Pagsisimula sa matlab: isang mabilis na pagpapakilala

Ang MATLAB (Matrix Laboratory) ay isang platform ng programa na binuo ng MathWorks, na gumagamit ng pagmamay-ari na wika ng programa ng MATLAB. Ang wika ng programa ng MATLAB ay isang wikang batay sa matrix na nagpapahintulot sa mga manipulasyong matrix, paglalagay ng mga pag-andar at data, pagpapatupad ng mga algorithm, paglikha ng mga interface ng gumagamit, at pakikialaman sa mga program na nakasulat sa ibang mga wika, kabilang ang C, C ++, C #, Java, Fortran at Sawa. Ginagamit ito sa isang malawak na hanay ng mga domain ng aplikasyon mula sa Mga naka-embed na Sistema hanggang sa AI, pangunahin upang pag-aralan ang data, pagbuo ng mga algorithm, at paglikha ng mga modelo at application.

MATLAB Pangunahing Window

Kapag inilunsad mo ang MATLAB software, lilitaw ang MATLAB desktop na naglalaman ng mga tool, variable at application na nauugnay sa MATLAB. Ang Desktop ay kahit papaano ay magiging hitsura ng imahe sa ibaba. Maaari mo ring ipasadya ang pag-aayos ng mga tool at dokumento ayon sa iyong pangangailangan. Ang tatlong pangunahing mga bahagi ay lilitaw sa screen ay ang Window ng Command, Workspace at Kasaysayan.

Mga tool sa desktop ng MATLAB

Ang mga tool sa desktop ng MATLAB ay ang Command Window, Command History, Work space, Editor, Help, Array Editor, at Kasalukuyang Directory ng Browser. Dito namin ipapaliwanag ang lahat ng mga tool nang paisa-isa.

1. Window ng Command

Ginagamit ang window ng utos sa pagpasok ng mga variable at upang magpatakbo ng isang script ng pag-andar at M-file. Pataas (↑) Ang arrow key ay ginagamit para sa pagpapabalik sa isang pahayag na dati nang naipasok. Pagkatapos maalala maaari mong i-edit ang pagpapaandar na iyon at pindutin ang enter upang patakbuhin ito.

Ang ilang pangunahing operasyon na maaaring isagawa sa window ng utos:

Para sa paglikha ng isang hilera na vector na may anumang bilang 1, 2, 3, 4, 5 at italaga ito sa variable na 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

Upang likhain ang haligi na vector na may bilang na 6, 7, 8, 9, at italaga ito sa variable 'y', »Y = y = 6 7 8 9

Maaari rin kaming lumikha ng isang haligi vector sa tulong ng isang hilera na vector (pag-aari ng matrix), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Kung nais naming gumawa ng isang hilera na vector mula sa 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 sa gayon maaari lamang tayong magsulat bilang

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Kung nais naming gumawa ng isang hilera na vector na may pagtaas ng 2 pagkatapos ay magsulat lamang

»U = u = 0 2 4 6 8

At para sa pagbawas ng 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Ngayon, para sa pagsasagawa ng simpleng pagpapatakbo ng matematika tulad ng pagdaragdag at pagbabawas, hinahayaan na tumagal ng anumang dalawang numero 12 at 14.

Bilang karagdagan, »U = 12 + 14 ans = 26

Para sa pagbabawas

»U = 12-14 ans = -2

2. Kasaysayan ng Command

Ang kasaysayan ng utos ay nangangahulugang ang kasaysayan ng window ng utos.

Nangangahulugan ito na ang pag-andar o mga linya na iyong ipinasok sa window ng Command ay makikita din sa window ng Kasaysayan ng Command. Kahit na maaari nating piliin ang anumang naunang ipinasok na pag-andar o linya at isagawa ito. Gayundin, maaari kang lumikha ng isang M-file para sa napiling pahayag. Ang M-File ay walang iba kundi ang isang text file na naglalaman ng MATLAB code

3. Workspace

Ang workspace ng MATLAB ay binubuo ng hanay ng mga variable na ginawa sa oras ng pagsasagawa ng mga pagpapatakbo sa matematika, pagpapatakbo ng nai-save na M-file, at paglo-load ng mga nai-save na workspace. Para sa pagtanggal ng mga variable mula sa workspace, pumili ng anumang partikular na variable na pag-click sa EDIT pagkatapos Tanggalin. Paglabas mo mula sa MATLAB, awtomatiko nitong nililimas ang workspace. Para sa pag-save nito para sa sesyon ng MATLAB sa paglaon, mag-click sa Workspace Action Icon pagkatapos ay I-save, mai-save nito ang iyong workspace sa isang MAT-file, na may isang extension ng ".mat". Para sa pagbabasa nito sa susunod na sesyon kailangan mong i-import ang file na iyon, sa pamamagitan ng pag-click sa FILE pagkatapos IMPORT DATA.

