全书以MATLAB 2016为基础，结合高等学校学生的教学经验和计算科学的应用，讲解MATLAB在智能计算和系统仿真分析中的各种方法和技巧，完整的编写一套让学生与零基础读者可以灵活掌握的教学指南，让他们终脱离书本并独立应用于工程实践中。本书主要内容包括MATLAB的入门、基础知识、程序设计基础、图形绘制、图形与图像的处理、高等数学计算、方程组的运算、符号运算、优化设计、图形用户界面设计、Simulink仿真基础、数理统计分析、概率统计分析和外部接口设计。本书覆盖数学计算与仿真分析的各个方面，既有MATLAB基本函数的介绍，也有用MATLAB编写的专门计算程序，利用函数解决不同的应用问题，实例丰富而典型，包括两章经典实例，将重点知识进行融入应用，全书通过近400个实例指导读者有的放矢地进行学习。

MATLAB是目前国内应用为广泛的工程计算软件，有庞大的读者群和潜在应用群。
1）本书以MATLAB 2016新版为平台，内容涵盖了MATLAB程序设计、图形绘制、图形图像处理、高等数学计算、用户界面设计、Simulink仿真、数理统计分析及控制系统分析设计实例等，使读者能够全面了解MATLAB 2016在诸多领域中的高级应用
2）本书在理论阐述的同时穿插介绍涉及该知识点的应用实例（多达400个），以多层次实例深入浅出地演示知识点的综合应用。即学即用，融会贯通。
3）本书对MATLAB软件应用难点均配有源程序代码及对应注释文字说明，降低读者学习软件的难度，提升人机互动的水平。

      MATLAB是美国MathWorks公司出品的一个优秀的数学计算软件，其强大的数值计算能力和数据可视化能力令人震撼。经过多年的发展，MATLAB已经发展到了2016a版本，功能日趋完善。MATLAB已经发展成为多种学科必不可少的计算工具，成为自动控制、应用数学、信息与计算科学等专业大学生与研究生必须掌握的基本技能。 
      目前，MATLAB已经得到了很大程度的普及，它不仅成为各大公司和科研机构的专用软件，在各高校中同样也得到了普及。越来越多的学生借助MATLAB来学习数学分析、图像处理、仿真分析。 
      为了帮助零基础读者快速掌握MATLAB的使用方法，本书从基础着手，详细对MATLAB的基本函数功能进行介绍，同时根据不同学科读者的需求，作者在数学计算、图形绘制、仿真分析、最优化设计和外部接口编程等不同的领域进行了详细的介绍，让读者入宝山而满载归。 
      本书提供了使用MATLAB解决数学问题的实践性指导，它基于MATLAB 2016版，内容由浅入深，特别是本书对每一条命令的使用格式都作了详细而又简单明了的说明，并为用户提供了大量的例题加以说明其用法，因此，对于初学者自学是很有帮助的；同时，又对数学中的一些深入问题如优化理论的算法介绍以及各种数学问题如概率问题、数理统计问题等进行了较为详细的介绍，因此，该书也可作为科技工作者的科学计算工具书。 
      本书共16章，分贝介绍了MATLAB的入门，基础知识，程序设计基础，图形绘制，图形与图像的处理，高等数学计算，方程组的运算，符号运算，优化设计，图形用户界面设计， Simulink仿真基础，数理统计分析，概率统计分析，外部接口设计，控制系统分析设计实例，健康女性的数据分析设计实例等内容。 
      MATLAB本身是一个极为丰富的资源库。因此，对大多数用户来说，一定有部分MATLAB内容看起来是“透明”的，也就是说用户能明白其全部细节；另有些内容表现为“灰色”，即用户虽明白其原理但是对于具体的执行细节不能完全掌握；还有些内容则“全黑”，也就是用户对它们一无所知。本书虽仅涉及MATLAB在各方面应用的一小部分，但就是这部分内容就已经构成了对本书作者的严重挑战。作者在写稿过程中遇到过不少困惑，通过再学习和向专家请教虽克服了它们的障碍，但仍难免错误和偏见。本书所有算例均由作者在计算机上验证。在此，本书作者肯切期望得到各方面专家和广大读者的指教。 
