MATLAB程序设计与工程应用 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书面向高等学校理工科专业学生和行业工程技术人员，旨在帮助理工科专业低年级学生和相关行业还没有编程基础的工程技术人员了解计算机程序设计的基本思想和方法，熟练掌握MATLAB工具，引导读者从计算机程序设计的基本概念逐渐过渡到工程实践应用。

全书共分为三篇：第一篇MATLAB程序设计基础（第1章~第5章），主要介绍计算机程序设计的基本概念、MATLAB R2022b的工作环境及基本操作、基本数据类型及运算、MATLAB基本结构程序设计、函数、排序索引与搜索；第二篇MATLAB高级程序设计（第6章~第8章），主要介绍MATLAB中的高级数据类型、文件及文件操作和数据的可视化；第三篇MATLAB程序设计的工程应用（第9章~第12章），主要介绍MATLAB在线性代数与矩阵、数值微积分与符号运算、复变函数与积分变换、随机变量与噪声分析及工程问题求解中的应用。

为便于读者高效学习，快速掌握MATLAB程序设计的基本方法及其在工程中的典型应用，本书作者精心制作了完整的案例源码和同步练习题代码（12章共2万 行），并对重难点内容录制了详细的讲解视频和实战案例操作视频（约1000分钟）。

本书适用于高等院校理工科专业本科生和高职高专学生、各类培训机构教材，也适用于其他专业和行业的工程技术人员作为计算机程序设计、工程数学、数学建模和系统仿真、计算机辅助设计等工程应用的自学入门参考读物。

