Základy Matlabu: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Tento návod sa bude vzťahovať na niektoré z najzákladnejších funkcií programu Matlab. Dozviete sa, ako prinútiť matlab, aby interne spúšťal periodickú funkciu a vykresľoval, a ako namiesto toho vykresliť rovnakú periodickú funkciu zo súboru programu Excel a vykresliť ho. Tieto funkcie sú jedny z najzákladnejších a široko používané v programe matlab. Tento návod je zameraný na tých z vás, ktorí ste nikdy predtým nepoužívali matlab a potrebujete s ním vykonávať iba jednoduché úlohy. Kód zvýraznený na každom obrázku je zahrnutý ako komentár, aby ste mohli kód skopírovať a prilepiť. Neváhajte si tento kód vziať a upraviť ho tak, aby vyhovoval vašej aplikácii.

Krok 1: Spustenie programu Matlab

Prvým krokom je uvedenie matlabu do prevádzky, aby sme s ním mohli začať pracovať. Pri prvom spustení MATLABu by to malo vyzerať ako na obrázku nižšie. Prvým krokom je priradenie adresára, z ktorého bude pracovať matlab. Tu program stiahne všetky súbory a uložíte všetku svoju prácu s programom MATLAB. Odporúčam vytvoriť nový priečinok, kde si ho budete pamätať, a pomenovať ho niečím, čo poznáte. Po vytvorení nového priečinka kliknite na „…“v pravom hornom rohu obrazovky, ako je zvýraznené na druhom obrázku. Zobrazí sa pole prezerania, ako je vidieť na treťom obrázku. Nájdite nový priečinok, ktorý ste vytvorili v počítači, a vyberte ho. V tomto prípade sa súbor nazýva „370“a je umiestnený na ploche.

Krok 2: Vytvorenie M-súboru

Teraz musíme vytvoriť nový súbor M. Súbor M funguje presne tak, ako keď zadávate kód priamo do programu Matlab, ale môžete kód uložiť a upraviť a opakovane ho spúšťať. Pri zadávaní kódu priamo do matlabu zadávate každý riadok kódu jednotlivo. Do súboru M napíšete celý kód a potom ho spustíte naraz. Nový súbor M otvoríte kliknutím na súbor. Umiestnite kurzor na „Nové“a potom kliknite na „Prázdny súbor M“, ako je to znázornené na prvom obrázku. To, čo sa otvára, by malo vyzerať ako na druhom obrázku. Pretože tento kód je možné spustiť opakovane, je vhodné pred každým spustením všetko zatvoriť a vymazať všetky premenné. To sa dosahuje pomocou dvoch riadkov kódu: close allclear all Ako je vidieť na treťom obrázku, zaisťuje, že je všetko vymazané a zatvorené.

Krok 3: Vytvorenie časového vektora

Prvá vec, ktorú urobíme, je vytvoriť graf funkcie v programe MATLAB. Prvým krokom je vytvorenie nezávislej premennej. V tomto prípade to budeme časom nazývať „t“. Metóda, ktorú použijeme na vytvorenie tejto premennej, je vytvorenie vektora. Vektor je v podstate rad čísel. Napríklad 1, 2, 3, 4 by bol krátky vektor. Kód na vytvorenie tohto vektora je: t = 0,1: 0,01: 10; prvé číslo 0,1 sa vzťahuje na počiatočný bod. Druhé číslo, 0,01, sa týka veľkosti kroku. Tretie číslo 10 sa vzťahuje na koncový bod. Tento vektor teda zodpovedá 0,1, 0,11, 0,12… až do 10. Ak chcete zistiť, či vytváranie vektora fungovalo, kliknite na zelené tlačidlo spustenia zvýraznené na druhom obrázku. Tým sa spustí program. Ak chcete vidieť náš vektor, prejdite do hlavného okna matlabu. Kliknite na pracovnú plochu, potom umiestnite kurzor myši na rozloženie pracovnej plochy a potom kliknite na predvolené nastavenie, ako je to uvedené na treťom obrázku. Teraz by mala vaša obrazovka vyzerať ako štvrtý obrázok. Vpravo uvidíte našu novovytvorenú premennú, t. Dvakrát naň kliknite a podobne ako na piatom obrázku uvidíte vytvorenú sériu čísel.

