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第1章 MATLAB入门1

1.1 MATLAB简介1

1.2 MATLAB开发环境介绍4

1.2.1 MATLAB命令窗口5

1.2.2 工作空间窗口7

1.2.3 当前目录窗口8

1.2.4 命令历史窗口10

1.2.5 常用菜单命令10

1.3 M文件15

1.3.1 M文件编辑器16

1.3.2 M脚本文件20

1.3.3 M函数文件22

第2章 数组、矩阵与线性代数25

2.1 数组和矩阵基本运算25

2.1.1 zeros——创建零矩阵25

2.1.2 eye——创建单位矩阵27

2.1.3 ones——创建全1矩阵28

2.1.4 size——数组的维数30

2.1.5 cat——串接数组32

2.1.6 rand——创建均匀分布的随机矩阵33

2.1.7 randn——创建正态分布的随机矩阵35

2.1.8 randperm——生成随机整数排列36

2.1.9 linspace——创建线性等分向量37

2.1.10 logspace——创建对数等分向量38

2.1.11 nnz计算非零元素的个数40

2.1.12 nonzeros——找出矩阵中的非零元素41

2.1.13 nzmax计算矩阵非零元素所占空间42

2.1.14 blkdiag——创建以输入元素为对角线元素的矩阵43

2.1.15 compan——创建友矩阵44

2.1.16 hankel——创建Hankel矩阵45

2.1.17 hilb——创建Hilbert（希尔伯特）矩阵47

2.1.18 invhilb——创建逆Hilbert矩阵48

2.1.19 pascal——创建Pascal矩阵50

2.1.20 toeplitz——创建托普利兹矩阵51

2.1.21 sparse——生成稀疏矩阵52

2.1.22 full——将稀疏矩阵转化为满矩阵54

2.1.23 spdiags——提取对角线或生成带状稀疏矩阵54

2.1.24 speye——单位稀疏矩阵57

2.1.25 sprand——生成均匀分布的随机稀疏矩阵58

2.1.26 sprandn——生成正态分布的随机稀疏矩阵58

2.1.27 sprandsym——生成对称的随机稀疏矩阵59

2.1.28 wilkinson——创建Wilkinson特征值测试阵60

2.1.29 dot——计算向量的点积61

2.1.30 cross——计算向量叉乘62

2.1.31 conv矩阵的卷积和多项式乘法63

2.1.32 deconv反卷积和多项式除法运算64

2.1.33 kron——张量积65

2.1.34 intersect——计算两个集合的交集66

2.1.35 ismember——检测集合中的元素68

2.1.36 setdiff——计算集合的差69

2.1.37 setxor——计算两个集合的异或70

2.1.38 union——计算两个集合的并集71

2.1.39 unique——取集合的单值元素72

2.1.40 expm求矩阵的指数73

2.1.41 logm——求矩阵的对数74

2.1.42 funm——通用矩阵函数75

2.2 线性代数76

2.2.1 chol——Cholesky分解76

2.2.2 lu—— LU分解81

2.2.3 qr——QR分解85

2.2.4 qrdelete——对矩阵删除行/列后QR分解86

2.2.5 qrinsert——对矩阵添加行／列后QR分解87

2.2.6 schur——Schur分解88

2.2.7 rsf2csf——实 Schur向复Schur转化90

2.2.8 eig——计算特征值、特征向量92

2.2.9 svd——奇异值分解94

2.2.10 qz——广义特征值的QZ分解96

2.2.11 hess——海森伯格形式的分解98

2.2.12 null——求矩阵的零空间100

2.2.13 symmlq——线性方程组的LQ解法101

2.2.14 bicg——双共轭梯度法解方程组103

2.2.15 cgs——复共轭梯度平方法解方程组106

2.2.16 lsqr——共轭梯度的LSQR方法107

2.2.17 gmres——广义最小残差法解方程组108

2.2.18 minres——最小残差法解方程组110

2.2.19 pcg——预处理共轭梯度法解方程组112

2.2.20 qmr准最小残差法解方程组113

2.2.21 cdf2rdf——复对角矩阵转化为实对角矩阵114

2.2.22 orth——将矩阵正交规范化115

2.2.23 rank——求矩阵的秩116

2.2.24 spfun——对稀疏矩阵非零元素执行运算117

2.2.25 spy——画出稀疏矩阵非零元素的分布118

2.2.26 colamd——按列近似最低度排序120

