Bazele Matlab: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

Acest instructable va acoperi unele dintre cele mai de bază funcții ale matlab. Veți învăța cum să faceți ca matlab să ruleze o funcție periodică intern și să comploteze și cum să trageți aceeași funcție periodică dintr-un fișier Excel și să o reprezentați. Aceste funcții sunt unele dintre cele mai de bază și utilizate pe scară largă în matlab. Acest instructable este orientat către aceia dintre voi care nu au mai folosit matlab până acum și trebuie doar să efectueze câteva sarcini simple cu acesta. Codul evidențiat în fiecare imagine este inclus ca un comentariu, astfel încât să puteți copia și lipi codul. Simțiți-vă liber să luați acest cod și să îl modificați pentru a se potrivi aplicației dvs.

Pasul 1: Pornirea Matlab

Primul pas este să punem matlabul în funcțiune, astfel încât să putem începe să lucrăm cu el. Când porniți prima dată matlab ar trebui să arate ca imaginea de mai jos. Primul pas este să atribuiți un director pentru matlab de la care să lucreze. De aici programul va extrage toate fișierele și de unde ar trebui să salvați toate lucrările dvs. matlab. Vă recomandăm să creați un nou folder undeva unde îl veți aminti și să-l numiți ceva pe care îl veți recunoaște. După ce ați creat un folder nou, faceți clic pe „…” situat în colțul din dreapta sus al ecranului, așa cum este evidențiat în a doua imagine. Aceasta va afișa o casetă de navigare așa cum se vede în a treia imagine. Găsiți noul folder pe care l-ați creat pe computer și selectați-l. Pentru acest exemplu, fișierul se numește „370” și se află pe desktop.

Pasul 2: Crearea unui fișier M

Acum ceea ce trebuie să facem este să creăm un nou fișier M. Un fișier M funcționează exact ca tastarea codului direct în matlab, dar puteți salva și modifica codul și îl puteți rula în mod repetat. Când introduceți codul direct în matlab, introduceți fiecare linie de cod individual. Într-un fișier M, scrieți întregul cod, apoi îl rulați imediat. Pentru a deschide un fișier M nou, faceți clic pe fișier. Plasați cursorul pe „Nou”, apoi faceți clic pe „Fișier M gol” așa cum se arată în prima imagine. Ceea ce se deschide ar trebui să arate ca a doua imagine. Deoarece acest cod poate fi rulat în mod repetat, este o idee bună să închideți totul și să ștergeți toate variabilele înainte de a fi rulat de fiecare dată. Acest lucru se realizează prin intermediul a două linii de cod: închideți totul clar, așa cum se vede în a treia imagine, asigură că totul este șters și închis.

Pasul 3: Crearea unui vector de timp

Primul lucru pe care îl vom face este să creăm un grafic al unei funcții în matlab. Primul pas este crearea variabilei independente. În acest caz, îl vom numi „t” pentru timp. Metoda pe care o vom folosi pentru a crea această variabilă este de a crea un vector. Un vector este practic o serie de numere. De exemplu, 1, 2, 3, 4 ar fi un vector scurt. Codul pentru a crea acest vector este: t = 0,1: 0,01: 10; Primul număr, 0,1 se referă la punctul de pornire. Al doilea număr, 0,01 se referă la dimensiunea pasului. Al treilea număr, 10, se referă la punctul final. Deci, acest vector corespunde cu 0,1, 0,11, 0,12 … până la 10. Pentru a vedea dacă crearea vectorului a funcționat, faceți clic pe butonul de rulare verde evidențiat în a doua imagine. Aceasta rulează programul. Pentru a vedea vectorul nostru accesați fereastra principală matlab. Faceți clic pe desktop, apoi faceți mouse-ul peste aspectul desktopului, apoi faceți clic pe implicit așa cum este subliniat în a treia imagine. Acum ecranul dvs. ar trebui să arate ca a patra imagine. În dreapta veți vedea noua noastră variabilă creată, t. Faceți dublu clic pe el și, ca în imaginea a cincea, veți vedea seria de numere create.

