导语

  

内容提要

  

    本书从初学者的角度循序渐进地讲述了MATLAB R2018b的基础知识和应用，全书共分2篇，第1篇为MATLAB基础知识，详细介绍了MATLAB R2018b概述、MATLAB使用初步、MATLAB数值计算及符号计算、MATLAB计算的可视化和GUI设计、 MATLAB程序设计、Simulink仿真、MATLAB应用程序接口等基础知识。第2篇为MATLAB应用，分别介绍了MATLAB工具箱概述，MATLAB在图像处理、优化设计、数字信号处理、控制系统、电力系统、深度学习中的应用，尤其对于MATLAB R2018b全新增加的深度学习功能进行了深入介绍，读者可在基础知识学习的同时进行上机练习。
    本书内容深入浅出，简明扼要，结构清晰，方便读者选择学习阅读，适合广大科研及工程技术人员使用，也可作为高校理工科学生的专业教学用书和参考用书。

第1篇　MATLAB基础知识
第1章  MATLAB R2018b概述
  1.1  MATLAB R2018b简介
    1.1.1  MATLAB概述
    1.1.2  MATLAB的优势和特点
    1.1.3  MATLAB的版本更新
    1.1.4  MATLAB R2018b的新增功能
  1.2  MATLAB R2018b的安装激活与内容选择
    1.2.1  MATLAB R2018b的安装
    1.2.2  MATLAB R2018b的激活
  1.3  MATLAB R2018b的目录
    1.3.1  MATLAB R2018b的目录结构
    1.3.2  搜索路径及其设置
    1.3.3  MATLAB R2018b的工作目录设置
  1.4  MATLAB R2018b的工作环境
  1.5  MATLAB R2018b的帮助系统
    1.5.1  帮助命令
    1.5.2  演示（Demos）帮助
    1.5.3  帮助导航浏览器
第2章  MATLAB使用初步
  2.1  MATLAB R2018b的通用命令
  2.2  MATLAB R2018b的常用数据类型
    2.2.1  数值类型
    2.2.2  逻辑类型
    2.2.3  字符串
    2.2.4  结构体类型
    2.2.5  单元数组类型
    2.2.6  函数句柄
  2.3  基本矩阵操作
    2.3.1  矩阵的创建
    2.3.2  矩阵大小的改变
    2.3.3  矩阵下标引用
    2.3.4  矩阵信息的获取
    2.3.5  矩阵结构的改变
  2.4  运算符
    2.4.1  算术运算符
    2.4.2  关系运算符
    2.4.3  逻辑运算符
    2.4.4  运算优先级
  2.5  字符串处理函数
    2.5.1  字符串的构造
    2.5.2  字符串比较函数
    2.5.3  字符串查找和替换函数
    2.5.4  字符串与数值的转换
  2.6  文件读取I/O
    2.6.1  文件的打开与关闭
    2.6.2  读取与写入二进制文件
    2.6.3  写入与读取文本文件
    2.6.4  文件位置
第3章  MATLAB数值计算
  3.1  矩阵的基本运算
    3.1.1  矩阵的加减运算
    3.1.2  矩阵的乘法运算
    3.1.3  矩阵的除法运算
    3.1.4  矩阵的幂运算
    3.1.5  矩阵的其他运算
  3.2  矩阵分解
    3.2.1  Cholesky分解
    3.2.2  LU分解
    3.2.3  QR分解
    3.2.4  特征值分解
    3.2.5  奇异值分解
  3.3  线性方程组的求解
    3.3.1  求线性方程组的唯一解或特解
    3.3.2  求线性齐次方程组的通解
    3.3.3  求非齐次线性方程组的通解
  3.4  多项式
    3.4.1  多项式的求值
    3.4.2  多项式的根
    3.4.3  多项式的运算
  3.5  数据插值
    3.5.1  一维插值
    3.5.2  二维插值
  3.6  曲线拟合
  3.7  函数的极限和导数
    3.7.1  函数的极限
    3.7.2  函数的导数
  3.8  数值积分函数
第4章  MATLAB符号计算
  4.1  符号对象的创建和使用
    4.1.1  创建符号对象和表达式
    4.1.2  符号对象的基本运算
  4.2  符号表达式的替换、精度计算及化简
    4.2.1  符号表达式的替换
    4.2.2  精度计算
    4.2.3  符号表达式的化简
  4.3  符号微分与积分及其变换
    4.3.1  符号表达式的微分运算
    4.3.2  符号表达式的级数
    4.3.3  符号表达式的积分运算
    4.3.4  符号积分变换
  4.4  符号方程求解
    4.4.1  代数方程的求解
    4.4.2  微分方程的求解
第5章  MATLAB计算的可视化和GUI设计
  5.1  绘图的基本步骤
  5.2  二维图形的生成
    5.2.1  plot基本命令
    5.2.2  线型、颜色及数据点型的设置
    5.2.3  图形的标注、图例说明及网格
    5.2.4  多次叠图和多子图操作
    5.2.5  坐标轴的控制
  5.3  三维图形的生成
    5.3.1  plot3基本命令
    5.3.2  三维网线图和表面图的绘制
    5.3.3  立体图形与图轴的控制
    5.3.4  色彩的控制
  5.4  特殊图形的操作
    5.4.1  条形图
