Introducció a matlab: una introducció ràpida

MATLAB (Matrix Laboratory) és una plataforma de programació desenvolupada per MathWorks, que utilitza el llenguatge de programació propietari MATLAB. El llenguatge de programació MATLAB és un llenguatge basat en matrius que permet manipulacions de matrius, traçat de funcions i dades, implementació d’algoritmes, creació d’interfícies d’usuari i interfície amb programes escrits en altres llenguatges, inclosos C, C ++, C #, Java, Fortran i Python. S'utilitza en una àmplia gamma de dominis d'aplicacions, des de sistemes incrustats fins a IA, principalment per analitzar dades, desenvolupar algoritmes i crear models i aplicacions.

Finestra principal de MATLAB

Quan inicieu el programari MATLAB, apareix l'escriptori MATLAB que conté eines, variables i aplicacions relacionades amb MATLAB. L’escriptori d’alguna manera tindrà l’aspecte de la imatge següent. Fins i tot podeu personalitzar la disposició d’eines i documents segons les vostres necessitats. Les tres parts principals que apareixen a la pantalla són Finestra d’ordres, Àrea de treball i Historial.

Eines d'escriptori de MATLAB

Les eines d'escriptori de MATLAB són Finestra d'ordres, Historial d'ordres, Espai de treball, Editor, Ajuda, Editor de matrius i Navegador de directoris actual. Aquí explicarem totes les eines una per una.

1. Finestra d'ordres

La finestra d'ordres s'utilitza per introduir variables i executar una funció i scripts de fitxer M. La tecla de fletxa amunt (↑) s'utilitza per recuperar una sentència que s'ha introduït prèviament. Després de recordar-lo, podeu editar aquesta funció i prémer Retorn per executar-la.

Algunes operacions bàsiques que es poden realitzar a la finestra d'ordres:

Per crear un vector de fila amb qualsevol número 1, 2, 3, 4, 5 i assignar-lo a la variable 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

Per crear el vector de columna amb el número 6, 7, 8, 9 i assignant-lo a la variable 'y', »Y = y = 6 7 8 9

També podem crear un vector de columna amb l'ajut d'un vector de fila (propietat de la matriu), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Si volem fer un vector de fila a partir de 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, simplement podem escriure com

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Si volem fer un vector de fila amb increment de 2, simplement escrivim

»U = u = 0 2 4 6 8

I per decrement de 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Ara, per realitzar operacions matemàtiques simples com la suma i la resta, prenem dos números 12 i 14 qualsevol.

A més, »U = 12 + 14 ans = 26

Per a la resta

»U = 12-14 anys = -2

2. Historial de comandaments

Historial d'ordres significa l'historial de la finestra d'ordres.

Vol dir que la funció o línies que heu introduït a la finestra d’ordres també són visibles a la finestra d’Historial d’ordres. Fins i tot podem seleccionar qualsevol funció o línia introduïda prèviament i executar-la. També podeu crear un fitxer M per a la declaració seleccionada. M-File no és res més que un fitxer de text que conté codi MATLAB

3. Espai de treball

L’espai de treball MATLAB consisteix en un conjunt de variables realitzades durant el temps de realitzar operacions matemàtiques, executar fitxers M desats i carregar els espais de treball desats. Per suprimir variables de l’espai de treball, seleccioneu qualsevol variable en particular feu clic a EDIT i després a SUPRIMIR. En sortir de MATLAB, esborra automàticament l’espai de treball. Per desar-lo per a una sessió posterior de MATLAB, feu clic a la icona d’acció de l’espai de treball i després DESA, per tal de desar l’espai de treball en un fitxer MAT, amb una extensió de “.mat”. Per llegir-lo a la propera sessió, heu d’importar aquest fitxer fent clic a FITXA i després a IMPORTAR DADES.

4. Finestra de l'editor

Editor és un processador de textos dissenyat específicament per crear i depurar fitxers M. Un fitxer M consisteix en una o més ordres per executar. Després de desar el fitxer M, fins i tot podeu trucar-lo directament escrivint el nom del fitxer a l'historial d'ordres.

5. AJUDA

Per obrir el navegador d'Ajuda, feu clic al botó AJUDA de les eines d'escriptori de MATLAB o bé feu servir el navegador HELP alternatiu per anar a la finestra d'ordres i escriure el navegador d'ajuda. Utilitzeu el navegador HELP per trobar informació, indexació, cerca i demostracions. Mentre llegiu la documentació, podeu marcar qualsevol pàgina, imprimir-la, cercar qualsevol terme a la pàgina i copiar o avaluar una selecció.

6. Editor de matrius

Al navegador de l’espai de treball feu doble clic sobre una variable per veure-la a l’Editor de matrius. L'editor de matrius s'utilitza per visualitzar i editar una representació visual de variables a l'espai de treball.

7. Navegador de directoris actual

Les operacions de fitxers MATLAB utilitzen la ruta de cerca i el directori actual com a punt de referència. Una manera ràpida de navegar pel fitxer MATLAB és mitjançant el navegador de directoris actual. Podem utilitzar Current Directory Browser per cercar, visualitzar i editar el fitxer M o el fitxer MATLAB.

Ara bé, si desem més de dos fitxers, en els quals un serveix per traçar gràfics i l’altre és per a la manipulació de matrius al fitxer MATLAB, de manera que podem accedir a aquests fitxers desats mitjançant la finestra d’ordres.

