最新MATLABハンドブック 改訂第二版

概 要

MATLABは汎用数値解析用ソフトです。複雑な数学的解析のプログラムを非常に簡単に作成できるので、設計開発などの分野で使われています。本書は、工学系の学生およびエンジニアを対象に、よく使うと考えられる基本機能と、最近の便利な機能の応用法を解説したノウハウ、テクニック集です。

著者 小林一行
価格 本体2800円(税別)
ISBN 4-7980-0847-8
発売日 2004/07/28
判型 A5
色数 1色
ページ数 360
CD/DVD
対象読者 中級
シリーズ
表紙イメージ
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サポート

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目次

Chapter0 

なぜMATLABか?

MATLABの使用用途は?

SIMULINKの使用用途は?

MATLABを使いこなすためのポイント

使用時のポイント

スクリプト作成時のポイント

MATLAB文法でのポイント

Chapter1 MATLABとは

行列演算ツールとしてのMATLAB

MATLABの起動

基本的な数値・変数の扱い方

単純な数値演算

round、ceil、floor、fix関数について

変数による入力

基本算術演算子

MATLABワークスペース

特殊変数と定数

MATLAB変数の注意事項

複素数の扱い

ファイル操作・実行・保存

MATLABスクリプトmファイル

ファイル管理(関数管理)

スクリプトmファイルの保存・実行

コメント文

継続文

スクリプト内での変数値の表示

M-File Editor/Debuggerによる方法

実行処理速度を解析するコマンド(profileコマンド)

配列・行列演算

配列演算子

コロン演算子を使ったインデックス指定

多次元配列の場合

コロン演算子のみの使用

配列操作

スカラーと配列/行列の算術演算

配列同士または行列同士の算術演算

空配列を利用した行列・配列サイズのダイナミックアロケーション(動的確保)

zeros関数、ones関数

行列・配列の大きさを調べる関数

配列中の要素のサーチ

¥演算子

比較演算子

論理演算子

ビットの演算

文字列の扱い方

文字列について

数値から文字列への変換

文字列関数(eval関数)

制御フロー

for文

if文

while文

switch文

try-catch文

制御フローのまとめ

演習問題

Chapter2 データビジュアライゼーション

ツールとしてのMATLAB その1

MATLABグラフィックコマンド体系

2次元グラフィックス

plot関数

行列形式での記述

ラインタイプ、プロットシンボル、カラーについて

グリッドやラベルの追加

axis関数による表示設定の変更

xlim関数、ylim関数

表示スケールの変更

legend関数

holdコマンド

plotyy関数

subplot関数

zoomコマンド

plot関数を使ったアニメーション

logスケールグラフ

特殊なグラフ関数

bar関数のオプション

hist関数のオプション

階段状グラフ

stemプロット

errorbarsグラフ

3次元グラフィックス

plot3関数

ビューポイントの移動

2変数の1出力関数のプロット

mesh関数のオプション

surface関数のオプション

contour3関数

2-Dプロットの3-Dデータ

quiver関数

テクスチャマッピング

light関数

ボリュームビジュアライゼーション関数

ムービー用関数

演習問題

Chapter3 信号処理ツールとしてのMATLAB

MATLABへのデータ入出力

load・saveコマンド

loadコマンド

saveコマンド

各種データをウィザード形式で読み込む

低レベルファイル入出力関数

wavread関数

信号処理のための基礎知識

MATLABで時間応答グラフを描く場合の注意点

フーリエ変換とは

コンボリューション

ウォルッシュ関数による直交性の例

sin・cos関数に関する直交性

MATLABのfft関数について

fft関数と時系列データとの関係

表示のまとめ

波形整形法

フィルタ(signal processing toolboxが必要)

伝達関数、状態方程式による波形整形(control toolboxが必要)

伝達関数の離散値化

スムーザ

fft関数によるフィルタリング

fft関数によるバンドパスフィルタ

バンドエルミネーションフィルタ

スプライン関数によるデータ補間

特徴抽出

最小二乗カーブフィット

周波数領域による特徴抽出

specgram関数

自己回帰モデル法による周波数解析

arモデルからの周波数抽出例

fft法とarモデルによる方法の周波数分解能の違い

演習問題

Chapter4 SIMULINKとは、

SIMULINKの起動

ブロック図を描く

シミュレーションパラメータ

 (コンフィグレーションパラメータ)の設定

MATLABとSIMULINKとの連携

SIMULINKによるダイナミックシミュレーション

sim関数を使った2次振動系のシミュレーション

DCモータのシミュレーション例

サブシステム化

フィードバック制御によるDCモータのコントロール

速度フィードバックと位置フィードバック

P要素によるコントロール

PIによるコントロール

PIDによるコントロール

現実的な非線形要素の対策

飽和要素によるワインドアップ現象

2重積分とバッククラッシュの直列結合

演習問題

Chapter5 データビジュアライゼーション

ツールとしてのMATLAB その2

Handle Graphicsによるビジュアライゼーション

Handle Graphics

rootハンドル

figureハンドル

axesハンドル

lineハンドル

その他の便利なコマンド

findobj関数

MATLABのグラフィックアニメーションテクニック

図に関する属性の変更(属性'doublebuffer'の変更)

軸と線に関する属性の変更

(属性'drawmode','erasemode'の変更)

全ての属性を変更した場合とその比較

Graphical User Interface(GUI)の構築

GUIのオブジェクトとしての位置づけ

uimenu関数について

メニューバーの追加

メニューバーのショートカットキーの割り当て

メニューバーの概観を整える

メニューアイテムの無効化

メニューバーの属性'callback'

uicontrol関数

pushbuttonスタイル

togglebuttonスタイル

radiobuttonスタイル

checkbox スタイル

textスタイル

editスタイル

sliderスタイル

frameスタイル

listboxスタイル

popupmenuスタイル

Handle Graphicsを利用した

 MATLABイベントプログラミングテクニック

サンプルスクリプト例callback

属性'ButtonDownFcn'・'WindowButtonDownFcn'

属性'Interruptible'

無限ループシミュレーションの中断、再実行するスクリプト

属性'WindowButtonDownFcn'を使った簡単なデモスクリプト

guideコマンド

簡単な3次元のViewを変更するスライダの作成

まとめ

演習問題

Chapter6 プログラミング処理言語としての

MATLAB

関数mファイル

簡単な、関数mファイルの例(a+bの計算してその結果を出力)

helpコマンドのためのコメント

可変入出力変数(nargin,nargout)

可変引数(varargin)

サブ関数

global変数

global変数を使った、簡単なサンプルスクリプト

MATLAB関数内のみで内部的に変数値を

 保持したい場合(persistent変数)

関数を呼び出すための変数(@変数)

(1)ode45関数を使った常微分方程式の解法

非線形連立微分方程式のシミュレーション

付加パラメータの利用

(2)quad関数を使った円周率の計算例

(3)fminsearch関数を利用した逆関数の作成応用

未知変数が複数の場合

扱えるデータタイプと構造について

オリジナルクラス(binary class)の作成

コンストラクタ

表示関数

変換関数

オペレータオーバーロード

多次元配列

構造体(structures)

構造体配列

セルアレイ

変数のタイプのまとめ

演習問題

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