1、MATLAB 应用课程简介 课程编号：1100470课程名称：MATLAB 应用 ( 32 学时）（MATLAB and Its Applications）内容提要：本课程是全校公共选修课程，适合电子信息类工科专业学习。课程的基本内容是讲授Matlab 的使用方法和程序设计要求，包括 Matlab 的基本矩阵运算、数值计算方法、符号计算方法、数据分析方法和程序设计技巧等，通过本课程的学习，学生能初步掌握 Matlab这一功能强大的科学计算和分析工具，为后续电子信息类专业课程的学习打下基础。先修课程：无适用专业：通信工程，电子信息工程，信息工程，电子信息科学与技术，电子科学与技术选用教材：Mat
2、lab 程序设计与应用（第 2 版） ，刘卫国主编，高等教育出版社，2006.7MATLAB 应用课程教学大纲一、课程编号：1100470二、课程名称：MATLAB 应用 ( 32 学时）（MATLAB and Its Applications）三、课程教学目的本课程是全校公共选修课程，适合电子信息类工科专业学习。通过本课程的学习，使学生能熟练使用 MATLAB 这一功能强大的科学计算工具，掌握使用 Matlab 进行数值计算、符号运算和数据分析的方法，为进一步学习其他电子信息类专业基础课程和进行电子信息类理论研究打下良好的基础。四、 课程教学基本要求1、 了解 Matlab 的功能和主要特点
3、；2、 掌握 MATLAB 的基本数据类型的常用数学运算方法；3、 掌握 Matlab 常用二维绘图函数的使用方法，了解其他二维绘图函数和三维绘图函数的功能；4、掌握 MATLAB 程序设计方法，掌握函数 M 文件和脚本 M 文件的区别与联系，掌握 Matlab程序调试方法；5、 掌握 MATLAB 符号运算的概念，掌握使用符号运算进行微积分、方程求解等问题的方法；6、 了解 Matlab GUI 的工作原理，掌握使用 Matlab GUI 进行人机界面开发的方法；7、 了解 Simulink 的工作原理。五、教学内容及学时分配1MATLAB 简介 2 学时MATLAB 的发展史，MATLAB
4、 语言的特点Matlab 中的可视化仿真工具：SimulinkMATLAB 中的面向对象概念，MATLAB 的安装和使用环境Matlab 中的工具箱与模块库，Matlab 应用举例2MATLAB 数据类型与数学运算 4 学时MATLAB 工作空间，基本数据类型，运算符和特殊符号Matlab 矩阵运算，Matlab 中的多项式运算常用数学函数3、Matlab 绘图 4 学时基本二维绘图函数 plot，图形中各种属性的修改方法其它二维绘图函数、三维绘图函数4、MATLAB 程序设计与高级编程技术 6 学时解释型与编译型的区别，脚本 m 文件和函数 m 文件分支结构，循环结构，子函数MATLAB 文
5、件操作，Matlab 编程技巧5、MATLAB 符号运算 4 学时符号运算工作原理，MATLAB 符号变量和符号表达式符号对象的基本运算，符号矩阵运算符号微积分，符号方程求解可视化数学分析工具6、Matlab GUI 4 学时GUI 概述，GUI 集成开发环境 GUIDE，GUIDE 中的用户控件，GUI 界面设计回调函数，用 M 文件实现 GUI，GUI 设计实例7、Simulink 概述 6 学时Simulink 工作原理模型的创建，子系统及封装，模型的调试S-函数，Simulink 应用实例8、Matlab 应用程序接口 2 学时在 Matlab 中调用 C 语言函数，在 C 程序中调用
6、 Matlab 引擎Matlab 与其它程序设计语言的接口六、教学重点、难点重点：、MATLAB 程序设计、MATLAB 数值计算、MATLAB 绘图、Matlab 符号运算难点：Matlab七、先修课程：无八、适用专业：通信工程，电子信息工程，信息工程，电子信息科学与技术，电子科学与技术九、使用教材及参考书目Matlab 程序设计与应用（第 2 版） ，刘卫国主编，高等教育出版社，2006.7执笔人: 别志松目 录基础篇第 1 章 MATLAB 系统环境1.1 MATLAB 概貌1.1.1 MATLAB 的发展1.1.2 MATLAB 的主要功能1.1.3 MATLAB 功能演示1.2 MA
