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책소개

이 책은 MATLAB 입문과 활용을 다룬 이론서입니다.

목차

제01부 MATLAB 프로그래밍 001 


제1장 MATLAB 둘러보기 
MATLAB 시작하기 003 
명령 창(Command Window)에서의 입력 005 
도움말(Help)의 이용 007 
입력 오류의 수정 008 
계산의 중지 009 
MATLAB 종료하기 009 
연산과 변수의 할당 009 
연산자 우선순위 011 
내장함수 012 
데이터의 표현 013 
변수의 처리 014 
변수 이름 014 
clear 명령어 017 
특수변수와 정수 018 
whos 명령어 018 
벡터와 행렬 019 
벡터 019 
행렬 024 
스크린 출력의 억제 026 
랜덤(Random) 수와 복소수 027 
랜덤 수 027 
복소수 028 
기호를 이용한 연산 031 
기호식에서의 치환 032 
코드파일 032 
스크립트 코드파일 033 
코멘트의 추가 035 
함수 코드파일 036 
사용자 정의함수 038 
간단한 그래프 생성 041 
ezplot을 이용한 그래프 041 
plot을 이용한 그래프 042 
3차원 그래프 045 
MATLAB과 엑셀(Excel)의 접속 046 
엑셀 데이터 불러오기 046 
데이터 가져오기 옵션 050 
스크립트 생성 옵셥 052 
함수 생성 옵션 052 
생성된 데이터를 엑셀파일로 저장하기 053 
??연습문제 055 


제2장 프로그램 작성기법 
관계연산자 059 
프로그램 흐름의 제어 067 
if 문 067 
for 루프 068 
while 루프 070 
switch 문 072 
Try-Catch 블록 073 
행렬의 생성과 처리 074 
행렬의 원소와 차원 074 
행렬의 생성 075 
특수행렬의 생성 078 
행렬의 처리 080 
행렬의 연산 084 
희소 행렬(성긴 행렬, Sparse Matrices) 089 
셀과 구조체 093 
셀 093 
구조체 094 
table(테이블) 097 
다차원 배열 099 
문자배열 101 
데이터의 입력과 출력 106 
함수 lnput을 이용한 입력 106 
함수 disp를 이용한 입력 107 
함수 fprintf를 이용한 입력 108 
Global과 Persistent 변수 109 
Global 변수 109 
Persistent 변수 110 
입력 및 출력인수의 분석 110 
프로그램의 편집 112 
명령 창에서의 편집 112 
배열 편집기 112 
라이브 스크립트(live script) 112 
코드 셀(Code cells) 117 
변수의 저장과 호출 118 
운영체제와의 접속 119 
정보 찾기 119 
??연습문제 120 


제3장 함수와 함수 핸들 
인라인 객체 123 
익명함수 124 
함수 핸들 125 
부함수 127 
입력 및 출력인수의 처리 128 
기본적인 입력인수: nargin 128 
가변적인 인수의 개수: varargin과 varargout 129 
중첩함수와 되부름 함수 
(Recursive function) 131 
중첩함수 131 
비공개 함수(Private function) 132 
되부름 함수(Recursive function) 133 
MATLAB 내장 수학함수 134 
 Gamma 함수 135 
Bessel 함수 136 
Beta 함수 137 
지수적분 138 
Riemann Zeta 함수 138 
Legender 함수 139 
Airy 함수 140 
??연습문제 141 


제4장 그래프 속성의 설정과 2차원 그래프 
그래프 속성의 설정 143 
그래프의 보정143 
여러 곡선들의 그래프 144 
범례의 추가145 
그래프 곡선모양의 설정 148 
그래프 축(axis) 속성의 설정149 
특수문자의 표현152 
그래프의 표현 154 
좌우 세로축을 다르게 사용하기: plotyy 함수154 
여러 그래프들을 하나의 그림에 나타내기155 
곡선과 눈금모양의 설정156 
plot 함수를 사용한 애니메이션157 
그래프의 저장과 불러오기 158 
여러 가지 2차원 그래프 158 
파라미터 그래프158 
로그척도 그래프159 
등고선(수준곡선) 그래프160 
clabel 함수163 
필드 그래프164 
극좌표 그래프166 
막대 그래프167 
면적 그래프170 
계단모양 그래프172 
stem 그래프173 
errorbar 그래프174 
다각형 채우기: fill 함수174 
MATLAB의 2차원 그래프 함수 175 
??연습문제 177 


