Iniziare con matlab: una rapida introduzione

MATLAB (Matrix Laboratory) è una piattaforma di programmazione sviluppata da MathWorks, che utilizza il suo linguaggio di programmazione MATLAB proprietario. Il linguaggio di programmazione MATLAB è un linguaggio basato su matrici che consente manipolazioni di matrici, plottaggio di funzioni e dati, implementazione di algoritmi, creazione di interfacce utente e interfacciamento con programmi scritti in altri linguaggi, inclusi C, C ++, C #, Java, Fortran e Pitone. Viene utilizzato in un'ampia gamma di domini applicativi, dai sistemi embedded all'IA, principalmente per analizzare i dati, sviluppare algoritmi e creare modelli e applicazioni.

Finestra principale di MATLAB

Quando avvii il software MATLAB, appare il desktop MATLAB contenente strumenti, variabili e applicazioni correlate a MATLAB. Il desktop apparirà in qualche modo come l'immagine qui sotto. Puoi persino personalizzare la disposizione di strumenti e documenti secondo le tue necessità. Le tre parti principali che appaiono sullo schermo sono la finestra dei comandi, l'area di lavoro e la cronologia.

Strumenti desktop di MATLAB

Gli strumenti desktop di MATLAB sono Command Window, Command History, Workspace, Editor, Help, Array Editor e Current Directory Browser. Qui spiegheremo tutti gli strumenti uno per uno.

1. Finestra di comando

La finestra dei comandi viene utilizzata per immettere le variabili e per eseguire una funzione e gli script M-file. Il tasto freccia su (↑) viene utilizzato per richiamare un'istruzione immessa in precedenza. Dopo aver richiamato è possibile modificare quella funzione e premere Invio per eseguirla.

Alcune operazioni di base che possono essere eseguite dalla finestra di comando:

Per creare un vettore riga con qualsiasi numero 1, 2, 3, 4, 5 e assegnarlo alla variabile 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

Per creare il vettore colonna con il numero 6, 7, 8, 9 e assegnarlo alla variabile "y", »Y = y = 6 7 8 9

Inoltre possiamo creare un vettore colonna con l'aiuto di un vettore riga (proprietà della matrice), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Se vogliamo creare un vettore riga da 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, possiamo semplicemente scrivere come

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Se vogliamo creare un vettore riga con incremento di 2, scrivi semplicemente

»U = u = 0 2 4 6 8

E per diminuire di 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Ora, per eseguire semplici operazioni matematiche come addizioni e sottrazioni, prendiamo due numeri 12 e 14.

Inoltre, »U = 12 + 14 ans = 26

Per sottrazione

»U = 12-14 ans = -2

2. Cronologia dei comandi

La cronologia dei comandi indica la cronologia della finestra di comando.

Significa che la funzione o le righe immesse nella finestra dei comandi sono visibili anche nella finestra Cronologia comandi. Anche noi possiamo selezionare qualsiasi funzione o riga inserita in precedenza ed eseguirla. Inoltre, è possibile creare un file M per l'istruzione selezionata. M-File non è altro che un file di testo che contiene il codice MATLAB

3. Area di lavoro

L'area di lavoro MATLAB è costituita da un insieme di variabili create durante l'esecuzione di operazioni matematiche, l'esecuzione di file M salvati e il caricamento degli spazi di lavoro salvati. Per eliminare le variabili dallo spazio di lavoro, selezionare una determinata variabile, fare clic su MODIFICA, quindi su ELIMINA. Quando esci da MATLAB, svuota automaticamente lo spazio di lavoro. Per salvarlo per una sessione MATLAB successiva, fare clic su Icona azione area di lavoro quindi SALVA, questo salverà l'area di lavoro in un file MAT, con estensione ".mat". Per leggerlo nella prossima sessione è necessario importare quel file, cliccando su FILE e poi su IMPORT DATA.

4. Finestra dell'editor

Editor è un elaboratore di testi progettato specificamente per la creazione e il debug di file M. Un file M è costituito da uno o più comandi da eseguire. Dopo aver salvato il file M, puoi persino chiamarlo direttamente digitando il nome del file nella cronologia dei comandi.

5. AIUTO

Per aprire il browser della Guida, fare clic sul pulsante AIUTO negli strumenti desktop di MATLAB o in alternativa al browser della Guida è andare alla finestra di comando e digitare browser della guida. Utilizzare il browser HELP per trovare le informazioni, indicizzare, cercare e demo. Durante la lettura della documentazione, è possibile aggiungere un segnalibro a qualsiasi pagina, stampare una pagina, cercare qualsiasi termine nella pagina e copiare o valutare una selezione.

6. Editor di array

Nel browser dell'area di lavoro fare doppio clic su una variabile per visualizzarla nell'editor di array. L'editor di array viene utilizzato per visualizzare e modificare una rappresentazione visiva delle variabili nell'area di lavoro.

7. Browser della directory corrente

Le operazioni sui file MATLAB utilizzano il percorso di ricerca e la directory corrente come punto di riferimento. Un modo rapido per sfogliare il tuo file MATLAB è usare Current Directory Browser. Possiamo utilizzare Current Directory Browser per cercare, visualizzare e modificare il file M o il file MATLAB.

Ora se salviamo più di due file, di cui uno per la stampa del grafico e l'altro per la manipolazione della matrice nel file MATLAB, possiamo accedere a questi file salvati utilizzando la finestra di comando.