第一篇MATLAB程序设计基础

第1章MATLAB与程序设计

微课视频33分钟

1.1算法和程序

1.1.1算法

1.1.2程序设计语言

1.1.3程序的编译和解释

1.2MATLAB入门

1.2.1MATLAB的工作环境

1.2.2脚本和程序

1.3MATLAB的内置函数

1.4MATLAB的帮助系统

第2章基本数据类型及运算

微课视频115分钟

2.1基本数据类型

2.1.1整数

2.1.2浮点数

2.1.3常量

2.2变量及其属性

2.2.1变量及其赋值

2.2.2变量的属性

2.3数组

2.3.1数组的基本概念

2.3.2数组的创建

2.3.3数组元素的访问

2.3.4数组大小的获取

2.4数据的基本运算

2.4.1标量运算

2.4.2数组运算

2.5字符与字符串

2.5.1字符及其编码

2.5.2字符串与字符串数组

2.5.3文本与数值型数据之间的转换

2.5.4字符向量和字符串的基本操作

2.6数据的输入和输出

2.6.1数据的输入

2.6.2数据的输出显示

第3章MATLAB基本结构程序设计

微课视频105分钟

3.1面向过程程序设计简介

3.2逻辑数据类型及其运算

3.2.1逻辑数据类型

3.2.2关系运算和逻辑运算

3.3分支结构程序设计

3.3.1if语句

3.3.2switch语句

3.4循环结构程序设计

3.4.1基本的循环语句

3.4.2循环语句的嵌套

3.4.3break和continue语句

3.4.4循环语句的向量化

第4章函数

微课视频80分钟

4.1函数的基本概念

4.1.1函数文件

4.1.2函数的基本结构

4.2函数的创建与调用

4.3局部函数、嵌套函数和匿名函数

4.3.1局部函数

4.3.2嵌套函数

4.3.3匿名函数

4.4函数之间的数据共享

4.4.1函数的工作区与局部变量

4.4.2工作区之间的数据共享

4.5函数的参数验证

4.5.1参数的有效性声明

4.5.2验证函数

4.5.3参数的种类

第5章排序、索引与搜索

5.1排序

5.1.1排序的基本方法

5.1.2排序内置函数

5.2索引

5.3搜索

5.3.1搜索的基本方法

5.3.2搜索内置函数

第二篇MATLAB高级程序设计

第6章MATLAB中的高级数据类型

微课视频46分钟

6.1元胞数组

6.1.1元胞数组的创建

6.1.2元胞数组中数据的访问

6.1.3字符向量元胞数组

6.1.4元胞数组与函数的可变个数参数

6.2结构体数组

6.2.1结构体数组的创建

6.2.2结构体数组的访问和操作

6.2.3嵌套结构体

6.2.4函数的结构体参数

6.3表

6.3.1表的创建和查看

6.3.2表中数据的访问

6.3.3表数据的统计和排序

第7章文件及文件操作

微课视频44分钟

7.1MATLAB中常用的文件格式

7.2MAT文件

7.2.1工作区变量的保存和加载

7.2.2MAT文件内容的查看

7.3文本文件和电子表格文件

7.3.1数据的导出

7.3.2数据的导入

7.4低级文件操作

7.4.1文件的打开和关闭

7.4.2文本格式文件的访问

7.4.3二进制格式文件的访问

第8章数据的可视化

微课视频98分钟

8.1图形窗口

8.1.1图形窗口的创建和关闭

8.1.2图形窗口属性设置

8.1.3图形区的划分

8.2二维线图及属性设置

8.2.1二维线图的绘制

8.2.2图形属性设置

8.2.3坐标区属性设置

8.3图形的交互

8.3.1图形的缩放和平移

8.3.2数据提示和数据点的刷亮

8.4图形的导出和保存

8.4.1FIG文件的导入和导出

8.4.2图形保存为图像文件

第三篇MATLAB程序设计的工程应用

第9章线性代数与矩阵

9.1矩阵的概念与创建

9.1.1矩阵的创建

9.1.2特殊矩阵的创建

9.2矩阵的基本运算

9.2.1矩阵的基本算术运算

9.2.2矩阵的转置与旋转

9.2.3方阵的行列式

9.2.4逆矩阵

9.3矩阵的变换与分解

9.3.1初等行变换

9.3.2矩阵的分解

9.4线性代数方程组的求解

9.4.1线性代数方程组的矩阵表示

9.4.2线性代数方程组的求解介绍

9.4.3欠定方程组和超定方程组

9.5线性代数的应用

9.5.1电阻电路的分析

9.5.2数字图像的处理和变换

第10章数值微积分与符号运算

10.1数值微积分

10.1.1欧拉法

10.1.2龙格库塔法

10.1.3数值微积分的专用函数

10.2微分方程的数值求解

10.2.1一阶微分方程

10.2.2高阶微分方程

10.2.3常微分方程求解的专用函数

10.3符号运算及符号方程的求解

10.3.1符号对象

10.3.2符号运算

10.3.3符号方程的求解

10.4动态系统分析

10.4.1动态系统及其时域方程

10.4.2动态系统响应的求解

10.4.3动态系统的状态空间方程

第11章复变函数与积分变换

11.1复数与复变函数

11.1.1复数的表示

11.1.2复数的基本运算

11.1.3复变函数

11.2傅里叶变换

11.2.1周期信号的频谱分析

11.2.2连续信号的傅里叶变换

11.2.3快速傅里叶变换

11.3拉普拉斯变换

11.3.1拉普拉斯变换和拉普拉斯反变换

11.3.2连续系统的复频域分析

第12章随机变量与噪声

12.1随机事件及其概率

12.1.1随机事件

12.1.2概率

12.1.3MATLAB中随机数的产生与概率计算

12.2随机变量及其分布

12.2.1随机变量及其分布函数

12.2.2离散型随机变量的概率分布

12.2.3连续型随机变量的概率密度

12.2.4常用分布的MATLAB实现

12.3随机变量的数字特征

12.3.1数学期望

12.3.2方差

12.3.3数字特征的MATLAB求解

12.4随机过程与噪声

12.4.1随机过程

12.4.2噪声

参考文献

向军：西南交通大学电气工程学院教授。长期从事通信与信号理论、系统建模与仿真、微机和单片机应用系统开发等领域的教学和研究工作。先后为本科生和研究生开设“信号与系统”“MATLAB编程及工程应用""系统建模与仿真""数字信号处理”“通信原理”“随机信号理论”等多门课程，发表学术论文20余篇，出版教材4部。

