Premiers pas avec matlab: une introduction rapide

MATLAB (Matrix Laboratory) est une plateforme de programmation développée par MathWorks, qui utilise son langage de programmation propriétaire MATLAB. Le langage de programmation MATLAB est un langage matriciel qui permet des manipulations matricielles, le traçage de fonctions et de données, la mise en œuvre d'algorithmes, la création d'interfaces utilisateur et l'interfaçage avec des programmes écrits dans d'autres langages, notamment C, C ++, C #, Java, Fortran et Python. Il est utilisé dans un large éventail de domaines d'application, des systèmes embarqués à l'IA, principalement pour analyser des données, développer des algorithmes et créer des modèles et des applications.

Fenêtre principale de MATLAB

Lorsque vous lancez le logiciel MATLAB, le bureau MATLAB apparaît contenant des outils, des variables et des applications liés à MATLAB. Le bureau ressemblera en quelque sorte à l'image ci-dessous. Vous pouvez même personnaliser la disposition des outils et des documents selon vos besoins. Les trois parties principales qui apparaissent à l'écran sont la fenêtre de commande, l'espace de travail et l'historique.

Outils de bureau de MATLAB

Les outils de bureau de MATLAB sont la fenêtre de commande, l'historique des commandes, l'espace de travail, l'éditeur, l'aide, l'éditeur de tableaux et l'explorateur de répertoires en cours. Ici, nous allons expliquer tous les outils un par un.

1. Fenêtre de commande

La fenêtre de commande est utilisée pour entrer des variables et pour exécuter une fonction et des scripts M-file. La touche fléchée vers le haut (↑) est utilisée pour rappeler une instruction précédemment entrée. Après le rappel, vous pouvez modifier cette fonction et appuyez sur Entrée pour l'exécuter.

Certaines opérations de base qui peuvent être effectuées sur la fenêtre de commande:

Pour créer un vecteur ligne avec n'importe quel nombre 1, 2, 3, 4, 5 et l'attribuer à la variable 'x', »X = x = 1 2 3 4 5

Pour créer le vecteur de colonne avec le numéro 6, 7, 8, 9 et l'affecter à la variable 'y', »Y = y = 6 7 8 9

Nous pouvons également créer un vecteur colonne à l'aide d'un vecteur ligne (propriété de la matrice), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9

Si nous voulons créer un vecteur ligne à partir de 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, nous pouvons simplement écrire comme

»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Si nous voulons créer un vecteur ligne avec incrément de 2, écrivez simplement

»U = u = 0 2 4 6 8

Et pour décrémenter de 2

»U = u = 12 10 8 6 4 2

Maintenant, pour effectuer des opérations mathématiques simples comme l'addition et la soustraction, prenons deux nombres 12 et 14.

Pour plus, »U = 12 + 14 ans = 26

Pour la soustraction

»U = 12-14 ans = -2

2. Historique des commandes

L'historique des commandes signifie l'historique de la fenêtre de commande.

Cela signifie que la fonction ou les lignes que vous avez entrées dans la fenêtre de commande sont également visibles dans la fenêtre Historique des commandes. Même nous pouvons sélectionner n'importe quelle fonction ou ligne précédemment entrée et l'exécuter. En outre, vous pouvez créer un fichier M pour l'instruction sélectionnée. M-File n'est rien d'autre qu'un fichier texte contenant du code MATLAB

3. Espace de travail

L'espace de travail MATLAB se compose d'un ensemble de variables créées pendant l'exécution des opérations mathématiques, l'exécution des fichiers M enregistrés et le chargement des espaces de travail enregistrés. Pour supprimer des variables de l'espace de travail, sélectionnez une variable particulière, cliquez sur EDIT puis DELETE. Lorsque vous quittez MATLAB, il efface automatiquement l'espace de travail. Pour l'enregistrer pour une session MATLAB ultérieure, cliquez sur l' icône d'action de l'espace de travail puis sur ENREGISTRER, ceci enregistrera votre espace de travail dans un fichier MAT, avec une extension de «.mat». Pour le lire lors de la prochaine session, vous devez importer ce fichier, en cliquant sur FILE puis IMPORT DATA.

4. Fenêtre de l'éditeur

Editor est un traitement de texte spécialement conçu pour créer et déboguer des fichiers M. Un fichier M se compose d'une ou plusieurs commandes à exécuter. Après avoir enregistré le fichier M, vous pouvez même l'appeler directement en tapant le nom du fichier dans l'historique des commandes.

5. AIDE

Pour ouvrir le navigateur d'aide, cliquez sur le bouton HELP dans les outils de bureau MATLAB ou une alternative pour le navigateur HELP consiste à aller dans la fenêtre de commande et à taper le navigateur d'aide. Utilisez le navigateur HELP pour trouver les informations, l'indexation, la recherche et les démos. Pendant la lecture de la documentation, vous pouvez ajouter n'importe quelle page à vos favoris, imprimer une page, rechercher n'importe quel terme dans la page et copier ou évaluer une sélection.

6. Éditeur de tableaux

Dans le navigateur de l'espace de travail, double-cliquez sur une variable pour la voir dans l'éditeur de tableaux. L'éditeur de tableau est utilisé pour afficher et modifier une représentation visuelle des variables dans l'espace de travail.

7. Navigateur de répertoire actuel

Les opérations sur les fichiers MATLAB utilisent le chemin de recherche et le répertoire courant comme point de référence. Un moyen rapide de parcourir votre fichier MATLAB consiste à utiliser le navigateur de répertoire actuel. Nous pouvons utiliser Current Directory Browser pour rechercher, visualiser et éditer le fichier M ou MATLAB.

