Introdução ao matlab: uma introdução rápida

MATLAB (Matrix Laboratory) é uma plataforma de programação desenvolvida pela MathWorks, que usa sua linguagem de programação proprietária MATLAB. A linguagem de programação MATLAB é uma linguagem baseada em matriz que permite manipulações de matrizes, plotagem de funções e dados, implementação de algoritmos, criação de interfaces de usuário e interface com programas escritos em outras linguagens, incluindo C, C ++, C #, Java, Fortran e Pitão. É usado em uma ampla gama de domínios de aplicação, de sistemas embarcados a IA, principalmente para analisar dados, desenvolver algoritmos e criar modelos e aplicativos.

Janela principal do MATLAB

Quando você inicia o software MATLAB, a área de trabalho do MATLAB aparece contendo ferramentas, variáveis ​​e aplicativos relacionados ao MATLAB. A área de trabalho será de alguma forma semelhante à imagem abaixo. Você pode até personalizar o arranjo de ferramentas e documentos de acordo com sua necessidade. As três partes principais que aparecem na tela são Command Window, Workspace e History.

Ferramentas de desktop do MATLAB

As ferramentas de desktop do MATLAB são Command Window, Command History, Work space, Editor, Help, Array Editor, e Current Directory Browser. Aqui iremos explicar todas as ferramentas uma por uma.

1. Janela de comando

A janela de comando é usada para inserir variáveis ​​e executar uma função e scripts de arquivo M. A tecla de seta para cima (↑) é usada para recuperar uma instrução que foi inserida anteriormente. Depois de recuperar, você pode editar essa função e pressionar enter para executá-la.

Algumas operações básicas que podem ser realizadas na janela de comando:

Para criar um vetor linha com qualquer número 1, 2, 3, 4, 5 e atribuí-lo à variável 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

Para criar o vetor coluna com o número 6, 7, 8, 9 e atribuí-lo à variável 'y', »Y = y = 6 7 8 9

Também podemos criar um vetor coluna com a ajuda de um vetor linha (propriedade da matriz), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Se quisermos fazer um vetor linha de 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, então podemos simplesmente escrever como

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Se quisermos fazer um vetor linha com incremento de 2, basta escrever

»U = u = 0 2 4 6 8

E para diminuir em 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Agora, para realizar operações matemáticas simples como adição e subtração, vamos pegar quaisquer dois números 12 e 14.

Para além disso, »U = 12 + 14 ans = 26

Para subtração

»U = 12-14 ans = -2

2. Histórico de Comando

Histórico de comandos significa o histórico da janela de comandos.

Isso significa que a função ou as linhas inseridas na janela Comando também estão visíveis na janela Histórico de Comandos. Mesmo nós podemos selecionar qualquer função ou linha inserida anteriormente e executá-la. Além disso, você pode criar um arquivo M para a declaração selecionada. O arquivo M nada mais é do que um arquivo de texto que contém o código MATLAB

3. Espaço de trabalho

A área de trabalho do MATLAB consiste no conjunto de variáveis ​​feitas durante o tempo de execução de operações matemáticas, execução de arquivos M salvos e carregamento de áreas de trabalho salvas. Para excluir variáveis ​​da área de trabalho, selecione qualquer variável em particular, clique em EDITAR e depois em EXCLUIR. Ao sair do MATLAB, ele limpa automaticamente a área de trabalho. Para salvá-lo para uma sessão posterior do MATLAB, clique no ícone de ação da área de trabalho e depois em SALVAR. Isso salvará sua área de trabalho em um arquivo MAT, com uma extensão “.mat”. Para lê-lo na próxima sessão você deve importar aquele arquivo, clicando em ARQUIVO e depois em IMPORTAR DADOS.

4. Janela do Editor

Editor é um processador de texto projetado especificamente para criar e depurar arquivos M. Um arquivo M consiste em um ou mais comandos a serem executados. Depois de salvar o arquivo M, você pode até chamá-lo diretamente digitando o nome do arquivo no histórico de comandos.

5. AJUDA

Para abrir o navegador da Ajuda, clique no botão AJUDA nas ferramentas da área de trabalho do MATLAB ou alternar para o navegador AJUDA é ir para a janela de comando e digitar ajuda do navegador. Use o navegador HELP para localizar informações, indexar, pesquisar e demonstrações. Ao ler a documentação, você pode marcar qualquer página, imprimir uma página, pesquisar qualquer termo na página e copiar ou avaliar uma seleção.

6. Editor de matriz

No Navegador do Espaço de Trabalho, clique duas vezes em uma variável para vê-la no Editor de Matriz. O editor de matriz é usado para visualizar e editar uma representação visual de variáveis ​​na área de trabalho.

7. Navegador do diretório atual

As operações de arquivo MATLAB usam o caminho de pesquisa e o diretório atual como ponto de referência. Uma maneira rápida de navegar no arquivo MATLAB é usar o navegador do diretório atual. Podemos usar o navegador do diretório atual para pesquisar, visualizar e editar o arquivo M ou MATLAB.

