Bermula dengan matlab: pengenalan pantas

MATLAB (Matrix Laboratory) adalah platform pengaturcaraan yang dikembangkan oleh MathWorks, yang menggunakan bahasa pengaturcaraan MATLAB miliknya. Bahasa pengaturcaraan MATLAB adalah bahasa berasaskan matriks yang memungkinkan manipulasi matriks, plot fungsi dan data, pelaksanaan algoritma, pembuatan antara muka pengguna, dan berinteraksi dengan program yang ditulis dalam bahasa lain, termasuk C, C ++, C #, Java, Fortran dan Python. Ini digunakan dalam berbagai domain aplikasi dari Embedded Systems hingga AI, terutama untuk menganalisis data, mengembangkan algoritma, dan membuat model dan aplikasi.

Tetingkap Utama MATLAB

Semasa anda melancarkan perisian MATLAB, desktop MATLAB muncul yang mengandungi alat, pemboleh ubah dan aplikasi yang berkaitan dengan MATLAB. Desktop akan kelihatan seperti gambar di bawah. Anda juga boleh menyesuaikan susunan alat dan dokumen mengikut keperluan anda. Tiga bahagian utama yang muncul di skrin adalah Command Window, Workspace dan History.

Alat desktop MATLAB

Alat desktop MATLAB adalah Command Window, Command History, Work space, Editor, Help, Array Editor, dan Current Directory Browser. Di sini kita akan menerangkan semua alat satu persatu.

1. Tetingkap Perintah

Tetingkap perintah digunakan untuk memasukkan variabel dan menjalankan fungsi dan skrip M-file. Kekunci Panah Atas (↑) digunakan untuk mengingat kembali pernyataan yang sebelumnya dimasukkan. Setelah mengingat anda boleh mengedit fungsi tersebut dan tekan enter untuk menjalankannya.

Beberapa operasi asas yang dapat dilakukan pada tetingkap arahan:

Untuk membuat vektor baris dengan nombor 1, 2, 3, 4, 5 dan menetapkannya kepada pemboleh ubah 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

Untuk membuat vektor lajur dengan nombor 6, 7, 8, 9, dan memberikannya kepada pemboleh ubah 'y', »Y = y = 6 7 8 9

Kita juga boleh membuat vektor lajur dengan bantuan vektor baris (sifat matriks), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Sekiranya kita ingin membuat vektor baris dari 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 maka kita hanya boleh menulis sebagai

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Sekiranya kita ingin membuat vektor baris dengan kenaikan sebanyak 2 maka tulis saja

»U = u = 0 2 4 6 8

Dan untuk penurunan sebanyak 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Sekarang, untuk melakukan operasi matematik mudah seperti penambahan dan pengurangan, mari kita ambil dua nombor 12 dan 14.

Sebagai tambahan, »U = 12 + 14 ans = 26

Untuk pengurangan

»U = 12-14 ans = -2

2. Sejarah Perintah

Sejarah perintah bermaksud sejarah tetingkap arahan.

Ini bermaksud fungsi atau baris yang Anda masukkan di jendela Perintah juga terlihat di tetingkap Sejarah Perintah. Bahkan kita dapat memilih fungsi atau baris yang dimasukkan sebelumnya dan melaksanakannya. Anda juga boleh membuat fail-M untuk penyataan yang dipilih. M-File tidak lain hanyalah fail teks yang mengandungi kod MATLAB

3. Ruang kerja

Ruang kerja MATLAB terdiri daripada sekumpulan pemboleh ubah yang dibuat semasa menjalankan operasi matematik, menjalankan fail M yang disimpan, dan memuatkan ruang kerja yang disimpan. Untuk menghapus pemboleh ubah dari ruang kerja, pilih mana-mana pemboleh ubah tertentu klik pada EDIT kemudian HAPUS. Semasa anda keluar dari MATLAB, ruang kerja akan dikosongkan secara automatik. Untuk menyimpannya untuk sesi MATLAB kemudian, klik pada Ikon Tindakan Ruang Kerja kemudian SIMPAN, ini akan menyimpan ruang kerja anda ke dalam fail MAT, dengan lanjutan ".mat". Untuk membacanya pada sesi seterusnya anda harus mengimport fail tersebut, dengan mengklik FILE kemudian IMPORT DATA.

