MATLAB程序设计及应用 / 普通高等教育电子信息类系列教材
￥40.00定价
作者： 赵转哲
出版时间：2023-07
出版社：西安电子科技大学出版社
- 西安电子科技大学出版社
- 9787560667867
- 1-1
- 514046
- 49242212-6
- 平装
- 16开
- 2023-07
- 341
- 232
- TP317
- 机械、仪表工业
- 本科 高职
内容简介
本书主要介绍MATLAB概述、MATLAB基础数学运算、MATLAB程序控制、数据可视化、数据插值与拟合、回归分析和方差分析、最优化设计、智能算法、机械工程设计、Simulink动态仿真设计、信号处理、 神经网络等内容，通过简明扼要的讲解、典型例题的引导和分析，充分展现了MATLAB在数学计算、算法编程、数据分析、绘图处理、Simulink动态仿真和工程应用方面的强大功能。通过学习本书， 读者可轻松掌握MATLAB的编程技术，为今后的课程学习、科学研究、行业应用开发等实践活动打下坚实基础。
本书可以作为高等院校电子信息类专业本科生、研究生的教材，也可作为在相关领域从事教学和科研工作的人员的参考书籍。
本书配有教学视频，读者可登录www.ehuixue.cn网站，注册后观看学习。本书还配有电子课件，有需要者可登录出版社网站，免费下载。
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目录
第1章 MATLAB概述 1
1.1 MATLAB简介 1
1.1.1 MATLAB的发展 1
1.1.2 MATLAB的主要特点 2
1.1.3 MATLAB系统组成 3
1.1.4 MATLABR2021b的新特性 4
1.2 MATLAB工作环境 5
1.2.1 MATLAB的安装、启动和退出 5
1.2.2 MATLAB的操作界面 7
1.3 MATLAB帮助系统 11
1.3.1 纯文本帮助 11
1.3.2 演示帮助 12
1.4 MATLAB使用初步 14
1.5 思考练习 15
第2章 MATLAB基础数学运算 16
2.1 数据类型 16
2.2 运算符 19
2.2.1 算术运算符 19
2.2.2 关系运算符 20
2.2.3 逻辑运算符 21
2.3 字符串处理 22
2.3.1 字符串的表示 22
2.3.2 字符串的操作 23
2.4 数组的运算 25
2.4.1 数组的创建和操作 25
2.4.2 数组的运算 27
2.5 矩阵运算 30
2.5.1 矩阵的建立 30
2.5.2 矩阵的拆分 31
2.5.3 矩阵分析 34
2.5.4 特殊矩阵 36
2.6 思考练习 38
第3章 MATLAB程序控制 39
3.1 M文件 39
3.1.1 脚本文件 39
3.1.2 函数文件 40
3.1.3 实时脚本文件 41
3.2 程序结构 42
3.2.1 顺序结构 42
3.2.2 选择结构 43
3.2.3 循环结构 45
3.3 程序的流程控制 46
3.3.1 break命令 46
3.3.2 continue命令 47
3.3.3 return命令 48
3.3.4 pause命令 49
3.3.5 echo命令 49
3.3.6 warning命令 50
3.3.7 error命令 51
3.4 程序调试与优化 51
3.4.1 程序调试 51
3.4.2 程序优化 53
3.5 思考练习 54
第4章 数据可视化 55
4.1 二维图形的绘制 55
4.1.1 绘制单根二维曲线 55
4.1.2 绘制多根二维曲线 57
4.1.3 设置曲线样式 60
4.1.4 图形标注与坐标控制 62
4.1.5 图形窗口的分割 63
4.1.6 其他二维图形的绘制 63
4.2 三维图形绘制 65
4.2.1 三维曲线 65
4.2.2 三维曲面 66
4.2.3 其他三维图形 71
4.3 思考练习 73
第5章 数据插值与拟合 74
5.1 数据插值 74
5.1.1 一维数据插值 74
5.1.2 二维数据插值 76
5.2 曲线拟合 78