Variable a MATLAB

No cal cap tipus de declaració ni declaracions de dimensió a MATLAB. Quan construïm un nom de variable nou a MATLAB, crea automàticament la variable i proporciona la quantitat adequada d'emmagatzematge i estalvi a l'espai de treball. Si la variable amb el mateix nom ja és present, MATLAB canvia el seu contingut i assigna emmagatzematge nou si cal. El nom de la variable consisteix en lletres i seguit de lletres, dígits o subratllat. A més, MATLAB distingeix entre majúscules i minúscules i distingeix entre minúscules i majúscules.

Per exemple:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

També podem crear el vector amb l'ajut de variables simples com aquesta

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

Fitxers M

Els fitxers M són un fitxer de text que conté el codi MATLAB creat per l'usuari. Per crear fitxers M podeu utilitzar MATLAB EDITOR o un altre editor de text. Els fitxers M es guarden amb l'extensió ".m". Per exemple:

»A =

Emmagatzemeu el fitxer amb el nom test.m , a continuació, la prova d’ instruccions a la finestra d’ordres llegeix el fitxer i crea una variable A, que conté la nostra matriu o les dades guardades en aquest fitxer M.

Traçat de gràfics

MATLAB té instal·lacions per mostrar el vector i la matriu en forma de gràfic, en funció del tipus de dades d’entrada.

Per exemple: dibuixeu un gràfic entre la 'x' i la 'y'.

Deixem que l'interval de 'x' sigui 0 (zero) a π (pi) i que 'y' sigui la funció sinusoidal de 'x' amb un interval de 0 a π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

La comanda de sota s'utilitza per traçar gràfics entre x i y

»Trama (x, y);

Per etiquetar els eixos x i y

»Xlabel ('rang d'y'); »Ylabel ('pecat de x');

I el títol del gràfic donat com a

»Títol ('complot del pecat (x)');

Resultat

Un altre exemple del traçat de la corba

Siguin dues variables x, y per traçar la recta simple y = x, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Trama (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »Títol ('gràfic de la línia recta y = x');

Resultat

També podem representar el gràfic de qualsevol funció trigonomètrica, funció algebraica i el gràfic de manipulació de matrius.

Enunciats de condició a MATLAB

Igual que fem servir declaracions de condició en diversos programes mentre programem els nostres microcontroladors, també els podem utilitzar a la programació MATLAB. Les diverses afirmacions de condició utilitzades a MATLAB són:

• per a bucle
• mentre bucle
• afirmació if
• declaració de continuació
• declaració de trencament
• instrucció switch

Si

Per avaluar una expressió lògica i executar un grup d'afirmacions només quan la condició és certa, s'utilitza la declaració "si". 'elseif' i 'else' s'utilitzen per a l'execució de grups alternatius de sentències.

»Si a> b fprintf ('major); elseif a == b fprintf ('igual'); elseif a <b fprintf ('less'); Una altra fprintf ('error'); final

Interruptor

A la sentència switch, el grup de sentències s'executa en funció del valor de la variable o de l'expressió.

Exemple:

»X = input ('Introduïu el no:'); canviar x cas 1 disp ("el nombre és negatiu") cas 2 disp ("zero") cas 3 disp ("el nombre és positiu") en cas contrari disp ("altre valor") final

Trencar

La sentència Break s'utilitza per sortir d'un bucle while o per a un loop anticipat. Tot i que parteix del bucle més intern només en bucles imbricats.

Exemple:

»X = 2; while (x <12) fprintf ('valor de x:% d \ n', x); x = x + 1; si ('x> 7') es trenca; fi final

Després de l'execució del codi, el resultat serà:

valor de x: 2 valor de x: 3 valor de x: 4 valor de x: 5 valor de x: 6 valor de x: 7

Continua

Aquesta afirmació s'utilitza dins dels bucles. El control salta a l'inici del bucle per a la següent iteració, saltant l'execució de la sentència dins del cos de la iteració actual del programa.

Exemple:

»X = 2; mentre que (x <12) si x == 7 x = x + 1; continuar; end fprintf ('valor de x:% d \ n', x); x = x + 1; final

Per tant, el resultat serà:

valor de x: 2 valor de x: 3 valor de x: 4 valor de x: 5 valor de x: 6 valor de x: 8 valor de x: 9 valor de x: 10 valor de x: 11

Per a

El bucle FOR repeteix un grup de sentències al núm. Fix. de vegades. La sintaxi del bucle FOR és la següent: -

per ………………. final

Exemple:

»Per a x = disp (x) final 2 1 3 4 5

Mentre

Quan una condició especificada és cert que el temps de bucle s'executa repetidament la declaració

La sintaxi d'un bucle while és la següent: -

mentre final

Exemple:

»X = 2; while (x <18) fprintf ('valor de x:% d \ n', x); x = x + 1; final

El resultat d’aquest bucle quan s’executa el codi

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

Això és només una introducció de MATLAB, té aplicacions molt vastes i complexes. Un principiant pot iniciar MATLAB amb els projectes bàsics següents:

• Interfície d'Arduino amb MATLAB - LED parpellejant
• Sistema domòtic basat en GUI que utilitza Arduino i MATLAB
• Control de servomotor mitjançant MATLAB