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第1章 MATLAB建模基础1

1.1 MATLAB简介1

1.1.1 MATLAB的安装1

1.1.2 MATLAB通用命令4

1.1.3 MATLAB应用窗口简介5

1.2 MATLAB数学建模概述8

1.2.1 建模方法和基本步骤8

1.2.2 建模的意义9

1.2.3 数学模型的特点10

1.2.4 数学模型的分类10

1.3 数学建模函数及应用11

1.3.1 数学建模基本函数11

1.3.2 数学建模应用13

1.4 MATLAB外部接口14

1.4.1 数据文件14

1.4.2 MATLAB和Word的混合使用25

1.4.3 MATLAB和Excel的混合使用30

1.5 本章小结35

1.6 习题36

第2章 MATLAB数值与符号计算37

2.1 数据类型37

2.1.1 字符串类型37

2.1.2 数值类型44

2.1.3 函数句柄46

2.1.4 逻辑类型47

2.1.5 结构类型49

2.1.6 细胞数组类型54

2.2 数组59

2.2.1 数组的创建59

2.2.2 数组操作60

2.3 矩阵65

2.3.1 矩阵的创建65

2.3.2 矩阵运算67

2.3.3 稀疏矩阵及其运算69

2.4 多项式70

2.4.1 多项式的创建和操作70

2.4.2 多项式运算71

2.5 符号运算73

2.5.1 符号对象的创建73

2.5.2 符号运算中的运算符74

2.5.3 符号运算的精度74

2.6 符号表达式运算76

2.6.1 数值转换76

2.6.2 变量替换76

2.6.3 化简与格式化77

2.7 符号矩阵的计算79

2.7.1 基本算术运算79

2.7.2 线性代数运算79

2.8 本章小结81

2.9 习题81

第3章 MATLAB程序设计83

3.1 M文件概述83

3.1.1 M文件的创建与打开83

3.1.2 M文件的基本内容84

3.1.3 M文件的保存与调用86

3.2 M文件的分类87

3.2.1 脚本文件87

3.2.2 函数文件89

3.2.3 P码文件90

3.3 函数类型92

3.3.1 主函数92

3.3.2 子函数92

3.3.3 私有函数93

3.3.4 嵌套函数93

3.3.5 重载函数96

3.4 程序流程控制96

3.4.1 顺序结构96

3.4.2 分支结构98

3.4.3 循环结构101

3.4.4 其他流程控制结构102

3.5 M文件调试111

3.5.1 M文件出错信息112

3.5.2 M文件调试方法112

3.6 本章小结120

3.7 习题120

第4章 图形图像121

4.1 二维图形121

4.1.1 基本绘图函数121

4.1.2 特殊函数126

4.2 三维图形130

4.2.1 基本绘图函数130

4.2.2 特殊函数133

4.3 图形处理技术137

4.3.1 坐标轴调整137

4.3.2 图注及其他文字标示141

4.3.3 颜色控制142

4.3.4 图形控制143

4.3.5 网格控制144

4.3.6 图形窗口的分割145

4.4 图形窗口的创建与控制145

4.4.1 图形窗口的创建145

4.4.2 图形窗口的常用属性146

4.5 图形文件操作149

4.5.1 图形文件的保存和打开149

4.5.2 图形文件的导出150

4.6 图像文件操作150

4.6.1 图像文件的打开和保存150

4.6.2 图像文件的读取和显示151

4.7 图像分析153

4.7.1 像素及其处理154

4.7.2 常用函数156

4.8 本章小结160

4.9 习题160

第5章 Simulink建模与仿真161

5.1 Simulink简介161

5.1.1 Simulink工作窗口161

5.1.2 Simulink建模原理164

5.2 Simulink建模的基本步骤165

5.2.1 创建模型165

5.2.2 模块操作166

5.2.3 仿真参数的配置171

5.3 模型的运行及调试174

5.3.1 过零检测和代数环174

5.3.2 运行175

5.3.3 调试176

5.4 子系统及其封装178

5.4.1 子系统的创建178

5.4.2 子系统的封装180

5.5 S-函数184

5.5.1 S-函数的基本概念184