4. Tetingkap Editor

Editor adalah pemproses kata yang direka khusus untuk membuat dan men-debug fail M. Fail M terdiri daripada satu atau lebih arahan untuk dilaksanakan. Setelah menyimpan M-file, anda bahkan dapat memanggilnya secara langsung dengan menaip nama file dalam sejarah perintah.

5. BANTUAN

Untuk membuka penyemak imbas Bantuan, klik pada butang BANTUAN di alat desktop MATLAB atau alternatif untuk penyemak imbas BANTUAN adalah pergi ke tetingkap perintah dan ketik penyemak imbas bantuan. Gunakan penyemak imbas BANTUAN untuk mencari maklumat, mengindeks, mencari dan Demo. Semasa membaca dokumentasi, anda dapat menandai halaman mana pun, mencetak halaman, mencari istilah apa pun di halaman dan menyalin atau menilai pilihan.

6. Penyusun Array

Di Browser Ruang Kerja klik dua kali pada pemboleh ubah untuk melihatnya di Array Editor. Editor Array digunakan untuk melihat dan mengedit representasi visual pemboleh ubah di ruang kerja.

7. Penyemak Imbas Direktori Semasa

Operasi fail MATLAB menggunakan jalan carian dan direktori semasa sebagai titik rujukan. Cara cepat untuk melayari fail MATLAB anda adalah menggunakan Penyemak Imbas Direktori Semasa. Kita dapat menggunakan Penyemak Imbas Direktori Semasa untuk mencari, melihat dan menyunting fail M atau fail MATLAB.

Sekarang jika kita menyimpan lebih dari dua fail, yang mana satu untuk plot grafik dan yang lain adalah untuk manipulasi matriks dalam fail MATLAB sehingga kita dapat mengakses fail yang disimpan ini dengan menggunakan jendela perintah.

Pembolehubah dalam MATLAB

Tidak perlu ada jenis pernyataan atau pernyataan dimensi dalam MATLAB. Apabila kita membina nama pemboleh ubah baru di MATLAB, ia secara automatik membuat pemboleh ubah dan menyediakan jumlah penyimpanan dan simpanan yang sesuai di ruang kerja. Sekiranya pemboleh ubah dengan nama yang sama sudah ada, MATLAB mengubah kandungannya dan memperuntukkan storan baru jika diperlukan. Nama pemboleh ubah terdiri daripada huruf dan diikuti dengan huruf, digit atau garis bawah. MATLAB peka huruf besar-kecil dan membezakan antara huruf kecil dan kecil.

Sebagai contoh:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Kita juga boleh membuat vektor dengan bantuan pemboleh ubah sederhana seperti ini

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M-Fail

M-file adalah fail teks yang mengandungi kod MATLAB yang dibuat oleh pengguna. Untuk membuat M-file anda boleh menggunakan MATLAB EDITOR atau penyunting teks yang lain. M-fail disimpan dengan sambungan ".m". Sebagai contoh:

»A =

Simpan fail di bawah nama test.m , kemudian pernyataan ujian di tetingkap arahan membaca fail dan membuat pemboleh ubah A, yang berisi matriks kami atau data yang disimpan dalam fail M tersebut.

Penetapan Graf

MATLAB mempunyai kemudahan untuk memaparkan vektor dan matriks dalam bentuk grafik, bergantung pada jenis data input.

Contohnya: Petak grafik antara 'x' dan 'y'.

