MATLAB是一种数值计算和图形图像处理的工具软件，它的特点是语法结构简明，数值计算高效，图形功能完备，易学易用。它在矩阵运算、数值分析、优化、图形图像处理、系统建模与仿真等领域都有广泛的应用。
　　《MATLAB技术大全》从MATLAB的基础知识入手，循序渐进地介绍了MATLAB的知识体系结构及操作方法。其中主要介绍了如何使用MATLAB进行数据分析、图形图像处理、MATLAB编程、图形用户界面建立、MATLAB仿真，以及文件输入/输出、编译器和应用程序接口等高级技术。《MATLAB技术大全》侧重于利用大量的实例来引导读者快速学习和掌握MATLAB的各种功能， 并尽量与实际问题相结合，以体现其工程应用的重要性。
　　《MATLAB技术大全》系统全面、内容合理、实例丰富、层次清晰、使用方便，适用于初、中级MATLAB用户，也可作为高等学校理工科专业本科生、研究生和教师的教学用书，以及广大科研和工程技术人员的参考用书。

目　录

第1章　MATLAB概述　1
1．1　MATLAB简介　2
1．1．1　MATLAB的发展　2
1．1．2　MATLAB的优点　2
1．1．3　MATLAB的缺点　4
1．2　MATLAB的安装　4
1．3　MATLAB操作界面介绍　7
1．3．1　命令窗口　8
1．3．2　命令历史窗口　10
1．3．3　工作空间窗口　10
1．3．4　当前目录窗口　10
1．4　MATLAB帮助系统　11
1．4．1　帮助窗口　11
1．4．2　帮助命令　12
1．4．3　MATLAB远程帮助系统　15
1．5　本章小结　16

第2章　MATLAB基础知识　17
2．1　一般运算符及操作符　18
2．1．1　运算符　18
2．1．2　操作符　21
2．2　数据格式显示　22
2．3　关系运算符　24
2．4　逻辑运算及逻辑函数　25
2．4．1　逻辑运算　25
2．4．2　逻辑函数　27
2．5　字符串操作　36
2．5．1　MATLAB中的字符串符号　36
2．5．2　一般通用字符串操作　38
2．5．3　字符串比较操作　42
2．5．4　字符串与数值间的相互转换　47
2．5．5　进制间的转换　48
2．6　数值数据类型　50
2．6．1　整数　50
2．6．2　浮点数　53
2．6．3　整型浮点数间的操作函数　54
2．6．4　复数　55
2．7　函数和特殊函数简明介绍　57
2．8　数组　58
2．8．1　一维数组的创建　58
2．8．2　多维数组的创建　60
2．8．3　数组的运算　63
2．8．4　常用的标准数组　65
2．8．5　低维数组的寻址和搜索　66
2．8．6　低维数组的处理函数　71
2．8．7　高维数组的处理和运算　73
2．9　单元数组和结构体　76
2．9．1　单元数组的创建和操作　76
2．9．2　单元数组函数　79
2．9．3　结构体创建　81
2．9．4　结构体函数　82
2．10　本章小结　84

第3章　矩阵及其运算　85
3．1　矩阵的表示　86
3．1．1　数值矩阵的生成　86
3．1．2　矩阵的标识　90
3．1．3　矩阵的修改和抽取　91
3．1．4　矩阵元素的数据变换　94
3．2　矩阵运算　95
3．2．1　矩阵与常数的四则运算　95
3．2．2　矩阵的转置　96
3．2．3　方阵的行列式　96
3．2．4　矩阵的逆和伪逆　97
3．2．5　矩阵和向量的范数　98
3．2．6　矩阵的秩　99
3．2．7　矩阵的迹　100
3．2．8　矩阵的指数和对数运算　100
3．3　矩阵分解　101
3．3．1　cholesky分解　101
3．3．2　LU分解　102
3．3．3　QR分解　104
3．3．4　schur分解　105
3．3．5　奇异值分解　106
3．3．6　特征值分解　107
3．3．7　海森伯格形式的分解　109
3．4　方程组求解　109
3．4．1　线性方程组的求解　109
3．4．2　非线性方程组的求解　115
3．4．3　非齐次线性方程组的通解　116
3．5　矩阵秩与线性相关性　117
3．5．1　矩阵和向量组的秩及线性相关性　117
3．5．2　求行阶梯矩阵及向量组的基　117
3．6　稀疏矩阵　119
3．6．1　稀疏矩阵的创建　119
3．6．2　稀疏矩阵的应用　121
3．6．3　稀疏矩阵与满矩阵的相互转换　123
3．7　本章小结　128

