Първи стъпки с matlab: кратко въведение

MATLAB (Matrix Laboratory) е платформа за програмиране, разработена от MathWorks, която използва собствения си език за програмиране MATLAB. Езикът за програмиране MATLAB е базиран на матрица език, който позволява матрични манипулации, начертаване на функции и данни, внедряване на алгоритми, създаване на потребителски интерфейси и взаимодействие с програми, написани на други езици, включително C, C ++, C #, Java, Fortran и Python. Той се използва в широк спектър от области на приложения от вградени системи до AI, главно за анализ на данни, разработване на алгоритми и създаване на модели и приложения.

Основен прозорец на MATLAB

Когато стартирате софтуера MATLAB, на работния плот на MATLAB се появяват инструменти, променливи и приложения, свързани с MATLAB. Работният плот по някакъв начин ще изглежда като изображението по-долу. Можете дори да персонализирате подреждането на инструментите и документите според вашите нужди. Трите основни части се появяват на екрана са Command Window, Workspace и History.

Настолни инструменти на MATLAB

Инструментите за работен плот на MATLAB са Command Window, Command History, Work space, Editor, Help, Array Editor и Current Directory Browser. Тук ще обясним всички инструменти един по един.

1. Команден прозорец

Командният прозорец се използва за въвеждане на променливи и за стартиране на функция и скриптове на M-файл. Нагоре (↑) Клавишът със стрелка се използва за извикване на изявление, което е въведено преди това. След извикване можете да редактирате тази функция и да натиснете enter, за да я стартирате.

Някои основни операции, които могат да бъдат извършени в командния прозорец:

За създаване на редов вектор с произволно число 1, 2, 3, 4, 5 и присвояването му на променлива 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

За да създадете вектор на колона с номера 6, 7, 8, 9 и да го присвоите на променлива 'y', »Y = y = 6 7 8 9

Също така можем да създадем вектор на колона с помощта на вектор на ред (свойство на матрицата), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Ако искаме да направим редови вектор от 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, тогава можем просто да напишем като

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ако искаме да направим вектор на ред с увеличение с 2, просто напишете

»U = u = 0 2 4 6 8

И за намаляване с 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Сега, за извършване на проста математическа операция като събиране и изваждане, нека вземем всякакви две числа 12 и 14.

Освен това, »U = 12 + 14 ans = 26

За изваждане

»U = 12-14 ans = -2

2. История на командите

История на командите означава история на командния прозорец.

Това означава, че функцията или редовете, които сте въвели в прозореца Command, също се виждат в прозореца Command History. Дори можем да изберем всяка въведена преди това функция или ред и да я изпълним. Също така можете да създадете M-файл за избрана инструкция. M-File не е нищо друго освен текстов файл, който съдържа MATLAB код

3. Работно пространство

Работното пространство на MATLAB се състои от набор от променливи, направени по време на извършване на математически операции, стартиране на запазени M-файлове и зареждане на запазени работни пространства. За изтриване на променливите от работното пространство, изберете конкретна променлива кликване върху EDIT след DELETE. Когато излезете от MATLAB, той автоматично изчиства работното пространство. За да го запазите за по-късна сесия на MATLAB, щракнете върху иконата за действие на работното пространство, след това ЗАПАЗЕТЕ, това ще запази работното ви пространство в MAT-файл с разширение „.mat“. За да го прочетете в следващата сесия, трябва да импортирате този файл, като щракнете върху ФАЙЛ и ИМПОРТИРАНЕ НА ДАННИ.

4. Прозорец на редактора

Editor е текстов процесор, специално проектиран за създаване и отстраняване на грешки в M-файлове. M-файлът се състои от една или повече команди за изпълнение. След като запазите M-файла, можете дори да го извикате директно, като въведете името на файла в историята на командите.

5. ПОМОЩ

За да отворите помощния браузър, щракнете върху бутона HELP в инструментите за настолни компютри MATLAB или алтернативен за HELP браузър е да отидете в командния прозорец и да въведете help browser. Използвайте HELP браузър за намиране на информация, индексиране, търсене и демонстрации. Докато четете документацията, можете да маркирате всяка страница, да отпечатате страница, да търсите който и да е термин на страницата и да копирате или оцените селекция.

6. Редактор на масиви

В браузъра Workspace щракнете двукратно върху променлива, за да я видите в редактора на масиви. Редакторът на масиви се използва за преглед и редактиране на визуално представяне на променливи в работното пространство.

7. Текущ браузър на директории

Файловите операции на MATLAB използват пътя за търсене и текущата директория като отправна точка. Бърз начин за преглед на вашия MATLAB файл е използването на Current Directory Browser. Можем да използваме Current Directory Browser за търсене, преглед и редактиране на M файла или MATLAB файла.

Сега, ако запазим повече от два файла, в който единият е за начертаване на графика, а другият е за матрична манипулация във файл MATLAB, за да можем да получим достъп до тези запазени файлове с помощта на командния прозорец.

