MATLAB 2020中文版从入门到精通

全书以MATLAB 2020为基础，结合高等学校的教学任务和计算科学的应用，详细讲解了数学计算和仿真分析的各种方法和技巧，力争让学生与零基础读者*终脱离书本，将所学知识应用于工程实践中。 本书主要内容包括MATLAB基础知识，程序设计基础，二维图形、三维图形绘制，图像绘制，数列、级数与极限计算，符号运算，积分计算，微分方程，图形用户界面设计，Simulink仿真基础，MATLAB联合编程，优化设计，供应中心选址设计实例，数字低通信号频谱分析设计实例，函数*化解设计实例等。本书内容覆盖数学计算与仿真分析的各个方面，既有MATLAB基本函数的介绍，又有用MATLAB编写的计算程序，以及利用函数解决不同数学应用问题的方案等。 本书既可作为MATLAB初学者的入门用书，又可作为相关工程技术人员、大学生、研究生的工具书。

第 1章 MATLAB基础知识 1 

1.1 MATLAB中的科学计算概述 1 

1.1.1 MATLAB的发展历程 1 

1.1.2 MATLAB系统 2 

1.2 MATLAB 2020的工作界面 3 

1.2.1 标题栏 3 

1.2.2 功能区 4 

1.2.3 工具栏 4 

1.2.4 命令行窗口 4 

1.2.5 命令历史记录窗口 6 

1.2.6 当前文件夹窗口 7 

1.2.7 工作区窗口 8 

1.2.8 图像窗口 11 

1.3 MATLAB命令的组成 11 

1.3.1 基本符号 12 

1.3.2 功能符号 13 

1.3.3 常用命令 14 

1.3.4 基本数学函数 16 

1.4 M文件 16 

1.4.1 命令式文件 17 

1.4.2 函数式文件 19 

第 2章 程序设计基础 20 

2.1 数据类型 20 

2.1.1 变量与常量 20 

2.1.2 数值 22 

2.1.3 字符串 26 

2.1.4 向量 29 

2.1.5 矩阵 32 

2.1.6 单元型变量 37 

2.1.7 结构型变量 40 

2.2 运算符 41 

2.2.1 算术运算符 41 

2.2.2 关系运算符 42 

2.2.3 逻辑运算符 42 

2.3 数值运算 42 

2.3.1 矩阵运算 42 

2.3.2 向量运算 49 

2.4 MATLAB的帮助系统 52 

2.4.1 联机帮助系统 52 

2.4.2 帮助命令 52 

2.4.3 联机演示系统 54 

2.4.4 网络资源 56 

2.5 MATLAB程序设计 57 

2.5.1 表达式、表达式语句与赋值语句 57 

2.5.2 程序结构 58 

2.5.3 程序流程控制指令 64 

2.5.4 人机交互语句 65 

2.5.5 MATLAB程序的调试命令 67 

2.6 函数句柄 67 

2.6.1 函数句柄的创建与显示 67 

2.6.2 函数句柄的调用与操作 68 

2.6.3 辅助函数 68 

2.7 操作实例——调用记录结果的显示 72 

第3章 二维图形绘制 76 

3.1 二维曲线的绘制 76 

3.1.1 绘制二维图形 76 

3.1.2 多图形显示 82 

3.1.3 函数图形的绘制 86 

3.2 图形属性设置 90 

3.2.1 图形窗口的属性 90 

3.2.2 图形放大与缩小 94 

3.2.3 颜色控制 95 

3.2.4 坐标系与坐标轴 96 

3.2.5 图形注释 100 

3.3 操作实例——编写一个普通话等级考试评定函数 106 

第4章 三维图形绘制 109 

4.1 三维绘图 109 

4.1.1 三维曲线绘图函数 109 

4.1.2 三维网格函数 113 

4.1.3 三维曲面函数 117 

4.1.4 柱面与球面 120 

4.1.5 散点图 122 

4.1.6 三维图形等值线 123 

4.2 三维图形修饰处理 129 

4.2.1 视角处理 129 

4.2.2 颜色处理 131 

4.2.3 光照处理 134 

4.3 操作实例——绘制函数的三维视图 138 

第5章 图像绘制 141 

5.1 网格图形 141 

5.2 彗星图 142 

5.3 向量图形 144 

5.4 图像处理 146 

5.4.1 图像的显示 146 

5.4.2 图像的读写 149 

5.4.3 图像格式的转换 151 

5.4.4 图像信息查询 153 

