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| 編輯推薦： |
本书严格参照教育厅《普通高等学校本科专业目录》文件，并在总结教学团队丰富教学经验的基础上组织编写。本书系统介绍MATLAB的基础知识和核心内容，力求从实用的角度，通过大量经典案例，对MATLAB的功能、操作和相关应用进行详细讲解，可以帮助读者快速掌握MATLAB的各种应用。
前后衔接、易教易学：注重知识内容体系的前后连贯，妥善处理前期课程与后续课程的衔接，讲解的同时注重内容的实用性和可读性，便于教师授课和学生学习。
由浅入深、循序渐进：从MATLAB基本知识讲起，辅以各种MATLAB应用示例，帮助读者尽快入门，掌握MATLAB应用能力。
步骤详尽、内容新颖：根据作者多年的MATLAB使用经验，结合大量操作示例，全面论述MATLAB的各种功能与使用技巧，讲解步骤详尽、图文并茂，便于读者快速掌握所学内容。
示例典型、轻松易学：通过学习应用案例的具体操作是掌握MATLAB的高效方法。本书通过各种典型应用示例深入剖析MATLAB的具体功能，有利于读者举一反三。
教学资源
微课视频
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教学课件
习题解答
实验指导
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说明：微课视频在本书文中扫码即可观看，其
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| 內容簡介： |
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MATLAB 是适合多学科、多工作平台的大型科学应用软件。本书详细讲解MATLAB 的基本功能与操作，帮助读者掌握利用MATLAB 解决实际问题的能力。全书详细讲解MATLAB 的基础知识、数组、矩阵运算、符号运算、程序设计、二维绘图、三维绘图、函数运用、数据分析与优化求解、输入与输出等内容，同时还对Simulink 系统仿真与应用进行详细的讲解。本书中的示例均已记录在M 文件及其他相关文件中，读者可以直接使用对应文件进行操作，以提高学习效率。本书内容翔实，结合示例引导，讲解深入浅出，可作为高等院校理工科相关专业研究生、本科生的教材，也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。
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| 關於作者： |
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徐奇伟 毕业于哈尔滨工业大学，博士。现就职于重庆大学，任电气工程学院副教授。长期从事电气工程领域的信息化及智能化方向的研究和应用，有20余年的从业经验，能熟练应用各类科学计算与工程应用软件。作为项目负责人，主持国家级、省部级及企业委托科研项目30余项，具有丰富的工程实践经验。在科技成果产业化方面，已研制出不同型号电力设备应用在电气行业中。
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| 目錄：
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目录
CONTENTS
第1 章初识 MATLAB1
22 分钟
11 MATLAB 简介1
12 工作界面 2
121 命令行窗口 3
122 命令历史记录窗口7
123 当前文件夹 9
124 工作区和变量编辑器9
13 搜索路径 12
131 路径搜索机制 12
132 设置搜索路径 13
14 M 文件 14
141 M 文件编辑器 14
142 函数式 M 文件 15
143 脚本式 M 文件 16
144 M 文件遵循的规则 17
15 通用命令 18
151 常用命令 18
152 编辑命令 19
153 特殊符号 19
154 数据存取 20
16 帮助系统 22
161 使用帮助命令 22
162 帮助导航 24
163 示例帮助 24
17 初步使用 MATLAB 25
本章小结 26
本章习题 26
第2 章基础知识29
30 分钟
21 基本概念 29
211 常量与变量 29
212 无穷量和非数值量 30
213 标量、向量、矩阵与数组 31
4 MATLAB 应用教程——编程方法、科学计算与系统仿真
214 命令、函数、表达式和语句 33
22 数据类型 34
221 数据类型概述 34
222 整数型 35
223 浮点数型 37
224 显示格式 39
225 常用函数 39
23 基本运算 40
231 算术运算 40
232 关系运算 42
233 逻辑运算 43
234 运算符优先级 46
235 常用函数 46
24 字符串 47
241 字符串变量 47
242 一维字符数组 47
243 对字符串的操作 48
244 二维字符数组 50
本章小结 52
本章习题 52
第3 章数组55
38 分钟
31 创建数组 55
311 空数组 55
312 一维数组（向量） 56
313 二维数组（矩阵） 58
314 多维数组 59
315 数组拼接 60
316 复数数组 61
32 创建标准数组 62
321 0-1数组 62
322 对角数组 63
323 随机数组 65
324 幻方数组 66
33 数组属性 68
331 数组维度 68
332 数组大小 68
333 数组数据类型 70
334 测试函数 70
34 数组索引与寻址 71
目录5
341 元素存储次序 71