2.2.27 colperm——按非零元素个数排列的向量121

2.2.28 dmperm——Dulmage-Mendelsohn分解121

2.2.29 condest—— 1-范数的条件数估计122

2.2.30 normest—— 2-范数的估计123

第3章 基本数学计算函数124

3.1 sin与sinh——计算正弦和双曲正弦函数值124

3.2 asin与asinh——计算反正弦函数和反双曲正弦函数值126

3.3 cos与cosh——计算余弦和双曲余弦函数值128

3.4 acos与acosh——计算反余弦和反双曲余弦函数值129

3.5 tan与tanh——计算正切和双曲正切函数值131

3.6 atan和atanh——计算反正切和反双曲正切函数值132

3.7 cot和coth——计算余切和双曲余切函数值134

3.8 acot和acoth——计算反余切和反双曲余切函数值135

3.9 sec和sech——计算正割和双曲正割函数值137

3.10 asec和asech——计算反正割和反双曲正割函数值138

3.11 csc和csch——计算余割和双曲余割函数的数值140

3.12 acsc和acsch——计算反余割和反双曲余割函数值141

3.13 atan2——四象限的反正切函数143

3.14 abs——计算数值的绝对值145

3.15 exp——计算指数146

3.16 log——计算自然对数148

3.17 log10——计算常用对数149

3.18 sort——进行排序150

3.19 fix——向零方向取整152

3.20 round——向最近的方向取整153

3.21 floor向负无穷大方向取整154

3.22 ceil——向正无穷大方向取整155

3.23 rem——计算余数155

3.24 real——计算复数的实部156

3.25 image——计算复数的虚部157

3.26 angle——计算复数的相角157

3.27 conj——计算复数的共轭158

3.28 complex——创建复数159

3.29 mod——计算模数160

3.30 nchoosek——计算组合数161

3.31 interp 1——一维数据插值162

3.32 interp2——二维数据插值164

3.33 interp3——三维数据插值166

3.34 interpn——n维数据插值168

3.35 spline——三次样条数据插值168

3.36 interpft——快速Fourier插值170

3.37 max——最大值函数171

3.38 min——最小值函数172

3.39 mean——平均值函数174

3.40 median——中位数函数175

3.41 sum——求和函数176

3.42 prod——连乘函数176

3.43 cumsum累积总和值177

3.44 cumprod——累积连乘178

3.45 quad——自适应Simpson法计算定积分178

3.46 quadl——自适应Lobatto法计算定积分179

3.47 trapz——用梯形法进行数值积分180

3.48 rat/rats——有理分式逼近181

3.49 dblquad——矩形区域的二元函数重积分182

3.50 diff——求数值微分183

3.51 diff——求符号微分184

3.52 int——求符号积分185

3.53 roots——求多项式的根186

3.54 poly——通过根求原多项式系数187

3.55 dsolve——求解常微分方程188

3.56 fzero——求一元连续函数的零点189

第4章 符号计算与符号数学工具箱191

4.1 初等运算函数191

4.1.1 sym——定义符号变量191

4.1.2 syms——定义多个符号变量192

4.1.3 compose——计算复合函数193

4.1.4 colspace计算列空间的基195

4.1.5 real——计算复数的实部196

4.1.6 imag——计算复数的虚部197

4.1.7 symsum计算表达式的和197

4.1.8 collect——合并同类项198

4.1.9 expand——展开符号表达式199

4.1.10 factor——符号因式分解199

4.1.11 simplify——化简符号表达式200

4.1.12 numden——计算表达式的分子与分母201

4.1.13 double——将符号矩阵转化为浮点型数值202

4.1.14 solve——求解代数方程203

4.1.15 simple——计算表达式的最简形式204

4.1.16 finverse——计算反函数205

4.1.17 ploy——求特征多项式206

4.1.18 poly2sym——将多项式系数向量转化为带符号变量的多项式207