Krok 4: Spustenie a vykreslenie funkcie

Teraz nakreslíme funkciu vytvorenú v programe MATLAB. Prvým krokom je vytvorenie funkcie. Je to také jednoduché, ako napísať požadovanú matematickú funkciu. Príklad je uvedený na prvom obrázku. Kód použitý pre túto funkciu je: y = sin (t)+4*cos (5.*t).^2; Obdobie pred násobením v kosíne a pred druhou mocninou kosínu povie matlabu, aby vykonal tieto funkcie. jednoducho na cennosti vektora času, nie považovať časový vektor za maticu a pokúsiť sa na ňom vykonávať maticové funkcie. Ďalším krokom je vytvorenie samotného obrázku. To sa dosiahne pomocou kódu zobrazeného na druhom obrázku. Poradie premenných v príkaze plot je veľmi dôležité, preto kód nastavte tak, ako je to uvedené nižšie. Obrázokh = osy („veľkosť písma“, 14); plot (t, y, „šírka riadka, 2) xlabel ('Time (s)') ylabel ('Y Value') Nadpis ('Y Value vs Time') mriežka na

Krok 5: Získanie údajov z Excelu

Teraz vytvoríme rovnaký graf ako predtým, ale importovaním funkčných údajov z tabuľky programu Excel. Prvý obrázok je snímka obrazovky tabuľky programu Excel, ktorá bude použitá. Jedná sa o úplne rovnaké dátové body vytvorené v programe MATLAB v predchádzajúcich krokoch, práve vytvorené v programe Excel. Na začiatok môžeme odstrániť kód vytvárajúci náš časový vektor a kód pre našu funkciu z predchádzajúcich krokov. Váš kód by teraz mal vyzerať ako druhý obrázok. Vložte kód podľa horného červeného poľa tretieho obrázku. Toto je kód na čítanie súboru programu Excel. „A“označuje maticu, ktorá bude obsahovať všetky čísla v tabuľke, a „B“zahŕňa všetok text z tabuľky. Premenné t a y sa získavajú z prvého a druhého stĺpca, ako je uvedené v kóde. [A, B] = xlsread ('excelexample.xlsx'); t = A (:, 1); y = A (:, 2 Kód obrázku je možné tiež upraviť, ako je znázornené v dolnom červenom poli na treťom obrázku. To v skutočnosti vytiahne štítky názvu a osi grafu z tabuľky a vloží ich do grafu. Xlabel (B (2)) ylabel (B (3)) Title (B (1)) Posledná vec, ktorú musíte urobiť, je spustiť program znova a uvidíte, ako vyskočí rovnaká postava, ako je vidieť na konečnom obrázku.

Krok 6: Vytvorenie Specgramu

V tomto kroku použijeme matlab na vytvorenie specgramu prečítaním zvukového súboru wav. Spekugram sa niekedy nazýva „2,5D graf“, pretože používa dvojrozmerný graf s pridaním farby na zobrazenie amplitúdy. Farba poskytuje viac podrobností ako jednoduchý 2D graf, ale nie detail 3D grafu, preto je výraz „2,5D.“Spekugramová funkcia matlabu preberá sadu dátových bodov zo súboru wav a vykoná Fourierovu transformáciu na body na určenie frekvencií prítomných v signáli. Pre tento návod nie je dôležité vedieť, ako Fourierova transformácia funguje, stačí vedieť, že špekulačný diagram vykreslí, ktoré frekvencie sú prítomné a aké silné sú s ohľadom na čas. Funkcia vykresľuje čas na osi X a frekvenciu na osi Y. Sila každej frekvencie je zobrazená podľa farby. V tomto prípade je súbor wav zvukovým záznamom udieraného kusu kovu a potom sú vibrácie kovu zaznamenané ako zvuk. Pomocou specgramu môžeme ľahko určiť rezonančnú frekvenciu kusu kovu, pretože to bude frekvencia, ktorá s časom trvá najdlhšie. Na vykonanie tejto úlohy najskôr nechajte matlab prečítať súbor wav pomocou nasledujúceho kódu: [x, fs] = wavread ('flex4.wav'); V tomto prípade je flex4.wav názov nášho súboru wav, premenná x sú dátové body v súbore a fs odkazuje na vzorkovaciu frekvenciu. Vykonanie specgramu, zadajte nasledujúci kód: specgram [x (:. 1), 256, fs]; 256 zodpovedá frekvencii, s ktorou sa FFT vykonáva pri analýze údajov. Matlab v zásade rozreže zvukový súbor na kúsky a na každom kúsku zoberie FFT. 256 hovorí, aký veľký by mal byť každý kus. Podrobnosti o tom nie sú dôležité a 256 je bezpečná hodnota, ktorú môžete použiť pre väčšinu aplikácií. Teraz, keď spustíte kód, zobrazí sa vyskakovacie okno, ako je vidieť na druhom obrázku. Z toho je zrejmé, že rezonančná frekvencia zodpovedá červenému vrcholu v pravom dolnom rohu obrázku. Toto je vrchol, ktorý trvá najdlhšie s ohľadom na čas.