Noțiuni introductive despre matlab: o introducere rapidă

MATLAB (Matrix Laboratory) este o platformă de programare dezvoltată de MathWorks, care folosește limbajul propriu de programare MATLAB. Limbajul de programare MATLAB este un limbaj bazat pe matrice care permite manipularea matricei, reprezentarea grafică a funcțiilor și a datelor, implementarea algoritmilor, crearea de interfețe de utilizator și interfața cu programe scrise în alte limbi, inclusiv C, C ++, C #, Java, Fortran și Piton. Este utilizat într-o gamă largă de domenii de aplicații de la Sisteme încorporate la AI, în principal pentru a analiza date, a dezvolta algoritmi și a crea modele și aplicații.

Fereastra principală MATLAB

Când lansați software-ul MATLAB, apare desktopul MATLAB care conține instrumente, variabile și aplicații legate de MATLAB. Desktopul va arăta cumva ca imaginea de mai jos. Puteți chiar personaliza aranjamentul instrumentelor și documentelor în funcție de nevoile dvs. Cele trei părți principale care apar pe ecran sunt Fereastră de comandă, Spațiu de lucru și Istoric.

Instrumente de birou ale MATLAB

Instrumentele desktop ale MATLAB sunt Window Window, Command History, Work space, Editor, Help, Array Editor și Current Directory Browser. Aici vom explica toate instrumentele unul câte unul.

1. Fereastra de comandă

Fereastra de comandă este folosită pentru introducerea variabilelor și pentru a rula o funcție și scripturi de fișiere M. Sus (↑) Tasta săgeată este utilizată pentru a reaminti o declarație care a fost introdusă anterior. După reamintire puteți edita acea funcție și apăsați Enter pentru a o rula.

Câteva operațiuni de bază care pot fi efectuate pe fereastra de comandă:

Pentru crearea unui vector rând cu orice număr 1, 2, 3, 4, 5 și atribuirea acestuia la variabila „x”, »X = x = 1 2 3 4 5

Pentru a crea vectorul coloanei cu numărul 6, 7, 8, 9 și atribuindu-l variabilei „y”, »Y = y = 6 7 8 9

De asemenea, putem crea un vector coloană cu ajutorul unui vector rând (proprietatea matricei), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Dacă vrem să facem un vector rând de la 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, atunci putem scrie pur și simplu ca

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Dacă vrem să facem un vector rând cu increment cu 2, atunci pur și simplu scrieți

»U = u = 0 2 4 6 8

Și pentru decrement cu 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Acum, pentru efectuarea unei operații matematice simple, cum ar fi adunarea și scăderea, să luăm oricare două numere 12 și 14.

În plus, »U = 12 + 14 ans = 26

Pentru scădere

»U = 12-14 ans = -2

2. Istoricul comenzilor

Istoricul comenzilor înseamnă istoricul ferestrei de comandă.

Înseamnă că funcția sau liniile pe care le-ați introdus în fereastra Comandă sunt, de asemenea, vizibile în fereastra Istoric comenzi. Chiar și putem selecta orice funcție sau linie introdusă anterior și o putem executa. De asemenea, puteți crea un fișier M pentru declarația selectată. Fișierul M nu este altceva decât un fișier text care conține cod MATLAB

3. Spațiul de lucru

Spațiul de lucru MATLAB constă dintr-un set de variabile realizate în timpul efectuării operațiilor matematice, rularea fișierelor M salvate și încărcarea spațiilor de lucru salvate. Pentru ștergerea variabilelor din spațiul de lucru, selectați o anumită variabilă, faceți clic pe EDIT, apoi pe ȘTERGERE. Când ieșiți din MATLAB, acesta șterge automat spațiul de lucru. Pentru a-l salva pentru o sesiune ulterioară MATLAB, faceți clic pe pictograma de acțiune a spațiului de lucru, apoi SALVAȚI, aceasta va salva spațiul de lucru într-un fișier MAT, cu o extensie „.mat”. Pentru a-l citi în următoarea sesiune, trebuie să importați acel fișier, făcând clic pe FILE, apoi pe IMPORT DATE.