4.1.19 symvar确定表达式中的符号变量207

4.1.20 homer用嵌套形式表示多项式208

4.2 符号微积分209

4.2.1 limit——计算符号表达式的极限209

4.2.2 diff——计算符号微分210

4.2.3 int——计算符号积分212

4.2.4 dsolve——求解常微分方程式213

4.3 绘制符号函数的图像215

4.3.1 ezplot——绘制符号函数图形215

4.3.2 ezplot3——绘制三维符号函数216

4.3.3 ezcontour绘制符号函数的等高线图218

4.3.4 ezcontourf——用不同颜色填充的等高线图219

4.3.5 ezpolor绘制极坐标图形220

4.3.6 ezmesh——符号函数的三维网格图221

4.3.7 ezmeshc——同时画曲面网格图与等高线图222

4.3.8 ezsurf——三维带颜色的曲面图223

4.3.9 ezsurfc同时画出曲面图与等高线图225

4.4 积分变换226

4.4.1 fourier——Fourier变换226

4.4.2 ifourier—— Fourier逆变换227

4.4.3 laplace——Laplace变换229

4.4.4 ilaplace—— Laplace逆变换230

4.4.5 ztrans—— Z-变换231

4.4.6 iztrans——逆Z-变换232

4.5 其他符号运算函数233

4.5.1 vpa可变精度算法233

4.5.2 subs——替换符号表达式中的变量234

4.5.3 taylor——符号函数的Taylor级数展开式235

4.5.4 jacobian——计算雅可比矩阵237

4.5.5 rsums交互式计算Riemann积分238

4.5.6 latex——符号表达式的LaTeX表达式239

4.5.7 syms——快速创建多个符号对象240

4.5.8 mfun——特殊函数的数值计算241

4.5.9 sym2poly——将符号多项式转为数值形式243

4.5.10 ccode——符号表达式的C语言代码243

4.5.11 fortran——符号表达式的FORTRAN语言代码244

4.5.12 pretty————排版输出符号表达式245

4.5.13 digit——精确度函数247

4.5.14 符号表达式的四则运算与幂运算248

第5章 程序控制与设计251

5.1 input——接受用户的键盘输入251

5.2 disp——显示字符串或数组253

5.3 pause——暂停程序运行256

5.4 for循环258

5.5 while循环263

5.6 if-else-end条件结构267

5.7 switch-case-end条件结构269

5.8 try-catch——捕获异常271

5.9 continue——转到下一次循环274

5.10 break——跳出循环276

5.11 return——函数返回277

5.12 keyboard模式278

5.13 error——显示错误信息279

5.14 warning——显示警告信息281

第6章 MATLAB绘图283

6.1 图形绘制函数283

6.1.1 plot——绘制二维曲线283

6.1.2 subplot——窗口分区绘图287

6.1.3 figur——创建新窗口或选中窗口288

6.1.4 fplot绘制函数曲线290

6.1.5 loglog——绘制双对数坐标图形292

6.1.6 semilogx/semilogy——绘制单对数坐标图形294

6.1.7 ezplot绘制隐函数曲线图296

6.1.8 plot3——绘制三维曲线298

6.1.9 stem——绘制二维离散序列299

6.1.10 bar——绘制二维柱状图300

6.1.11 errorbar绘制误差图302

6.1.12 hist——绘制二维直方图304

6.1.13 pie——绘制饼图305

6.1.14 mesh——绘制三维网格图307

6.1.15 surf——绘制三维曲面图308

6.1.16 contour—绘制二维等高线309

6.1.17 contour3——绘制三维等高线310

6.1.18 contourf——填充二维等高线311

6.1.19 sphere——绘制球体313

6.1.20 cylinder—绘制圆柱314

6.2 图形设置函数315

6.2.1 设置图形标题、坐标轴标签、坐标轴范围316

6.2.2 grid、 box——添加网格和边框318

6.2.3 legend——添加图例319

6.2.4 text——添加字符串320

6.2.5 hold——图形保持321

6.2.6 clabel——绘制等高线高度标签323