7、TLAB 环境的准备1.2.1 MATLAB 的安装1.2.2 MATLAB 的启动与退出1.3 MATLAB 操作界面1.3.1 主窗口1.3.2 命令窗口1.3.3 工作空间窗口1.3.4 当前目录窗口和搜索路径1.3.5 命令历史记录窗口1.3.6 Start 菜单1.4 MATLAB 帮助系统1.4.1 帮助命令1.4.2 帮助窗口1.4.3 演示系统习题一第 2 章 MATLAB 数据及其运算2.1 MATLAB 数据的特点2.2 变量及其操作2.2.1 变量与赋值2.2.2 变量的管理2.2.3 数据的输出格式2.3 MATLAB 矩阵的表示2.3.1 矩阵的建立2.3.2 冒号表
8、达式2.3.3 矩阵的拆分2.4 MATLAB 数据的运算2.4.1 算术运算2.4.2 关系运算2.4.3 逻辑运算2.5 字符串2.6 结构数据和单元数据2.6.1 结构数据2.6.2 单元数据习题二第 3 章 MATLAB 矩阵分析与处理3.1 特殊矩阵3.1.1 通用的特殊矩阵3.1.2 用于专门学科的特殊矩阵3.2 矩阵结构变换3.2.1 对角阵与三角阵3.2.2 矩阵的转置与旋转3.3 矩阵求逆与线性方程组求解3.3.1 矩阵的逆与伪逆3.3.2 用矩阵求逆方法求解线性方程组3.4 矩阵求值3.4.1 方阵的行列式值3.4.2 矩阵的秩与迹3.4.3 向量和矩阵的范数3.4.4 矩
9、阵的条件数3.5 矩阵的特征值与特征向量3.6 矩阵的超越函数习题三第 4 章 MATLAB 程序设计4.1 M 文件4.1.1 M 文件的分类4.1.2 M 文件的建立与打开4.2 程序控制结构4.2.1 顺序结构4.2.2 选择结构4.2.3 循环结构4.3 函数文件4.3.1 函数文件的基本结构4.3.2 函数调用4.3.3 函数参数的可调性4.3.4 全局变量与局部变量4.4 程序调试4.4.1 程序调试概述4.4.2 MATLAB 调试菜单4.4.3 调试命令习题四第 5 章 MATLAB 绘图5.1 二维图形5.1.1 绘制二维曲线的基本函数5.1.2 绘制图形的辅助操作5.1.3
10、 绘制二维图形的其他函数5.2 三维图形5.2.1 绘制三维曲线的基本函数5.2.2 三维曲面5.2.3 其他三维图形5.3 三维图形的精细处理5.3.1 视点处理5.3.2 色彩处理5.3.3 图形的裁剪处理5.4 隐函数绘图5.5 低层绘图操作5.5.1 图形对象及其句柄5.5.2 图形对象属性5.5.3 图形对象的创建5.6 光照和材质处理5.6.1 光照处理5.6.2 材质处理5.7 图像显示与动画制作5.7.1 图像显示5.7.2 动画制作习题五第 6 章 MATLAB 数值计算6.1 数据处理与多项式计算6.1.1 数据统计与分析6.1.2 数据插值6.1.3 曲线拟合6.1.4
11、多项式计算6.2 数值微积分6.2.1 数值微分6.2.2 数值积分6.3 离散傅里叶变换6.3.1 离散傅里叶变换算法简述6.3.2 离散傅里叶变换的实现6.4 线性方程组求解6.4.1 直接解法6.4.2 迭代解法6.4.3 求线性方程组的通解6.5 非线性方程与最优化问题求解6.5.1 非线性方程数值求解6.5.2 无约束最优化问题求解6.5.3 有约束最优化问题求解6.6 常微分方程的数值求解6.6.1 龙格-库塔法简介6.6.2 龙格-库塔法的实现6.7 稀疏矩阵6.7.1 矩阵存储方式6.7.2 稀疏存储方式的产生6.7.3 稀疏矩阵应用举例习题六第 7 章 MATLAB 符号计算