Pasul 4: Rularea și graficarea unei funcții

Acum vom grafica o funcție creată în matlab. Primul pas este crearea funcției. Acest lucru este la fel de simplu ca scrierea funcției matematice dorite. Un exemplu este prezentat în prima imagine. Codul utilizat pentru această funcție este: y = sin (t) + 4 * cos (5. * t). ^ 2; Perioada dinaintea înmulțirii în cosinus și înainte de pătratul cosinusului spune-i matlab să îndeplinească acele funcții pur și simplu pe obiectele de valoare ale vectorului timpului, nu pentru a trata vectorul timpului ca pe o matrice și să încercați să faceți funcții de matrice pe acesta. Următorul pas este să creați figura în sine. Acest lucru se realizează folosind codul prezentat în a doua figură. Ordinea variabilelor din comanda plot este foarte importantă, deci asigurați-vă că vă configurați codul exact așa cum este configurat mai jos. Figureh = axes ('font size', 14); plot (t, y, 'linewidth, 2) xlabel ('Time (s)') ylabel ('Y Value') Titlu ('Y Value vs Time') grilă activată În cele din urmă, trebuie doar să faceți clic pe săgeata de rulare verde și cifra ar trebui să apară ca în a treia imagine.

Pasul 5: extragerea datelor din Excel

Acum vom crea același grafic ca înainte, dar importând datele funcției dintr-o foaie de calcul Excel. Prima imagine este o captură de ecran a foii de calcul Excel care va fi utilizată. Este exact aceleași puncte de date create în matlab în pașii anteriori, tocmai făcute în excel. Pentru a începe, putem șterge codul creând vectorul nostru de timp și codul pentru funcția noastră din pașii anteriori. Codul dvs. ar trebui să arate acum ca a doua imagine. Introduceți codul așa cum se arată în caseta roșie superioară a celei de-a treia imagini. Acesta este codul pentru a citi fișierul Excel. „A” se referă la o matrice care va include toate numerele din foaia de calcul, iar „B” include tot textul din foaia de calcul. Variabilele t și y sunt extrase din prima și a doua coloană așa cum se arată în cod. [A, B] = xlsread („excelexample.xlsx”); t = A (:, 1); y = A (:, 2); Codul cifrei poate fi modificat, de asemenea, așa cum se arată în caseta roșie inferioară din a treia imagine. Acest lucru va extrage titlul graficului și etichetele axelor din foaia de calcul și le va pune pe graficul dvs. din nou și veți vedea aceeași figură care apare în imaginea finală.

Pasul 6: Crearea unei specgrame

În acest pas vom folosi matlab pentru a crea o specgramă citind un fișier de sunet wav. O specgramă este uneori numită „grafic 2.5D”, deoarece folosește un grafic bidimensional, cu adăugarea de culoare pentru a arăta amplitudinea. Culoarea oferă mai multe detalii decât un grafic 2D simplu, dar nu detaliile unui grafic 3D, de unde și termenul „2.5D”. puncte pentru a determina frecvențele prezente în semnal. Pentru acest lucru instructiv, nu este important să știm cum funcționează o transformată Fourier, ci doar să știm că specgrama va reprezenta frecvențele prezente și cât de puternice sunt în ceea ce privește timpul. Funcția trasează timpul pe axa X și frecvența pe axa Y. Puterea fiecărei frecvențe este afișată prin culoare. În acest caz, fișierul wav este o înregistrare sonoră a unei bucăți de metal lovite, iar apoi vibrațiile metalului sunt înregistrate ca sunet. Folosind specgrama, putem determina cu ușurință frecvența de rezonanță a piesei de metal, deoarece aceasta va fi frecvența care persistă cel mai mult în timp. fs] = wavread („flex4.wav”); În acest caz, flex4.wav este titlul fișierului nostru wav, variabila x reprezintă punctele de date din fișier, iar fs se referă la frecvența de eșantionare., trebuie doar să tastați următorul cod: specgram [x (:. 1), 256, fs]; 256 corespunde frecvenței la care se efectuează FFT la analizarea datelor. Matlab este practic tăierea fișierului de sunet în bucăți și preluarea unui FFT pe fiecare bucată 256 îi spune cât de mare ar trebui să fie fiecare bucată. Detaliile despre acest lucru nu sunt importante, iar 256 este o valoare sigură de utilizat pentru majoritatea aplicațiilor. Acum, dacă rulați codul, veți vedea o figură care apare așa cum se vede în imaginea a doua. Din aceasta este ușor de văzut că frecvența de rezonanță corespunde vârfului roșu din colțul din dreapta jos al figurii. Acesta este vârful care persistă cel mai mult în ceea ce privește timpul.