6.2.7 colormap——设置色图324

第7章 用Simulink进行系统仿真328

7.1 Simulink基本操作命令328

7.1.1 simulink——打开Simulink模块库浏览器328

7.1.2 find_system——查找仿真系统或系统中的模块329

7.1.3 load_system——加载仿真系统332

7.1.4 open_system——打开仿真系统或模块332

7.1.5 set_param——设置系统或模块的参数336

7.1.6 get_param获取系统或模块的参数337

7.1.7 gcs——获得当前系统名称338

7.1.8 gcb——获得当前模块名称339

7.1.9 gcbb——获得当前模块句柄340

7.1.10 getfullname——获得当前模块的全路径名称340

7.1.11 slupdate——更新旧版本的仿真模块341

7.1.12 bdclose——无条件关闭仿真系统窗口342

7.1.13 slhelp——查看Simulink帮助信息342

7.2 仿真控制命令343

7.2.1 sim动态系统仿真344

7.2.2 linmod——模型线性化347

7.2.3 trim——求解系统平衡点349

第8章 GUI图形用户界面351

8.1 对象与属性351

8.1.1 figure——创建窗口对象351

8.1.2 uimenu——创建菜单或子菜单353

8.1.3 set——设置图形对象属性354

8.1.4 get——获得图形对象属性357

8.1.5 gcf——返回当前图形窗口句柄358

8.2 预定义对话框359

8.2.1 helpdlg创建帮助对话框359

8.2.2 errordlg——创建错误对话框360

8.2.3 warndlg——创建警告对话框361

8.2.4 uisetcolor标准颜色选择对话框362

8.2.5 questdlg创建问题对话框363

8.2.6 msgbox——创建消息对话框365

8.3 编写控件内容366

8.3.1 uicontrol——控件编写366

8.3.2 Button——按钮控件编写370

第9章 MATLAB在信号处理领域的应用375

9.1 测试信号的生成375

9.1.1 生成阶跃信号375

9.1.2 diric——生成狄利克雷（Dirichlet）信号377

9.1.3 sawtooth——生成锯齿波或三角波378

9.1.4 sinc——生成sinc信号380

9.1.5 chirp——生成扫频信号382

9.2 在时域、频域进行信号分析384

9.2.1 mean——求信号的均值384

9.2.2 std——信号的标准差385

9.2.3 xcorr——信号的自相关或互相关386

9.2.4 conv——信号卷积388

9.2.5 fft——快速傅里叶变换390

9.2.6 hilbert——希尔伯特（Hilbert）变换393

9.2.7 residuez Z-变换的部分分式展开394

9.3 滤波器函数396

9.3.1 buttap——设计巴特沃斯模拟低通滤波器396

9.3.2 butter——设计巴特沃斯滤波器397

9.3.3 cheblap——设计切比雪夫1型模拟低通滤波器400

9.3.4 cheb2ap——设计切比雪夫2型模拟低通滤波器401

9.3.5 cheby1——设计切比雪夫1型滤波器403

9.3.6 besselap——设计贝塞尔模拟低通滤波器405

9.3.7 besself——设计贝塞尔模拟滤波器406

9.3.8 ellip——设计椭圆滤波器408

9.3.9 impinvar用脉冲响应不变法将模拟滤波器转为数字滤波器410

9.3.10 bilinear——用双线性变换法将模拟滤波器转为数字滤波器412

9.3.11 yulewalk——设计IIR数字滤波器414

9.3.12 fir1——设计基于窗的FIR滤波器416

9.3.13 fir2——设计基于频率采样的FIR滤波器417

第10章 MATLAB与数理统计419

10.1 满足特定分布的随机数生成419

10.1.1 binomd——生成二项分布随机数419

10.1.2 normrnd——生成正态分布随机数421

10.1.3 random——生成指定分布的随机数422

10.2 分布、概率与概率密度423

10.2.1 binopdf——计算二项分布的概率424

10.2.2 normpdf——计算正态分布的概率密度425

10.2.3 lognpdf——计算对数正态分布的概率密度426

10.2.4 chi2pdf——计算卡方分布的概率密度428

10.2.5 ncx2pdf——计算非中心卡方分布的概率密度429

10.2.6 fpdf——计算F分布的概率密度431

10.2.7 ncfpdf——计算非中心F分布的概率密度432

