Komme i gang med matlab: en rask introduksjon

MATLAB (Matrix Laboratory) er en programmeringsplattform utviklet av MathWorks, som bruker det proprietære MATLAB-programmeringsspråket. MATLAB-programmeringsspråket er et matrisebasert språk som tillater matrisemanipulering, plotting av funksjoner og data, implementering av algoritmer, oppretting av brukergrensesnitt og grensesnitt med programmer skrevet på andre språk, inkludert C, C ++, C #, Java, Fortran og Python. Den brukes i et bredt spekter av applikasjonsdomener fra innebygde systemer til AI, hovedsakelig for å analysere data, utvikle algoritmer og lage modeller og applikasjoner.

MATLAB hovedvindu

Når du starter MATLAB-programvare, vises MATLAB-skrivebordet som inneholder verktøy, variabler og applikasjoner relatert til MATLAB. Skrivebordet vil på en eller annen måte se ut som bildet nedenfor. Du kan til og med tilpasse ordningen med verktøy og dokumenter etter behov. De tre hoveddelene som vises på skjermen er kommandovindu, arbeidsområde og historie.

Desktop-verktøy fra MATLAB

Desktop-verktøyene til MATLAB er Command Window, Command History, Work space, Editor, Help, Array Editor og Current Directory Browser. Her vil vi forklare alle verktøyene en etter en.

1. Kommandovindu

Kommandovinduet brukes til å legge inn variabler og til å kjøre en funksjon og M-filskript. Opp (↑) Piltast brukes til å tilbakekalle en setning som er lagt inn tidligere. Etter tilbakekalling kan du redigere den funksjonen og trykke enter for å kjøre den.

Noen grunnleggende operasjoner som kan utføres i kommandovinduet:

For å lage en radvektor med hvilket som helst nummer 1, 2, 3, 4, 5 og tildele den til variabelen 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

For å lage kolonnevektoren med tallet 6, 7, 8, 9, og tildele den til variabelen 'y', »Y = y = 6 7 8 9

Vi kan også lage en kolonnevektor ved hjelp av en radvektor (egenskap til matrise), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Hvis vi vil lage en radvektor 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 lage en radvektor med trinn på 2, så skriv bare

»U = u = 0 2 4 6 8

Og for reduksjon med 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Nå, for å utføre enkel matematisk operasjon som addisjon og subtraksjon, kan vi ta to tall 12 og 14.

For tillegg, »U = 12 + 14 år = 26

For subtraksjon

»U = 12-14 ans = -2

2. Kommandohistorikk

Kommandohistorikk betyr historien til kommandovinduet.

Det betyr at funksjonen eller linjene du skrev inn i kommandovinduet også er synlige i vinduet Kommandohistorikk. Selv vi kan velge hvilken som helst tidligere angitt funksjon eller linje og utføre den. Du kan også opprette en M-fil for valgt uttalelse. M-File er bare en tekstfil som inneholder MATLAB-kode

3. Arbeidsområde

MATLAB arbeidsområde består av sett med variabler laget i løpet av tiden for utførelse av matematiske operasjoner, kjøring av lagrede M-filer og lasting av lagrede arbeidsområder. For å slette variabler fra arbeidsområdet, velg en hvilken som helst bestemt variabel, klikk på EDIT og deretter DELETE. Når du går ut av MATLAB, tømmer det automatisk arbeidsområdet. For å lagre den for senere MATLAB-økt, klikk på Workspace Action Icon og deretter SAVE, dette vil lagre arbeidsområdet ditt i en MAT-fil med utvidelsen “.mat”. For å lese den i neste økt, må du importere den filen ved å klikke på FIL og deretter IMPORT DATA.

4. Editor-vindu

Editor er en tekstbehandler spesielt designet for å lage og feilsøke M-filer. En M-fil består av en eller flere kommandoer å utføre. Etter at du har lagret M-filen, kan du til og med ringe den direkte ved å skrive inn filnavnet i kommandolinjen.

5. HJELP

For å åpne Hjelp-nettleseren, klikk på HELP-knappen i MATLAB-skrivebordsverktøyene, eller alternativ for HELP-nettleseren er å gå til kommandovinduet og skrive hjelpeleseren. Bruk HELP-nettleseren for å finne informasjonen, indeksere, søke og demonstrasjoner. Mens du leser dokumentasjonen, kan du legge til bokmerker på en hvilken som helst side, skrive ut en side, søke etter et begrep på siden og kopiere eller evaluere et utvalg.

6. Array Editor

Dobbeltklikk på en variabel i Workspace Browser for å se den i Array Editor. Array editor brukes til å vise og redigere en visuell representasjon av variabler i arbeidsområdet.

7. Gjeldende katalogleser

MATLAB-filoperasjoner bruker søkesti og gjeldende katalog som referansepunkt. En rask måte å bla gjennom MATLAB-filen din er ved å bruke Current Directory Browser. Vi kan bruke Current Directory Browser for søk, visning og redigering av M-filen eller MATLAB-filen.

Nå hvis vi lagrer mer enn to filer, hvor den ene er for å tegne graf og den andre er for matrisemanipulering i MATLAB-filen, slik at vi kan få tilgang til disse lagrede filene ved å bruke kommandovinduet.