342 元素的下标索引 72
343 数组元素赋值 74
344 抽取法创建数组 75
35 数组操作 76
351 保存和装载 77
352 扩展和裁剪 78
353 形状改变 84
354 数组查找 87
355 数组排序 89
356 数组运算 90
本章小结 91
本章习题 91
第4 章矩阵运算94
40 分钟
41 向量运算 94
411 加减和数乘 94
412 点积和叉积 95
42 矩阵基本运算 97
421 矩阵行列式的值 97
422 矩阵的秩 97
423 矩阵的逆与伪逆 98
424 矩阵算术运算 99
425 矩阵的乘幂 102
426 矩阵运算函数103
43 矩阵特征参数105
431 范数 105
432 条件数 107
433 特征值与特征向量108
44 稀疏矩阵 111
441 稀疏矩阵存储方式111
442 基本稀疏矩阵112
443 稀疏矩阵函数116
45 矩阵分解 118
451 Cholesky 分解118
452 不完全 Cholesky 分解 120
453 LU 分解 121
454 不完全 LU 分解 122
455 QR 分解 123
456 操作 QR 分解结果 124
6 MATLAB 应用教程——编程方法、科学计算与系统仿真
457 奇异值分解 125
本章小结 126
本章习题 126
第5 章符号运算129
23 分钟
51 符号对象 129
511 符号对象声明函数129
512 符号表达式与符号方程 133
513 符号函数134
514 符号矩阵134
515 自变量函数 136
52 符号运算函数137
521 符号变量代换137
522 符号对象转换为数值对象138
523 符号表达式化简 139
524 特定符号运算145
525 其他符号运算146
53 符号矩阵 147
531 元素访问147
532 加减运算148
533 乘法运算149
534 除法运算150
535 乘方运算151
536 指数运算151
54 符号方程求解151
541 代数方程求解152
542 微分方程求解154
本章小结 157
本章习题 157
第6 章程序设计160
21 分钟
61 程序语法规则160
611 程序设计中的变量160
612 编程方法161
62 程序结构 161
621 顺序结构162
622 循环结构162
623 条件结构167
63 控制语句 170
631 continue 语句170
目录7
632 break 语句 171
633 keyboard 语句172
634 return 语句173
635 input 函数174
64 程序调试 174
641 常见的错误类型 175
642 直接调试法 175
643 工具调试法 176
644 程序调试命令177
645 程序调试剖析178
本章小结 181
本章习题 181
第7 章二维绘图184
13 分钟
71 数据可视化184
711 划分子图184
712 离散数据可视化 186
713 连续函数可视化 188
72 二维图形绘制189
721 二维图形绘制步骤189
722 基本绘图函数190
723 绘制函数图 193
724 特殊坐标图 197
725 专用绘图函数201
73 图形的修饰207
731 色彩、线型和点型207
732 坐标轴的调整208
733 刻度和栅格 210
734 设置坐标框 211
735 图形标识与注释 212
736 图案填充215
本章小结 217
本章习题 218
第8 章三维绘图222
11 分钟
81 三维图形绘制222
811 基本绘图步骤222
812 基本绘图函数223
813 图形的修饰 226
82 网格与曲面图226
8 MATLAB 应用教程——编程方法、科学计算与系统仿真
821 生成栅格数据226
822 数据生成函数228
823 绘制网格图 229
824 绘制曲面图 231
825 绘制函数图 232
83 专用绘图函数234
831 序列图 234
832 条形图 235
833 饼图 236
834 等高线图236
本章小结 237
本章习题 238
第9 章函数运用240
15 分钟
91 函数文件 240
911 函数文件结构240
912 函数调用243
92 函数类型 245
921 匿名函数245
922 主函数 246
923 嵌套函数246
924 子函数 247
925 私有函数247
926 重载函数247
93 参数传递 248
931 参数传递概述248
932 输入和输出参数的数目 248
933 可变数目的参数传递249
934 返回被修改的输入参数 250
935 全局变量251
本章小结 251
本章习题 252
第10 章 Simulink 系统仿真 254
16 分钟
101 基本介绍254
1011 运行 Simulink 254
1012 初识模块库255
1013 打开系统模型256
1014 保存系统模型256
1015 打印模型框图并生成报告256
目录9
1016 常用鼠标和键盘操作257
1017 环境设置 258
1018 仿真基本步骤259
1019 系统封装 261
102 模块库介绍262
1021 信号源模块库262
1022 信号输出模块库 263
1023 表格模块库264
1024 数学运算模块库 265
1025 连续模块库266
1026 非线性模块库268
1027 离散模块库269
1028 信号路由模块库 270
103 模块操作271
1031 Simulink 模块类型 271
1032 模块的创建272
1033 模块的连接273
1034 模块参数设置276
104 系统仿真276
1041 设置仿真参数277
1042 启动仿真 278
