Kom godt i gang med matlab: en hurtig introduktion

MATLAB (Matrix Laboratory) er en programmeringsplatform udviklet af MathWorks, der bruger det proprietære MATLAB-programmeringssprog. MATLAB programmeringssprog er et matrixbaseret sprog, der tillader matrixmanipulation, plotting af funktioner og data, implementering af algoritmer, oprettelse af brugergrænseflader og grænseflade med programmer skrevet på andre sprog, herunder C, C ++, C #, Java, Fortran og Python. Det bruges i en bred vifte af applikationsdomæner fra Embedded Systems til AI, primært til at analysere data, udvikle algoritmer og oprette modeller og applikationer.

MATLAB Hovedvindue

Når du starter MATLAB-software, vises MATLAB-skrivebordet, der indeholder værktøjer, variabler og applikationer relateret til MATLAB. Skrivebordet vil på en eller anden måde se ud som billedet nedenfor. Du kan endda tilpasse arrangementet af værktøjer og dokumenter efter dine behov. De tre hoveddele vises på skærmen er kommandovindue, arbejdsområde og historie.

Desktop-værktøjer fra MATLAB

Desktopværktøjerne i MATLAB er Command Window, Command History, Work space, Editor, Help, Array Editor og Current Directory Browser. Her forklarer vi alle værktøjerne en efter en.

1. Kommandovindue

Kommandovindue bruges til at indtaste variabler og til at køre en funktion og M-fil-scripts. Op (↑) Piletast bruges til at tilbagekalde en tidligere indtastet sætning. Efter tilbagekaldelse kan du redigere denne funktion og trykke på enter for at køre den.

Nogle grundlæggende handlinger, der kan udføres i kommandovinduet:

Til oprettelse af en rækkevektor med et vilkårligt tal 1, 2, 3, 4, 5 og tildeling til variablen 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

For at oprette kolonnevektoren med tallet 6, 7, 8, 9 og tildele den til variablen 'y', »Y = y = 6 7 8 9

Vi kan også oprette en søjlevektor ved hjælp af en rækkevektor (egenskab af matrix), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Hvis vi vil lave en rækkevektor fra 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, kan vi bare skrive som

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Hvis vi vil lave en rækkevektor med trin på 2, skal du blot skrive

»U = u = 0 2 4 6 8

Og til reduktion med 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Lad os nu tage to numre 12 og 14 for at udføre enkel matematisk operation som addition og subtraktion.

Til tilføjelse

»U = 12 + 14 år = 26

Til subtraktion

»U = 12-14 ans = -2

2. Kommandohistorik

Kommandohistorik betyder kommandovinduets historie.

Det betyder, at den eller de funktioner, du indtastede i kommandovinduet, også er synlige i vinduet Kommandohistorik. Selv vi kan vælge enhver tidligere indtastet funktion eller linje og udføre den. Du kan også oprette en M-fil til den valgte sætning. M-File er intet andet end en tekstfil, der indeholder MATLAB-kode

3. Arbejdsområde

MATLAB-arbejdsområdet består af et sæt variabler, der er lavet i løbet af den tid, du udfører matematiske operationer, kører gemte M-filer og indlæser gemte arbejdsområder. For at slette variabler fra arbejdsområdet skal du vælge en bestemt variabel ved at klikke på REDIGER og derefter SLET. Når du forlader MATLAB, rydder det automatisk arbejdsområdet. For at gemme det til senere MATLAB-session skal du klikke på Workspace Action Icon og derefter GEM, dette gemmer dit arbejdsområde i en MAT-fil med udvidelsen ".mat". For at læse den i næste session skal du importere den fil ved at klikke på FILE og derefter IMPORT DATA.

4. Editor-vindue

Editor er en tekstbehandler specielt designet til oprettelse og fejlretning af M-filer. En M-fil består af en eller flere kommandoer, der skal udføres. Efter at have gemt M-filen kan du endda kalde den direkte ved at skrive filnavnet i kommandohistorikken.

5. HJÆLP

For at åbne hjælpebrowseren skal du klikke på HELP-knappen i MATLAB-skrivebordsværktøjerne eller alternativt til HELP-browseren er at gå til kommandovinduet og skrive hjælpebrowser. Brug HELP-browseren til at finde information, indeksering, søgning og demoer. Mens du læser dokumentationen, kan du bogmærke en hvilken som helst side, udskrive en side, søge efter et vilkårligt udtryk på siden og kopiere eller evaluere et valg.

6. Array Editor

Dobbeltklik på en variabel i Workspace Browser for at se den i Array Editor. Array editor bruges til visning og redigering af en visuel repræsentation af variabler i arbejdsområdet.

7. Nuværende biblioteksbrowser

MATLAB-filhandlinger bruger søgesti og det aktuelle bibliotek som referencepunkt. En hurtig måde at gennemse din MATLAB-fil på er at bruge Current Directory Browser. Vi kan bruge Current Directory Browser til søgning, visning og redigering af M-filen eller MATLAB-filen.

Hvis vi nu gemmer mere end to filer, hvor den ene er til tegning af graf, og den anden er til matrixmanipulation i MATLAB-filen, så vi kan få adgang til disse gemte filer ved hjælp af kommandovinduet.