제5장 3차원 그래픽 
3차원 곡선 181 
3차원 공간의 면 182 
수준곡선 189 
부피의 표현 192 
3차원 애니메이션 193 
컬러맵 194 
시각(view point)의 설정 196 
지정 그래프 영역의 추출 199 
3차원 통계그래프 202 
pie3 함수 203 
MATLAB의 3차원 그래프 함수 204 
3차원 모델링 206 
패치(Patch) 206 
2차원 조각 206 
3차원 조각 209 
면의 색 214 
광원 객체 217 
??연습문제 222 


제6장 그래픽 객체 핸들 
핸들 227 
그래픽 핸들 사용 234 
애니메이션 240 
??연습문제 243 


제7장 Simulink 
Simulink의 시작 245 
블록의 연결 249 
블록 파라미터의 설정 251 
시뮬레이션 파라미터 (Configuration 
 Parameters)의 설정 252 
시뮬레이션의 수행 253 
블록 파라미터의 표시 253 
복수 데이터의 표시 255 
동적 시뮬레이션 257 
1차 필터 257 
이차 미분방정식 261 
선형 상태변수 모델 267 
DC 모터의 시뮬레이션 268 
함수 블록의 사용 273 
차분방정식(difference equation)의 모델링 278 
Subsystem(부시스템)의 구성 281 
??연습문제 285 


제8장 GUIDE와 앱 디자이너 
GUI 레이아웃과 GUIDE 288 
GUI의 저장과 실행 293 
GUI Callback 함수 294 
보기: 3차원 View 변경 슬라이더의 구축 298 
앱 디자이너 305 
앱 디자이너 시작하기 305 
간단한 앱의 생성 307 
UI 그림 함수 309 
그래프 앱의 보기 312 
??연습문제 314 


제02부 MATLAB 수치해석 계산 317 


제9장 MATLAB 선형대수 
선형 방정식 시스템 319 
선형대수 계산 321 
치환 및 삼각행렬 321 
LU 인수분해 322 
고유치와 고유벡터 323 
특이값 분해 324 
놈(Norm)과 조건수(Condition Number) 327 
QR 알고리듬 330 
Jordan과 Schur 형태 331 
의사(擬似) 역행렬(Pseudoinverse) 333 
Cholesky 인수화 334 
행렬의 함수 335 
주성분 분석 
(Principal Component Analysis, PCA) 337 
 ??연습문제 341 


제10장 비선형 방정식의 풀이 
다항식 근의 계산 347 
Newton 방법 348 
2차원 Newton 방법 349 
할선법(Secant Method) 350 
MATLAB 함수를 이용한 방정식의 풀이 351 
solve 함수 351 
fzero 함수 354 
fsolve 함수 357 
 ??연습문제 359 


제11장 MATLAB 미적분학 
다항식 361 
다항식 값의 계산 361 
다항식의 곱셈과 나눗셈 362 
Chebyshev 다항식 363 
기호식의 처리 365 
식의 전개와 인수분해 357 
식의 전개 367 
인수분해 368 
식의 단순화 368 
Taylor 전개 369 
함수의 극한 370 
미분의 계산 372 
다항식의 미분 372 
내장함수 diff의 이용 372 
간격이 일정하지 않은 데이터의 미분 374 
적분 375 
부정적분 375 
정적분 376 
수치적분 377 
다중적분 380 
Symbolic 적분 383 
곡선, 접선, 호 및 평면 383 
파라미터를 이용한 곡선의 표현 383 
접선 벡터와 속도 384 
호의 길이 386 
평면에서의 회전 388 
극좌표를 이용한 수치함수의 그래프 389 
표면의 파라미터 표현 390 
회전표면 392 
ezsurf 함수를 이용한 표면 그래프 394 
편미분과 방향미분 395 
함수의 발산, Jacobian 및 라플라시안 
(Laplacian) 397 
기울기 벡터와 수준곡선 398 
접선평면 근사 400 
3차원 기울기 벡터필트 402 
곡선과 표면에서의 스칼라 적분 403 
곡선에서의 스칼라 적분 403 
표면에서의 스칼라 적분 404 
파라미터로 주어지는 표면에서의 적분 407 
다차원 미적분 409 
??연습문제 412 


