Osnove Matlaba: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:10

Ovo uputstvo će obuhvatiti neke od najosnovnijih funkcija matlaba. Naučit ćete kako natjerati matlab da interno pokreće periodičnu funkciju i iscrtava te kako umjesto toga izvući istu periodičnu funkciju iz excel datoteke i iscrtati je. Ove funkcije su neke od najosnovnijih i široko korištene u matlabu. Ovo uputstvo je namijenjeno onima od vas koji nikada prije niste koristili matlab i samo trebate obaviti neke jednostavne zadatke s njim. Kôd istaknut na svakoj slici uključen je kao komentar tako da ga možete kopirati i zalijepiti. Slobodno uzmite ovaj kôd i izmijenite ga kako bi odgovarao vašoj aplikaciji.

Korak 1: Pokretanje Matlaba

Prvi korak je da se Matlab pokrene i počnemo raditi s njim. Kada prvi put pokrenete matlab, to bi trebalo izgledati kao na slici ispod. Prvi korak je dodjeljivanje direktorija iz kojeg će Matlab raditi. Ovdje će program povući sve datoteke i tamo biste trebali spremiti sav svoj rad na matlabu. Preporučujem da napravite novu mapu negdje gdje ćete je zapamtiti i dati joj ime po nečemu što ćete prepoznati. Nakon što ste stvorili novu mapu, kliknite na "…" koja se nalazi u gornjem desnom kutu zaslona kao što je označeno na drugoj slici. Ovo će otvoriti okvir za pregled kao što je prikazano na trećoj slici. Pronađite novu mapu koju ste stvorili na računaru i odaberite je. U ovom primjeru datoteka se zove "370" i nalazi se na radnoj površini.

Korak 2: Kreiranje M-datoteke

Ono što trebamo učiniti je stvoriti novu M datoteku. M datoteka funkcionira isto kao i upisivanje koda izravno u matlab, ali možete spremiti i izmijeniti kôd te ga ponavljati. Prilikom unosa koda izravno u matlab upisujete svaki red koda zasebno. U M datoteku napišete cijeli kôd, a zatim ga pokrenete odjednom. Da biste otvorili novu M datoteku, kliknite na datoteku. Postavite kursor na "Novo", a zatim kliknite na "Prazna M datoteka" kao što je prikazano na prvoj slici. Ono što se otvori trebalo bi izgledati kao druga slika. Budući da se ovaj kôd može izvoditi više puta, dobra je ideja zatvoriti sve i obrisati sve varijable prije svakog pokretanja. To se postiže kroz dvije linije koda: zatvorite sve jasno, kao što se vidi na trećoj slici, osigurava da je sve izbrisano i zatvoreno.

Korak 3: Kreiranje vremenskog vektora

Prvo što ćemo učiniti je stvoriti graf funkcije u matlabu. Prvi korak je stvaranje neovisne varijable. U ovom slučaju ćemo ga neko vrijeme zvati "t". Metoda koju ćemo koristiti za kreiranje ove varijable je stvaranje vektora. Vektor je u osnovi niz brojeva. Na primjer, 1, 2, 3, 4 bi bili kratki vektor. Kod za kreiranje ovog vektora je: t = 0,1: 0,01: 10; Prvi broj 0,1 odnosi se na početnu tačku. Drugi broj, 0,01, odnosi se na veličinu koraka. Treći broj 10 odnosi se na krajnju tačku. Dakle, ovaj vektor odgovara 0,1, 0,11, 0,12 … sve do 10. Da biste vidjeli je li kreiranje vektora uspjelo, kliknite zeleno dugme za pokretanje istaknuto na drugoj slici. Ovo pokreće program. Da biste vidjeli naš vektor, idite na glavni prozor Matlab -a. Kliknite na radnu površinu, a zatim pređite mišem preko izgleda radne površine, a zatim kliknite na zadano kako je prikazano na trećoj slici. Sada bi vaš ekran trebao izgledati kao četvrta slika. Desno ćete vidjeti našu novostvorenu varijablu, t. Dvaput kliknite na nju i kao na petoj slici vidjet ćete niz stvorenih brojeva.