Variabel i MATLAB

Det er ikke behov for noen form for erklæring eller dimensjonsuttalelser i MATLAB. Når vi konstruerer et nytt variabelnavn i MATLAB, oppretter det automatisk variabelen og gir riktig lagringsplass og lagring i arbeidsområdet. Hvis variabelen med samme navn allerede er tilstede, endrer MATLAB innholdet og tildeler ny lagring om nødvendig. Variabelnavn består av bokstav og etterfulgt av bokstaver, sifre eller understreking. MATLAB er også mellom store og små bokstaver, det skiller mellom store og små bokstaver.

For eksempel:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Vi kan også lage vektoren ved hjelp av enkle variabler som dette

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M-filer

M-filer er tekstfiler som inneholder MATLAB-kode opprettet av brukeren. For å lage M-fil kan du bruke MATLAB EDITOR eller en annen teksteditor. M-filer lagres med filtypen “.m”. For eksempel:

»A =

Lagre filen under navnet test.m , så påstanden test i kommandovinduet leser filen og oppretter en variabel A, som inneholder vår matrise eller data som er lagret i at M-fil.

Grafplotting

MATLAB har fasiliteter for å vise vektor og matrise i form av graf, avhengig av typen inngangsdata.

For eksempel: Plott en graf mellom 'x' og 'y'.

La rekkevidden til 'x' er 0 (null) til π (pi) og 'y' er sinusfunksjonen til 'x' med området 0 til π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

kommandoen nedenfor brukes til å tegne graf i mellom x og y

»Tomt (x, y);

For merking av x- og y-aksen

»Xlabel ('rekkevidde av y'); »Ylabel ('synd av x');

Og tittelen på grafen gitt som

»Tittel ('plot of sin (x)');

Resultat

Et annet eksempel på tegning av kurven

La to variabler være x, y for å tegne den enkle y = x rette linjen, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Tomt (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »Title ('plot of the y = x straight line');

Resultat

Vi kan også tegne grafen for hvilken som helst trigonometrisk funksjon, algebraisk funksjon og grafen for matrisemanipulering.

Tilstandsuttalelser i MATLAB

I likhet med at vi bruker tilstandsuttalelser i forskjellige programvarer mens vi programmerer mikrokontrollerne våre, kan vi også bruke dem i MATLAB-programmering. De mange tilstandsuttalelsene som brukes i MATLAB er:

• for løkke
• mens løkke
• hvis uttalelse
• fortsett uttalelse
• pause uttalelse
• bytte uttalelse

Hvis

For evaluering av et logisk uttrykk og utførelse av en gruppe påstander bare når betingelsen er oppfylt, brukes 'hvis' uttalelse. 'elseif' og 'else' brukes til utførelse av alternative utsagnsgrupper.

»Hvis a> b fprintf ('større); elseif a == b fprintf ('like'); elseif a <b fprintf ('less'); Annet fprintf ('feil'); slutt

Bytte om

I byttesetningen utfører setningsgruppen basert på verdien av variabelen eller uttrykket.

Eksempel:

»X = input ('Skriv inn nei:'); bryter x sak 1 disp ('tallet er negativt') sak 2 disp ('null') sak 3 disp (' tallet er positivt') ellers disp ('annen verdi') slutt

Gå i stykker

Break-setning brukes til å gå ut fra en while-loop eller for loop-tidlig. Mens den bryter fra den innerste sløyfen bare i nestede sløyfer.

Eksempel:

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

Etter utførelse av kode blir resultatet:

verdi av x: 2 verdi av x: 3 verdi av x: 4 verdi av x: 5 verdi av x: 6 verdi av x: 7

Fortsette

Denne uttalelsen brukes inne i løkkene. Kontrollen hopper til starten av løkken for neste iterasjon, ved å hoppe over utførelsen av uttalelsen inne i kroppen til den gjeldende iterasjonen av programmet.

Eksempel:

»X = 2; mens (x <12) hvis x == 7 x = x + 1; Fortsette; slutt fprintf ('verdi av x:% d \ n', x); x = x + 1; slutt

Derfor blir resultatet:

verdi av x: 2 verdi av x: 3 verdi av x: 4 verdi av x: 5 verdi av x: 6 verdi av x: 8 verdi av x: 9 verdi av x: 10 verdi av x: 11

Til

FOR-sløyfen gjentar en gruppe uttalelser i fast nr. av ganger. Syntaksen til FOR-sløyfen er som følger: -

til ………………. slutt

Eksempel:

»For x = disp (x) ende 2 1 3 4 5

Samtidig som

Når en spesifisert tilstand er oppfylt, utfører while- sløyfen uttalelsen gjentatte ganger

Syntaksen for en stund-løkke er som følger: -

samtidig som slutt

Eksempel:

»X = 2; mens (x <18) fprintf ('verdi av x:% d \ n', x); x = x + 1; slutt

Resultatet av denne sløyfen når koden kjøres

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

Dette er bare en introduksjon av MATLAB, den har veldig store og komplekse applikasjoner. En nybegynner kan starte MATLAB med grunnleggende prosjekter:

• Grensesnitt Arduino med MATLAB - Blinkende LED
• GUI-basert hjemmeautomatiseringssystem ved hjelp av Arduino og MATLAB
• Servomotorstyring ved bruk av MATLAB