素寻访

3.4.3 多元素寻访

3.5 MATLAB矩阵的运算

3.5.1 矩阵加减运算

3.5.2 矩阵乘法

3.5.3 矩阵除法

3.5.4 矩阵的乘方

3.5.5 矩阵的行列式

3.6 矩阵分析

3.6.1 对角矩阵

3.6.2 三角矩阵

3.6.3 矩阵的转置和旋转

3.6.4 矩阵的求逆

3.6.5 矩阵的秩和迹

3.6.6 向量和矩阵的范数

3.6.7 矩阵特征值和特征向量

3.6.8 矩阵的超越函数

3.7 稀疏矩阵

3.7.1 稀疏矩阵的存储

3.7.2 稀疏矩阵的操作

3.7.3 稀疏矩阵的运算

3.8 解线性方程组

3.9 小结

第4章 基本数值类型与字符串

4.1 变量、数值与表达式

4.1.1 变量及其分类

4.1.2 数值

4.1.3 表达式

4.2 MATLAB基本数值类型

4.2.1 整数类型数据运算

4.2.2 MATLAB的常量

4.2.3 空数组

4.2.4 逻辑运算

4.2.5 关系运算

4.3 字符串

4.3.1 创建字符串

4.3.2 基本字符串操作

4.3.3 字符串操作函数

4.4 小结

第5章 元胞数组和结构

5.1 元胞数组

5.1.1 元胞数组的创建

5.1.2 元胞数组的基本操作

5.1.3 元胞数组的操作函数

5.2 结构

5.2.1 结构的创建

5.2.2 结构的基本操作

5.2.3 结构的操作函数

5.3 小结

第6章 数据可视化

6.1 数据可视化简介

6.1.1 什么是数据可视化

6.1.2 图形窗口的建立

6.2 绘制二维图形

6.2.1 绘制二维曲线图

6.2.2 绘制对数曲线图

6.2.3 绘制双纵坐标曲线图

6.2.4 绘制其他类型的曲线图

6.3 绘制三维图形

6.3.1 绘制三维曲线图

6.3.2 绘制三维曲面图

6.3.3 绘制三维特殊图形

6.3.4 绘制动画图形

6.3.5 绘制几何解析图形

6.4 绘制四维图形

6.5 图形绘制和编辑

6.5.1 色彩和线型

6.5.2 图形的标注与修饰

6.5.3 图形分割

6.6 函数图形的绘制

6.6.1 一元函数图形的绘制

6.6.2 二元函数图形的绘制

6.7 小结

第二部分 MATLAB数学应用

第7章 数据分析

7.1 MATLAB多项式运算

7.1.1 多项式的表示与创建

7.1.2 求多项式的根

7.2 多项式四则运算

7.2.1 多项式加减运算

7.2.2 多项式乘法运算

7.2.3 多项式除法运算

7.3 多项式的导数与求值

7.3.1 多项式的导数

7.3.2 多项式的求值

7.3.3 部分分式展开

7.4 数据插值

7.4.1 一维插值

7.4.2 二维插值

7.5 函数极限和导数

7.6 数值积分函数

7.6.1 quad函数

7.6.2 quad8函数

7.6.3 dblquad函数

7.7 小结

第8章 MATLAB优化工具箱

8.1 线性规划

8.2 用MATLAB解无约束优化问题

8.2.1 一元函数无约束优化问题

8.2.2 多元函数无约束优化问题

8.3 二次规划

8.4 目标规划

8.5 非线性方程的求解

8.6 非线性方程组的求解

8.7 小结

第9章 符号数学计算

9.1 运算符号操作

9.2 基本运算操作

9.2.1 合并同类项

9.2.2 列空间的基

9.2.3 复合函数计算

9.2.4 符号复数的共轭、实数部分和虚数部分

9.2.5 设置变量的精度

9.2.6 余弦函数的整函数

9.2.7 符号表达式的分子与分母

9.2.8 将符号转换为MATLAB的数值形式

9.2.9 符号表达式的展开

9.2.10 符号因式分解

9.2.11 寻找符号表达式的最简形式

9.2.12 符号矩阵的维数

9.2.13 代数方程的符号解析解

9.2.14 符号表达式的化简

9.2.15 符号表达式的求和

9.2.16 符号表达式的转换

9.3 微积分

9.4 积分变换

9.5 函数计算器

9.6 Taylor级数

9.7 小结

第10章 概率统计

10.1 随机变量的产生

10.1.1 二项分布的随机数据的产生

10.1.2 正态分布的随机数据的产生

10.1.3 通用函数求各分布的随机数据

10.2 概率密度计算

10.2.1 通用函数计算概率密度函数值

10.2.2 专用函数计算概率密度函数值

10.3 累积概率值

10.3.1 通用函数计算累积概率值

10.3.2 专用函数计算累积概率值

10.4 随机变量的数字特征

10.4.1 平均值与中值

10.4.2 数据比较

10.4.3 期望

10.4.4 方差

10.4.5 协方差与相关系数

10.5 统计作图

10.5.1 正整数的频率表

10.5.2 经验累积分布函数图形

10.5.3 最小二乘拟合直线

10.5.4 绘制正态分布概率图形

10.5.5 绘制威布尔概率图形

10.5.6 样本数据的盒图

10.5.7 参考线的绘制

10.5.8 样本的概率图形

10.6 小结

第三部分 MATLAB工程应用

第11章 MATLAB图形句柄

11.1 图形对象的属性

11.2 图形对象及其句柄

11.2.1 figure对象

11.2.2 axes对象