Variabel i MATLAB

Der er ikke behov for nogen form for erklæring eller dimensionssætninger i MATLAB. Når vi konstruerer et nyt variabelnavn i MATLAB, opretter det automatisk variablen og giver den passende mængde lagerplads og gem i arbejdsområdet. Hvis variablen med samme navn allerede er til stede, ændrer MATLAB indholdet og tildeler om nødvendigt nyt lager. Variabelnavn består af bogstav og efterfulgt af bogstaver, cifre eller understregning. MATLAB er også store og små bogstaver og skelner mellem små og store bogstaver.

For eksempel:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Vi kan også oprette vektoren ved hjælp af en simpel variabel som denne

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M-filer

M-filer er tekstfiler, der indeholder MATLAB-kode oprettet af brugeren. Til oprettelse af M-fil kan du bruge MATLAB EDITOR eller en anden teksteditor. M-filer gemmes med udvidelsen “.m”. For eksempel:

»A =

Opbevar filen under navnet test.m , så erklæringen test i kommando-vinduet læser filen og opretter en variabel A, som indeholder vores matrix eller de data der er gemt i, at M-fil.

Grafplotting

MATLAB har faciliteter til at vise vektor og matrix i form af graf afhængigt af typen af ​​inputdata.

For eksempel: Plot en graf mellem 'x' og 'y'.

Lad rækkevidden for 'x' er 0 (nul) til π (pi) og 'y' er sinusfunktionen for 'x' med området 0 til π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

kommandoen nedenfor bruges til at tegne graf i mellem x og y

»Plot (x, y);

Til mærkning af x- og y-aksen

»Xlabel ('rækkevidde af y'); »Ylabel ('synd af x');

Og titlen på grafen givet som

»Titel ('plot af synd (x)');

Resultat

Et andet eksempel på tegning af kurven

Lad to variabler være x, y for at tegne den enkle y = x lige linje, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Plot (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »Titel ('plot af y = x lige linje');

Resultat

Vi kan også plotte grafen for enhver trigonometrisk funktion, algebraisk funktion og grafen for matrixmanipulation.

Betingelser i MATLAB

Ligesom vi bruger tilstandsangivelse i forskellige software, mens vi programmerer vores mikrocontrollere, kan vi også bruge dem til MATLAB-programmering. De forskellige tilstandsangivelser, der anvendes i MATLAB, er:

• til løkke
• mens sløjfe
• hvis erklæring
• fortsæt erklæring
• pause erklæring
• skifte erklæring

Hvis

Til evaluering af et logisk udtryk og kun udførelse af en gruppe udsagn, når betingelsen er sand, anvendes 'hvis' udsagn. 'elseif' og 'else' bruges til udførelse af alternative udsagnsgrupper.

»Hvis a> b fprintf ('større); elseif a == b fprintf ('lige'); elseif a <b fprintf ('less'); Else fprintf ('fejl'); ende

Kontakt

I switch-sætningen udfører sætningsgruppen baseret på værdien af ​​variabel eller udtryk.

Eksempel:

»X = input ('Indtast nej:'); skifte x sag 1 disp ('antallet er negativ') sag 2 disp ('nul') sag 3 disp (' tallet er positivt') ellers disp ('anden værdi') slut

Pause

Break-sætning bruges til afslutning fra en while-loop eller til loop-tidligt. Mens det kun bryder fra den inderste sløjfe i indlejrede sløjfer.

Eksempel:

»X = 2; mens (x <12) fprintf ('værdi af x:% d \ n', x); x = x + 1; hvis ('x> 7') pause; slutningen slutningen

Efter udførelse af kode bliver resultatet:

værdi af x: 2 værdi af x: 3 værdi af x: 4 værdi af x: 5 værdi af x: 6 værdi af x: 7

Blive ved

Denne erklæring blev brugt inde i løkkerne. Kontrollen springer til starten af ​​sløjfen til næste iteration ved at springe over udførelsen af ​​erklæringen inde i selve den aktuelle iteration af programmet.

Eksempel:

»X = 2; mens (x <12) hvis x == 7 x = x + 1; Blive ved; slut fprintf ('værdi af x:% d \ n', x); x = x + 1; ende

Derfor bliver resultatet:

værdi af x: 2 værdi af x: 3 værdi af x: 4 værdi af x: 5 værdi af x: 6 værdi af x: 8 værdi af x: 9 værdi af x: 10 værdi af x: 11

Til

FOR-sløjfen gentager en gruppe udsagn i fast nr. af gange. Syntaksen for FOR-sløjfen er som følger: -

til ………………. ende

Eksempel:

»For x = disp (x) ende 2 1 3 4 5

Mens

Når en bestemt betingelse er sand, udfører while- loop gentagne gange udsagnet

Syntaksen for en while-loop er som følger: -

mens ende

Eksempel:

»X = 2; mens (x <18) fprintf ('værdi af x:% d \ n', x); x = x + 1; ende

Resultatet af denne sløjfe, når koden udføres

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

Dette er blot en introduktion af MATLAB, den har meget store og komplekse applikationer. En nybegynder kan starte MATLAB med nedenstående grundlæggende projekter:

• Interfacing Arduino med MATLAB - Blinkende LED
• GUI-baseret hjemmeautomatiseringssystem ved hjælp af Arduino og MATLAB
• Servomotorstyring ved hjælp af MATLAB