【清華社直發】MATLAB基礎教程（第三版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

本書基於MATLAB R2016b，重點介紹 MATLAB 的基礎應用，包括利用MATLAB進行科學計算、編寫程序、繪製圖形等，以簡練的語言和富有代錶性的實例嚮讀者介紹MATLAB的功能和使用方法，為初識 MATLAB 的用戶提供指導。全書共分12章，對MATLAB的常用函數和功能進行瞭詳細介紹，並通過實例及大量的圖形進行瞭說明，包括MATLAB R2016b簡介，MATLAB的基本使用方法，數組和嚮量，MATLAB的數學運算，字符串、單元數組和結構體，MATLAB編程，MATLAB的符號處理，MATLAB繪圖，MATLAB句柄圖形，MATLAB GUI設計，Simulink的建模與仿真，文件和數據的導入與導齣。此外，本書每章都配有習題，輔助讀者學習MATLAB。

本書結構清晰、內容詳盡，可以作為理工科院校相關專業的教材，也可以作為MATLAB初中級用戶學習的參考書。

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本教程內容豐富、結構閤理、思路清晰、語言簡練流暢、示例翔實。每一章的引言部分概述瞭該章的學習目標和學習重點。在每一章的正文中，結閤所講述的關鍵技術和難點，穿插瞭大量極富實用價值的示例。每一章末尾都安排瞭有針對性的應用實例和練習題，練習題有助於培養讀者的實際動手能力，增強對基本概念的理解和實際應用能力。