第4章　符号及其运算　129
4．1　符号变量的创建　130
4．1．1　字符型数据变量的创建　130
4．1．2　符号型数据变量的创建　130
4．1．3　符号变量的基本操作　131
4．2　符号表达式与符号方程创建　134
4．2．1　符号表达式的创建　134
4．2．2　符号方程的创建　135
4．2．3　符号表达式的操作　136
４．3　符号矩阵的创建　142
4．3．1　用sym命令直接创建符号矩阵　142
4．3．2　由数值矩阵转换为符号矩阵　142
4．3．3　利用矩阵元素的通式创建符号矩阵　143
4．3．4　符号矩阵及符号数组的运算　144
4．4　符号微积分　149
4．4．1　符号极限　149
4．4．2　符号微分和求导　150
4．4．3　符号积分　152
4．5　符号积分变换　153
4．5．1　Fourier变换及其逆变换　153
4．5．2　Laplace变换及其逆变换　154
4．5．3　Z变换及其反变换　155
4．6　符号代数方程求解　157
4．7　符号微分方程求解　158
4．8　图示化符号函数计算器　159
4．8．1　单变量符号函数计算器　159
4．8．2　泰勒级数逼近计算器　162
4．9　本章小结　162

第5章　微分和积分　163
5．1　极限、导数与微分　164
5．1．1　极限　164
5．1．2　导数与微分　164
5．2　积分　168
5．2．1　一元函数的积分　168
5．2．2　二元及三元函数的数值积分　171
5．3　化简、提取与替换代入　173
5．3．1　化简　173
5．3．2　提取与替换代入　178
5．4　级数求和　181
5．4．1　symsum(s)　181
5．4．2　symsum(s，v)　181
5．4．3　symsum(s，v，a，b)　182
5．5　泰勒、傅里叶级数展开　183
5．5．1　一元函数泰勒展开　183
5．5．2　多元函数的完全泰勒展开　185
5．5．3　傅里叶级数展开　186
5．6　多重积分　186
5．6．1　二重积分　186
5．6．2　三重积分　187
5．7　本章小结　188

第6章　多元函数及常微分方程　189
6．1　多元函数的极限、微分与极值　190
6．1．1　多元函数的极限　190
6．1．2　多元函数求导　191
6．1．3　多元函数局部极值　192
6．1．4　条件极值　193
6．1．5　显式复合函数微分求导　196
6．2　重积分　197
6．3　曲线积分与曲面积分　198
6．3．1　定义域是无向的积分　198
6．3．2　对坐标的曲线积分和曲面积分　199
6．4　常微分方程和偏微分方程的求解　200
6．4．1　常微分方程的数值求解　200
6．4．2　偏微分方程的数值求解　204
6．5　本章小结　208