Korak 4: Pokretanje i iscrtavanje funkcije

Sada ćemo grafički prikazati funkciju stvorenu u matlabu. Prvi korak je stvaranje funkcije. Ovo je jednostavno kao ispisivanje željene matematičke funkcije. Primjer je prikazan na prvoj slici. Kôd koji se koristi za ovu funkciju je: y = sin (t)+4*cos (5.*t).^2; Period prije množenja u kosinusu i prije kvadrata kosinusa recite matlabu da izvrši te funkcije jednostavno na vrijednostima vremenskog vektora, a ne da se vremenski vektor tretira kao matrica i pokušavaju raditi matrične funkcije na njoj. Sljedeći korak je stvaranje same figure. To se postiže pomoću koda prikazanog na drugoj slici. Redoslijed varijabli u naredbi plot vrlo je važan pa svakako postavite svoj kôd kao što je dolje postavljen. Figureh = axes ('fontsize', 14); plot (t, y, 'linewidth, 2) xlabel ('Time (s)') ylabel ('Y Value') Naslov ('Y Value vs Time') na mreži Konačno, samo ponovo kliknite zelenu strelicu za pokretanje i brojka bi se trebala pojaviti kao na trećoj slici.

Korak 5: Izvlačenje podataka iz programa Excel

Sada ćemo stvoriti isti grafikon kao i prije, ali uvozom podataka o funkciji iz Excel proračunske tablice. Prva slika je snimak ekrana Excelove tablice koja će se koristiti. To su potpuno iste podatkovne točke stvorene u matlabu u prethodnim koracima, upravo napravljene u excelu. Za početak možemo izbrisati kôd koji stvara naš vremenski vektor i kôd za našu funkciju iz prethodnih koraka. Vaš kôd bi sada trebao izgledati kao druga slika. Umetnite kôd kao što je prikazano u gornjem crvenom okviru treće slike. Ovo je kod za čitanje excel datoteke. "A" se odnosi na matricu koja će uključivati sve brojeve u proračunskoj tablici, a "B" uključuje sav tekst iz proračunske tablice. Varijable t i y se izvlače iz prvog i drugog stupca kako je prikazano u kodu. [A, B] = xlsread ('excelexample.xlsx'); t = A (:, 1); y = A (:, 2 Kôd figure se takođe može izmeniti kao što je prikazano u donjem crvenom okviru na trećoj slici. Ovo će zapravo povući naslov grafikona i oznake osi iz proračunske tablice i staviti ih na grafikon. Xlabel (B (2)) ylabel (B (3)) Title (B (1)) Zadnja stvar koju treba učiniti je pokrenuti program opet i vidjet ćete istu figuru koja se pojavljuje na posljednjoj slici.

Korak 6: Kreiranje spektra

U ovom koraku ćemo koristiti matlab za kreiranje specgrama čitanjem wav zvučne datoteke. Spekgram se ponekad naziva "2.5D grafikon", jer koristi dvodimenzionalni grafikon, s dodatkom boje za prikaz amplitude. Boja pruža više detalja od jednostavnog 2D grafikona, ali ne i detalje 3D grafikona, otuda i izraz "2.5D." Funkcija specgrama matlaba uzima skup tačaka podataka iz wav datoteke i izvodi Furijeovu transformaciju na tačke za određivanje frekvencija prisutnih u signalu. Za ovu instrukciju nije važno znati kako funkcionira Furijeova transformacija, samo znajte da će spektrogram prikazati koje su frekvencije prisutne i koliko su jake u odnosu na vrijeme. Funkcija prikazuje vrijeme na osi X i frekvenciju na osi Y. Jačina svake frekvencije je prikazana bojom. U ovom slučaju wav datoteka je zvučni zapis komada metala koji se udara, a zatim se vibracije metala bilježe kao zvuk. Koristeći specgram, možemo lako odrediti rezonantnu frekvenciju komada metala, jer će to biti frekvencija koja traje najduže s vremenom. Da biste izvršili ovaj zadatak, najprije morate da matlab pročita wav datoteku pomoću sljedećeg koda: [x, fs] = wavread ('flex4.wav'); U ovom slučaju, flex4.wav je naslov naše wav datoteke, promenljiva x je tačka podataka u datoteci, a fs se odnosi na frekvenciju uzorkovanja. Da biste izvršili specgram, samo upišite sljedeći kod: specgram [x (:. 1), 256, fs]; 256 odgovara frekvenciji na kojoj se FFT izvodi pri analizi podataka. Matlab u osnovi sječe zvučnu datoteku na komade i uzima FFT na svakom komadu. 256 mu govori koliko bi svaki komad trebao biti velik. Detalji o ovome nisu važni, a 256 je sigurna vrijednost za upotrebu u većini aplikacija. Sada, ako pokrenete kôd, vidjet ćete brojku koja se pojavljuje na drugoj slici. Iz ovoga je lako vidjeti da rezonantna frekvencija odgovara crvenom vrhu u donjem desnom kutu slike. Ovo je vrhunac koji najduže opstaje s obzirom na vrijeme.