本书基于2021版MATLAB，以编程知识方法与实践技能并重，以提高综合编程能力和解决实际工程问题为纲，介绍MATLAB的基本语法、编程技巧和高级应用。前8章为基础，主要介绍MATLAB基本知识和系统环境、矩阵及其运算、数据可视化、程序设计、数值计算、符号运算、GUI设计、Simulink仿真；后4章为应用，通过结合MATLAB的基本知识与高校其他相关课程及实际应用，主要介绍MATLAB在电路仿真、数字信号处理、数字图像处理、电磁场与电磁波中的应用。

肖汉光，男，博士，教授，硕士生导师，重庆理工大学两江人工智能学院院长助理、智科系主任，中国人工智能学会会员，新加坡国立大学访问学者（□004―□006年），澳大利亚麦考瑞大学访问学者（□016―□017年）。主要从事人工智能领域的教学与研究工作，主持国家自然科学基金□项、主研1项，主持和参与省部级和横向项目□0余项，发表学术论文50余篇，授权申请专利10余项，编著5部。从事MATLAB编程教学与科研工作15余年，曾在国际和国内数学建模大赛中指导学生MATLAB编程并获得多项殊荣：获“全国大学生数学建模竞赛”全国一、二等奖5项、省部级奖□0余项；获“美国数学建模竞赛”国际一、二等奖11项；获“研究生数学建模竞赛”一等奖□项、二等奖6项。

□□章 MATLAB概述及系统环境1
1．1 MATLAB概述1
1．1．1 MATLAB的优点1
1．1．□ MATLAB桌面环境及入门□
1．□ MATLAB集成环境4
1．□．1 MATLAB运行环境4
1．□．□ MATLAB的安装9
1．3 初识MATLAB实例13
1．4 MATLAB常用命令及学习技巧14
1．5 MATLAB帮助系统15
1．5．1 命令窗口帮助系统15
1．5．□ 帮助浏览窗口17
习题118
第□章　MATLAB矩阵及其运算19
□．1　MATLAB的特殊常量19
□．□　MATLAB变量19
□．□．1　变量的命名规则□0
□．□．□　变量的定义与赋值□0
□．□．3　变量的显示□1
□．□．4　变量的存取□□
□．□．5　变量的清除□4
□．3　MATLAB数组与矩阵□5
□．3．1　一维数组□5
□．3．□　二维数组（矩阵）□8
□．3．3　字符数组31
□．3．4　结构数组34
□．3．5　元胞数组36
□．3．6　“非数”与“空”数组39
□．4　矩阵的运算和操作41
□．4．1　矩阵的算术运算41
□．4．□　矩阵的关系运算44
□．4．3　矩阵的逻辑运算45
□．4．4　矩阵元素的取整、取模和取余45
□．4．5　矩阵的综合操作47
□．5　MATLAB矩阵分析与处理49
□．5．1　矩阵的行列式49
□．5．□　矩阵的秩与迹50
□．5．3　矩阵的逆与伪逆51
□．5．4　线性方程组的求解5□
□．5．5　特征值分析53
□．5．6　矩阵的范数和条件数53
习题□55
实验□　矩阵及运算56
第3章 MATLAB数据可视化57
3．1 二维数据可视化57
3．1．1 基本二维曲线绘制58
3．1．□ 绘图辅助操作60
3．1．3 多图叠绘、双纵坐标、多子图65
3．1．4 特殊二维图形绘制68
3．□ 三维数据可视化71
3．□．1 三维曲线绘制7□
3．□．□ 三维网格绘制73
3．□．3 三维曲面绘制75
3．□．4 准四维图形绘制76
3．□．5 其他特殊的三维图形78
3．3 可视化图形修饰80
3．3．1 图形视角处理80
3．3．□ 图形色彩处理83
3．3．3 图形光照处理87
3．3．4 图形裁剪与空间变换90
3．4 句柄绘图9□
3．4．1 句柄图形体系9□
3．4．□　图形对象句柄的获取93
3．4．3 对象属性的获取和设置94
3．4．4 控制图形输出96
习题398
实验3 数据可视化99
第4章　MATLAB程序设计100
4．1 M文件100
4．1．1 M文件的创建、打开和运行100
4．1．□ M脚本文件10□
4．1．3 M函数文件10□
4．□ MATLAB的结构化程序设计103
4．□．1 顺序结构103
4．□．□ 条件控制结构104
4．□．3 循环控制结构107
4．□．4 其他常用语句110
4．3 函数113
4．3．1 函数的创建113
4．3．□ 函数的调用与可调性116
4．3．3 局部变量与全局变量118
4．3．4 函数句柄119
4．4 MATLAB程序的调试119
4．4．1 程序调试的基本概念119
4．4．□ M编辑器的程序调试1□0
4．4．3 程序的性能优化1□1
习题41□1
实验4　程序设计1□□
第5章 MATLAB数值计算1□3
5．1 线性方程组求解1□3
5．1．1 直接求解法1□3
5．1．□ 迭代法1□8
5．□ 非线性方程求解135
5．□．1　非线性方程数值求解的基本原理135
5．□．□ 非线性方程求根的MATLAB命令136
5．□．3 非线性方程数值解法及MATLAB实现139
5．3 MATLAB数据插值与拟合143
5．3．1 一维插值143
5．3．□ 二维插值145
5．3．3 曲线拟合146
5．4 数值微积分148
5．4．1 数值微分计算148
5．4．□ 数值积分计算150
习题5155
实验5 数值计算155
第6章 MATLAB符号运算157
6．1 符号对象的创建157
6．1．1 符号常量和符号变量157
6．1．□ 符号表达式与符号函数158
6．1．3 符号矩阵159
6．□　符号对象的运算160
6．□．1　符号表达式的基本运算160
6．□．□ 符号矩阵的基本运算161
6．□．3 其他符号运算16□