4. Window ng Editor

Ang editor ay isang word processor na partikular na idinisenyo para sa paglikha at pag-debug ng mga M-file. Ang isang M-file ay binubuo ng isa o higit pang mga utos na naisakatuparan. Pagkatapos i-save ang M-file, maaari mo ring tawagan ito nang direkta sa pamamagitan ng pagta-type ng pangalan ng file sa kasaysayan ng utos.

5. TULONG

Upang buksan ang Help browser, mag-click sa pindutan ng HELP sa mga tool sa desktop ng MATLAB o kahalili para sa HELP browser upang pumunta sa window ng utos at i-type ang browser ng tulong. Gumamit ng HELP browser para sa paghahanap ng impormasyon, pag-index, paghahanap at Demos. Habang binabasa ang dokumentasyon, maaari mong i-bookmark ang anumang pahina, mag-print ng isang pahina, maghanap para sa anumang term sa pahina at kopyahin o suriin ang isang pagpipilian.

6. Array Editor

Sa Workspace Browser dobleng pag-click sa isang variable upang makita ito sa Array Editor. Ginamit ang editor ng Array para sa pagtingin at pag-edit ng isang visual na representasyon ng mga variable sa workspace.

7. Kasalukuyang Directory ng Directory

Ang mga pagpapatakbo ng file ng MATLAB ay gumagamit ng landas sa paghahanap at kasalukuyang direktoryo bilang sanggunian point. Ang isang mabilis na paraan upang ma-browse ang iyong MATLAB file ay gumagamit ng Kasalukuyang Directory Browser. Maaari naming gamitin ang Kasalukuyang Directory Browser para sa paghahanap, pagtingin at pag-edit ng M file o MATLAB file.

Ngayon kung makatipid tayo ng higit sa dalawang mga file, kung saan ang isa ay para sa paglalagay ng grap at ang isa pa ay para sa pagmamanipula ng matrix sa MATLAB file upang ma-access natin ang mga nai-save na file sa pamamagitan ng paggamit ng window ng utos.

Variable sa MATLAB

Hindi kinakailangan ng anumang uri ng deklarasyon o mga pahayag ng dimensyon sa MATLAB. Kapag nagtatayo kami ng isang bagong pangalan ng variable sa MATLAB, awtomatiko itong lumilikha ng variable at nagbibigay ng naaangkop na halaga ng imbakan at makatipid sa workspace. Kung ang variable na may parehong pangalan ay naroroon, binabago ng MATLAB ang mga nilalaman nito at naglalaan ng bagong imbakan kung kinakailangan. Ang variable na pangalan ay binubuo ng letra at sinusundan ng mga titik, digit o underscore. Gayundin, ang MATLAB ay case sensitive na makilala ang pagitan ng mas mababa at itaas na kaso.

Halimbawa:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Maaari rin nating likhain ang vector sa tulong ng simpleng variable na tulad nito

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M-Files

Ang mga M-file ay isang text file na naglalaman ng MATLAB code na nilikha ng gumagamit. Para sa paglikha ng M-file maaari mong gamitin ang MATLAB EDITOR o ibang text editor. Ang M-file ay nai-save na may extension na ".m". Halimbawa:

»A =

Iimbak ang file sa ilalim ng pangalan ng pagsubok.m , pagkatapos ay ang pagsubok na pahayag sa window ng utos na binabasa ang file at lumilikha ng isang variable na A, na naglalaman ng aming matrix o ang data na nai-save sa M-file na iyon.

Plotting ng Grap

Ang MATLAB ay may mga pasilidad upang ipakita ang vector at matrix sa anyo ng grap, depende sa uri ng data ng pag-input.

Halimbawa: Mag- plot ng isang graph sa pagitan ng 'x' at 'y'.

Hayaan ang saklaw ng 'x' ay 0 (zero) hanggang π (pi) at ang 'y' ay ang sine function ng 'x' na may saklaw na 0 hanggang π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = kasalanan (x);

Ang utos sa ibaba ay ginagamit para sa paglalagay ng grap sa pagitan ng x at y

»Balangkas (x, y);

Para sa labeling x at y axis

»Xlabel ('saklaw ng y'); »Ylabel ('kasalanan ng x');

At ang pamagat ng grap na ibinigay bilang

»Pamagat ('plot of sin (x)');

Resulta

Isa pang halimbawa ng paglalagay ng curve

Hayaan ang dalawang variable na maging x, y para sa paglalagay ng simpleng y = x tuwid na linya, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Balangkas (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »Pamagat ('balangkas ng y = x tuwid na linya');

Resulta

Maaari rin nating isulat ang grap ng anumang pagpapaandar na trigonometric, pagpapaandar ng algebraic at ang grap ng pagmamanipula ng mga matris.

