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第1章 MATLAB软件概述1

1.1 MATLAB的发展历程1

1.2 MATLAB语言的特点2

1.2.1高级但简单的程序环境2

1.2.2功能强大的数值运算功能2

1.2.3出色的图形处理功能2

1.2.4开放性强、可扩展性强2

1.2.5丰富的工具箱2

1.3 MATLAB的安装、退出及卸载3

1.3.1 MATLAB的安装3

1.3.2 MATLAB的启动和退出4

1.3.3 MATLAB的卸载4

1.4 MATLAB的操作界面4

1.5 MATLAB主菜单5

1.5.1 File菜单5

1.5.2 Edit菜单5

1.5.3 Debug菜单6

1.5.4 Window菜单6

1.5.5 Desktop菜单7

1.5.6 Help菜单8

1.6命令窗运行9

1.6.1命令行的显示方式9

1.6.2命令窗口中命令行的编辑9

1.6.3命令窗口中的标点符号9

1.6.4命令窗口中数值的显示格式10

1.6.5命令窗口中相关的操作命令11

1.7历史命令窗口11

1.8当前目录窗口12

1.8.1用户目录12

1.8.2用户目录设置成当前目录12

1.8.3用户目录设置成当前目录的方法12

1.9工作空间窗口13

1.9.1工作空间窗口的主要功能13

1.9.2工作空间的管理指令14

1.10 MATLAB的帮助系统14

1.10.1命令行窗口查询帮助15

1.10.2 MATLAB 2011 b联机帮助系统17

1.11 MATLAB中保存的各种文件19

1.12 MATLAB的搜索路径19

1.12.1搜索路径的基本操作19

1.12.2 MATLAB搜索路径的扩展20

习题121

第2章 MATLAB数值计算22

2.1基本概念22

2.1.1 MATLAB数据类型22

2.1.2变量与常量22

2.1.3标量、向量、矩阵和数组的概念23

2.1.4复数24

2.1.5字符串24

2.1.6运算符25

2.1.7命令、函数、表达式和语句28

2.2向量及其运算28

2.2.1向量的创建28

2.2.2向量的加减与数乘运算30

2.2.3点积、叉积及混合积的实现30

2.3矩阵及其运算31

2.3.1矩阵的生成31

2.3.2矩阵元素和操作35

2.3.3矩阵的基本运算41

2.4数组及其运算47

2.4.1多维数组元素的存储次序47

2.4.2多维数组的创建47

2.4.3数组的运算50

2.4.4数组的关系与逻辑运算53

2.4.5数组和矩阵函数的通用形式56

2.4.6数组有关的信息的获取57

2.5字符串数组的创建与运算58

2.5.1字符串变量的创建58

2.5.2字符串数组的标识59

2.5.3字符串操作59

2.6多项式及其运算63

2.6.1多项式的表达与创建63

2.6.2多项式的四则运算65

2.6.3多项式的求值、求根和部分分式展开66

2.6.4多项式的求导和积分68

2.7多项式拟合和插值68

2.7.1多项式拟合68

2.7.2多项式插值70

2.8稀疏矩阵73

2.8.1稀疏矩阵的建立73

2.8.2稀疏矩阵的存储空间77

2.8.3稀疏矩阵的运算78

2.9数据统计和处理79

2.9.1数据统计和相关分析79

2.9.2差分和积分80

2.10线性方程组的数值解88

2.10.1直接解法88

2.10.2迭代法88

2.11常微分方程的数值解95

2.11.1欧拉法95

2.11.2龙格—库塔方法99

2.12细胞数组和结构数组101

2.12.1细胞数组101

2.12.2结构数组106

习题2110

第3章 MATLAB符号计算111

3.1符号表达式的建立111

3.1.1创建符号常量111

3.1.2创建符号变量和表达式112

3.1.3符号矩阵113

3.2符号表达式的代数运算及符号数值任意精度控制和运算114

3.2.1符号表达式的代数运算114

3.2.2符号数值任意精度控制和运算116

3.3符号表达式的操作118

3.3.1符号表达式中自由变量的确定118

3.3.2符号表达式的化简119

3.3.3符号表达式的替换123

3.3.4求反函数和复合函数124

3.4符号与数值间的转换125

3.4.1符号对象与数值对象的转换125

3.4.2符号表达式与多项式的转换126

3.5符号极限、微积分和级数求和126

3.5.1符号极限126

3.5.2符号微分127

3.5.3符号积分128

3.5.4符号级数129

3.6符号积分变换131

3.6.1傅里叶变换及其逆变换131

3.6.2拉普拉斯变换及其逆变换132

3.6.3 Z变换及其逆变换133

3.7符号方程的求解134

3.7.1符号代数方程（组）的求解134

3.7.2符号常微分方程135

习题3136

第4章 MATLAB程序设计基础137

4.1程序控制结构137

4.1.1条件语句137

4.1.2循环语句140

4.1.3程序流的控制142

4.2脚本文件与函数文件144

4.2.1脚本文件144

4.2.2函数文件145

4.3数据的输入与输出146

4.3.1数据输入146

4.3.2数据输出147

4.4程序调试150

习题4151

第5章 MATLAB绘图基础152

5.1二维曲线的绘制152

5.1.1基本绘图命令plot152

5.1.2特殊二维图形159

5.2图形的控制与表现162

5.2.1图形窗口162

5.2.2坐标轴控制命令164

5.2.3 MATLAB的图形标注方法166

5.2.4图线形式、颜色和数据点形170

5.3 MATLAB的三维图形绘制171

5.3.1三维线图171

5.3.2绘制三维网线图和曲面图172

5.3.3特殊的三维图形绘制176

5.4函数绘图178

5.4.1一元函数绘图178

5.4.2二元函数绘图179

5.5绘制曲线的一般步骤181

习题5181

第6章 基于MATLAB的机械优化设计183

6.1优化设计概述183

6.2优化设计的数学模型183

6.3优化问题的分类184

6.4 MATLAB优化设计184

6.5工程优化实例195

6.5.1螺栓组连接的优化设计195

6.5.2蜗轮蜗杆减速箱的优化设计197

6.5.3平面四杆机构的优化设计199

6.5.4铲车液压缸优化设计202

6.5.5指派问题204

6.5.6生产计划的最优化问题205

习题6206

第7章 Simulink动态仿真基础208

7.1 Simulink基本操作208

7.1.1 Simulink启动208

7.1.2 Simulink的文件操作和模型窗口209

7.1.3建立Simulink仿真模型214

7.1.4系统仿真运行215

7.1.5仿真结果输出216

7.2 Simulink的基本模块库和基本操作217

7.2.1 Simulink的常用基本模块217

7.2.2常用模块的参数和属性设置222

7.3 Simulink环境下的仿真参数设置228

7.3.1解法器选项卡的参数设置229

7.3.2数据的输入/输出选项卡的参数设置230

7.3.3启动仿真232

7.4 Simulink仿真举例232

7.4.1闭环控制系统232

7.4.2弹簧—质量—阻尼系统233

7.4.3悬吊式起重机235

7.4.4银行贷款分期还款问题237

7.4.5阀控液压缸的动刚度分析238

习题7241

参考文献242