第1章  MATLAB R2016b簡介 1

1.1  MATLAB簡介 1

1.1.1  MATLAB概述 1

1.1.2  MATLAB的基本功能 2

1.1.3  MATLAB的更新 3

1.2  MATLAB R2016b的用戶

界麵 4

1.2.1  啓動MATLAB R2016b 4

1.2.2  MATLAB R2016b的

主界麵 4

1.2.3  MATLAB R2016b的帶狀

工具欄及功能區介紹 6

1.2.4  MATLAB R2016b的主要

窗口 11

1.3  MATLAB R2016b的路徑

搜索 13

1.3.1  MATLAB R2016b的

當前路徑 13

1.3.2  MATLAB R2016b的

路徑搜索 14

1.4  習題 15

第2章  MATLAB的基本使用方法 16

2.1  簡單的數學運算 16

2.1.1  簡單的計算器使用法 16

2.1.2  MATLAB中的常用數學

函數 17

2.1.3  MATLAB的數學運算符 20

2.1.4  標點符號的使用 21

2.2  常用的操作命令和快捷鍵 23

2.3  MATLAB的數據類型 24

2.3.1  整數 24

2.3.2  浮點數 26

2.3.3  復數 27

2.3.4  邏輯變量 28

2.3.5  各種數據類型之間的轉換 31

2.3.6  數據類型操作函數 32

2.3.7  變量 33

2.3.8  係統預定義的特殊變量 34

2.4  MATLAB的運算符 35

2.4.1  關係運算符 36

2.4.2  邏輯運算符 36

2.4.3  運算符的優先級 37

2.5  MATLAB的一些基礎函數 38

2.5.1  位操作函數 38

2.5.2  邏輯運算函數 39

2.5.3  集閤函數 40

2.5.4  時間與日期函數 41

2.6  MATLAB腳本文件 42

2.6.1  腳本文件的用法 42

2.6.2  塊注釋 43

2.6.3  代碼單元 44

2.7  習題 44

第3章  數組和嚮量 46

3.1  MATLAB數組 46

3.2  創建數組 47

3.3  數組操作 49

3.3.1  獲取數組中的元素 49

3.3.2  各類型數組操作 49

3.4  MATLAB嚮量 57

3.4.1  創建嚮量 57

3.4.2  嚮量尺寸 59

3.4.3  嚮量索引 59

3.4.4  縮短嚮量 60

3.4.5  嚮量操作 61

3.5  習題 68

第4章  MATLAB的數學運算 70

4.1  多項式與插值 70

4.1.1  多項式的錶示 70

4.1.2  多項式的四則運算 71

4.1.3  多項式的其他運算 72

4.1.4  數據插值 74

4.2  函數運算 78

4.2.1  函數的錶示 78

4.2.2  數學函數圖像的繪製 79

4.2.3  函數求極值 81

4.2.4  函數求解 84

4.2.5  數值積分 86

4.2.6  含參數函數的使用 89

4.3  微分方程 91

4.3.1  常微分方程初值問題 91

4.3.2  常微分方程邊值問題 94

4.4  習題 96

第5章  字符串、單元數組和結構體 97

5.1  字符串 97

5.1.1  字符串的生成 97

5.1.2  字符串操作 99

5.1.3  字符串的比較、查找和

替換 100

5.1.4  字符串與數值之間的

轉換 103

5.2  單元數組和結構體 105

5.2.1  單元數組 105

5.2.2  結構體 109

5.3  習題 113

第6章  MATLAB編程 114

6.1  腳本文件和編輯器 114

6.1.1  創建和使用腳本文件 115

6.1.2  有效使用腳本文件 116

6.1.3  有效使用命令窗口和

編輯器 117

6.1.4  調試腳本文件 117

6.1.5  編程風格 118

6.1.6  記錄度量單位 118

6.1.7  使用腳本文件存儲數據 119

6.1.8  控製輸入和輸齣 119

6.1.9  用戶輸入 120

6.1.10  腳本文件示例 121

6.2  程序設計和開發 122

6.2.1  算法和控製結構 122

6.2.2  結構化程序設計 122

6.2.3  自頂嚮下的設計和

程序文檔 123

6.2.4  僞代碼 125

6.2.5  查找故障 127

6.2.6  開發大型程序 127

6.3  關係運算符和邏輯變量 128

6.3.1  logical類 129

6.3.2  logical函數 129

6.3.3  使用邏輯數組訪問數組 130

6.4  邏輯運算符和函數 130

6.4.1  NOT運算 131

6.4.2  &和|運算符 131

6.4.3  異或函數 132

6.4.4  短路邏輯運算符 133

6.4.5  邏輯運算符和find函數 135

6.5  條件語句 136

6.5.1  if語句 137

6.5.2  else語句與elseif語句 139

6.5.3  字符串和條件語句 143

6.6  循環 145

6.6.1  for循環 145

6.6.2  break和continue語句 147

6.6.3  使用數組作為循環索引 147

6.6.4  隱含循環 148

6.6.5  使用邏輯數組作為掩碼 150

6.6.6  while循環 151

6.7  switch結構 153

6.8  調試MATLAB程序 155

6.8.1  “編輯”功能區 155

6.8.2  “斷點”功能區 156

6.8.3  “運行”功能區 157

