Aplikacn

1
Aplikacní pocítacové prostredkyX15APPMATLAB
cvicení 1

• Ing. Zbynek Brettschneider
• http//heat.feld.cvut.cz/
• http//k315.feld.cvut.cz/download/
• http//k315.feld.cvut.cz/vyuka/matlab/
• brettsz_at_fel.cvut.cz - v predmetu emailu APP

Katedra elektroenergetiky, Fakulta
elektrotechniky CVUT, Technická 2, 166 27 Praha 6
2
Literatura

• Mathworks Inc. MATLAB R13 HELP, Mathworks Inc.,
  2002
• Dušek F. Matlab a Simulink úvod do používání,
  Univerzita Pardubice, Bratislava, 2000, ISBN
  80-7194-273-1.
• Hanselman D., Littlefield B. Mastering MATLAB 6,
  Prentice-Hall , 2001, ISBN 0-13-019468-9.
• Kozák Š., Kajan S. Matlab Simulink I ucebnice
  zamerená na hlavní modul Matlab, STU v
  Bratislave, Bratislava, 1999, ISBN 80-227-1213-2.
• Palm W. J. III Introduction To Matlab 6 For
  Engineers, McGraw-Hill, 2001, ISBN 0-07-234983-2.
• Prskavec L. UPE Matlab, ucební text, CVUT FEL,
  Praha, 2003, http//k315.feld.cvut.cz/download/upe
  /2003_03_upe_matlab.pdf

3
Matlab

• Vysoce výkonný jazyk pro technické výpocty
• Integruje výpocty,vizualizaci programování do
  jednoduše použitelného prostredí
• Základním datovým typem je dvou rozmerné pole
• Rešení technických problému které vedou na
  vektorovou ci maticovou formulaci
• Typické oblasti použití Matlabu
• Inženýrské výpocty
• Vývoj algoritmu
• Modelování, simulace a vývoj prototypu
• Analýza dat a jejich vizualizace
• Vývoj aplikací vcetne tvory GUI
• Standardní soucástí není podpora symbolických
  výpoctu

4
Prostredí Maltabu R13 (6.5)
5
Command window, promenné

• ENTER provedení operace
• ans je vnitrní promenná Matlabu answer
• ukoncený príkaz - bez výpisu výsledku do
  príkazového okna
• CtrlC zastavení vykonávaného príkazu
• Promenné Matlabu
• Komplexní matice
• Retezec znaku
• Promenné není treba deklarovat
• Príkazy
• who vypíše seznam promenných
• whos ..seznam promenných s podrobnostmi

6
Jednoduchá matematika
Mezi další základní funkce patrí také clc (vymaže
okno príkazu) nebo clear (vymaže zadefinované
promenné).
7
Promenné a další funkce
8
Formát císel
9
Funkce

• Hlavní síla Matlabu ve funkcích
• Provádejí složitejší cinnost, která jeden nebo
  více vstupních parametru zpracuje do jednoho nebo
  více výstupních parametru podle daného algoritmu
• Typy funkcí
• built-in funkcesoucástí jádra Matlabu
• m.funkce uložené v m.filech
• Mohou být vytváreny uživatelem a pro práci musí
  být uloženy v aktuálním adresári
• Nutnost pro práci s funkcemi vedet
• Jak se jmenuje potrebná funkce
• Pocet a význam vstupních parametru
• Pocet a význam výstupních parametru
• Pro tyto informace použít help
• help specfun lookfor sin
• Syntaxe volání funkce
• prom1,prom2,...nazev_funkce(prom1,prom2,)

10
Funkce

• Základní funkce
• help elfunelementární funkce
• help specfunspeciální funkce
• help matfunmaticové funkce
• Syntaxe volání funkce
• prom1,prom2,...nazev_funkce(prom1,prom2,)

11
Komplexní císlo zapisujeme ajb nebo aib
12
Vektory a matice

• Vektor
• x1101000
• linspace(od,do,pocet)
• logspace(od 10i, do 10j, pocet)
• length(x) ... zjištení délky vektoru
• Matice
• , oddeluje sloupce matice
• oddeluje rádky matice
• transpozice
• size(A) ... zjistí pocet rádku a sloupcu

13
Matice
Vytvoríme matici A

• V matlabu
• A1 2 3 4 4 5 6 7 7 8 9 10
• A1,2,3,4 4,5,6,7 7,8,9,10
• nebo
• A1447710

14
Modifikace matic

• A(2,3)55
• jmeno_matice(radek, sloupec)
• vysledek
• A
• 1 2 3 4
• 4 5 55 7
• 7 8 9 10

15
Modifikace matic 2

• A(2,)
• ans
• 4 5 55 7

Speciální druhy matic prímo v Matlabu zeros(3) ,
ones(4,3), eye(3,3), magic, rand, triu, tril, diag
16
Operace s maticemi

• Násobení matic
• není asociativní
• pri násobení musí odpovídat pocet rádku první
  matice poctu sloupcu druhé matice
• Jeli A(m x n) a B(n x k) pak AB C, kde C (m x
  k)
• A.B násobení matic prvek po prvku, A musí mít
  stejnou velikost jako B
• Inverze matice
• inv(A) pouze u regulárních matic
• Determinant matice
• det (A)
• Mocnina matice
• A2 mocnina matice AA
• A.2 ... mocnina prvku matice A.A

17
Operace s maticemi 2

• det - determinant matice
• inv - inverze matice
• - operátor transpozice (apostrof)
• . - transpozice prvek po prvku (sdružená
  transpozice, rozdílná od transpozice v
  komplexních císlech)
• sqrtm - maticová odmocnina
• expm - maticová exponenciála
• logm - logaritmus matice
• poly - charakteristický polynom
• size - rozmery matice
• roots - vlastní císla charakteristického
  polynomu
• max - maximální prvek matice
• diag - diagonála matice

18
Práce s polynomy a interpolace

• Vektorová reprezentace polynomu
• p(x) 4x3 5x 1, interpretace Matlabu p4 0
  5 1
• polyval (p,x) ... vycíslení polynomu pro všechny
  x
• conv(p,q) násobení polynomu
• roots(p) nalezení korenu polynomu
• polyfit(x,y,r) proložení hodnot y polynomem
  rádu r
• Polynomální aproximace není vhodná pro prubehy s
  ostrými zlomy
• Interpolace
• y1interp1(x,y,x1,metoda)

19
Vizualizace

• plot(x,y) vykreslení dvourozmerného grafu,
  závislost y na x
• délka x a y musí být stejná
• help plot
• subplot (m,n,i) rozdelení obrazovky pro
  vykreslení grafu na mxn polí, umístení
  následujícího grafu (príkaz plot) do pole i
• title (text) nadpis grafu
• xlabel (text), ylabel (text) popis os
• grid on aktivace mrížky
• axis rozsah os
• plot3 (x,y,z) vykreslení 3D grafu

20
Manipulace se soubory
Základní typy souboru v Matlabu jsou .m
skripty (m-file), .mdl modely v Simulinku,
.mat soubory kde jsou uloženy hodnoty
promenných