5.2.1 曲线拟合原理 78
5.2.2 曲线拟合的实现 78
5.3 工程综合应用案例 79
5.4 思考练习 82
第6章 回归分析和方差分析 84
6.1 回归分析 84
6.1.1 多元线性回归 84
6.1.2 多元二项式回归 87
6.1.3 非线性回归 90
6.2 MATLAB数理统计基础 92
6.2.1 参数估计和假设检验 92
6.2.2 非参数Bootstrap方法 95
6.3 多元数据相关分析 97
6.3.1 聚类分析 97
6.3.2 主成分分析 98
6.3.3 因子分析 99
6.3.4 判别分析 100
6.3.5 典型相关分析 101
6.3.6 对应分析 102
6.4 方差分析 103
6.5 工程实际案例 105
6.6 思考练习 111
第7章 最优化设计 113
7.1 优化问题概述 113
7.1.1 优化问题模型 113
7.1.2 数学求解 115
7.1.3 非线性最小二乘优化问题 116
7.2 MATLAB中的优化工具箱 117
7.3 优化函数的参数设置与定义 119
7.4 基于模拟退火算法的极值求解 122
7.4.1 模拟退火算法 123
7.4.2 模拟退火算法的应用 123
7.5 思考练习 124
第8章 智能算法 125
8.1 粒子群算法 125
8.1.1 理论基础 125
8.1.2 在多模态函数寻优中的应用 126
8.1.3 函数particleswarm的应用 129
8.2 遗传算法 130
8.2.1 遗传算法的基本思想 130
8.2.2 遗传算法的步骤 130
8.2.3 基于遗传算法的函数寻优及程序实现 132
8.3 混合蛙跳算法 138
8.3.1 基本思想 138
8.3.2 数学模型 139
8.3.3 算法流程及基本步骤 140
8.3.4 基于SFLA的函数极值求解及MATLAB实现 142
8.4 思考练习 145
第9章 机械工程设计 146
9.1 连杆机构设计 146
9.1.1 曲柄存在条件 146
9.1.2 传动角 147
9.1.3 平面连杆机构设计 148
9.2 平面机构优化设计 150
9.3 平面连杆机构运动分析 154
9.4 思考练习 158
第10章 Simulink动态仿真设计 159
10.1 Simulink仿真环境 159
10.2 Simulink模块库 161
10.2.1 标准模块库 161
10.2.2 专业模块库 162
10.3 Simulink的基本操作和模块的创建 162
10.3.1 模块的基本操作 162
10.3.2 信号线的基本操作 163
10.3.3 系统模型的基本操作 164
10.3.4 子系统的建立 165
10.4 Simulink系统建模 167
10.5 Simulink的运行仿真 168
10.5.1 运行仿真过程 168
10.5.2 仿真参数的设置 170
10.5.3 示波器的使用 172
10.5.4 一般系统的仿真 176
10.6 思考练习 178
第11章 信号处理 180
11.1 MATLAB信号处理基础知识 180
11.1.1 信号采样 180
11.1.2 噪声模拟 181
11.1.3 频谱分析 182
11.2 统计信号处理 184
11.2.1 自相关计算 184
11.2.2 互相关计算 186
11.2.3 功率谱估计 187
11.3 IIR滤波器 188
11.3.1 IIR滤波器的基本原理 188
11.3.2 巴特沃斯滤波器 189
11.3.3 切比雪夫滤波器 190
11.3.4 椭圆滤波器 193
11.3.5 信号分析实例 194
11.4 FIR滤波器 196
11.4.1 FIR滤波器的基本原理 196
11.4.2 基于窗函数设计FIR滤波器 196
11.4.3 FIR滤波器的优化设计 200
11.4.4 信号分析实例 201
11.5 特殊波形发生函数 204
11.5.1 扫频信号 204
11.5.2 冲激信号 207
11.5.3 锯齿波信号 207