6.8.4  設置項 158

6.8.5  查找故障 158

6.8.6  調試一個循環 160

6.9  習題 161

第7章  MATLAB的符號處理 162

7.1  符號運算簡介 162

7.1.1  符號對象 162

7.1.2  符號變量和符號錶達式的

生成 163

7.1.3  findsym函數和subs

函數 166

7.1.4  符號和數值之間的轉換 167

7.1.5  任意精度的計算 168

7.1.6  創建符號方程 169

7.2  符號錶達式的化簡與替換 171

7.2.1  符號錶達式的化簡 171

7.2.2  符號錶達式的替換 175

7.3  符號函數圖形繪製 177

7.3.1  符號函數麯綫的繪製 177

7.3.2  符號函數麯麵網格圖及

錶麵圖的繪製 180

7.3.3  等值綫的繪製 181

7.4  符號微積分 182

7.4.1  符號錶達式求極限 182

7.4.2  符號微分 183

7.4.3  符號積分 184

7.4.4  級數求和 185

7.4.5  泰勒級數 185

7.5  符號方程的求解 186

7.5.1  代數方程的求解 186

7.5.2  求解代數方程組 187

7.5.3  微分方程的求解 188

7.5.4  微分方程組的求解 189

7.5.5  復閤方程 189

7.5.6  反方程 190

7.6  符號積分變換 191

7.6.1  符號傅立葉變換 191

7.6.2  符號拉普拉斯變換 193

7.6.3  符號Z變換 194

7.7  mfun函數的使用 195

7.8  符號函數計算器 196

7.8.1  單變量符號函數計算器 196

7.8.2  泰勒逼近計算器 198

7.9  習題 199

第8章  MATLAB繪圖 201

8.1  MATLAB圖形窗口 201

8.1.1  圖形窗口的創建與控製 201

8.1.2  圖形窗口的菜單欄 204

8.1.3  圖形窗口的工具欄 208

8.2  基本圖形的繪製 209

8.2.1  二維圖形的繪製 209

8.2.2  三維圖形的繪製 213

8.2.3  圖形的其他操作 215

8.3  特殊圖形的繪製 217

8.3.1  條形圖和麵積圖 217

8.3.2  餅狀圖 220

8.3.3  直方圖 221

8.3.4  離散型數據圖 222

8.3.5  方嚮矢量圖和速度

矢量圖 223

8.3.6  等值綫的繪製 225

8.4  圖形注釋 226

8.4.1  添加基本注釋 226

8.4.2  添加其他注釋 228

8.5  三維圖形的高級控製 235

8.5.1  查看圖形 235

8.5.2  圖形的色彩控製 240

8.5.3  光照控製 242

8.6  習題 243

第9章  MATLAB句柄圖形 245

9.1  MATLAB的圖形對象 245

9.1.1  Root對象 246

9.1.2  Figure對象 246

9.1.3  Core對象 247

9.1.4  Plot對象 248

9.1.5  Annotation對象 249

9.1.6  Group對象 251

9.2  圖形對象的屬性 251

9.3  圖形對象屬性值的設置和

查詢 252

9.3.1  屬性值的設置 252

9.3.2  對象的默認屬性值 253

9.3.3  屬性值的查詢 254

9.4  習題 255

第10章  MATLAB GUI設計 256

10.1  GUI簡介 256

10.1.1  GUI概述 256

10.1.2  GUI的可選控件 257

10.1.3  創建簡單的GUI 257

10.2  通過嚮導創建GUI界麵 263

10.2.1  啓動GUIDE 263

10.2.2  嚮GUI中添加控件 264

10.2.3  創建菜單 266

10.3  編寫GUI代碼 268

10.3.1  GUI文件 268

10.3.2  響應函數 269

10.3.3  控件編程 273

10.3.4  GUIDE創建GUI實例 273

10.4  通過程序創建GUI 275

10.4.1  用於創建GUI的函數 276

10.4.2  程序創建GUI示例 279

10.5  習題 288

第11章  Simulink的建模與仿真 289

11.1  Simulink簡介 289

11.2  Simulink模塊庫 291

11.2.1  連續(Continuous)模塊 291

11.2.2  控製闆(Dashboard)

模塊 292

11.2.3  非連續(Discontinuous)

模塊 293

11.2.4  離散(Discrete)模塊 294

11.2.5  邏輯和位操作(Logic and

Bit Operations)模塊 295

11.2.6  查錶(Lookup Table)

模塊 296

11.2.7  數學操作(Math 

Operations)模塊 297

11.2.8  模型檢測(Model 

Verification)模塊 298

11.2.9  模型擴充(Model-

Wide Utilities)模塊 299

11.2.10  端口和子係統(Ports & 

Subsystems)模塊 300

11.2.11  信號屬性(Signal 

Attributes)模塊 301

11.2.12  信號綫路(Signal 

Routing)模塊 302

11.2.13  接收(Sinks)模塊 303

11.2.14  輸入(Sources)模塊 303

11.2.15  用戶自定義函數

(User-Defined Functions)