제12장 데이터 분석과 곡선접합 
데이터 분석 416 
데이터 정렬과 합 419 
최대값과 최소값420 
평균과 중앙값 421 
분산과 표준편차 422 
데이터 값의 차: diff 422 
실종값 NaN의 처리 423 
통계분석 423 
돌출데이터의 처리와 고르기 427 
이동평균 필터링 430 
분산 데이터와 최근접점 문제 431 
분산 데이터의 그래프 431 
최근접점 문제의 처리 434 
볼록한 꼭지 435 
Delaunay 삼각화 435 
수준곡선 그래프 437 
최근접점 탐색 438 
Voronoi 도표 438 
고차원 분산 데이터에 대한 쪽매붙임 440 
볼록한 꼭지 440 
Delaunay 쪽매붙임 441 
Voronoi 다이어그램 443 
데이터의 다항식 접합446 
최소자승(Least-squares) 접합 449 
MATLAB 접합 툴(Tool)을 이용한 
다항식 접합 451 
앱의 Curve Fitting Tool을 이용한 접합 454 
안짐작(Interpolation) 457 
Lagrange 안짐작 다항식 457 
1차원 안짐작 458 
2차원 안짐작 460 
다차원 데이터의 안짐작 462 
spline을 이용한 안짐작 463 
??연습문제 466 


제13장 미분방정식의 풀이 
미분방정식의 형태 473 
미분방정식 시스템 473 
미분방정식의 풀이 476 
MATLAB 상미분 방정식 풀이함수 483 
상미분방정식 문제의 보기 485 
추적문제 485 
Robertson의 화학반응 모델 487 
미분-대수 방정식 488 
경계치 문제의 풀이: bvp4c 490 
지연 미분방정식: dde23 496 
기호 상미분방정식 풀이함수: dsolve 498 
편미분 방정식: pdepe 500 
??연습문제 506 

제03부 MATLAB 공학응용 511 


제14장 변환과 제어공학 
변환 513 
Laplace 변환 513 
역 Laplace 변환 514 
Laplace 변환을 이용한 미분방정식의 풀이 514 
Z-변환 516 
Fourier 변환 517 
역 Fourier 변환 518 
고속 Fourier 변환 (Fast Fourier Transform, 
이산 Fourier 변환) 518 
전달함수, 상태함수와 이산시스템 
(Discrete-time system) 522 
전달함수의 표현 522 
전달함수를 상태함수로 전환 524 
상태함수를 전달함수로 전환 525 
연속시스템으로부터 이산시스템으로의 전환 525 
이산시스템으로부터 연속시스템으로의 전환 526 
블록선도 527 
직렬연결 527 
병렬연결 527 
되먹임(Feedback) 527 
Feedback 제어구조의 표현 527 
폴(Pole)-영점(Zero) 소거 530 
시스템의 응답 530 
계단응답 530 
임펄스 응답 532 
임의의 입력에 따른 응답: lsim 534 
초기조건에 따른 응답: inital 535 
근 적궤도(Root locus): rlocus 536 
진동응답 해석 538 
Bode 선도 538 
Nyquist 선도 539 
Nichols 선도 540 
이득마진과 위상마진 542 
상태함수를 이용한 제어 시스템 분석 543 
가제어성(Controllability)과 
가관측성(Observability) 543 
극 설정(Pole placement)에 의한 
 제어기의 설계 543 
 ??연습문제 545 


제15장 최적화 계산 
임계점과 미분 테스트 549 
임계점 549 
2차미분 테스트 552 
방향미분 556 
극값의 계산 557 
함수 min과 max의 활용 557 
3변수 함수의 극값 560 
선형계획(Linear Programming) 문제 562 
기울기를 이용한 최적화 564 
최대 하향경사 방법 
(Streepest descent methhod) 564 
Newton 방법 567 
켤레 기울기 방법 
(Conjugate gradient method) 568 
제약조건이 있는 최적화 문제 570 
MATLAB 내장함수를 이용한 최적화 572 
제약조건이 없는 최적화 572 
제약조건이 있는 최적화 575 
선형계획 및 혼합정수 계획문제 578 
??연습문제 580 


제16장 인공지능 입문 
퍼지(Fuzzy) 시스템 583 
퍼지집합 583 
퍼지집합 연산 585 
퍼지관계 587 
퍼지논리 제어 588 
인공 신경망(ANN, Artificial Neural Network) 597 
인공신경망의 구조 594 
역전파(Backpropagation) 신경망 598 
유전자 알고리듬(GA, Genetic Algorithm) 605 
??연습문제 612 


부록A 연습문제 풀이(짝수문제) 617 
찾아보기 679

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