4. Fereastra Editor

Editorul este un procesor de text special conceput pentru crearea și depanarea fișierelor M. Un fișier M constă din una sau mai multe comenzi de executat. După salvarea fișierului M, puteți chiar să-l apelați direct tastând numele fișierului în istoricul comenzilor.

5. AJUTĂ

Pentru a deschide browserul Help, faceți clic pe butonul HELP din instrumentele de birou MATLAB sau alternativ pentru browserul HELP este să accesați fereastra de comandă și tastați browserul de ajutor. Utilizați browserul HELP pentru găsirea informațiilor, indexare, căutare și demonstrații. În timp ce citiți documentația, puteți să marcați orice pagină, să imprimați o pagină, să căutați orice termen din pagină și să copiați sau să evaluați o selecție.

6. Array Editor

În Workspace Browser, faceți dublu clic pe o variabilă pentru a o vedea în Editorul de matrice. Editorul de matrice este utilizat pentru vizualizarea și editarea unei reprezentări vizuale a variabilelor în spațiul de lucru.

7. Browserul directorului curent

Operațiile de fișiere MATLAB folosesc calea de căutare și directorul curent ca punct de referință. O modalitate rapidă de a răsfoi fișierul dvs. MATLAB este utilizarea curentului Browser director. Putem folosi Current Directory Browser pentru căutarea, vizualizarea și editarea fișierului M sau a fișierului MATLAB.

Acum, dacă salvăm mai mult de două fișiere, în care unul este pentru graficarea graficului și celălalt este pentru manipularea matricei în fișierul MATLAB, astfel încât să putem accesa aceste fișiere salvate utilizând fereastra de comandă.

Variabilă în MATLAB

Nu este nevoie de niciun tip de declarație sau declarații de dimensiune în MATLAB. Când construim un nou nume de variabilă în MATLAB, aceasta creează automat variabila și oferă cantitatea adecvată de stocare și salvare în spațiul de lucru. Dacă variabila cu același nume este deja prezentă, MATLAB își schimbă conținutul și alocă stocare nouă, dacă este necesar. Numele variabilei constă din literă și urmat de litere, cifre sau subliniere. De asemenea, MATLAB este sensibil la majuscule și minuscule, distinge între minuscule și majuscule.

De exemplu:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

De asemenea, putem crea vectorul cu ajutorul unei variabile simple ca aceasta

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M-Files

Fișierele M sunt fișiere text conțin cod MATLAB creat de utilizator. Pentru crearea unui fișier M puteți utiliza MATLAB EDITOR sau un alt editor de text. Fișierele M sunt salvate cu extensia „.m”. De exemplu:

»A =

Stocați fișierul sub numele test.m , apoi testul declarației în fereastra de comandă citește fișierul și creează o variabilă A, care conține matricea noastră sau datele salvate în acel fișier M.

Trasarea graficelor

MATLAB are facilități pentru a afișa vectorul și matricea sub formă de grafic, în funcție de tipul de date de intrare.

De exemplu: Desenați un grafic între „x” și „y”.

Fie intervalul „x” este de la 0 (zero) la π (pi), iar „y” este funcția sinusoidală a „x” cu intervalul de la 0 la π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

comanda de mai jos este utilizată pentru reprezentarea graficului între x și y

»Complot (x, y);

Pentru etichetarea axelor x și y

»Xlabel („ gama de y ”); »Ylabel ('păcatul lui x');

Și titlul graficului dat ca

»Titlu ('complotul păcatului (x)');

Rezultat

Un alt exemplu de reprezentare a curbei

Fie două variabile să fie x, y pentru reprezentarea liniei drepte simple y = x, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Complot (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel („ Y ”); »Titlu ('graficul liniei drepte y = x');

Rezultat

De asemenea, putem reprezenta graficul oricărei funcții trigonometrice, funcției algebrice și graficului manipulării matricilor.