模塊 305

11.3  Simulink基本仿真建模 305

11.3.1  仿真框圖 305

11.3.2  基本建模方法 307

11.3.3  Simulink基本仿真

建模實例 310

11.4  常見Simulink模型 312

11.4.1  綫性狀態-變量模型 312

11.4.2  分段綫性模型 314

11.4.3  傳遞-函數模型 320

11.4.4  非綫性狀態-變量模型 323

11.4.5  子係統 325

11.5  S函數的設計與應用 330

11.5.1  S函數介紹 330

11.5.2  S函數的調用 331

11.5.3  S函數的設計 331

11.6  習題 334

第12章  文件和數據的導入與導齣 335

12.1  數據的基本操作 335

12.1.1  文件的存儲 335

12.1.2  數據導入 336

12.1.3  文件的打開 337

12.2  文本文件的讀寫 338

12.3  低級文件I/O 341

12.4  利用界麵工具導入數據 344

12.5  習題 345

參考文獻 346

MATLAB是當前的科學計算軟件之一，也是許多科學領域中分析、應用和開發的基本工具。MATLAB的全稱是 Matrix Laboratory，是由美國Mathworks公司於20世紀80年代推齣的數學軟件。初它是一種專門用於矩陣運算的軟件，經過多年的發展，MATLAB已經發展成為一種功能全麵的軟件，是用於算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，幾乎可以解決科學計算中的所有問題。而且MATLAB編寫簡單、代碼效率高等優點使得MATLAB在工程計算與仿真、圖像處理、通信、信號處理、金融計算等領域都得到十分廣泛的應用。

MATLAB R2016b為2016年推齣的版本，不僅包含瞭Simulink的許多新功能，而且簡化瞭MATLAB應用的構建流程，有助於加快模型開發和仿真速度。本書詳細介紹瞭MATLAB R2016b的功能和使用方法，並且按照由淺入深的順序安排章節，依次介紹瞭MATLAB R2016b的基本應用以及數學計算功能及高級應用，如編程功能、繪圖、GUI設計及Simulink建模等。通過詳細介紹各功能中的常用函數及其使用方法，並講解這些函數的具體應用，來使讀者掌握這些功能。每一章的開始部分簡要介紹該章的基本內容，並且指定學習目標，使讀者能夠明確學習任務。重點章節的結尾部分都有一個綜閤應用實例，以方便對該章內容綜閤知識的掌握和實際應用能力的提高。課後配有緊扣每章內容的習題。通過這些習題，讀者可以加深對MATLAB的瞭解，更加熟悉MATLAB的應用。通過閱讀此書，讀者可以快速、全麵地掌握MATLAB R2016b的使用方法。利用書中的實例及課後的習題訓練，讀者可以達到熟練應用和融會貫通的目的。

本書內容共有12章。第1章介紹MATLAB的發展曆史、基本功能特點和軟件使用界麵；第2章介紹MATLAB數學運算的基本使用方法，包括MATLAB的常用數學函數、數據類型、操作函數及MATLAB腳本文件等，讓你熟悉MATLAB的基本運算功能；第3章介紹MATLAB數組和嚮量，包括數組和嚮量的創建、數組的基本運算、數組和嚮量的操作；第4章介紹MATLAB的數學運算功能，包括數據插值、函數運算及微分方程求解等；第5章介紹MATLAB的其他數據結構，包括字符串、單元數組和結構體，為MATLAB編程及更多功能的實現打下基礎；第6章介紹MATLAB編程，包括MATLAB程序設計的腳本文件、程序設計與開發、基本語法、語句結構及程序調試等；第7章介紹MATLAB的符號運算工具箱，包括功能和實現等；第8章介紹MATLAB繪圖，繪圖是MATLAB的一項重要功能，主要介紹基本的圖形繪製、繪製圖形的常用操作、特殊圖形的繪製等內容；第9章介紹MATLAB句柄圖形，為學習MATLAB圖形用戶界麵(GUI)設計做好準備；第10章介紹MATLAB GUI設計；第11章介紹Simulink，主要介紹Simulink建模的基本操作、Simulink的功能模塊庫、常見Simulink模型以及S函數；第12章介紹MATLAB中常用的導入與導齣操作。

除封麵署名的作者外，參加本書編寫的人員還有宋誌輝、侯友山、裴淑娟、李輝、張宇懷、徐曉明、薛繼軍、嶽殿召、陳添榮、侯鐵國、劉軍勇、李淑萍、尹誌亮、陳光訓、吳超群、鄭玉祥、付君澤、黃懷春和靳廷喜等。在本書的編寫過程中，參考瞭一些相關著作和文獻，在此嚮這些著作和文獻的作者深錶感謝。由於作者水平所限，本書難免有不足之處，歡迎廣大讀者批評指正。我們的郵箱是huchenhao@263.net，電話是010-62796045。

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作  者2017年6月