第7章　概率与统计　209
7．1　概率密度函数　210
7．1．1　连续分布密度函数　210
7．1．2　离散分布密度函数　213
7．1．3　抽样分布密度函数　217
7．2　概率分布　220
7．2．1　随机变量的累加分布函数　220
7．2．2　随机变量的逆累加分布函数　222
7．2．3　随机数的产生　223
7．2．4　参数估计　225
7．3　样本描述　229
7．3．1　描述集中趋势的统计量　229
7．3．2　描述离中趋势的统计量　231
7．3．3　自助统计量　233
7．3．4　中心矩　235
7．3．5　相关系数　235
7．3．6　协方差矩阵　236
7．4　假设检验　236
7．4．1　单个样本的t检测　236
7．4．2　两个样本的t检测　237
7．4．3　z检验　239
7．5　多元统计分析　239
7．5．1　判别分析　240
7．5．2　聚类分析　241
7．5．3　因素分析　247
7．5．4　多元方差分析　249
7．6　回归分析　250
7．6．1　一元回归分析　250
7．6．2　多元回归分析　252
7．7　本章小结　258

第8章　拟合与插值　259
8．1　数据预处理　260
8．1．1　输入数据集合　260
8．1．2　数据的查看　263
8．1．3　数据的预处理　263
8．2　曲线拟合　266
8．2．1　有关函数介绍　266
8．2．2　曲线的参数拟合　268
8．2．3　非参数拟合　270
8．2．4　基本拟合界面　273
8．2．5　多项式曲线拟合　278
8．3　数值插值　278
8．3．1　一维数值插值　278
8．3．2　二维数值插值　280
8．3．3　三维数值插值　283
8．3．4　样条插值　284
8．4　本章小结　286

第9章　优化问题　287
9．1　优化工具箱　288
9．1．1　优化工具箱的简介　288
9．1．2　优化工具箱中的函数　288
9．1．3　foptions函数　289
9．2　无约束最优化问题　289
9．2．1　单变量最优化　289
9．2．2　无约束非线性规划问题　292
9．3　有约束最优化问题　298
9．3．1　线性规划问题　298
9．3．2　有约束非线性最优化问题　299
9．4　二次规划　301
9．5　多目标规划　302
9．6　最小二乘最优化问题　304
9．6．1 非线性数据(曲线)拟合　305
9．6．2　非负线性最小二乘问题　306
9．6．3　有约束线性最小二乘问题　306
9．6．4　非线性最小二乘问题　308
9．7　非线性方程(组)求解　309
9．7．1　非线性方程的解　309
9．7．2　非线性方程组的解　309
9．8　本章小结　312

第10章　图形绘制　313
10．1　基本绘图命令　314
10．1．1　图形窗口简介　314
10．1．2　基本绘图操作　317
10．1．3　图形注释　319
10．1．4　特殊函数　321
10．2　二维绘图　325
10．2．1　二维绘图命令　325
10．2．2　交互式绘图操作　327
10．3　三维绘图　328
10．3．1　三维绘图命令　329
10．3．2　三维绘图改进命令　331
10．3．3　三维视图的可视效果控制　333
10．3．4　三维图形的光照控制　334
10．3．5　柱面和球面的表达　336
10．4　本章小结　336

第11章　高级图像处理　337
11．1　图形对象　338
11．1．1　通用函数　338
11．1．2　根对象　341
11．1．3　轴对象　341
11．1．4　用户控制对象　342
11．1．5　用户菜单对象　344
11．2　图形的高级控制　348
11．2．1　视点控制和图像的旋转　348
11．2．2　颜色的使用　350
11．2．3　光照控制　356
11．3　本章小结　358

第12章　MATLAB初级编程基础　359
12．1　M文件和P文件　360
12．1．1　M文件函数文件　360
12．1．2　M文件脚本文件　361
12．1．3　M文件规则与属性　362
12．1．4　P文件及操作　363
12．2　M文件编辑器　363
12．2．1　运行M文件编辑器　363
12．2．2　设置M文件编辑器的属性　364
12．3　MATLAB编程的构件　365
12．3．1　变量　365
12．3．2　变量的检测、传递　366
12．3．3　运算关系与运算符号　367
12．3．4　关键字　372
12．3．5　指令行　372
12．3．6　常见函数　372
12．4　数据流结构　373
12．4．1　顺序结构　373
12．4．2　if和switch选择结构　374
12．4．3　for和while循环结构　377
12．4．4　try-catch容错结构　379
12．4．5　其他数据流结构　380
12．5　控制命令　381
12．5．1　continue和break命令　381
12．5．2　return和pause命令　382
12．5．3 input和keyboard命令　384
12．5．4　error和warning命令　385
12．6　本章小结　386