Променлива в MATLAB

Не е необходим никакъв тип декларация или изявления за измерения в MATLAB. Когато конструираме ново име на променлива в MATLAB, тя автоматично създава променливата и осигурява подходящото количество съхранение и запис в работното пространство. Ако променливата със същото име вече присъства, MATLAB променя съдържанието й и при необходимост разпределя ново хранилище. Името на променливата се състои от буква и последвано от букви, цифри или долна черта. Също така, MATLAB е чувствителен към малки и големи букви, той прави разлика между малки и големи букви.

Например:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Можем също да създадем вектора с помощта на проста променлива като тази

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M-файлове

M-файловете са текстови файлове, съдържащи MATLAB код, създаден от потребителя. За създаване на M-файл можете да използвате MATLAB EDITOR или друг текстов редактор. M-файловете се записват с разширение “.m”. Например:

»A =

Съхранявайте файла под името test.m , след това тестът на инструкциите в командния прозорец чете файла и създава променлива A, която съдържа нашата матрица или данните, записани в този M-файл.

Графично начертаване

MATLAB разполага със средства за показване на вектора и матрицата под формата на графика, в зависимост от вида на входните данни.

Например: Начертайте графика между „x“ и „y“.

Нека обхватът на 'x' е 0 (нула) до π (pi), а 'y' е синусовата функция на 'x' с обхват от 0 до π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

командата отдолу се използва за начертаване на графика между x и y

»Парцел (x, y);

За етикетиране на оста x и y

»Xlabel ('диапазон на y'); »Ylabel ('грех на х');

И заглавието на графиката, дадено като

»Заглавие ('заговор за греха (x)');

Резултат

Друг пример за нанасяне на кривата

Нека две променливи са x, y за начертаване на простата y = x права линия, »X = 0: 2:20; »Y = x; »Парцел (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »Заглавие ('график на у = х права линия');

Резултат

Също така можем да начертаем графиката на която и да е тригонометрична функция, алгебрична функция и графиката на манипулирането на матрици.

Изявления за състоянието в MATLAB

Както използваме изявление за състояние в различен софтуер, докато програмираме нашите микроконтролери, можем да ги използваме и при програмиране на MATLAB. Няколко изявления за условия, използвани в MATLAB, са:

• за цикъл
• докато цикъл
• ако изявление
• продължи изявление
• изявление за прекъсване
• превключвател изявление

Ако

За оценяване на логически израз и изпълнява група от изрази само когато условието е вярно, се използва изразът 'if'. 'elseif' и 'else' се използват за изпълнение на алтернативни групи изявления.

»Ако a> b fprintf ('по-голям); elseif a == b fprintf ('равно'); elseif a <b fprintf ('по-малко'); Else fprintf ('грешка'); край

Превключване

В оператора за превключване групата от оператори се изпълнява въз основа на стойността на променлива или израз.

Пример:

»X = вход ('Въведете не:'); превключвател x случай 1 disp („числото е отрицателно“) случай 2 disp („нула“) случай 3 disp („ числото е положително“) в противен случай disp („друга стойност“) край

Прекъсване

Изявлението Break се използва за излизане от цикъл while или за цикъл рано. Докато се прекъсва от най-вътрешния цикъл само в вложени цикли.

Пример:

»X = 2; while (x <12) fprintf ('стойност на x:% d \ n', x); x = x + 1; if ('x> 7') почивка; край край

След изпълнението на кода резултатът ще бъде:

стойност на x: 2 стойност на x: 3 стойност на x: 4 стойност на x: 5 стойност на x: 6 стойност на x: 7

продължи

Този израз се използва вътре в цикли. Контролата преминава към началото на цикъла за следваща итерация, като пропуска изпълнението на изявлението вътре в тялото на текущата итерация на програмата.

Пример:

»X = 2; докато (x <12), ако x == 7 x = x + 1; продължи; край fprintf ('стойност на x:% d \ n', x); x = x + 1; край

Следователно резултатът ще бъде:

стойност на x: 2 стойност на x: 3 стойност на x: 4 стойност на x: 5 стойност на x: 6 стойност на x: 8 стойност на x: 9 стойност на x: 10 стойност на x: 11

За

Цикълът FOR повтаря група изявления във фиксиран номер. на пъти. Синтаксисът на цикъла FOR е както следва: -

за ………………. край

Пример:

»За x = disp (x) край 2 1 3 4 5

Докато

Когато дадено условие е вярно , цикълът while се изпълнява многократно

Синтаксисът на цикъл while е както следва: -

докато край

Пример:

»X = 2; while (x <18) fprintf ('стойност на x:% d \ n', x); x = x + 1; край

Резултатът от този цикъл при изпълнение на код

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

Това е само въведение на MATLAB, той има много обширни и сложни приложения. Един начинаещ може да стартира MATLAB със следните основни проекти:

• Свързване на Arduino с MATLAB - мигащ светодиод
• GUI базирана система за домашна автоматизация, използваща Arduino и MATLAB
• Управление на серво мотора с помощта на MATLAB