      本书由华东交通大学教材基金资助，华东交通大学的李津和刘涛主编， 华东交通大学的沈晓玲、朱爱华、黄志刚、钟礼东参与部分章节编著，其中李津执笔编写了第1~4章，刘涛执笔编写了第5~8章，沈晓玲执笔编写了第9~10章，朱爱华执笔编写了第11~12章，黄志刚执笔编写了第13~14章，钟礼东执笔编写了第15~16章。闫聪聪、刘昌丽、康士廷、杨雪静、李兵、宫鹏涵、孙立明等参与了部分章节的内容整理，在此对他们的付出表示感谢。 
      读者在学习过程中，若发现错误，编者将不胜感激。欢迎加入三维书屋EDA图书学习交流群QQ交流探讨。也可以登录本QQ交流群索取本书配套资源包含全书所有实例的源文件，实例个数多达 400 个。 
      作 者

第1章 MATLAB入门 
1.1 MATLAB中的科学计算概述 
1.1.1 MATLAB的发展历程 
1.1.2 MATLAB系统 
1.2 MATLAB 2016的用户界面 
1.2.1 标题栏 
1.2.2 功能区 
1.2.3 工具栏 
1.2.4 命令窗口 
1.2.5 历史窗口 
1.2.6 当前目录窗口 
1.2.7 工作空间管理窗口 
1.2.8 图像窗口 
1.3 MATLAB内容及查找 
1.3.1 MATLAB的搜索路径 
1.3.2 扩展MATLAB的搜索路径 
1.4 MATLAB的帮助系统 
1.4.1 联机帮助系统 
1.4.2 帮助命令 
1.4.3 联机演示系统 
1.4.4 网络资源 
第2章 MATLAB基础知识 
2.1 MATLAB命令的组成 
2.1.1 基本符号 
2.1.2 功能符号 
2.1.3 常用指令 
2.1.4 基本数学函数 
2.2 数据类型 
2.2.1 变量与常量 
2.2.2 数值 
2.2.3 字符串 
2.2.4 向量 
2.2.5 矩阵 
2.2.6 单元型变量 
2.2.7 结构型变量 
2.3 运算符 
2.3.1 算术运算符 
2.3.2 关系运算符 
2.3.3 逻辑运算符 
2.4 数值运算 
2.4.1 矩阵运算 
2.4.2 向量运算 
2.5 M文件 
2.5.1 命令式文件 
2.5.2 函数式文件 
2.6 操作实例——魔方阵函数 
第3章 程序设计基础 
3.1 MATLAB程序设计 
3.1.1 表达式、表达式语句与赋值语句 
3.1.2 程序结构 
3.1.3 程序流程控制指令 
3.1.4 人机交互语句 
3.1.5 MATLAB程序的调试命令 
3.2 函数句柄 
3.2.1 函数句柄的创建与显示 
3.2.2 函数句柄的调用与操作 
3.3 函数变量及其作用域 
3.4 子函数与私有函数 
3.5 程序设计的辅助函数 
3.6 程序设计优化 
3.7 文件调用纪录 
3.7.1 profile函数 
3.7.2 调用记录结果的显示 
3.8 操作实例——编写一个学生成绩评定函数 
第4章 二维图形绘制 
4.1 二维曲线的绘制 
4.1.1 绘制二维图形 
4.1.2 多图形显示 
4.1.3 函数图形的绘制 
4.2 图形属性设置 
4.2.1 图形窗口的属性 
4.2.2 坐标系与坐标轴 
4.2.3 图形注释 
4.3 三维绘图 
4.3.1 三维曲线绘图命令 
4.3.2 三维网格命令 
4.3.3 三维曲面命令 
4.3.4 柱面与球面 
4.3.5 三维图形等值线 
4.4 三维图形修饰处理 
4.4.1 视角处理 
4.4.2 颜色处理 
4.4.3 光照处理 