5.5.2 S-函数的工作原理185

5.5.3 S-函数模板185

5.5.4 创建S-函数187

5.6 建模与仿真分析实例190

5.6.1 简单连续系统的建模与仿真190

5.6.2 简单离散系统的建模与仿真192

5.7 本章小结194

5.8 习题194

第6章 科学计算195

6.1 方程求解195

6.1.1 线性方程组求解195

6.1.2 非线性方程（组）求解199

6.1.3 常微分方程求解202

6.2 数据统计处理207

6.2.1 随机数207

6.2.2 最大值和最小值208

6.2.3 求和与求积210

6.2.4 平均值和中值210

6.2.5 标准差和方差211

6.2.6 协方差和相关系数211

6.2.7 排序212

6.3 常用数据插值方法213

6.3.1 一维插值213

6.3.2 二维插值218

6.3.3 三维插值220

6.3.4 样条插值222

6.3.5 拉格朗日插值223

6.4 常用数据拟合方法224

6.4.1 多项式拟合224

6.4.2 正交最小二乘拟合226

6.4.3 曲线拟合工具箱228

6.5 本章小结231

6.6 习题231

第7章 通信系统建模与仿真232

7.1 通信系统概述232

7.1.1 通信系统的组成232

7.1.2 通信系统的分类233

7.1.3 通信系统模型的分类233

7.2 通信系统建模235

7.2.1 信源编码与信源译码235

7.2.2 调制与解调分析239

7.2.3 通信系统主要的性能指标242

7.3 通信系统仿真242

7.3.1 通信系统仿真的相关概念243

7.3.2 滤波器的模型分析243

7.3.3 仿真数据的处理247

7.4 模拟和数字通信系统的建模与仿真250

7.4.1 通信系统基本模型分析250

7.4.2 模拟通信系统的建模与仿真分析251

7.4.3 数字通信系统的建模与仿真分析253

7.5 本章小结257

7.6 习题257

第8章 自动控制系统建模与仿真258

8.1 自动控制系统概述258

8.1.1 自动控制系统的基本形式及特点258

8.1.2 自动控制系统的分类259

8.1.3 自动控制系统的标准及评价259

8.2 基于MATLAB的自动控制系统数学建模260

8.2.1 自动控制系统的传递函数模型260

8.2.2 自动控制系统的零极点函数模型262

8.2.3 自动控制系统的状态空间函数模型264

8.2.4 系统模型之间的转换267

8.3 自动控制系统的稳定性分析268

8.3.1 MATLAB直接判定268

8.3.2 MATLAB图形化判定270

8.3.3 稳定性判定271

8.4 自动控制系统的时域分析275

8.4.1 典型输入信号275

8.4.2 动态性能指标276

8.4.3 稳态性能指标278

8.4.4 MATLAB时域响应仿真的典型函数应用280

8.5 本章小结282

8.6 习题282

第9章 蚁群算法建模与仿真283

9.1 蚁群算法简介283

9.1.1 蚁群算法的基本原理283

9.1.2 蚁群智能284

9.1.3 蚁群基本习性285

9.1.4 群体迷失现象286

9.1.5 问题空间的描述287

9.2 蚁群算法的数学模型分析287

9.2.1 蚁群算法基本数学模型简介288

9.2.2 蚁群算法的数学模型建模290

9.2.3 蚁群算法的实现步骤291

9.2.4 蚁群算法的MATLAB验证293

9.3 旅行商问题的蚁群算法建模求解295

9.3.1 问题描述与算法思想296

9.3.2 实现过程297

9.3.3 算法验证及结论301

9.4 本章小结302

9.5 习题302

第10章 神经网络建模与仿真303

10.1 神经网络概述303

10.1.1 生物意义上的神经元303

10.1.2 神经网络研究现状304

10.2 人工神经网络结构304

10.2.1 神经网络的基本功能与特征304

10.2.2 神经网络的数学建模305

10.2.3 人工神经网络的典型结构307

10.3 人工神经网络的学习方式和规则308

10.3.1 人工神经网络的运作过程308

10.3.2 基本的神经网络学习规则309

10.4 BP神经网络设计与仿真311

10.4.1 BP神经网络的MATLAB实现311

10.4.2 BP神经网络算法实例317

10.5 本章小结320

10.6 习题320