11.5.4 sinc信号 208
11.5.5 方波信号 209
11.5.6 信号分析实例 210
11.6 思考练习 212
第12章 神经网络 214
12.1 BP神经网络 214
12.1.1 BP神经网络概述 214
12.1.2 语音特征信号识别 215
12.2 模型建立 216
12.3 MATLAB实现 217
12.3.1 归一化方法及MATLAB函数 217
12.3.2 数据选择和归一化 218
12.3.3 BP神经网络结构的初始化 219
12.3.4 BP神经网络的训练 219
12.3.5 BP神经网络的分类 221
12.3.6 结果分析 222
12.4 思考练习 223
参考文献 224
1.1 MATLAB简介 1
1.1.1 MATLAB的发展 1
1.1.2 MATLAB的主要特点 2
1.1.3 MATLAB系统组成 3
1.1.4 MATLABR2021b的新特性 4
1.2 MATLAB工作环境 5
1.2.1 MATLAB的安装、启动和退出 5
1.2.2 MATLAB的操作界面 7
1.3 MATLAB帮助系统 11
1.3.1 纯文本帮助 11
1.3.2 演示帮助 12
1.4 MATLAB使用初步 14
1.5 思考练习 15
第2章 MATLAB基础数学运算 16
2.1 数据类型 16
2.2 运算符 19
2.2.1 算术运算符 19
2.2.2 关系运算符 20
2.2.3 逻辑运算符 21
2.3 字符串处理 22
2.3.1 字符串的表示 22
2.3.2 字符串的操作 23
2.4 数组的运算 25
2.4.1 数组的创建和操作 25
2.4.2 数组的运算 27
2.5 矩阵运算 30
2.5.1 矩阵的建立 30
2.5.2 矩阵的拆分 31
2.5.3 矩阵分析 34
2.5.4 特殊矩阵 36
2.6 思考练习 38
第3章 MATLAB程序控制 39
3.1 M文件 39
3.1.1 脚本文件 39
3.1.2 函数文件 40
3.1.3 实时脚本文件 41
3.2 程序结构 42
3.2.1 顺序结构 42
3.2.2 选择结构 43
3.2.3 循环结构 45
3.3 程序的流程控制 46
3.3.1 break命令 46
3.3.2 continue命令 47
3.3.3 return命令 48
3.3.4 pause命令 49
3.3.5 echo命令 49
3.3.6 warning命令 50
3.3.7 error命令 51
3.4 程序调试与优化 51
3.4.1 程序调试 51
3.4.2 程序优化 53
3.5 思考练习 54
第4章 数据可视化 55
4.1 二维图形的绘制 55
4.1.1 绘制单根二维曲线 55
4.1.2 绘制多根二维曲线 57
4.1.3 设置曲线样式 60
4.1.4 图形标注与坐标控制 62
4.1.5 图形窗口的分割 63
4.1.6 其他二维图形的绘制 63
4.2 三维图形绘制 65
4.2.1 三维曲线 65
4.2.2 三维曲面 66
4.2.3 其他三维图形 71
4.3 思考练习 73
第5章 数据插值与拟合 74
5.1 数据插值 74
5.1.1 一维数据插值 74
5.1.2 二维数据插值 76
5.2 曲线拟合 78
5.2.1 曲线拟合原理 78
5.2.2 曲线拟合的实现 78
5.3 工程综合应用案例 79
5.4 思考练习 82
第6章 回归分析和方差分析 84
6.1 回归分析 84
6.1.1 多元线性回归 84
6.1.2 多元二项式回归 87
6.1.3 非线性回归 90
6.2 MATLAB数理统计基础 92
6.2.1 参数估计和假设检验 92
6.2.2 非参数Bootstrap方法 95
6.3 多元数据相关分析 97
6.3.1 聚类分析 97
6.3.2 主成分分析 98
6.3.3 因子分析 99
6.3.4 判别分析 100
6.3.5 典型相关分析 101
6.3.6 对应分析 102
6.4 方差分析 103
