Matlab

Matlab, PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI, automatyka, LABORKI

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Matlab
Uniwersalne środowisko do obliczeń naukowo-technicznych
MATLAB (MATrix LABoratory) - interakcyjne środowisko do wykonywania naukowych
i inżynierskich obliczeń oraz wizualizacji danych
•
produkt firmy
The Math Works, Inc
•
zakres zastosowań obejmuje różne dziedziny nauki i techniki, w tym biologię, medycynę,
ekonomiÄ™, metrologiÄ™ i wiele innych
•
jego zalety to możliwość szybkiego uzyskania rezultatów złożonych obliczeń i przedstawienia
ich w postaci wykresów dwu- lub trójwymiarowych, a także jako mapy wielobarwne
•
jest to przede wszystkim język programowania wysokiego poziomu, a jego środowisko to
typowy interpreter języka poleceń
Zmienne w Matlabie:
•
macierze rzeczywiste i zespolone o wymiarach [ w
x
k ] to podstawowy typ danych
(przy czym skalary to macierze [ 1
x
1 ])
•
zmienne tekstowe (łańcuchowe) to drugi rodzaj zmiennych
•
stałe w pojęciu języków programowania nie występują, można je zapisać pod postacią
zmiennych
W Matlabie zmiennych nie deklaruje się; użycie zmiennej automatycznie powoduje
przydzielenie jej odpowiedniego obszaru przestrzeni roboczej. Zmienne sÄ… przechowy-wane w
przestrzeni roboczej Matlaba i są dostępne tylko przez nazwę (nie występują wskaźniki typowe
np. dla języka C). Nazwa zmiennej może składać się z dużych i/lub małych znaków.
Środowisko języka Matlab:
•
otwartość i łatwość rozbudowy pakietu - wygodny dostęp do poleceń, funkcji i bibliotek
•
praca w trybie interakcyjnym (obliczenia - wykresy - sprawozdanie - wydruki)
•
możliwość wyboru platformy sprzętowej - programy i dane można przenosić na inne
komputery
•
otwarta architektura pakietu, na którą składają się:
−
M-pliki
, umożliwiające definiowanie własnych poleceń i algorytmów obliczeniowych,
−
MEX-pliki
(skompilowane podprogramy w C lub Fortranie),
−
MAT-pliki
i pliki ASCII służące do wymiany danych i wyników obliczeń pomiędzy
Matlabem a innymi programami,
−
Grafika
służy do wizualizacji danych i wyników obliczeń (animacja i efekty
dźwiękowe),
−
GUI
interfejs graficzny daje możliwość pracy interakcyjnej za pomocą okienek
edycyjnych, przycisków, suwaków i menu,
−
Usługi
DDE
realizujÄ… statycznÄ… lub dynamicznÄ… wymianÄ™ danych tekstowych i
graficznych pomiędzy programami w środowisku Windows,
•
Toolboxy (przyborniki)
to ponad 20 wyspecjalizowanych pakietów oprogramowania do
różnorodnego wykorzystania; są to biblioteki M-plików, które poszerzają zakres zasto-sowań
Matlaba o najnowsze i najbardziej efektywne osiągnięcia w różnych dziedzinach nauki i
techniki
•
SIMULINK
to interaktywny pakiet do modelowania i symulacji systemów dynamicznych.
Umożliwia tworzenie wielopoziomowych schematów blokowych. Obiekty są umieszczone w
okienkach jako ikony - można je łączyć w schematy blokowe służące do symulacji. Można
tworzyć własne biblioteki obiektów
•
Notatnik
integruje usługi pakietu Matlab i edytora tekstu Word
•
dodatkowe narzędzia produkowane przez niezależne firmy
Dokumentacja podstawowa:
•
MATLAB User’s Guide - podręcznik z przykładami praktycznych zastosowań oraz omówienie
zasad użytkowania pakietu
•
MATLAB Reference Guide - zawiera alfabetyczny spis prawie wszystkich poleceń i funkcji, z
opisem i przykładami ich wykorzystania
System pomocy tekstowej
•
wywołuje się myszką z menu lub jako polecenie:
>>
help
lub
>>
help nazwa_polecenia
lub
>>
help nazwa_M-pliku
•
zapoznanie siÄ™ z podstawowymi operatorami, instrukcjami i znakami specjalnymi
stosowanymi w Matlabie ( >>
intro
)
•
demo - zestaw programów pokazujących zastosowanie Matlab'a dla rozwiązywania
wybranych problemów numerycznych ( >>
demo
)
Przykłady zastosowań MATLAB'a
•
pomiary
−
badanie jakości żywności - w laboratorium stworzono bazę danych z wynikami analiz
typowych produktów żywnościowych; wyniki badań nowej próbki są porównywane
przez system ekspertowy z próbkami wyrobu od innych producentów z
wykorzystaniem metod rozpoznawania obrazów
•
medycyna
−
analiza i wizualizacja przebiegów EEG z 64 kanałów (elektrod)
•
energetyka
−
optymalizacja położenia prętów sterujących w rdzeniu elektrowni jądrowej
•
zastosowania techniczne i wojskowe
−
system TOS służący do przemieszczania satelity telekomunikacyjnego z orbity