5.5 动画演示 154 

5.5.1 动画帧 155 

5.5.2 动画线条 157 

5.5.3 生成动画 160 

5.6 操作实例——正弦函数运动动画 162 

第6章 数列、级数与极限计算 164 

6.1 数列 164 

6.1.1 数列求和 165 

6.1.2 数列求积 172 

6.1.3 数列扩展 176 

6.2 级数 179 

6.2.1 级数求和函数 179 

6.2.2 级数累乘函数 180 

6.3 极限与导数 181 

6.3.1 极限 181 

6.3.2 导数 183 

6.4 操作实例——三角函数的近似导数 185 

第7章 符号运算 187 

7.1 符号与数值 187 

7.1.1 符号与数值间的转换 187 

7.1.2 符号与数值间的精度设置 188 

7.2 符号矩阵 189 

7.2.1 符号矩阵的创建 190 

7.2.2 符号矩阵的其他运算 192 

7.2.3 符号多项式的简化 195 

7.3 多元函数分析 198 

7.3.1 雅可比矩阵 198 

7.3.2 实数矩阵的梯度 199 

7.4 方程的运算 200 

7.4.1 方程组的介绍 201 

7.4.2 方程式的解 201 

7.4.3 线性方程求解 203 

7.5 线性方程组求解 203 

7.5.1 线性方程组定义 203 

7.5.2 利用矩阵的基本运算 204 

7.5.3 利用矩阵分解法求解 207 

7.5.4 非负*小二乘解 211 

7.6 操作实例——四元一次方程组求解 212 

第8章 积分计算 218 

8.1 积分 218 

8.1.1 定积分与广义积分 218 

8.1.2 不定积分 220 

8.1.3 多重积分 220 

8.2 积分变换 224 

8.2.1 傅里叶（Fourier）变换 224 

8.2.2 傅里叶（Fourier）逆变换 225 

8.2.3 快速傅里叶（Fourier）变换 226 

8.2.4 拉普拉斯（Laplace）变换 228 

8.2.5 拉普拉斯（Laplace）逆变换 229 

8.3 复杂函数 230 

8.3.1 泰勒（Taylor）展开 230 

8.3.2 傅里叶（Fourier）展开 232 

8.4 操作实例——正弦信号频谱图 233 

第9章 微分方程 236 

9.1 欧拉方法 236 

9.2 龙格-库塔方法 238 

9.2.1 龙格-库塔方法 239 

9.2.2 龙格-库塔（Runge-Kutta）方法解刚性问题 244 

9.3 PDE模型方法 245 

9.3.1 PDE模型函数 246 

9.3.2 网格图 247 

9.3.3 几何图形 252 

9.3.4 边界条件 255 

9.4 偏微分方程 256 

9.4.1 偏微分方程介绍 256 

9.4.2 偏微分方程求解 257 

9.5 操作实例——带雅克比矩阵的非线性方程组求解 261 

第 10章 图形用户界面设计 263 

10.1 用户界面概述 263 

10.1.1 用户界面对象 263 

10.1.2 图形用户界面 264 

10.2 图形用户界面设计方法 266 

10.2.1 GUI概述 266 

10.2.2 创建控件 266 

10.2.3 控件属性编辑 271 

10.3 控件编程 274 

10.3.1 菜单设计 274 

10.3.2 回调函数 277 

10.4 操作实例——图片缩放 280 

第 11章 Simulink仿真基础 285 

11.1 Simulink简介 285 

11.1.1 Simulink模型的特点 286 

11.1.2 Simulink的数据类型 288 

11.2 Simulink模块库 290 

11.2.1 常用模块库 291 

11.2.2 子系统及其封装 293 

11.3 模块的创建 298 

11.3.1 创建模块文件 298 

11.3.2 模块的基本操作 300 

11.3.3 模块参数设置 301 

11.3.4 模块的连接 302 

11.4 仿真分析 305 

11.4.1 仿真参数设置 305 

11.4.2 仿真的运行和分析 307 

11.4.3 仿真错误诊断 308 

11.5 回调函数 309 

11.6 操作实例——弹球模型动态系统 311