Agora se salvarmos mais de dois arquivos, sendo um para plotagem de gráfico e outro para manipulação de matrizes em arquivo MATLAB, podemos acessar esses arquivos salvos usando a janela de comando.

Variável em MATLAB

Não há necessidade de nenhum tipo de declaração ou declaração de dimensão no MATLAB. Quando construímos um novo nome de variável no MATLAB, ele cria automaticamente a variável e fornece a quantidade apropriada de armazenamento e salva no espaço de trabalho. Se a variável com o mesmo nome já estiver presente, o MATLAB altera seu conteúdo e aloca novo armazenamento, se necessário. O nome da variável consiste em uma letra e é seguido por letras, dígitos ou sublinhado. Além disso, o MATLAB diferencia maiúsculas de minúsculas e distingue entre maiúsculas e minúsculas.

Por exemplo:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Também podemos criar o vetor com a ajuda de uma variável simples como esta

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

Arquivos M

Os arquivos M são arquivos de texto que contêm código MATLAB criado pelo usuário. Para criar o arquivo M, você pode usar o MATLAB EDITOR ou outro editor de texto. Os arquivos M são salvos com a extensão “.m”. Por exemplo:

»A =

Armazene o arquivo com o nome test.m , então a instrução test na janela de comando lê o arquivo e cria uma variável A, que contém nossa matriz ou os dados salvos naquele arquivo M.

Plotagem de gráfico

O MATLAB possui facilidades para exibir o vetor e a matriz na forma de gráfico, dependendo do tipo de dado de entrada.

Por exemplo: Plote um gráfico entre 'x' e 'y'.

Seja o intervalo de 'x' 0 (zero) a π (pi) e o 'y' é a função seno de 'x' com intervalo de 0 a π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

o comando abaixo é usado para traçar o gráfico entre x e y

»Plot (x, y);

Para rotular os eixos xey

»Xlabel ('intervalo de y'); »Ilabel ('pecado de x');

E o título do gráfico dado como

»Título ('plot of sin (x)');

Resultado

Outro exemplo de plotagem de curva

Sejam duas variáveis ​​x, y para traçar a linha reta y = x simples, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Plot (x, y); »Xlabel ('X'); »Ilabel ('Y'); »Título ('plotagem da reta y = x');

Resultado

Também podemos traçar o gráfico de qualquer função trigonométrica, função algébrica e o gráfico de manipulação de matrizes.

Declarações de condição no MATLAB

Como usamos a declaração de condição em vários softwares durante a programação de nossos microcontroladores, também podemos usá-los na programação MATLAB. As várias declarações de condição usadas no MATLAB são:

• para loop
• enquanto ciclo
• declaração if
• continuar declaração
• declaração de quebra
• declaração switch

E se

Para avaliar uma expressão lógica e executar um grupo de instruções apenas quando a condição for verdadeira, a instrução 'se' é usada. 'elseif' e 'else' são usados ​​para a execução de grupos alternativos de instruções.

»Se a> b fprintf ('maior); elseif a == b fprintf ('igual'); elseif a <b fprintf ('menos'); Else fprintf ('erro'); fim

Interruptor

Na instrução switch, o grupo de instruções é executado com base no valor da variável ou expressão.

Exemplo:

»X = input ('Digite o não:'); switch x caso 1 disp ('o número é negativo') caso 2 disp ('zero') caso 3 disp ('o número é positivo') caso contrário disp ('outro valor') end

Pausa

A instrução Break é usada para sair de um loop while ou loop early. Embora ele saia do loop mais interno apenas em loops aninhados.

Exemplo:

»X = 2; while (x <12) fprintf ('valor de x:% d \ n', x); x = x + 1; if ('x> 7') quebra; fim fim

Após a execução do código, o resultado será:

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

Continuar

Esta instrução usada dentro dos loops. O controle pula para o início do loop para a próxima iteração, pulando a execução da instrução dentro do corpo da iteração atual do programa.

Exemplo:

»X = 2; enquanto (x <12) se x == 7 x = x + 1; continuar; fim fprintf ('valor de x:% d \ n', x); x = x + 1; fim

Portanto, o resultado será:

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

Para

O loop FOR repete um grupo de instruções em número fixo. de vezes. A sintaxe do loop FOR é a seguinte: -

para ………………. fim

Exemplo:

»Para x = disp (x) end 2 1 3 4 5

Enquanto

Quando uma condição especificada for verdadeira o enquanto loop é repetidamente executar a instrução

A sintaxe de um loop while é a seguinte: -

enquanto fim

Exemplo:

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

O resultado deste loop quando o código é executado

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

Esta é apenas uma introdução ao MATLAB, tem aplicações muito vastas e complexas. Um iniciante pode iniciar o MATLAB com os projetos básicos abaixo:

• Interface do Arduino com MATLAB - LED piscando
• Sistema de automação residencial baseado em GUI usando Arduino e MATLAB
• Controle servo motor usando MATLAB