Biarkan julat 'x' adalah 0 (sifar) hingga π (pi) dan 'y' adalah fungsi sinus 'x' dengan julat 0 hingga π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

arahan di bawah digunakan untuk memplot grafik di antara x dan y

»Plot (x, y);

Untuk pelabelan paksi x dan y

»Xlabel ('julat y'); »Ylabel ('sin of x');

Dan tajuk grafik diberikan sebagai

»Tajuk ('plot dosa (x)');

Keputusan

Contoh lain dari plot kurva

Biarkan dua pemboleh ubah menjadi x, y untuk merancang garis lurus y = x sederhana, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Plot (x, y); »Xlabel ('X'); »Label ('Y'); »Tajuk ('plot garis lurus y = x');

Keputusan

Kita juga dapat memetakan grafik fungsi trigonometri, fungsi algebra dan grafik manipulasi matriks.

Penyataan Keadaan dalam MATLAB

Seperti kita menggunakan pernyataan keadaan dalam pelbagai perisian semasa memprogram mikrokontroler kita, kita juga dapat menggunakannya dalam pengaturcaraan MATLAB. Beberapa pernyataan keadaan yang digunakan dalam MATLAB adalah:

• untuk gelung
• sambil gelung
• sekiranya penyataan
• teruskan penyataan
• pernyataan rehat
• pernyataan peralihan

Sekiranya

Untuk menilai ungkapan logik dan melaksanakan sekumpulan pernyataan hanya apabila syaratnya benar, pernyataan 'if' digunakan. 'elseif' dan 'else' digunakan untuk pelaksanaan kumpulan penyataan alternatif.

»Jika a> b fprintf ('lebih besar); elseif a == b fprintf ('sama'); ifif a <b fprintf ('kurang'); Lain-lain fprintf ('ralat'); akhir

Tukar

Dalam pernyataan beralih kumpulan penyataan dilaksanakan berdasarkan nilai pemboleh ubah atau ungkapan.

Contoh:

»X = input ('Masukkan no:'); tukar x case 1 disp ('number is negative') case 2 disp ('zero') case 3 disp (' number is positive') sebaliknya disp ('other value') berakhir

Rehat

Pernyataan rehat digunakan untuk keluar dari gelung sementara atau untuk gelung lebih awal. Walaupun putus dari gelung paling dalam hanya pada gelung bersarang.

Contoh:

»X = 2; manakala (x <12) fprintf ('nilai x:% d \ n', x); x = x + 1; jika ('x> 7') pecah; hujung akhir

Selepas pelaksanaan kod hasilnya akan:

nilai x: 2 nilai x: 3 nilai x: 4 nilai x: 5 nilai x: 6 nilai x: 7

Teruskan

Pernyataan ini digunakan di dalam gelung. Kontrol melompat ke permulaan gelung untuk lelaran seterusnya, dengan melangkau pelaksanaan penyataan di dalam badan lelaran semasa program.

Contoh:

»X = 2; sementara (x <12) jika x == 7 x = x + 1; teruskan; akhir fprintf ('nilai x:% d \ n', x); x = x + 1; akhir

Oleh itu, hasilnya akan:

nilai x: 2 nilai x: 3 nilai x: 4 nilai x: 5 nilai x: 6 nilai x: 8 nilai x: 9 nilai x: 10 nilai x: 11

Untuk

Gelung FOR mengulangi sekumpulan pernyataan di nombor tetap. masa. Sintaks gelung FOR adalah seperti berikut: -

untuk ………………. akhir

Contoh:

»Untuk x = disp (x) akhir 2 1 3 4 5

Semasa

Apabila keadaan yang ditentukan benar, loop sementara berulang kali melaksanakan penyataan

Sintaks loop sementara adalah seperti berikut: -

sementara akhir

Contoh:

»X = 2; manakala (x <18) fprintf ('nilai x:% d \ n', x); x = x + 1; akhir

Hasil gelung ini apabila kod dijalankan

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

Ini hanya pengenalan MATLAB, ia mempunyai aplikasi yang sangat luas dan kompleks. Seorang pemula boleh memulakan MATLAB dengan projek asas di bawah:

• Memadan Arduino dengan MATLAB - LED Berkelip
• Sistem Automasi Rumah Berasaskan GUI menggunakan Arduino dan MATLAB
• Servo Motor Control menggunakan MATLAB