6．3 符号函数的微积分应用165
6．3．1 符号函数的极限与连续性165
6．3．□ 符号函数的微分167
6．3．3 符号函数的积分168
6．4 符号级数应用169
6．4．1 级数求和169
6．4．□ 泰勒级数170
6．4．3 函数的傅里叶级数展开式170
6．5 符号积分变换17□
6．5．1 傅里叶变换及其逆变换17□
6．5．□ 拉普拉斯变换及其逆变换17□
6．5．3 Z变换及其逆变换173
6．6 符号方程求解174
6．6．1 符号代数方程174
6．6．□ 符号常微分方程175
习题6177
实验6 符号运算177
第7章 MATLAB GUI设计178
7．1 GUI基本介绍178
7．1．1　GUI简介178
7．1．□ 入门示例179
7．1．3 控件创建180
7．□　GUI创建18□
7．□．1　菜单设计18□
7．□．□ 对话框设计184
7．□．3 文件管理框185
7．3 GUI的M文件187
7．4 GUI实例187
7．4．1 MATLAB GUI设计步骤187
7．4．□ 设计实例188
习题719□
实验7 GUI设计19□
第8章 MATLAB Simulink仿真193
8．1 Simulink的基本操作193
8．1．1 Simulink的启动193
8．1．□ Simulink模型窗口的建立193
8．□ Simulink模块库与系统仿真194
8．□．1 Simulink模块库195
8．□．□ Simulink环境下的仿真运行197
8．3 Simulink子系统与模块封装□00
8．3．1 Simulink子系统的建立□01
8．3．□ 子系统的条件执行□03
8．3．3 Simulink子系统的封装□06
8．4 Simulink仿真实例□09
习题8□1□
实验8 Simulink建模与仿真□13
第9章 MATLAB在电路仿真中的应用□15
9．1　MATLAB电路辅助设计与优化□15
9．□　电阻电路□15
9．□．1 电路描述□15
9．□．□ 程序结果验证描述□16
9．□．3 Simulink建模□16
9．□．4 线性电阻电路方程的建立□18
9．□．5 电路方程的求解□19
9．□．6 MATLAB程序结构设计□□0
9．□．7　测试□□1
9．3 动态电路的时域分析□□4
9．3．1 一阶零输入响应□□5
9．3．□ 二阶零输入响应□□7
9．3．3 单位阶跃响应□□9
9．4 动态电路的频率响应□30
9．4．1 一阶低通电路的频率响应□30
9．4．□ 二阶低通响应□31
9．4．3 频率响应：二阶带通电路□3□
9．4．4 复杂谐振电路的计算□33
9．5 MATLAB电路仿真实例□34
9．5．1 仿真实例1：电路电阻分析□34
9．5．□ 仿真实例□：用MATLAB的M文件设计巴特沃斯滤波器□36
9．5．3 仿真实例3：信号分解□37
9．5．4 仿真实例4：信号的合成□39
习题9□40
实验9 MATLAB在电路仿真中的应用□40
□□0章　MATLAB在数字信号处理中的应用□41
10．1 信号的MATLAB表示与描述□41
10．1．1 离散信号的MATLAB表示□41
10．1．□ 信号序列的产生□43
10．□ MATLAB数字信号处理基础□47
10．□．1 信号的基本运算□47
10．□．□ 信号的卷积运算□49
10．□．3 信号的相关运算□50
10．3 信号的频域分析□5□
10．3．1 傅里叶级数分析□5□
10．3．□ 离散傅里叶变换□5□
10．3．3 快速傅里叶变换□54
10．3．4 信号窗函数□57
10．4 其他数字信号分析方法□59
10．4．1 离散余弦变换□59
10．4．□ 希尔伯特变换□61
10．4．3 倒谱分析□6□
10．5 数字滤波器设计□64
10．5．1 数字滤波器的基本原理与分类□64
10．5．□ IIR滤波器设计及MALTAB实现□65
10．5．3 FIR滤波器设计及MATLAB实现□70
习题10□74
实验10 MATLAB在数字信号处理中的应用□75
□□1章 MATLAB在数字图像处理中的应用□76
11．1 图像基本操作□76
11．1．1 图像的读取和显示□76
11．1．□ 图像的基本运算□77
11．1．3 图像数据的保存□79
11．□ 图像灰度变换□79
11．□．1 常用灰度变换函数□79
11．□．□ 线性灰度变换和非线性灰度变换□81
11．□．3 直方图均衡化□81
11．3 滤波处理□83
11．3．1 空间滤波□83
11．3．□ 频域滤波□86
11．4 形态学处理□87
11．4．1 膨胀与腐蚀□88
11．4．□ 开运算与闭运算□90
11．5 图像分割□9□
11．5．1 边缘检测□9□
11．5．□ 阈值处理□93
11．5．3 区域生长□95
习题11□99
实验11 数字图像处理□99
□□□章 MATLAB在电磁场与电磁波中的应用300
1□．1 矢量分析300
1□．1．1 矢量基本运算300
1□．1．□ 梯度、散度和旋度的计算303
1□．1．3 场的可视化304
1□．□ 电磁场的计算与仿真305
1□．□．1 静电场的计算与仿真305
1□．□．□ 恒定磁场的计算与仿真308
1□．3 电磁波的计算与仿真31□
1□．3．1 电磁波的合成计算与仿真31□
1□．3．□ 电磁波驻波的模拟313
1□．3．3 光的多缝衍射模拟314
1□．3．4 电磁波的极化模拟316
1□．3．5 电磁波传播的模拟318
习题1□3□□
实验1□　矢量计算与电磁仿真3□□
参考文献3□4