11.2.3 core对象

11.2.4 plot对象

11.2.5 group对象

11.2.6 annotation对象

11.3 小结

第12章 图形用户界面

12.1 图形用户界面简介

12.1.1 GUI入门

12.1.2 GUI的设计原则与步骤

12.1.3 GUI模板与设计窗口

12.2 控制框对象与属性

12.3 GUI的设计工具

12.3.1 布局编辑器

12.3.2 用属性查看器设置控制框属性

12.3.3 对象浏览器

12.3.4 Tab键顺序编辑器

12.3.5 对齐对象

12.3.6 编辑器

12.3.7 菜单编辑器

12.4 对话框设计

12.4.1 Windows公共对话框

12.4.2 MATLAB专用对话框

12.5 菜单设计

12.6 小结

第13章 MATLAB图像处理工具箱

13.1 MATLAB支持的图像类型

13.2 图像文件格式

13.3 图像处理的基本函数

13.3.1 imfinfo函数

13.3.2 imread函数

13.3.3 imwrite函数

13.3.4 imshow函数

13.4 图像的基本运算

13.4.1 点运算

13.4.2 图像的代数运算

13.4.3 图像的几何运算

13.5 图像的变换

13.5.1 傅里叶变换

13.5.2 离散余弦变换

13.6 图像的增强

13.6.1 灰度变换增强

13.6.2 图像的空域滤波增强

13.6.3 图像的频域滤波增强

13.7 图像的复原

13.7.1 维纳滤波复原

13.7.2 约束的最小二乘方滤波复原

13.7.3 Lucy-Richardson滤波复原

13.7.4 盲去卷积滤波复原

13.8 边缘检测

13.8.1 Sobel算子

13.8.2 Roberts算子

13.8.3 Prewitt算子

13.8.4 Laplacian-Gauss算子

13.8.5 Canny算子

13.9 图像的数学形态学处理

13.10 小结

第14章 MATLAB信号处理工具箱

14.1 MATLAB信号处理基础简介

14.1.1 离散信号

14.1.2 离散信号的基本运算

14.1.3 离散的傅里叶变换

14.1.4 Z变换

14.1.5 窗函数

14.2 特殊信号波形的产生

14.2.1 方波函数

14.2.2 随机函数

14.2.3 三角波函数

14.2.4 sinc函数

14.2.5 线性调频函数

14.2.6 diric函数

14.2.7 rectpuls函数

14.2.8 tripuls函数

14.2.9 pulstran函数

14.2.10 gauspuls函数

14.3 IIR滤波器的设计

14.3.1 IIR滤波器实现的基本结构

14.3.2 模拟滤波器原型

14.4 FIR滤波器设计

14.4.1 窗函数FIR滤波器设计

14.4.2 基于频率采样法FIR带通滤波器设计

14.4.3 任意设计滤波器

14.5 随机信号系统处理模型

14.5.1 AR模型

14.5.2 MA模型

14.5.3 ARMA模型

14.6 小结

第15章 小波分析工具箱

15.1 小波分析简介

15.1.1 傅里叶变换与小波变换的比较

15.1.2 多分辨分析

15.2 小波变换

15.2.1 一维连续小波变换

15.2.2 高维连续小波变换

15.2.3 离散小波变换

15.3 小波包分析

15.3.1 小波包的定义

15.3.2 小波包的性质

15.3.3 几种常用的小波

15.4 小波工具箱简介

15.5 小波变换在图像处理中的应用

15.5.1 小波在图像压缩方面的应用

15.5.2 小波在图像边缘检测的应用

15.5.3 小波变换在图像增强方面的应用

15.6 小结

第16章 文件读取I/O操作

16.1 低级文件I/O程序

16.1.1 fopen函数

16.1.2 fclose函数

16.1.3 fwrite函数

16.1.4 fread函数

16.1.5 fscanf函数

16.1.6 fprintf函数

16.2 高级文件I/O程序

16.2.1 MAT文件操作

16.2.2 图像、声音和影片格式文件的操作

16.3 小结

第17章 Simulink仿真

17.1 Simulink的工作环境与启动

17.1.1 Simulink的仿真示例

17.1.2 Simulink的模块库

17.2 Simulink模型的创建

17.2.1 Simulink模块的基本操作

17.2.2 信号线的处理与修饰

17.2.3 常用模块的参数和属性设置

17.2.4 复杂系统的仿真与分析

17.2.5 创建模型的基本步骤

17.3 连续系统建模

17.4 非线性系统

17.5 子系统与封装

17.5.1 建立子系统

17.5.2 子系统的封装

17.5.3 条件执行子系统

17.5.4 触发子系统

17.6 过零检测和代数环

17.6.1 过零的发生

17.6.2 过零检测的实现方式

17.6.3 其他注意事项

17.6.4 直接馈通模块

17.6.5 代数环的产生

17.6.6 代数约束

17.7 用MATLAB命令创建和运行Simulink模型

17.8 小结

参考文献