6.5 工程实际案例 105
6.6 思考练习 111
第7章 最优化设计 113
7.1 优化问题概述 113
7.1.1 优化问题模型 113
7.1.2 数学求解 115
7.1.3 非线性最小二乘优化问题 116
7.2 MATLAB中的优化工具箱 117
7.3 优化函数的参数设置与定义 119
7.4 基于模拟退火算法的极值求解 122
7.4.1 模拟退火算法 123
7.4.2 模拟退火算法的应用 123
7.5 思考练习 124
第8章 智能算法 125
8.1 粒子群算法 125
8.1.1 理论基础 125
8.1.2 在多模态函数寻优中的应用 126
8.1.3 函数particleswarm的应用 129
8.2 遗传算法 130
8.2.1 遗传算法的基本思想 130
8.2.2 遗传算法的步骤 130
8.2.3 基于遗传算法的函数寻优及程序实现 132
8.3 混合蛙跳算法 138
8.3.1 基本思想 138
8.3.2 数学模型 139
8.3.3 算法流程及基本步骤 140
8.3.4 基于SFLA的函数极值求解及MATLAB实现 142
8.4 思考练习 145
第9章 机械工程设计 146
9.1 连杆机构设计 146
9.1.1 曲柄存在条件 146
9.1.2 传动角 147
9.1.3 平面连杆机构设计 148
9.2 平面机构优化设计 150
9.3 平面连杆机构运动分析 154
9.4 思考练习 158
第10章 Simulink动态仿真设计 159
10.1 Simulink仿真环境 159
10.2 Simulink模块库 161
10.2.1 标准模块库 161
10.2.2 专业模块库 162
10.3 Simulink的基本操作和模块的创建 162
10.3.1 模块的基本操作 162
10.3.2 信号线的基本操作 163
10.3.3 系统模型的基本操作 164
10.3.4 子系统的建立 165
10.4 Simulink系统建模 167
10.5 Simulink的运行仿真 168
10.5.1 运行仿真过程 168
10.5.2 仿真参数的设置 170
10.5.3 示波器的使用 172
10.5.4 一般系统的仿真 176
10.6 思考练习 178
第11章 信号处理 180
11.1 MATLAB信号处理基础知识 180
11.1.1 信号采样 180
11.1.2 噪声模拟 181
11.1.3 频谱分析 182
11.2 统计信号处理 184
11.2.1 自相关计算 184
11.2.2 互相关计算 186
11.2.3 功率谱估计 187
11.3 IIR滤波器 188
11.3.1 IIR滤波器的基本原理 188
11.3.2 巴特沃斯滤波器 189
11.3.3 切比雪夫滤波器 190
11.3.4 椭圆滤波器 193
11.3.5 信号分析实例 194
11.4 FIR滤波器 196
11.4.1 FIR滤波器的基本原理 196
11.4.2 基于窗函数设计FIR滤波器 196
11.4.3 FIR滤波器的优化设计 200
11.4.4 信号分析实例 201
11.5 特殊波形发生函数 204
11.5.1 扫频信号 204
11.5.2 冲激信号 207
11.5.3 锯齿波信号 207
11.5.4 sinc信号 208
11.5.5 方波信号 209
11.5.6 信号分析实例 210
11.6 思考练习 212
第12章 神经网络 214
12.1 BP神经网络 214
12.1.1 BP神经网络概述 214
12.1.2 语音特征信号识别 215
12.2 模型建立 216
12.3 MATLAB实现 217
12.3.1 归一化方法及MATLAB函数 217
12.3.2 数据选择和归一化 218
12.3.3 BP神经网络结构的初始化 219
12.3.4 BP神经网络的训练 219
12.3.5 BP神经网络的分类 221
12.3.6 结果分析 222
12.4 思考练习 223
参考文献 224