10.2.8 poisspdf——计算泊松分布的概率433

10.2.9 tpdf——计算T分布的概率密度435

10.2.10 raylpdf——计算瑞利分布的概率密度436

10.2.11 wblpdf——计算韦伯分布的概率密度438

10.2.12 gampdf——计算伽马分布的概率密度439

10.2.13 nbinpdf——计算负二项分布的概率440

10.2.14 exppdf——计算指数分布的概率密度442

10.2.15 pdf——计算指定分布的概率密度函数443

10.3 随机变量的累积分布445

10.3.1 binocdf——计算二项分布的累积概率445

10.3.2 normcdf——计算正态分布的累积概率446

10.3.3 cdf——计算指定分布的累积分布446

10.3.4 norminv——计算正态分布的逆累积分布448

10.3.5 icdf——计算指定分布的逆累积分布449

10.4 随机变量的数字特征450

10.4.1 mean——求样本均值450

10.4.2 geomean——求几何平均数451

10.4.3 nanmean——求忽略NaN的均值452

10.4.4 harmmean——求调和平均数453

10.4.5 var——求样本方差454

10.4.6 std——求样本标准差455

10.4.7 nanstd——求忽略NaN的标准差455

10.4.8 median——计算中位数456

10.4.9 nanmedian——求忽略NaN的中位数457

10.4.10 range——求最大值与最小值之差457

10.4.11 skewness——求样本偏斜度458

10.4.12 unifstat——求均匀分布的期望和方差460

10.4.13 normstat——求正态分布的期望和方差461

10.4.14 binostat——求二项分布的期望和方差462

10.4.15 cov——求协方差463

10.4.16 corrcoef——求相关系数464

10.5 参数估计466

10.5.1 unifit——均匀分布的参数估计466

10.5.2 normfit——正态分布的参数估计467

10.5.3 binofit——二项分布的参数估计468

10.5.4 betafit——beta分布的参数估计469

10.5.5 expfit指数分布的参数估计470

10.5.6 gamfit——伽马分布的参数估计471

10.5.7 wblfit——韦伯分布的参数估计471

10.5.8 poissfit——泊松分布的参数估计473

10.5.9 mle——指定分布的参数估计473

10.5.10 nlparci——非线性模型参数估计的置信区间475

10.5.11 nlpredci——非线性模型预测值的置信区间477

10.5.12 lsqnonneg——非负约束的最小二乘479

10.5.13 nlinfit——非线性回归481

10.5.14 nlintools——交互式非线性回归483

10.5.15 betalike——beta分布的负对数似然函数485

10.5.16 gamlike——伽马分布的负对数似然函数487

10.5.17 normlike——正态分布的负对数似然函数488

10.5.18 wbllike——正态分布的负对数似然函数488

10.6 假设检验489

10.6.1 ttest—— T检验490

10.6.2 ztest—— Z检验491

10.6.3 signtest——符号检验493

10.6.4 ranksum秩和检验495

10.6.5 signrank——符号秩检验495

10.6.6 ttest2——两个样本的t检验496

10.6.7 jbtest——总体分布的正态性检验497

10.6.8 kstest单样本的Kolmogorov-Smimov检验499

10.6.9 kstest2——两个样本的Kolmogorov-Smirnov检验500

10.7 概率统计的图像表示502

10.7.1 lsline——为散点图添加最小二乘拟合直线502

10.7.2 normplot——绘制正态分布概率图形503

10.7.3 tabulate——数据的频率表显示504

10.7.4 capaplot——绘制概率图形505

10.7.5 cdfplot——绘制经验累积分布函数图506

10.7.6 wblplot——韦伯分布概率图形507

10.7.7 histfit——带概率分布拟合的直方图508

10.7.8 boxplot——盒须图509

10.7.9 refline——为图形添加参考直线511

10.7.10 refcurve——为图形添加多项式参考曲线512

10.7.11 normspec在指定区间绘制正态分布曲线514