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编辑推荐

本书主题

MATLAB程序设计基础

   MATLAB与程序设计

   基本数据类型及运算

   MATLAB基本结构程序设计

   函数及其应用

   排序、索引和搜索

MTALAB高级程序设计

   MATLAB中的高级数据类型

   文件及文件操作

   数据的可视化

MATLAB工程应用

   线性代数与矩阵

   数值微积分与符号运算

   复变函数与积分变换

   随机变量与噪声

教学资源

   微课视频

   程序代码

   教学课件

   教学大纲

   习题解答

说明：微课视频在本书文中扫码即可观看，其他资源可到清华大学出版社网站本书页面（或“人工智能科学与技术”微信公众号）下载。

媒体评论

李庆节迈斯沃克(软件)北京有限公司中国区教育行业经理

《MATLAB程序设计与工程应用》在主线上贯穿了用工程数学知识建立普通数学与实际工程问题之间联系的思想，并论述了MATLAB高级计算机语言是如何高效实现工程数学的表达，提高读者构建“计算思维”的能力。这部著作从内容上来看，由浅入深，从基本概念到工程实践层层递进；从形式上来看，理论知识、编程实例与同步练习相得益彰。本书配套提供程序代码、微课视频、教学课件，构成立体化新形态教材，适合作为培养专业领域工程计算能力的高校理工科专业教材，也适合作为从事MATALB编程应用的工程技术人员的参考用书。

张洪欣北京市教学名师/北京邮电大学电子工程学院教授

《MATLAB程序设计与工程应用》系统介绍了MATLAB程序设计的基本概念和程序的基本结构，并结合大量实例介绍了程序设计的基本方法及其在高等数学和工程数学中的典型应用，内容覆盖了理工科专业众多的通识课程和专业基础课程，对没有计算机程序设计基础的读者，特别是大学低年级学生和工程技术人员具有很好的参考价值。

宋廷强青岛科技大学信息学院副院长

《MATLAB程序设计与工程应用》以新版的MATLAB R2022b为对象，从计算机编程到工程应用，由浅入深地介绍了程序设计的基本概念及方法，引导读者逐步掌握程序设计的基本思想，帮助读者了解枯燥的编程知识在工程中的实际应用，便于激发读者的学习兴趣，特别适合尚没有计算机程序设计基础的读者作为入门参考书。

戴小文西南交通大学电气工程学院教授

MATLAB是工程界广泛使用的科学计算、系统建模仿真、计算机辅助分析设计工具。《MATLAB程序设计与工程应用》重点介绍了MATLAB程序设计的基本方法，并结合大量案例介绍程序设计在微积分运算、线性代数、积分变换与线性系统分析等方面的工程应用，为进一步学习系统建模与仿真等相关知识打下扎实的基础。该书可以作为各理工科专业低年级学生的入门书，对广大的工程技术人员也具有重要的参考意义。

贾云龙乐搏教育公司首席执行官

MATLAB可以完成数学计算、系统建模、理论验证及系统仿真等工作，已经成为国内外学者热衷采用的科研辅助工具。《MATLAB程序设计与工程应用》阐述了MATLAB编程的理论知识、核心算法和工程实践，介绍了MATLAB编程的常用方法，并提供了丰富的学习资源，是学习MATLAB编程的优秀参考书。

前言

MATLAB是一个功能十分强大的开发平台，具有极其丰富的功能，在计算机程序设计、科学计算和数据分析、系统建模仿真与辅助设计和绝大多数行业（通信、自动控制、大数据、人工智能和机器学习、金融等）的工程实践中都得到了广泛的应用。