Declarații de condiție în MATLAB

La fel cum folosim declarația de condiție în diferite software-uri în timp ce ne programăm microcontrolerele, le putem folosi și în programarea MATLAB. Câteva declarații de condiții utilizate în MATLAB sunt:

• pentru bucla
• în timp ce bucla
• afirmatie if
• declarație continuă
• declarație de pauză
• declarație de comutare

Dacă

Pentru evaluarea unei expresii logice și executarea unui grup de instrucțiuni numai atunci când condiția este adevărată, se folosește instrucțiunea „dacă”. „elseif” și „else” sunt utilizate pentru executarea grupurilor alternative de instrucțiuni.

»Dacă a> b fprintf ('mai mare); elseif a == b fprintf ('egal'); elseif a <b fprintf ('mai puțin'); Altfel fprintf („eroare”); Sfârșit

Intrerupator

În instrucțiunea switch grupul de instrucțiuni se execută pe baza valorii variabilei sau expresiei.

Exemplu:

»X = input ('Introduceți nr:'); comutați x caz 1 disp („numărul este negativ”) caz 2 disp („zero”) caz 3 disp („ numărul este pozitiv”) altfel disp („altă valoare”) sfârșit

Pauză

Instrucțiunea Break este utilizată pentru ieșirea dintr-o buclă while sau pentru bucla timpurie. În timp ce se rupe de bucla cea mai interioară doar în buclele imbricate.

Exemplu:

»X = 2; while (x <12) fprintf ('valoarea lui x:% d \ n', x); x = x + 1; if ('x> 7') pauză; sfârșit sfârșit

După executarea codului, rezultatul va fi:

valoarea x: 2 valoarea x: 3 valoarea x: 4 valoarea x: 5 valoarea x: 6 valoarea x: 7

Continua

Această afirmație a fost utilizată în interiorul buclelor. Controlul sare la începutul buclei pentru următoarea iterație, sărind executarea instrucțiunii în corpul iterației curente a programului.

Exemplu:

»X = 2; while (x <12) dacă x == 7 x = x + 1; continua; end fprintf ('valoarea lui x:% d \ n', x); x = x + 1; Sfârșit

Prin urmare, rezultatul va fi:

valoare x: 2 valoare x: 3 valoare x: 4 valoare x: 5 valoare x: 6 valoare x: 8 valoare x: 9 valoare x: 10 valoare x: 11

Pentru

Bucla FOR repetă un grup de instrucțiuni în nr. de ori. Sintaxa buclei FOR este următoarea: -

pentru ………………. Sfârșit

Exemplu:

»Pentru x = disp (x) sfârșitul 2 1 3 4 5

In timp ce

Atunci când o condiție specificată este adevărată, bucla while se execută în mod repetat instrucțiunea

Sintaxa unei bucle while este următoarea: -

in timp ce Sfârșit

Exemplu:

»X = 2; while (x <18) fprintf ('valoarea lui x:% d \ n', x); x = x + 1; Sfârșit

Rezultatul acestei bucle atunci când codul este executat

valoare x: 2 valoare x: 3 valoare x: 4 valoare x: 5 valoare x: 6 valoare x: 7 valoare x: 8 valoare x: 9 valoare x: 10 valoare x: 11 valoare x: 12 valoare x: 13 valoare x: 14 valoare x: 15 valoare x: 16 valoare x: 17

Aceasta este doar o introducere a MATLAB, are aplicații foarte vaste și complexe. Un începător poate începe MATLAB cu proiecte de bază de mai jos:

• Interfață Arduino cu MATLAB - LED intermitent
• Sistem de automatizare la domiciliu bazat pe GUI care utilizează Arduino și MATLAB
• Servomotor Control folosind MATLAB