Maintenant, si nous sauvegardons plus de deux fichiers, dans lequel l'un est pour le tracé du graphique et l'autre pour la manipulation de la matrice dans le fichier MATLAB afin que nous puissions accéder à ces fichiers enregistrés en utilisant la fenêtre de commande.

Variable dans MATLAB

Aucun type de déclaration ou d'instructions de dimension n'est nécessaire dans MATLAB. Lorsque nous construisons un nouveau nom de variable dans MATLAB, il crée automatiquement la variable et fournit la quantité appropriée de stockage et enregistre dans l'espace de travail. Si la variable du même nom est déjà présente, MATLAB modifie son contenu et alloue un nouveau stockage si nécessaire. Le nom de la variable se compose d'une lettre suivie de lettres, de chiffres ou d'un trait de soulignement. De plus, MATLAB est sensible à la casse, il fait la distinction entre les minuscules et les majuscules.

Par exemple:

»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1

Nous pouvons également créer le vecteur à l'aide d'une variable simple comme celle-ci

»X = x = 0 1 2 3 4 5 6

Fichiers M

Les fichiers M sont des fichiers texte contenant du code MATLAB créé par l'utilisateur. Pour créer un fichier M, vous pouvez utiliser MATLAB EDITOR ou un autre éditeur de texte. Les fichiers M sont enregistrés avec l'extension «.m». Par exemple:

»A =

Stockez le fichier sous le nom test.m , puis l'instruction test dans la fenêtre de commande lit le fichier et crée une variable A, qui contient notre matrice ou les données enregistrées dans ce fichier M.

Tracé graphique

MATLAB dispose de fonctionnalités pour afficher le vecteur et la matrice sous forme de graphique, en fonction du type de données d'entrée.

Par exemple: Tracez un graphique entre «x» et «y».

Soit la plage du 'x' va de 0 (zéro) à π (pi) et le 'y' est la fonction sinusoïdale de 'x' avec une plage de 0 à π (pi)

»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);

La commande ci-dessous est utilisée pour tracer un graphique entre x et y

»Tracé (x, y);

Pour étiqueter les axes x et y

»Xlabel ('intervalle de y'); »Ylabel ('péché de x');

Et le titre du graphique donné comme

»Titre ('plot of sin (x)');

Résultat

Un autre exemple de tracé de courbe

Soit deux variables x, y pour tracer la simple ligne droite y = x, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Tracé (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »Titre ('tracé de la ligne droite y = x');

Résultat

Nous pouvons également tracer le graphique de la fonction trigonométrique any, la fonction algébrique et le graphique de la manipulation des matrices.

Déclarations de condition dans MATLAB

Tout comme nous utilisons des instructions de condition dans divers logiciels lors de la programmation de nos microcontrôleurs, nous pouvons également les utiliser dans la programmation MATLAB. Les différentes instructions de condition utilisées dans MATLAB sont:

• pour boucle
• tandis que la boucle
• if déclaration
• continue déclaration
• déclaration break
• instruction switch

Si

Pour évaluer une expression logique et n'exécute un groupe d'instructions que lorsque la condition est vraie, l' instruction «if» est utilisée. 'elseif' et 'else' sont utilisés pour l'exécution d'autres groupes d'instructions.

»Si a> b fprintf ('supérieur); elseif a == b fprintf ('égal'); elseif a <b fprintf ('moins'); Sinon fprintf ('erreur'); fin

Commutateur

Dans l'instruction switch, le groupe d'instructions s'exécute en fonction de la valeur de la variable ou de l'expression.

Exemple:

»X = input ('Entrez le non:'); switch x case 1 disp ('le nombre est négatif') case 2 disp ('zero') case 3 disp ('the number is positive') sinon disp ('other value') end

Pause

L'instruction Break est utilisée pour quitter une boucle while ou pour une boucle précoce. Alors qu'il se sépare de la boucle la plus interne uniquement dans les boucles imbriquées.

Exemple:

»X = 2; while (x <12) fprintf ('valeur de x:% d \ n', x); x = x + 1; if ('x> 7') break; fin fin

Après l'exécution du code, le résultat sera:

valeur de x: 2 valeur de x: 3 valeur de x: 4 valeur de x: 5 valeur de x: 6 valeur de x: 7

Continuer

Cette instruction utilisée à l'intérieur des boucles. Le contrôle saute au début de la boucle pour l'itération suivante, en sautant l'exécution de l'instruction dans le corps de l'itération courante du programme.

Exemple:

»X = 2; tandis que (x <12) si x == 7 x = x + 1; continuer; end fprintf ('valeur de x:% d \ n', x); x = x + 1; fin

Par conséquent, le résultat sera:

valeur de x: 2 valeur de x: 3 valeur de x: 4 valeur de x: 5 valeur de x: 6 valeur de x: 8 valeur de x: 9 valeur de x: 10 valeur de x: 11

Pour

La boucle FOR répète un groupe d'instructions dans le numéro fixe. des fois. La syntaxe de la boucle FOR est la suivante: -

pour ………………. fin

Exemple:

»Pour x = disp (x) end 2 1 3 4 5

Tandis que

Lorsqu'une condition est vraie la en boucle est à plusieurs reprises exécuter l'instruction

La syntaxe d'une boucle while est la suivante: -

tandis que fin

Exemple:

»X = 2; while (x <18) fprintf ('valeur de x:% d \ n', x); x = x + 1; fin

Le résultat de cette boucle lorsque le code est exécuté

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

Ceci est juste une introduction de MATLAB, il a des applications très vastes et complexes. Un débutant peut démarrer MATLAB avec les projets de base ci-dessous:

• Interfaçage Arduino avec MATLAB - LED clignotante
• Système domotique basé sur GUI utilisant Arduino et MATLAB
• Commande de servomoteur avec MATLAB