第13章　MATLAB高级编程　387
13．1　MATLAB函数　388
13．1．1　主函数　388
13．1．2　子函数　388
13．1．3　嵌套函数　389
13．2　字符串操作　390
13．2．1　eval函数　390
13．2．2　feval函数　392
13．2．3　inline内联函数　393
13．3　变量传递与交换　395
13．3．1　输入输出变量检测命令　395
13．3．2　“变长度”输入输出变量　396
13．3．3　全局变量、局部变量和持久变量　397
13．3．4　跨空间计算与赋值　399
13．4　M文件的调试和剖析　401
13．4．1　直接调试法　401
13．4．2　工具调试法　402
13．4．2　Profiler分析工具　407
13．4．3　应用实例　408
13．5　本章小结　411

第14章　MATLAB句柄图形系统　413
14．1　句柄图形基础　414
14．1．1　图形对象概述　414
14．1．2　图形对象句柄　415
14．1．3　图形对象属性　417
14．2　图形对象的创建　420
14．2．1　创建图形窗口对象　420
14．2．2　创建坐标轴对象　423
14．2．3　创建曲线对象　424
14．2．4　创建文字对象　425
14．2．5　创建曲面对象　426
14．2．6　核心图形对象　427
14．3　句柄图形对象的基本操作　430
14．3．1　设置查询图形对象属性　430
14．3．2　设置对象的默认属性操作　431
14．3．3　高层绘图对象操作　434
14．4　本章小结　436

第15章　图形用户界面(GUI)设计　437
15．1　图形用户界面(GUI)设计过程　438
15．1．1　设计的一般步骤及原则　438
15．1．2　GUI设计的基本方式　438
15．2　使用GUIDE创建GUI　440
15．2．1　GUIDE概述　440
15．2．2　启动GUIDE　440
15．2．3　GUI的设计窗口简介　441
15．2．4　使用GUIDE创建GUI步骤　447
15．2．5　使用GUIDE创建GUI的实例　447
15．3　M文件创建GU　456
15．4　本章小结　460

第16章　GUI高级图形设计　461
16．1　GUIDE常用工具　462
16．1．1　排列工具　462
16．1．2　对象属性检查器　462
16．1．3　图形窗口的属性　464
16．1．4　图形对象属性　465
16．2　菜单和对话框　466
16．2．1　图形对象句柄函数　466
16．2．2　菜单　467
16．2．3　对话框　469
16．2．4　GUI组态　471
16．2．5　GUI界面设计　473
16．3　编程设计GUI　474
16．3．1　M文件及GUI数据管理　474
16．3．2　回调函数的使用方法　476
16．3．3　图形窗口的行为控制　477
16．4　图形用户界面设计实例　478
16．4．1　图形界面的实现　478
16．4．2　行为控制的实现　479
16．5　本章小结　486

第17章　GUI用户界面　487
17．1　用户控件的概述　488
17．1．1　用户控件种类　488
17．1．2　用户控件属性　492
17．1．3　回调函数　496
17．2　综合应用实例　497
17．2．1　双位按键、无线按键、控件区域框实例　497
17．2．2　静态文本框、滑动键、检录框实例　499
17．2．3　可编辑文本框、弹出框、列表框、按键实例　501
17．2．4　M基础文件　502
17．2．5　编写界面程序　507
17．2．6　GUI程序设计　512
17．2．7　回调子函数　513
17．2．8　设计实例　514
17．3　本章小结　518