1043 仿真结果分析278
1044 简单系统的仿真分析279
本章小结 283
本章习题 283
第11 章数据分析与优化求解286
21 分钟
111 多项式计算286
1111 四则运算 286
1112 多项式导函数287
1113 多项式导函数求值 288
112 数据插值289
1121 一维插值 289
1122 二维插值 291
1123 三维插值 293
1124 多维插值 294
1125 样条插值 295
113 曲线拟合296
1131 多项式拟合296
1132 曲线拟合工具297
10 MATLAB 应用教程——编程方法、科学计算与系统仿真
114 优化问题300
1141 创建优化变量301
1142 创建方程问题301
1143 创建优化问题302
1144 问题求解 304
本章小结 309
本章习题 309
第12 章输入与输出 313
17 分钟
121 文件打开与关闭 313
1211 打开文件 313
1212 关闭文件 314
122 文件读写315
1221 读取二进制文件 315
1222 写入二进制文件 317
1223 写入文本文件318
1224 读取文本文件319
1225 文件格式化与二进制输入/输出 321
123 文件位置控制323
1231 检测函数 323
1232 错误提示 324
1233 判断数据位置325
1234 指针位置设定325
本章小结 326
本章习题 326
参考文献 330
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| 內容試閱：
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前言
PREFACE
MATLAB是由美国MathWorks公司推出的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。目前众多高校开设了MATLAB相关课程，广大师生迫切需要拥有一本有效学习MATLAB课程的优秀教材。基于此，编者编写了本书，详细讲解MATLAB的基础知识和核心内容。全书力求从实用的角度出发，通过大量经典案例，对MATLAB的功能、操作和相关应用进行详细讲解，可以帮助读者快速掌握MATLAB的各种应用。本书基于MATLAB2022a版本进行编写，是
进行MATLAB设计和应用的优秀教科书。
1．本书特点
前后衔接、易教易学。注重知识内容体系的前后连贯，妥善处理前期课程与后续课程的衔接，讲解的同时注重内容的实用性和可读性，便于教师授课和学生学习。由浅入深、循序渐进。本书以初、中级读者为对象，从MATLAB基本知识讲起，辅以各种MATLAB应用示例，帮助读者尽快提高MATLAB的应用技能。步骤详尽、内容新颖。本书根据编者多年的MATLAB使用经验，结合大量操作示例，将MATLAB的各种功能、使用技巧等详细地讲解给读者。讲解过程步骤详尽、内容新颖，并辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲内容。示例典型、轻松易学。学习应用案例的具体操作是掌握MATLAB使用方法的最好方式。本书通过应用示例，详尽透彻地讲解了MATLAB的各种功能。
2．本书内容
本书在介绍MATLAB环境的基础上，详细讲解了MATLAB的基础知识和核心内容。书中各章均提供了大量针对性示例，并辅以图片和注释，供读者实战练习，快速掌握MATLAB的应用。全书共12章，具体内容如下。
第一部分（第1～5章）为MATLAB基础知识，主要介绍MATLAB的工作界面、通用命令、数据类型、基本运算等基础知识，同时对数组、矩阵的创建与操作以及符号运算等内容做了详细讲解。数组运算函数、多维数组的操作部分作为本书的附赠内容，读者可根据需要学习。
第二部分（第6～9章）为MATLAB程序设计与数据可视化，主要讲解程序结构与控制、程序调试与优化方法，介绍二维、三维图形的绘制与处理，以及函数类型与参数传递等。程序优化、三维图形控制部分作为本书的附赠内容，读者可根据需要学习。
第三部分（第10章）为Simulink仿真应用，主要介绍Simulink仿真环境、模块库、模块操作、系统仿真等内容。Simulink仿真与调试作为本书的附赠内容，读者可根据需要学习。
2MATLAB应用教程——编程方法、科学计算与系统仿真
第四部分（第11、12章）为MATLAB高级应用，主要讲解数据分析与优化求解、输入与输出等内容。微积分运算部分作为本书的附赠内容，读者可根据需要进行学习。另外，编者专为本书编写了上机实验操作部分内容，读者在学习过程中可以通过上机实操学习掌握MATLAB。
3．读者对象
本书适合MATLAB初学者和希望提高MATLAB应用技能的读者，具体如下。
MATLAB爱好者?广大科研工作者大中专院校教师和在校生相关培训机构教师和学员参加数学建模大赛的学生。
4．读者服务
读者在学习过程中如果遇到与本书有关的技术问题，可以访问“算法仿真”公众号获取帮助，公众号提供了读者与编者的沟通渠道。同时，读者可以扫描图书封四勒口处二维码获取教学大纲、教学课件、程序代码、实验指导、测试试卷、习题解答等学习资源。
5．本书编者
本书由徐奇伟编著，在编写过程中，王翔翼、易良武、张富齐、龙学汉、赵博文等提供了部分素材，在此一并表示感谢。虽然编者在本书的编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中疏漏之处在所难免，希望读者能够及时指出，共同促进本书质量的提高。最后再次希望本书能为读者的学习和工作提供帮助！
编者
2024年10月
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