    5.4.2  饼形图
    5.4.3  统计直方图
    5.4.4  极坐标图
    5.4.5  离散数据绘图
    5.4.6  面积图和图形填充
    5.4.7  射线图和羽毛图
    5.4.8  等高线图
  5.5  句柄图形
    5.5.1  图形对象的创建
    5.5.2  图形对象句柄的获取
    5.5.3  图形对象属性的获取和设置
  5.6  图形用户界面（GUI）设计
    5.6.1  GUI开发环境（GUIDE）
    5.6.2  用户图形界面控件
    5.6.3  对话框对象
    5.6.4  界面菜单
    5.6.5  GUI设计实例
第6章  MATLAB程序设计
  6.1  M文件
    6.1.1  函数
    6.1.2  脚本
  6.2  MATLAB中的变量
  6.3  MATLAB程序控制结构
    6.3.1  顺序结构
    6.3.2  循环结构
    6.3.3  选择结构
    6.3.4  其他流程控制语句
  6.4  MATLAB程序调试
    6.4.1  直接调试法
    6.4.2  工具调试法
第7章  Simulink仿真
  7.1  Simulink概论
    7.1.1  Simulink的概述
    7.1.2  Simulink的启动
    7.1.3  Simulink模型的特点
    7.1.4  Simulink Editor窗口菜单命令
    7.1.5  Simulink模块库
    7.1.6  Simulink实例
  7.2  Simulink模型创建
    7.2.1  Simulink模块简易操作
    7.2.2  创建模型的基本步骤
  7.3  仿真的运行及结果分析
    7.3.1  仿真参数的设置
    7.3.2  Simulink仿真过程需要注意的技巧
    7.3.3  观测输出Simulink的仿真结果
    7.3.4  仿真诊断
  7.4  模型的调试
    7.4.1  Simulink调试器
    7.4.2  调试模型及设置断点
  7.5  子系统创建与封装
    7.5.1  子系统介绍
    7.5.2  创建子系统
    7.5.3  封装子系统
  7.6  S函数
    7.6.1  S函数工作原理
    7.6.2  编写S函数
  7.7  Simulink与MATLAB结合建模的实例
第8章  MATLAB 应用程序接口
  8.1  MATLAB应用程序接口介绍
    8.1.1  MEX文件
    8.1.2  MAT文件
    8.1.3  计算引擎
  8.2  MATLAB编译器
    8.2.1  编译器概述
    8.2.2  编译器的安装和配置
    8.2.3  创建C语言MEX文件
    8.2.4  创建独立的应用程序
  8.3  MAT文件的使用
    8.3.1  在MATLAB中读写MAT文件
    8.3.2  在普通的C/C++程序中读写MAT文件
  8.4  MATLAB实时编辑器
  8.5  MATLAB与Excel的联机使用
    8.5.1  Excel Link的设置
    8.5.2  Excel Link数据管理函数
    8.5.3  xlswrite与xlsread
第2篇　MATLAB应用
第9章  MATLAB工具箱概述
  9.1  工具箱的安装和卸载
    9.1.1  工具箱的安装
    9.1.2  工具箱的卸载
  9.2  数学、统计和优化工具箱
    9.2.1  优化工具箱
    9.2.2  神经网络工具箱
  9.3  控制系统
    9.3.1  控制系统工具箱
    9.3.2  模糊逻辑工具箱
    9.3.3  机器人系统工具箱
    9.3.4  系统识别工具箱
    9.3.5  鲁棒控制工具箱
  9.4  信号处理和通信
    9.4.1  DSP系统工具箱
    9.4.2  信号处理工具箱
    9.4.3  小波工具箱
  9.5  图像处理和计算机视觉
    9.5.1  图像获取工具箱
    9.5.2  图像处理工具箱
  9.6  测试和测量
    9.6.1  数据采集工具箱
    9.6.2  仪器控制工具箱
  9.7  计算金融学工具箱
    9.7.1  数据库工具箱
    9.7.2  计量经济学工具箱
    9.7.3  金融工具箱
第10章  MATLAB在图形图像处理中的应用
  10.1  MATLAB系统中的图像类型
  10.2  图形图像的基本运算
    10.2.1  图像绝对差值
    10.2.2  图像相加
    10.2.3  图像颜色组合
    10.2.4  图像求补运算
    10.2.5  图像相除
    10.2.6  图像的线性运算
    10.2.7  图像相乘
    10.2.8  图像相减
  10.3  图形图像的二维傅里叶变换
    10.3.1  连续二维傅里叶变换
    10.3.2  二维离散傅里叶逆变换
  10.4  数字图像的离散余弦变换
    10.4.1  图像的离散余弦变换
    10.4.2  计算离散余弦变换矩阵
  10.5  图形图像对比度的调整
    10.5.1  调整图像对比度
    10.5.2  有限对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）
  10.6  图形图像的分析
    10.6.1  跟踪二值图像中的对象
    10.6.2  霍夫变换
  10.7  图形图像边界的提取