第18章　Simulink基础概述　519
18．1　Simulink的基础操作　520
18．1．1　Simulink概述　520
18．1．2　Simulink安装步骤　520
18．1．3　Simulink启动方式　521
18．1．4　模型窗口工具栏　522
18．2　Simulink仿真系统步骤　526
18．2．1　启动添加Simulink模块库　526
18．2．2　建立模型设置模块属性　527
18．2．3　模块连接　528
18．2．4　运行系统输出结果　528
18．3　Simulink的模块库　528
18．3．1　Simulink的公共模块库　529
18．3．2　Simulink的专业模块库　536
18．4　Simulink模块的基本操作　541
18．4．1　Simulink模型的工作原理　541
18．4．2　模块的选定复制　542
18．4．3　模块大小改变与旋转　543
18．4．4　模块颜色的改变与名的改变　544
18．4．5　模块参数设置　546
18．4．6　连线分支与连线改变　547
18．4．7　信号组合　549
18．5　模型注释　549
18．6　设置Simulink仿真系统界面　550
18．6．1　模块框图属性编辑　550
18．6．2　信号标签与标签传递　552
18．7　仿真运行过程　554
18．7．1　运行仿真　554
18．7．2　仿真参数设置　554
18．7．3　示波器的使用　559
18．8　本章小结　560

第19章　Simulink建模与仿真　561
19．1　Simulink连续系统建模　562
19．1．1　线性系统建模　562
19．1．2　非线性系统建模　568
19．2　子系统　569
19．2．1　通用子系统生成的常见方法　569
19．2．2　子系统的基本操作　571
19．3　子系统的封装技术　572
19．3．1　子系统封装的创建方法　572
19．3．2　设置封装编辑器的图标编辑对话框　575
19．3．3　设置封装编辑器的参数初始化对话框　577
19．3．4　设置封装编辑器的文档编辑对话框　579
19．4　条件执行子系统　579
19．4．1　条件执行子系统概述　579
19．4．2　条件执行子系统的建立　580
19．5　使能子系统　581
19．5．1　使能子系统的参数设置　581
19．5．2　使能子系统的应用实例　582
19．6　触发子系统　584
19．6．1　触发子系统的种类　584
19．6．2　触发子系统的应用实例　584
19．7　原子子系统　587
19．7．1　原子子系统介绍　587
19．7．2　原子子系统的创立　588
19．8　其他子系统　589
19．9　本章小结　590

第20章　S函数和仿真系统建模　591
20．1　S函数概述　592
20．1．1　S函数基础概念　592
20．1．2　S函数的使用步骤　592
20．1．3　S函数相关概念　594
20．2　编写S文件　595
20．2．1　S函数工作流程　595
20．2．2　S函数模板的使用　596
20．2．3　S函数程序代码　597
20．3　编写C MEX S函数　607
20．3．1　MEX文件　607
20．3．2　Simstruct数据结构　607
20．3．3　工作向量(Work Vector)　608
20．3．4　C MEX S函数流程　609
20．3．5　C MEX S函数模板　609
20．3．6　S函数包装　617
20．4　本章小结　618

第21章　文件I/O　619
21．1　低级文件I/O介绍　620
21．2　文件打开和关闭　620
21．2．1　打开文件　620
21．2．2　关闭文件　622
21．3　数据的读写　623
21．3．1　读取TXT文件　623
21．3．2　写入二进制文件　633
21．4　文件的定位和文件的状态　635
21．5　高级文件I/O介绍　639
21．5．1　Mat文件操作　639
21．5．2　图像、声音、影片格式文件的操作　643
21．6　本章小结　644

