1 МАTLAB 2 Что нужно знать: математика Комплексные

1 МАTLAB

2 Что нужно знать: математика Комплексные числа: умножение, модуль, аргумент … Векторы: сложение, скалярное и векторное произведение… Матрицы: произведение, детерминант, собственные числа … … Список книг Дьяконов В. MATLAB 6. Учебный курс. “Питер” Дьяконов В. Simulink 4. “Питер” Дж. Дэбни, Т.Харман. Simulink 4. Секреты мастерства. …

3 Система компьютерной математики MATLAB Что такое MATLAB? Рабочая среда, вычисления, команды. Среда имитационного моделирования Simulink. Создание динамических моделей. Пакеты расширения (Toolbox). Применение МATLAB/Simulink в качестве САПР САУ ЛА. Вычисления в Командном окне и при помощи файлов. Основные типы данных, работа с данными, команды. Работа с матрицами. Комплексные числа. Основные системные переменные.

4 Что такое MATLAB? MATrix LABoratory – работа с данными в виде матриц: высокоуровневая оболочка для технических расчетов (суперкалькулятор) высокоуровневый язык программирования, основанный на операциях с матрицами обширная библиотека математических функций визуализация расчетов, 2-D и 3-D графика средства для визуального программирования, имитационного моделирования и анализа динамических систем (Simulink) множество пакетов расширения для решения узких задач (MATLAB Toolbox) Особенности: открытость системы, взаимосвязь различных пакетов возможность подключения программ пользователя, легкость обмена программами

5 Вычисления в Командном окне Командное окно, режим калькулятора, ans, встроенные команды (пример: sin, cos) История команд Настройка среды (Preferences) Справочная система: команды help и doc, (пример: demo matlab) Help Navigator (пример: список функций для ToolBox) Рабочая область Workspace, редактор Workspace, команды save, load, who, clear, mat-файлы

6 Рабочая среда MATLAB Командное окно Simulink Результаты вычислений в Командном окне (в режиме калькулятора) содержатся в Рабочей области

7 История команд Позволяет повторить в Командном окне вычисления, совершенные ранее, в том числе в предыдущих сессиях MATLAB

8 Настройка среды (Preferences) Пункт меню File  Preferences… Настройка размеров текста, формата чисел для печати в Командном окне, цветов и т.д.

9 Справка в MATLAB

10 Среда имитационного моделирования Simulink Сборка в графическом виде – визуальное (блочное) программирование, моделирование и анализ динамических систем: Обширная библиотека стандартных элементов (блоков) для сборки моделей. Возможность создания собственных стандартных элементов с диалогами настройки. Возможность использования блоков, написанных на языках MATLAB, C++, Fortran, ADA (S-функций для Simulink). Легкость обмена блоками и моделями между пользователями.

11 Создание динамических моделей в Simulink Simulink Новая модель Блоки добавляются из библиотек и соединяются линиями сигналов

12 Пакеты расширения MATLAB (Toolbox) Авиация, космонавтика Биология Системы управления Финансы Обработка изображений Распределенные вычисления Оптимизация Системы реального времени Статистика Уравнения в частных производных Символьные вычисления … MATLAB Часть – для MATLAB, часть для Simulink Всего около 80 в R2006

13 Вычисления из файлов >> a=5; b=7; >> c=sqrt(a*a+b*b)-1 c = 7.60232526704263 Набор вычислений в Командном окне можно объединить в файл программы на языке MATLAB. Синтаксис языка ничем не отличается от синтаксиса команд в Командном окне! >> myfile c = 7.60232526704263 MATLAB различает регистр! a и A – разные переменные!

14 Типы данных в MATLAB logical логические элементы 0/1 сhar cтроковые (символы): 'a', 'b', 'Я'… Массивы [ ] (по умолчанию)

15 Двоичная запись числа n бит: 2n возможных сочетаний 0 и 1 8 бит  1 байт Целочисленные типы данных: uint8 (без знака): от 0 до 255, int8 (со знаком): от –128 до 127

16 Пример: тип целых чисел со знаком Команды преобразования из других типов: int8(), int32()… Пример: a_int8=int8(14/5)

17 Массивы данных Для хранения элементов одинакового типа: Создание массивов: [,], [;], доступ к элементам: ( )

18 Ячейки и структуры Для хранения элементов и массивов данных разных типов: Пример cell Пример структуры

19 Работа с типами данных, команды 1. Численные данные (числа, векторы, матрицы) создание: [ , ], [ ; ] … проверка типов: isnumeric … преобразование типов: int32, double, single, str2num … размеры: size, length, ndims, numel … матричные операции: transpose, inv, reshape … 3. Строковые данные создание: [ , ], [ ; ] … проверка типа: ischar … преобразование типов: char, sprintf, num2str… размеры: size, length, ndims, numel … операции: lower, upper, strrep, eval, findstr, strcmp … 2. Логические создание: [ , ], [ ; ] ... проверка типа: islogical … преобразование типов: logical … размеры: size, length, ndims, numel … операции: &, |, ~, ==, <, >…

20 Работа с типами данных, команды 4. Ячейки создание, доступ: {,}, {;}… проверка типа: iscell … операции: cell, struct2cell… 5. Структуры создание: struct … проверка типа: isstruct … доступ к полям: fieldnames, setfield, getfield, rmfield …