4.5 操作实例——绘制函数的三维视图 
第5章 图形与图像的处理 
5.1 向量图形 
5.2 图像处理及动画演示 
5.2.1 图像的读写 
5.2.2 图像的显示及信息查询 
5.2.3 动画演示 
5.3 操作实例——曲线的绘制 
第6章 高等数学计算 
6.1 数列 
6.1.1 数列求和 
6.1.2 数列求积 
6.2 级数 
6.2.1 级数求和 
6.3 极限、导数 
6.3.1 极限 
6.3.2 导数 
6.4 积分 
6.4.1 定积分与广义积分 
6.4.2 不定积分 
6.4.3 多重积分 
6.5 积分变换 
6.5.1 傅里叶(Fourier)积分变换 
6.5.2 傅里叶(Fourier)逆变换 
6.5.3 快速傅里叶(Fourier)变换 
6.5.4 拉普拉斯(Laplace)变换 
6.5.5 拉普拉斯(ilaplace)逆变换 
6.6 复杂函数 
6.6.1 泰勒(Taylor)展开 
6.6.2 傅里叶(Fourier)展开 
6.7 操作实例——高斯脉冲时域与频域转换 
第7章 方程组 
7.1 方程的运算 
7.1.1 方程组的介绍 
7.1.2 方程式的解 
7.1.3 线性方程有解 
7.2 线性方程组求解 
7.2.1 线性方程组定义 
7.2.2 利用矩阵的基本运算 
7.2.3 利用矩阵分解法求解 
7.2.4 非负最小二乘解 
7.3 四元一次方程组求解 
7.3.1 利用矩阵的逆 
7.3.2 利用行阶梯形求解 
7.3.3 利用矩阵分解求解 
7.4 非线性方程（组）的求解 
7.4.1 非线性方程的求解 
7.4.2 非线性方程组的求解 
7.5 常微分方程的数值解法 
7.5.1 欧拉(Euler)方法 
7.5.2 龙格-库塔(Runge Kutta)方法 
7.5.3 龙格-库塔(Runge-Kutta)方法解刚性问题 
7.6 偏微分方程 
7.6.1 介绍 
7.6.2 区域设置及网格化 
7.6.3 边界条件设置 
7.6.4 解椭圆型方程 
7.6.5 解抛物型方程 
7.6.6 解双曲型方程 
7.6.7 解特征值方程 
7.6.8 解非线性椭圆型方程 
7.7 操作实例——带雅克比矩阵的非线性方程组求解 
第8章 符号运算 
8.1 符号与数值 
8.1.1 符号与数值间的转换 
8.1.2 符号与数值间的精度设置 
8.2 符号矩阵 
8.2.1 符号矩阵的创建 
8.2.2 符号矩阵的其他运算 
8.2.3 符号多项式的简化 
8.3 多元函数分析 
8.3.1 雅可比矩阵 
8.3.2 实数矩阵的梯度 
8.4 操作实例——希尔伯特矩阵 
第9章 优化设计 
9.1 优化问题概述 
9.1.1 背景 
9.1.2 最优化问题的实现 
9.1.3 基本概念及分支 
9.2 MATLAB中的工具箱 
9.2.1 MATLAB中常用的工具箱 
9.2.2 工具箱和工具箱函数的查询 
9.3 优化工具箱中的函数 
9.4 优化函数的变量 
9.5 参数设置 
9.5.1 参数值 
9.5.2 optimset函数 
9.5.3 optimget函数 
9.6 模型输入时需要注意的问题 
9.7 @函数 
9.8 优化算法介绍 
9.8.1 参数优化问题 
9.8.2 无约束优化问题 
9.8.3 拟牛顿法实现 
9.8.4 最小二乘优化 
9.8.5 非线性最小二乘实现 
9.8.6 约束优化 
9.8.7 SQP实现 
9.9 线性规划 
9.9.1 表述形式 
9.9.2 MATLAB求解 
9.10 操作实例——最小化问题 
第10章 图形用户界面设计 
10.1 用户界面概述 
10.1.1 用户界面对