Variabile in MATLAB

Non è necessario alcun tipo di dichiarazione o dichiarazione di dimensione in MATLAB. Quando costruiamo un nuovo nome di variabile in MATLAB, crea automaticamente la variabile e fornisce la quantità appropriata di memoria e salva nello spazio di lavoro. Se la variabile con lo stesso nome è già presente, MATLAB ne modifica il contenuto e assegna una nuova memoria se necessario. Il nome della variabile è composto da una lettera e seguito da lettere, cifre o trattino basso. Inoltre, MATLAB distingue tra maiuscole e minuscole e distingue tra lettere minuscole e maiuscole.

Per esempio:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Possiamo anche creare il vettore con l'aiuto di una semplice variabile come questa

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M-Files

I file M sono file di testo che contengono codice MATLAB creato dall'utente. Per creare il file M puoi usare MATLAB EDITOR o un altro editor di testo. I file M vengono salvati con l'estensione ".m". Per esempio:

»A =

Memorizza il file con il nome test.m , quindi l'istruzione test nella finestra di comando legge il file e crea una variabile A, che contiene la nostra matrice oi dati salvati in quel file M.

Rappresentazione grafica

MATLAB dispone di funzionalità per visualizzare il vettore e la matrice sotto forma di grafico, a seconda del tipo di dati di input.

Ad esempio: traccia un grafico tra la "x" e la "y".

Lascia che l'intervallo della 'x' sia da 0 (zero) a π (pi) e la 'y' sia la funzione seno di 'x' con intervallo da 0 a π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

sotto il comando viene utilizzato per tracciare il grafico tra x e y

»Grafico (x, y);

Per etichettare gli assi x e y

»Xlabel ('intervallo di y'); »Ylabel (" peccato di x ");

E il titolo del grafico dato come

»Title ('trama del peccato (x)');

Risultato

Un altro esempio di tracciamento della curva

Siano due variabili x, y per tracciare la semplice retta y = x, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Grafico (x, y); »Xlabel (" X "); »Ylabel (" Y "); »Titolo ('grafico della retta y = x');

Risultato

Possiamo anche tracciare il grafico di qualsiasi funzione trigonometrica, funzione algebrica e il grafico di manipolazione di matrici.

Dichiarazioni sulle condizioni in MATLAB

Come usiamo la dichiarazione di condizione in vari software durante la programmazione dei nostri microcontrollori, possiamo anche usarli nella programmazione MATLAB. Le diverse istruzioni di condizione utilizzate in MATLAB sono:

• per loop
• while loop
• istruzione if
• continua dichiarazione
• dichiarazione di rottura
• istruzione switch

Se

Per valutare un'espressione logica ed eseguire un gruppo di istruzioni solo quando la condizione è vera, viene utilizzata l'istruzione "if". "elseif" e "else" vengono utilizzati per l'esecuzione di gruppi alternativi di istruzioni.

»Se a> b fprintf ('maggiore); elseif a == b fprintf ('uguale'); elseif a <b fprintf ('less'); Else fprintf ('errore'); fine

Interruttore

Nell'istruzione switch il gruppo di istruzioni viene eseguito in base al valore della variabile o dell'espressione.

Esempio:

»X = input ('Immettere il no:'); switch x case 1 disp ('il numero è negativo') case 2 disp ('zero') case 3 disp ('il numero è positivo') altrimenti disp ('altro valore') end

Rompere

L'istruzione break viene utilizzata per uscire da un ciclo while o per un ciclo for in anticipo. Mentre si interrompe dal ciclo più interno solo nei cicli annidati.

Esempio:

»X = 2; while (x <12) fprintf ('valore di x:% d \ n', x); x = x + 1; if ('x> 7') interrompe; fine fine

Dopo l'esecuzione del codice il risultato sarà:

valore di x: 2 valore di x: 3 valore di x: 4 valore di x: 5 valore di x: 6 valore di x: 7

Continua

Questa istruzione viene utilizzata all'interno dei cicli. Il controllo salta all'inizio del ciclo per l'iterazione successiva, saltando l'esecuzione dell'istruzione all'interno del corpo dell'iterazione corrente del programma.

Esempio:

»X = 2; mentre (x <12) se x == 7 x = x + 1; Continua; end fprintf ('valore di x:% d \ n', x); x = x + 1; fine

Quindi, il risultato sarà:

valore di x: 2 valore di x: 3 valore di x: 4 valore di x: 5 valore di x: 6 valore di x: 8 valore di x: 9 valore di x: 10 valore di x: 11

Per

Il ciclo FOR ripete un gruppo di affermazioni nel numero fisso. di volte. La sintassi del ciclo FOR è la seguente: -

per ………………. fine

Esempio:

» For x = disp (x) end 2 1 3 4 5

Mentre

Quando una condizione specificata è vera, il ciclo while viene eseguito ripetutamente l'istruzione

La sintassi di un ciclo while è la seguente: -

mentre fine

Esempio:

»X = 2; while (x <18) fprintf ('valore di x:% d \ n', x); x = x + 1; fine

Il risultato di questo ciclo quando viene eseguito il codice

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

Questa è solo un'introduzione di MATLAB, ha applicazioni molto vaste e complesse. Un principiante può avviare MATLAB con i seguenti progetti di base:

• Interfacciamento di Arduino con MATLAB - LED lampeggiante
• Sistema di automazione domestica basato su GUI che utilizza Arduino e MATLAB
• Controllo servomotore tramite MATLAB