12、7.1 符号计算基础7.1.1 符号对象7.1.2 基本的符号运算7.1.3 符号表达式中变量的确定7.1.4 符号矩阵7.2 符号函数及其应用7.2.1 符号函数的极限7.2.2 符号函数求导及其应用7.3 符号积分7.3.1 符号函数的不定积分7.3.2 符号函数的定积分7.3.3 积分变换7.4 级数7.4.1 级数的符号求和7.4.2 函数的泰勒级数7.5 符号方程求解7.5.1 符号代数方程求解7.5.2 符号常微分方程求解习题七应用篇第 8 章 MATLAB 图形用户界面设计8.1 菜单设计8.1.1 建立用户菜单8.1.2 菜单对象常用属性8.1.3 快捷菜单8.2 对话框设计8
13、.2.1 对话框的控件8.2.2 对话框的设计8.3 可视化图形用户界面设计8.3.1 图形用户界面设计窗口8.3.2 可视化设计工具8.3.3 可视化设计应用实例习题八第 9 章 MATLAB Notebook 的使用9.1 Notebook 的安装与启动9.1.1 Notebook 的安装9.1.2 Notebook 的启动9.1.3 Notebook 界面9.2 单元的定义与执行9.2.1 输入/输出单元9.2.2 自动初始化单元及其应用9.2.3 单元组及其应用9.2.4 计算区的定义与执行9.2.5 单元的其他操作9.3 输出格式控制9.3.1 输出数据格式控制9.3.2 输出图形格
14、式控制9.3.3 修改 M-book 模板的样式习题九第 10 章 MATLAB Simulink 仿真软件10.1 Simulink 操作基础10.1.1 Simulink 简介10.1.2 Simulink 的启动与退出10.2 系统仿真模型10.2.1 Simulink 仿真模型概述10.2.2 模块的编辑10.2.3 模块的连接10.2.4 模块的参数和属性设置10.2.5 Simulink 的几类基本模块10.3 系统的仿真10.3.1 设置仿真参数10.3.2 启动系统仿真与仿真结果分析10.3.3 系统仿真实例10.4 使用命令操作对系统进行仿真10.5 子系统及其封装技术10.
15、5.1 子系统的建立10.5.2 子系统的条件执行10.5.3 子系统的封装10.6 S 函数的设计与应用10.6.1 用 MATLAB 语言编写 S 函数10.6.2 S 函数的应用习题十第 11 章 MATLAB 外部程序接口技术11.1 MATLAB 数据接口11.1.1 通用文件 I/O 操作11.1.2 低级文件 I/O 操作11.1.3 MAT 文件及其应用11.2 MATLAB 编译器11.2.1 MATLAB 编译器的配置11.2.2 编译指令 mcc 11.3 MATLAB 计算引擎11.3.1 MATLAB DDE 服务器与引擎库11.3.2 C 语言 MATLAB 计算引
16、擎11.3.3 FORTRAN 语言 MATLAB 计算引擎11.4 MEX 动态链接函数接口11.4.1 MEX 函数11.4.2 C 语言 MEX 文件的建立11.4.3 FORTRAN 语言 MEX 文件的建立习题十一第 12 章 MATLAB 的应用12.1 MATLAB 在电路分析中的应用12.1.1 概述12.1.2 应用实例12.2 MATLAB 在控制系统分析中的应用12.2.1 概述12.2.2 应用实例12.3 MATLAB 在数学建模中的应用12.3.1 概述12.3.2 应用实例12.4 MATLAB 在力学及工程结构分析中的应用12.4.1 概述12.4.2 应用实例12.5 MATLAB 在优化设计中的应用12.5.1 概述12.5.2 应用实例实验篇实验要求实验一 MATLAB 运算基础实验二 MATLAB 矩阵分析与处理实验三 选择结构程序设计实验四 循环结构程序设计实验五 函数文件实验六 高层绘图操作实验七 低层绘图操作实验八 数据处理与多项式计算实验九 数值微积分与方程数值求解实验十 符号计算基础与符号微积分实验十一 级数与方程符号求解实验十二 菜单与对话框设计实验十三 Simulink 的应用实验十四 外部程序接口实验十五 综合实验参考文献
