תחילת העבודה עם Matlab: הקדמה מהירה

MATLAB (מעבדת מטריקס) היא פלטפורמת תכנות שפותחה על ידי MathWorks, המשתמשת בשפת התכנות הקניינית של MATLAB. שפת התכנות MATLAB היא שפה המבוססת על מטריצה ​​המאפשרת מניפולציות של מטריצות, תכנון פונקציות ונתונים, יישום אלגוריתמים, יצירת ממשקי משתמש והתממשקות עם תוכניות שנכתבו בשפות אחרות, כולל C, C ++, C #, Java, Fortran ו- פִּיתוֹן. הוא משמש במגוון רחב של תחומי יישומים החל ממערכות משובצות ועד AI, בעיקר לניתוח נתונים, פיתוח אלגוריתמים ויצירת מודלים ויישומים.

חלון ראשי של MATLAB

בעת הפעלת תוכנת MATLAB, שולחן העבודה של MATLAB מופיע המכיל כלים, משתנים ויישומים הקשורים ל- MATLAB. שולחן העבודה ייראה איכשהו כמו התמונה למטה. אתה יכול אפילו להתאים אישית את סידור הכלים והמסמכים לפי הצורך שלך. שלושת החלקים העיקריים המופיעים על המסך הם חלון פיקוד, מרחב עבודה והיסטוריה.

כלי שולחן עבודה של MATLAB

כלי שולחן העבודה של MATLAB הם חלון פקודה, היסטוריית פקודות, שטח עבודה, עורך, עזרה, עורך מערך ודפדפן הספריות הנוכחי. כאן נסביר את כל הכלים בזה אחר זה.

1. חלון פיקוד

חלון הפקודה משמש להזנת משתנים ולהפעלת פונקציות וסקריפטים של קובצי M. מקש חץ למעלה (↑) משמש לזכירת משפט שהוזן בעבר. לאחר שנזכר אתה יכול לערוך את הפונקציה ולחץ על Enter כדי להפעיל אותה.

פעולה בסיסית כלשהי שניתן לבצע בחלון הפקודה:

עבור יצירת וקטור שורה עם כל מספר 1, 2, 3, 4, 5 ו הקצאה אותו משתנה "x", »X = x = 1 2 3 4 5

ליצירת וקטור העמודות עם המספר 6, 7, 8, 9, והקצאתו למשתנה 'y', »Y = y = 6 7 8 9

כמו כן אנו יכולים ליצור וקטור עמודה בעזרת וקטור שורה (מאפיין של מטריצה), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

אם נרצה ליצור וקטור שורה מ- 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, נוכל פשוט לכתוב כ

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

אם אנחנו רוצים ליצור וקטור שורה עם תוספת של 2 אז פשוט כתוב

»U = u = 0 2 4 6 8

ולירידה ב -2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

כעת, לביצוע פעולות מתמטיות פשוטות כמו חיבור וחיסור, ניתן לקחת כל שני מספרים 12 ו -14.

לתוספת, »U = 12 + 14 ans = 26

לחיסור

»U = 12-14 ans = -2

2. היסטוריית פיקוד

היסטוריית פיקוד פירושה היסטוריה של חלון הפקודה.

פירוש הדבר שהפונקציה או השורות שהזנת בחלון הפקודה גלויים גם בחלון היסטוריית הפקודות. אפילו אנחנו יכולים לבחור כל פונקציה או שורה שהוזנו בעבר ולבצע אותה. כמו כן, באפשרותך ליצור קובץ M להצהרה שנבחרה. קובץ M אינו אלא קובץ טקסט המכיל קוד MATLAB

3. מרחב עבודה

מרחב העבודה של MATLAB מורכב ממכלול משתנים שנעשו בזמן ביצוע פעולות מתמטיות, הפעלת קבצי M שנשמרו וטעינה של מקומות עבודה שמורים. למחיקת משתנים מסביבת העבודה, בחר כל משתנה מסוים לחץ על ערוך ואז מחק. כשיוצאים מ- MATLAB, זה מנקה את שטח העבודה באופן אוטומטי. לשמירתו למועד מאוחר יותר של MATLAB, לחץ על סמל הפעולה של סביבת העבודה ואז על שמור, הדבר ישמור את סביבת העבודה שלך בקובץ MAT עם סיומת ".mat". לקריאתו בפגישה הבאה עליכם לייבא קובץ זה, על ידי לחיצה על FILE ואז על IMPORT DATA.