tymczasowej na stacjonarnÄ…
−
modelowanie aerodynamiki samolotu myśliwskiego JAS 39 Grippen (Saab)
•
transport
−
koleje - badanie dynamiki wagonu na poduszce magnetycznej, wibracji torów oraz
systemu sterowania
−
identyfikacja parametrów samochodu w oparciu o dane pomiarowe z jazdy próbnej
−
testowanie systemów sterowania jednoczesnego skręcania kół w samochodach
formuły 1
Menu okna poleceń MATLAB'a
Okno poleceń Matlab'a posiada nagłówek
MATLAB Command Window
; zawiera ono menu
główne z następującymi opcjami:
•
File
- zawiera opcje, które umożliwiają operacje na M-plikach:
−
New/M-file
- otwarcie okna edycyjnego celem utworzenia nowego M-pliku. Pozostałe
opcje New realizujÄ…:
−
New/Figure
- otwarcie nowego okna graficznego,
−
New/Model
- otwarcie okna Untitled dla tworzenia nowego modelu Simulink'a
−
Open M-file ...
- modyfikacja istniejÄ…cego M-pliku,
−
Run M-file ...
- uruchomienie M-pliku,
−
Print
- drukowanie wybranych M-plików, przy czym parametry wydruku ustawia się
poprzez Printer Setup,
−
Save Workspace As ...
- zapis wszystkich zmiennych z przestrzeni roboczej do MAT-
pliku o podanej nazwie,
−
Look for Selected
- wyszukiwanie informacji według słów kluczowych,
−
Exit
- zakończenie sesji Matlab'a
•
Edit
- przenoszenie informacji do bufora poprzez funkcje
Cut, Copy, Paste, Clear
•
Options
- wybór edytora dla plików oraz parametrów związanych np. z formatem danych
numerycznych, kolorem, wielkością i krojem znaków itp.
•
Windows
- podaje spis otwartych okien Matlab'a
•
Help
- interaktywna pomoc
Styl programowania w MATLAB-ie
•
intensywne wykorzystanie funkcji oraz operatorów arytmetycznych dla operacji tablicowych i
macierzowych
•
zdecydowane ograniczenie stosowania pętli
for
, szczególnie w przypadku operacji na
wektorach i macierzach
•
tworzenie własnych M-plików skryptowych i funkcyjnych, tak aby działały poprawnie zarówno
dla skalarów i macierzy
•
tworzenie warunków do wielokrotnego wykorzystania tworzonych programów i ich
fragmentów
•
analiza M-plików dostarczonych wraz z MATLAB-em
Podstawy języka MATLAB
Obsługa plików i katalogów
Nazwa funkcji Sposób działania funkcji
who
listuje bieżące zmienne
whos
listuje bieżące zmienne i podaje ich wymiary
which
funkcja
wskazuje katalog w którym jest funkcja
size
macierz
wyprowadza na ekran wymiary macierzy
what
wyprowadza na ekran listę m-plików
type
plik
wyprowadza na ekran listing pliku o nazwie
plik.m
exit
kończy sesję Matlaba
save
zapamiętuje całą zawartość przestrzeni roboczej
load
ładuje zawartość pliku
matlab.mat
do przestrzeni roboczej
dir,ls
wyświetla zawartość katalogu
cd
zmienia bieżący katalog
pwd
pokazuje nazwę bieżącego katalogu
matlabpath
pokazuje listę katalogów widzianych przez Matlab’a
format
ustala format wprowadzanych danych
diary
nazwa_pliku
zapisanie przebiegu sesji Matlaba w pliku
Znaki specjalne
•
stosuje się je do wprowadzania danych i komentarzy, pisania wyrażeń i poleceń
Symbol znaku
Opis znaku specjalnego
Przykład
=
przypisanie wartości
>> x = 3
[ ]
używane przy tworzeniu wektorów, macierzy i listy
argumentów wyjściowych funkcji
>> a = [2 3 7]
( )
zaznaczanie wyrażeń liczonych w pierwszej kolejności i
listy argumentów wejściowych funkcji
>> y = 2 * (sqrt(225) + 1)
.
kropka dziesiętna; element operatorów arytmetycznych
>> x = 2.4315
..
katalog macierzysty
>> pwd; cd ..; pwd
...
kontynuacja polecenia w następnej linii
,
separacja indeksów, argumentów funkcji, poleceń
;
koniec wiersza macierzy; wstrzymanie wypisania
odpowiedzi
>> d = [5 1 3];
%
poczÄ…tek komentarza
% Komentarz
:
generowanie wektorów, indeksowanie macierzy
>> m = 0 : .2 : 5
'
operator transpozycji lub sprzężenia macierzy
>> A=[1 2 ; 3 4]; B = A’
!
wykonanie komendy systemu operacyjnego
>> ! nc
Zmienne specjalne
Nazwa
Opis zmiennej lub stałej
ans
zmienna robocza
computer
nazwa komputera na którym pracuje Matlab
eps
precyzja zmiennoprzecinkowa (dokładność obliczeń)
flops
licznik operacji zmiennoprzecinkowych
i,j
jednostka urojona
Inf
nieskończoność
NaN
wartość nieokreślona
nargin
liczba argumentów wejściowych funkcji
nargout
liczba argumentów wyjściowych funkcji
pi
3.1415926535897...
realmax
największa dostępna liczba rzeczywista
realmin
najmniejsza dostępna liczba rzeczywista
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

mement.xlx.pl