第11章  MATLAB在优化设计中的应用
  11.1  建立优化问题
    11.1.1  选择求解器
    11.1.2  参数设置
  11.2  非线性优化问题
    11.2.1  无约束最优化问题
    11.2.2  有约束最优化问题
    11.2.3  多目标优化问题
  11.3  线性规划和混合整数线性规划
    11.3.1  基于问题的最优化
    11.3.2  基于求解器的最优化
  11.4  二次规划问题
  11.5  最小二乘法
    11.5.1  线性最小二乘法
    11.5.2  非线性最小二乘法
  11.6  非线性方程组
第12章  MATLAB在数字信号处理中的应用
  12.1  离散信号与系统
    12.1.1  常用离散信号
    12.1.2  信号的基本运算
    12.1.3  线性时不变系统的响应
  12.2  数字信号的处理　
    12.2.1  离散傅里叶变换
    12.2.2  快速傅里叶变换
  12.3  数字滤波器的设计
    12.3.1  IIR滤波器的设计
    12.3.2  FIR滤波器的设计
第13章  MATLAB在控制系统中的应用
  13.1  控制系统的模型描述
  13.2  控制系统的时域分析与MATLAB实现
    13.2.1  单位阶跃响应
    13.2.2  脉冲响应
    13.2.3  零输入响应
    13.2.4  任意输入响应
    13.2.5  阶跃响应特性
    13.2.6  线性系统响应特性
  13.3  控制系统的频域分析与MATLAB实现
    13.3.1  伯德图
    13.3.2  奈奎斯特图
    13.3.3  尼克尔斯频率响应图
    13.3.4  奇异值图
    13.3.5  频率响应
    13.3.6  计算频率响应
  13.4  控制系统的根轨迹分析
    13.4.1  零极点图
    13.4.2  根轨迹
    13.4.3  零极点和根轨迹图
    13.4.4  zgrid函数
  13.5  控制系统的状态空间分析
    13.5.1  系统的能控性
    13.5.2  系统能观测性
第14章  MATLAB在电力系统中的应用
  14.1  Specialized Power Systems模型库概述
  14.2  电源库
    14.2.1  直流电压源
    14.2.2  交流电压源
    14.2.3  三相可编程电压源
  14.3  元器件库
    14.3.1  断路器
    14.3.2  串联RLC支路
    14.3.3  变压器
  14.4  电机库
  14.5  电力电子库
    14.5.1  二极管
    14.5.2  晶闸管
    14.5.3  绝缘栅双极型晶体管
    14.5.4  通用桥式电路
  14.6  控制和测量模块库
    14.6.1  Pulse &Signal Generators模块
    14.6.2  测量模块
  14.7  其他模块库
  14.8  电力图形用户界面
    14.8.1  调用方法
    14.8.2  属性参数对话框
  14.9  应用举例
    14.9.1  有源功率因数校正APEC电路
    14.9.2  电力系统输电线路的单相、三相重合闸
第15章  MATLAB在深度学习中的应用
  15.1  深度学习基础
    15.1.1  AlexNet卷积神经网络
    15.1.2  VGG-16卷积神经网络
    15.1.3  VGG-19卷积神经网络
    15.1.4  GoogLeNet卷积神经网络
    15.1.5  从Caffe导入预先训练的卷积神经网络模型
    15.1.6  神经网络训练的选项
    15.1.7  深度学习的神经网络训练
  15.2  深度学习图像分类
    15.2.1  图像数据增强
    15.2.2  增强图像源
  15.3  从零开始深度学习训练
    15.3.1  从Caffe导入卷积神经网络层
    15.3.2  图像输入层
    15.3.3  序列输入层
    15.3.4  二维卷积层
    15.3.5  二维反卷积层
    15.3.6  全连接层
    15.3.7  长短期记忆（LSTM）层
    15.3.8  激活函数层
    15.3.9  渗泄整流线性单元层
    15.3.10  剪切整流线性单元层
    15.3.11  批量归一化层
    15.3.12  信道局部响应归一化层
    15.3.13  dropout层
    15.3.14  平均池化层
    15.3.15  最大池化层
    15.3.16  最大脱空层
    15.3.17  深度拼接层
    15.3.18  softmax层
    15.3.19  分类输出层
    15.3.20  回归输出层
    15.3.21  建立层学习参数的学习速率因子
    15.3.22  L2正则化因子
    15.3.23  获取层可学习参数的学习率因子
    15.3.24  获取层可学习参数的L2正则化因子
    15.3.25  神经网络训练的选项
    15.3.26  深度学习的神经网络训练
    15.3.27  深度学习系列网络
    15.3.28  图像数据增强
    15.3.29  增强图像源
    15.3.30  深度学习网络结构图
    15.3.31  在图层中连接层
    15.3.32  删除图层
    15.3.33  断开图层
参考文献