4. חלון עורך

עורך הוא מעבד תמלילים שתוכנן במיוחד ליצירת וניקוי קבצי M. קובץ M מורכב מפקודה אחת או יותר לביצוע. לאחר שמירת קובץ ה- M, תוכל אפילו להתקשר אליו ישירות על ידי הקלדת שם הקובץ בהיסטוריית הפקודות.

5. עזרה

כדי לפתוח את דפדפן העזרה, לחץ על כפתור HELP בכלי שולחן העבודה של MATLAB או חלופי עבור דפדפן HELP הוא לעבור לחלון הפקודה והקלד דפדפן עזרה. השתמש בדפדפן HELP לאיתור המידע, הוספה לאינדקס, חיפוש והדגמות. במהלך קריאת התיעוד, תוכל להוסיף סימניות לכל דף, להדפיס דף, לחפש כל מונח בעמוד ולהעתיק או להעריך בחירה.

6. עורך מערך

בדפדפן סביבת העבודה לחץ לחיצה כפולה על משתנה כדי לראות אותו בעורך המערך. עורך מערך משמש לצפייה ועריכה של ייצוג חזותי של משתנים בסביבת העבודה.

7. דפדפן הספריות הנוכחי

פעולות קובץ MATLAB משתמשות בנתיב חיפוש ובספרייה הנוכחית כנקודת ייחוס. דרך מהירה לגלוש בקובץ MATLAB שלך היא באמצעות דפדפן הספריות הנוכחי. אנו יכולים להשתמש בדפדפן הספריות הנוכחי לחיפוש, צפייה ועריכה של קובץ M או קובץ MATLAB.

כעת אם אנו שומרים יותר משני קבצים, בהם אחד מיועד לתכנון גרף והשני נועד למניפולציה של מטריצות בקובץ MATLAB כדי שנוכל לגשת לקבצים השמורים הללו באמצעות חלון הפקודה.

משתנה ב- MATLAB

אין צורך בשום סוג של הצהרה או הצהרות ממד ב- MATLAB. כאשר אנו בונים שם משתנה חדש ב- MATLAB, הוא יוצר את המשתנה באופן אוטומטי ומספק את כמות האחסון המתאימה ושמירה בסביבת העבודה. אם המשתנה עם אותו שם כבר קיים, MATLAB משנה את תוכנו והקצה אחסון חדש במידת הצורך. שם המשתנה מורכב מאות ואחריו אותיות, ספרות או קו תחתון. כמו כן, MATLAB תלוי רישיות והוא מבחין בין אותיות קטנות וקטנות.

לדוגמה:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

אנחנו יכולים גם ליצור את הווקטור בעזרת משתנה פשוט כזה

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

M- קבצים

קבצי M הם קובץ טקסט המכיל קוד MATLAB שנוצר על ידי המשתמש. ליצירת קובץ M תוכלו להשתמש ב- MATLAB EDITOR או בעורך טקסט אחר. קבצי M נשמרים עם הסיומת ".m". לדוגמה:

»A =

אחסן את הקובץ תחת השם test.m ואז מבחן ההצהרה בחלון הפקודה קורא את הקובץ ויוצר משתנה A המכיל את המטריצה ​​שלנו או את הנתונים שנשמרו באותו קובץ M.

תכנון גרפים

ל- MATLAB יש מתקנים להצגת הווקטור והמטריצה ​​בצורה של גרף, תלוי בסוג נתוני הקלט.

לדוגמא: התווה גרף בין ה- 'x' ל- 'y'.