与传统的计算机编程语言相比，MATLAB在解决技术问题方面具有许多优势。其中主要包括如下几方面。

（1） 使用方便。

MATLAB是一种解释型程序设计语言，可以用脚本命令的形式实现程序算法中的各种操作，也可以执行大型的程序。使用内置的MATLAB集成开发环境，用户可以轻松地编写、修改和调试程序。

（2） 平台独立性。

MATLAB支持许多不同的计算机系统，如Windows、Linux和macOS。在任何平台上编写的程序和数据都可以在其他平台上运行和访问。因此，用MATLAB编写的程序可以在用户需要时迁移到新的平台。

（3） 单独的MATLAB编译器。

MATLAB的灵活性和独立性是通过将MATLAB程序编译成独立于设备的中间代码，并在运行时解释该中间代码实现的。MATLAB提供了一个单独的编译器，可以将MATLAB程序编译成真正的可执行文件，其运行速度超过以解释方式运行的中间代码。

（4） 丰富的预定义函数库。

MATLAB提供了大量的预定义函数库，为许多基本技术任务提供了经过测试和预打包的诸多解决方案。除了内置的大型函数库外，还有许多特殊用途的工具箱可用于帮助解决特定工程领域的复杂问题。例如，利用附加工具箱可以解决信号处理、控制系统、通信、图像处理、人工智能、深度学习和神经网络等方面的工程问题。

（5） 设备独立的绘图功能。

与大多数其他计算机语言不同，MATLAB有许多完整的绘图命令，以实现科学计算数据的可视化和图形、图像的处理，图像和图形可以显示在计算机所支持的任何图形输出设备上。这些功能使MATLAB成为一个用于计算数据可视化的优秀工具，在各种工程领域得到大量应用。

（6） 图形化的用户界面。

MATLAB系统包括允许程序员为其程序交互式构建图形用户界面的工具。有了这种功能，程序员可以设计出复杂的数据分析程序，由相对没有经验的用户操作。

本书主要面向具有计算机基础，但还没有编程基础的工程技术人员、高等院校学生，从基础的程序设计开始，紧扣理工科专业的人才培养方案和所需专业知识结构，涵盖了高等数学和线性代数、复变函数、概率论与数理统计等工程数学理论，逐步引导读者进入专业基础课和专业课的学习。

本书分为三篇，第一篇为MATLAB程序设计基础，主要内容包括MATLAB与程序设计，基本数据类型及运算，MATLAB基本结构程序设计，函数，排序、索引与搜索； 第二篇为MATLAB高级程序设计，主要内容包括MATLAB中的高级数据类型(元胞数组、结构体数组和表)、文件及文件操作、数据的可视化； 第三篇为MATLAB程序设计的工程应用，主要内容包括线性代数与矩阵、数值微积分与符号运算、复变函数与积分变换、随机变量与噪声。

本书的主要特色如下： 

（1） 内容浅显易懂。

本书主要面向还没有任何计算机编程基础的读者，充分利用MATLAB在编程方面的高效便捷性，引导读者打开程序设计的大门，快速掌握计算机程序设计的基本概念和方法。本书内容循序渐进、浅显易懂，语言表述严谨、逻辑性强。

（2） 讲练同步融合。

在各章节相关内容讲授之后，立即安排适量的实例和同步练习。所有实例代码都在MATLAB R2022b版本上调试通过，同步练习可以帮助读者自我检查内容的掌握情况，以便及时跟进。

（3） 面向工程应用。

MATLAB本身并不是纯粹为计算机程序设计提出来的，而是主要面向工程应用，是各行各业在计算机辅助设计、信号和系统性能分析等工程应用中的一个重要工具。本书专门用了一篇的篇幅，介绍MATLAB程序设计在工程中的实际应用，特别针对理工科专业学生所需的工程数学知识（微积分、线性代数、复变函数与积分变换、概率论与随机信号），介绍如何利用MATLAB实现问题求解和辅助分析，引导读者逐步过渡到相关专业知识的学习，为MATLAB在实际工程中的应用夯实基础。

由于时间仓促，书中可能会有疏漏，恳请读者批评指正。

编者2023年6月