Mga Pahayag ng Kundisyon sa MATLAB

Tulad ng paggamit namin ng pahayag sa kundisyon sa iba't ibang mga software habang pinaprograma ang aming mga microcontroller, maaari din naming magamit ang mga ito sa programa ng MATLAB. Ang ilang mga pahayag sa kundisyon na ginamit sa MATLAB ay:

• para sa loop
• habang loop
• kung pahayag
• ipagpatuloy ang pahayag
• break na pahayag
• paglipat ng pahayag

Kung

Para sa pagsusuri ng isang lohikal na ekspresyon at isinasagawa lamang ang isang pangkat ng mga pahayag kung totoo ang kundisyon, ginamit ang pahayag na 'kung'. Ginagamit ang 'elseif' at 'iba pa' para sa pagpapatupad ng mga kahaliling pangkat ng mga pahayag.

»Kung ang isang> b fprintf ('mas malaki); kung hindi man isang == b fprintf ('pantay'); kung hindi man ang isang <b fprintf ('mas kaunti'); Iba pang fprintf ('error'); magtapos

Lumipat

Sa pahayag ng switch ang pangkat ng pahayag ay naisakatuparan batay sa halaga ng variable o pagpapahayag.

Halimbawa:

»X = input ('Ipasok ang hindi:'); switch x case 1 disp ('ang numero ay negatibo') case 2 disp ('zero') case 3 disp ('the number is positive') otherwise disp ('other value') end

Pahinga

Ginagamit ang pahayag ng break para sa exit mula sa isang habang loop o para sa loop nang maaga. Habang ito ay sumisira mula sa pinakaloob na loop lamang sa mga may pugad na mga loop.

Halimbawa:

»X = 2; habang (x <12) fprintf ('halaga ng x:% d \ n', x); x = x + 1; kung ('x> 7') masira; pagtatapos ng wakas

Matapos ang pagpapatupad ng code ang resulta ay:

halaga ng x: 2 halaga ng x: 3 halaga ng x: 4 na halaga ng x: 5 halaga ng x: 6 na halaga ng x: 7

Magpatuloy

Ang pahayag na ito na ginamit sa loob ng mga loop. Ang kontrol ay tumalon sa simula ng loop para sa susunod na pag-ulit, sa pamamagitan ng paglaktaw sa pagpapatupad ng pahayag sa loob ng katawan ng kasalukuyang pag-ulit ng programa.

Halimbawa:

»X = 2; habang (x <12) kung x == 7 x = x + 1; magpatuloy; tapusin ang fprintf ('halaga ng x:% d \ n', x); x = x + 1; tapusin

Samakatuwid, ang resulta ay:

halaga ng x: 2 halaga ng x: 3 halaga ng x: 4 na halaga ng x: 5 halaga ng x: 6 na halaga ng x: 8 na halaga ng x: 9 na halaga ng x: 10 na halaga ng x: 11

Para kay

Inuulit ng FOR loop ang isang pangkat ng pahayag sa nakapirming blg. ng mga oras. Ang syntax ng FOR loop ay ang sumusunod: -

para sa ………………. magtapos

Halimbawa:

»Para sa x = disp (x) pagtatapos ng 2 1 3 4 5

Habang

Kapag ang isang tinukoy na kundisyon ay totoo habang ang loop ay paulit-ulit na isinasagawa ang pahayag

Ang syntax ng isang habang loop ay tulad ng sumusunod: -

habang tapusin

Halimbawa:

»X = 2; habang (x <18) fprintf ('halaga ng x:% d \ n', x); x = x + 1; tapusin

Ang resulta ng loop na ito kapag ang code ay naisakatuparan

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

Ito ay pagpapakilala lamang ng MATLAB, mayroon itong napakalawak at kumplikadong mga aplikasyon. Maaaring simulan ng isang nagsisimula ang MATLAB na may mga pangunahing pangunahing proyekto sa ibaba:

• Ang interface ng Arduino na may MATLAB - Blinking LED
• GUI Batay sa Home Automation System na gumagamit ng Arduino at MATLAB
• Servo Motor Control gamit ang MATLAB