תן לטווח של 'x' 0 (אפס) ל- π (pi) ו- 'y' הוא פונקציית הסינוס של 'x' עם טווח של 0 עד π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

הפקודה הבאה משמשת לשרטט גרף בין x ל- y

»עלילה (x, y);

לתיוג ציר x ו- y

»Xlabel ('טווח של y'); »Ylabel ('חטא של x');

וכותרת הגרף נתונה כ

»כותרת ('עלילת החטא (x)');

תוֹצָאָה

דוגמא נוספת לתכנון עקומה

תן לשני משתנים להיות x, y לתכנון קו ישר = x ישר, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »עלילה (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »כותרת ('עלילת הקו הישר y = x');

תוֹצָאָה

אנו יכולים גם לשרטט את הגרף של כל פונקציה טריגונומטרית, פונקציה אלגברית ואת הגרף של מניפולציות במטריצות.

הצהרות מצב ב- MATLAB

כמו שאנו משתמשים בהצהרת תנאים בתוכנות שונות בזמן תכנות המיקרו-בקרים שלנו, אנו יכולים להשתמש בהם גם בתכנות MATLAB. הצהרות התנאים המשמשות ב- MATLAB הן:

• עבור לולאה
• תוך לולאה
• הצהרה אם
• המשך הצהרה
• הצהרת הפסקה
• הצהרת מתג

אם

להערכת ביטוי לוגי ומבצעת קבוצת הצהרות רק כאשר התנאי נכון, נעשה שימוש בהצהרת 'אם'. 'elseif' ו- 'אחר' משמשים לביצוע קבוצות אלטרנטיביות של הצהרות.

»אם a> b fprintf ('גדול יותר); elseif a == b fprintf ('שווה'); אחרת אם <b fprintf ('פחות'); אחרת fprintf ('שגיאה'); סוֹף

החלף

בהצהרת המתג קבוצת ההצהרות מבוצעת על בסיס ערך המשתנה או הביטוי.

דוגמא:

»X = קלט ('הזן את המספר:'); מתג x מקרה 1 disp ('המספר הוא שלילי') case 2 disp ('אפס') case 3 disp (' המספר חיובי') אחרת disp ('ערך אחר') סוף

לשבור

הצהרת הפסקה משמשת ליציאה מלולאת זמן או לולאה מוקדמת. הוא אמנם נשבר מהלולאה הפנימית ביותר רק בלולאות מקוננות.

דוגמא:

»X = 2; בעוד (x <12) fprintf ('ערך של x:% d \ n', x); x = x + 1; אם ('x> 7') הפסקה; סוף סוף

לאחר ביצוע הקוד התוצאה תהיה:

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

לְהַמשִׁיך

הצהרה זו משמשת בתוך הלולאות. השליטה קופצת לתחילת הלולאה לאיטרציה הבאה, על ידי דילוג על ביצוע ההצהרה בתוך גוף האיטרציה הנוכחית של התוכנית.

דוגמה:

»X = 2; ואילו (x <12) אם x == 7 x = x + 1; לְהַמשִׁיך; סוף fprintf ('ערך של x:% d \ n', x); x = x + 1; סוֹף

לפיכך, התוצאה תהיה:

ערך של x: 2 ערך של x: 3 ערך של x: 4 ערך של x: 5 ערך של x: 6 ערך של x: 8 ערך של x: 9 ערך של x: 10 ערך של x: 11

ל

לולאת ה- FOR חוזרת על קבוצה של הצהרה בקבוע קבוע. פעמים. התחביר של לולאת ה- FOR הוא כדלקמן: -

ל ………………. סוֹף

דוגמא:

»עבור x = disp (x) סוף 2 1 3 4 5

בזמן

כאשר במצב מוגדר נכון את בעוד הלולאה שוב ושוב היא לבצע את ההצהרה

התחביר של לולאת זמן הוא כדלקמן: -

בזמן סוֹף

דוגמא:

»X = 2; בעוד (x <18) fprintf ('ערך x:% d \ n', x); x = x + 1; סוֹף

התוצאה של לולאה זו כאשר קוד מבוצע

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

זה רק מבוא של MATLAB, יש לו יישומים עצומים ומורכבים מאוד. מתחיל יכול להתחיל את MATLAB עם פרויקטים בסיסיים למטה:

• ממשק Arduino עם MATLAB - נורית מהבהבת
• מערכת אוטומציה ביתית מבוססת GUI באמצעות Arduino ו- MATLAB
• בקרת מנוע סרוו באמצעות MATLAB