第22章　MATLAB编译器　645
22．1　编译器的概述　646
22．1．1　编译器的功能　646
22．1．2　编译器的局限性　646
22．1．3　脚本文件与函数文件的转换　647
22．2　编译器的安装和配置　649
22．2．1　安装MATLAB编译器　649
22．2．2　设置MATLAB编译器　649
22．2．3　安装MCR　652
22．3　MATLAB编译器编译过程　656
22．4　mcc编译命令　657
22．4．1　编译命令的格式和选项　657
22．4．2　处理脚本文件 　659
22．4．3　用mcc命令编译M文件　661
22．4．4　编译文件的性能优化　662
22．5　创建独立外部应用程序　663
22．5．1　独立外部程序创建过程说明　663
22．5．2　编译M文件　664
22．5．3　编译包含绘图命令的M文件　665
22．6　本章小结　666

第23章　应用程序接口　667
23．1　C语言MEX文件　668
23．1．1　MEX文件的结构　670
23．1．2　创建C语言的MEX文件　672
23．2　MEX文件　673
23．2．1　创建C语言的MAT文件　674
23．2．2　创建FORTRAN语言的MAT文件　676
23．3　MATLAB引擎技术　678
23．3．1　引擎技术概述　679
23．3．2　计算引擎应用程序工作流程　679
23．3．3　VC调用MATLAB引擎　680
23．4　Java语言接口　684
23．4．1　MATLAB中的Java接口　685
23．4．2　Java接口程序应用　691
23．5　本章小结　696

第24章　MATLAB混合编程技术　697
24．1　MATLAB混合编程概述　698
24．2　COM生成器　698
24．2．1　创建nnToolKit的COM组件　698
24．2．2　安装nnToolKit组件　701
24．2．3　VB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程　702
24．2．4　CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程　706
24．2．5　VC调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程　708
24．3　Excel生成器　714
24．3．1　创建nnxToolKit的Excel插件　714
24．3．2　安装nnxToolKit组件　715
24．3．3　nnxToolKit组件集成到VBA　715
24．3．4　创建图形用户界面　718
24．3．5　保存和测试插件　723
24．3．6　打包应用程序　724
24．4　本章小结　724

第25章　MATLAB工具箱　725
25．1　MATLAB工具箱概述　726
25．1．1　工具箱类型　726
25．1．2　MATLAB常用工具箱介绍　728
25．1．3　工具箱和工具箱函数的查询办法　740
25．1．4　工具箱的扩充　745
25．1．5　工具箱的添加　746
25．2　MATLAB主工具箱　748
25．3　本章小结　749

第26章　信号工具箱　750
26．1　信号、系统和信号处理的基本概念　751
26．1．1　信号　751
26．1．2　系统　751
26．1．3　信号处理　751
26．2　基本信号的表示及可视化　751
26．2．1　正弦波　751
26．2．2　方波　752
26．2．3　锯齿波和三角波　753
26．2．4　指数信号　754
26．2．5　阶跃信号　755
26．2．6　单位脉冲信号　756
26．3　连续信号的时域运算与时域变换　757
26．3．1　加(减)、乘运算　757
26．3．2　信号的翻褶、位移、尺度变换　758
26．3．3　卷积运算　759
26．4　线性系统的时域分析　760
26．4．1　脉冲响应　761
26．4．2　阶跃响应　762
26．4．3　对任意输入的响应　763
26．5　连续时间信号的频域分析　764
26．6　连续系统的复频域分析　765
26．6．1　系统函数定义　765
26．6．2　系统零、极点分布与系统稳定性关系　766
26．7　信号采样与重构　767
26．7．1　信号的采样　767
26．7．2　信号的重构　768
26．8　本章小结　769

第27章　图像处理工具箱　770
27．1　图像处理工具箱概述　771
27．1．1　图像处理工具函数　772
27．1．2　MATLAB可操作的图像文件　776
27．1．3　图像和图像数据　777
27．1．4　图像处理工具箱所支持的图像类型　777
27．1．5　图像文件的读写和查询　778
27．1．6　MATLAB图像类型转换　779
27．2　图像处理　782
27．2．1　图像的灰度变换与直方图　782
27．2．2　图像的增强滤波　785
27．2．3　图像的空间变换　787
27．2．4　图像边缘检测与分割　792
27．3　本章小结　797