Menetelmäohjeet. GUI:n luominen Matlabissa

MATLAB. GRAAFISTEN SOVELLUSTEN LUOMINEN.

Graafiset objektit. Graafiset sovellukset sisältävät valikoita, painikkeita, tekstinsyöttöalueita, kytkimiä ja grafiikkaa.

Osoitin kohteeseen. Graafisten sovellusten elementit ovat objekteja. Osoitin on muuttuja, joka tallentaa objektin osoitteen (tietokoneen muistiin). Käyttäjä käyttää osoittimia muuttujina. Toisin sanoen suorittaakseen toiminnon graafiselle elementille käyttäjä määrittää vastaavassa komennossa muuttujan nimen, joka tarkoittaa tätä graafista elementtiä (osoittimen tähän graafiseen elementtiin).

Osoittimien saamiseksi on toimintoja: gcf palauttaa osoittimen grafiikkaikkunaan, gca palauttaa osoittimen koordinaattiakseleille, gco palauttaa osoittimen graafiseen objektiin.

Graafisten objektien ominaisuudet. Objektien ominaisuuksien asettamiseen on funktio set(osoitin_objektiin, 'muutettava_ominaisuus', 'sen_uusi_arvo', 'muutettava_ominaisuus_2', 'sen_uusi_arvo_2').

Objektin ominaisuuksien saamiseksi on funktio get(pointer_to_object, 'ominaisuus').

Visuaalisella käyttöliittymällä varustettujen ohjelmien luominen. Kirjoita komentoikkunaan opas ja sitten avautuu ikkuna visuaalisen käyttöliittymän luomista varten.

Siinä voit valita molemmat olemassa olevat (Open Existing GUI) ja luoda uuden käyttöliittymän. Tätä tarkoitusta varten tarjotaan useita yleisimpiä vakiomalleja sekä mahdollisuus luoda ensin koko käyttöliittymä (Tyhjä GUI-oletus).

Luodaan esimerkiksi käyttöliittymämuunnelma. Se on suunniteltu syöttämään useita alkuarvoja (argumentteja) ja laskemaan useita käyttäjää kiinnostavia vastauksia (tulokset tai toisin sanoen syötettyjen argumenttien funktiot). On myös mahdollista rakentaa minkä tahansa funktion kuvaaja mistä tahansa muuttujasta käyttäjän harkinnan mukaan, ilmoittaen myös argumentin minimi- ja maksimiarvot sekä sen muutoksen vaiheen.

Muokkaa käyttöliittymäelementtien ominaisuuksia kaksoisnapsauttamalla tiettyä elementtiä hiirellä (vasen painike). Kiinteistötarkastaja avaa. Siinä esimerkiksi elementin nimeä (jonka alla se näkyy tietokoneessa) kutsutaan nimellä Tag. Kun vasemmasta sarakkeesta on löydetty sana Tag, näemme itse nimen oikeassa sarakkeessa (esimerkiksi teksti1). Elementin merkintä, joka näkyy käyttöliittymäikkunassa, on nimeltään String. Kun vasemmasta sarakkeesta on löydetty sana String, itse merkintä vastaa sitä oikeanpuoleisessa sarakkeessa (esimerkiksi argumentti x).

Käyttöliittymätiedoston tunniste on .fig.

Valmistetaan luotua käyttöliittymää vastaava M-tiedosto.

Jotta käyttöliittymä voidaan liittää vaadittujen toimintojen suorittamiseen (esim. kun napsautat Laske-painiketta, funktiot lasketaan ja niiden arvot näytetään vastaavissa ikkunoissa), on ensin kuvattava M-tiedostosta kaikki mitä tarvitsee tehdä.

M-tiedosto tulee näyttöön, kun olet klikannut vastaavaa (neljäs oikealta) painiketta käyttöliittymäeditorin näytön yläreunassa olevasta painikerivistä. M-tiedostossa, jolla on sama nimi kuin käyttöliittymätiedostolla, teksti generoidaan jo automaattisesti käyttäjän valitsemien käyttöliittymäelementtien mukaisesti. Jokaisella käyttöliittymäelementillä on vastaava tekstikappale, joka alkaa käyttöliittymäelementin nimen (Tag) mainitsemisesta.

Koska on suositeltavaa aloittaa Laske-painikkeen painamisen jälkeen suoritettujen toimintojen kuvauksella, huomioimme niitä kuvaavan M-tiedoston tekstikappaleen. Voit tehdä tämän napsauttamalla käyttöliittymätiedostossa Laske-painiketta, avaamalla Property Inspectorin ja etsimällä tämän painikkeen tunnisteen. Olkoon se esimerkiksi pushbutton1. Sitten M-tiedostosta löydämme kappaleen nimeltä funktio pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

Tässä kappaleessa (eli otsikon alapuolella) osoitamme, mitä pitäisi tapahtua sen painamisen jälkeen.

Argumentin syöttöfunktio on kutsuttava lukemalla alkuperäiset argumentit vastaavista tekstilaatikoista ja palauttamalla argumenttien vektori (joukko). Sitten on kutsuttava funktio, joka ratkaisee tulosarvojen laskemisen ongelman. Se vastaanottaa argumenttiarvojen vektorin ja palauttaa tulosarvojen vektorin. Tämän jälkeen on kutsuttava funktio, joka näyttää tulosvektorin arvot käyttöliittymän asianmukaisissa ikkunoissa.

Komento x=str2double(get(handles.edit1,"String")); tarkoittaa, että muuttuja x sisältää str2double-funktion palauttaman luvun, joka muuntaa numerosarjan luvuksi. Tämän funktion argumentti on funktion get(handles.edit1,"String")); joka viittaa käyttöliittymäelementtiin handles.edit1, jossa kahvat tarkoittavat pääsyä visuaaliseen käyttöliittymään, edit1 on tietyn käyttöliittymäelementin nimitys.

Komento S=sprintf("%g",f1); tarkoittaa, että merkkijono kirjoitetaan muuttujaan S käyttämällä operaattoria sprintf("%g",f1); joka viittaa argumenttiin f1 ja "%g" osoittaa, että argumentti on reaaliluku.

Komentosarja(handles.edit4,"String",S); tarkoittaa, että S-muuttujan sisältämä merkkijono näytetään edit4-käyttöliittymäelementissä (tekstitulostusikkuna).

Kaavion rakentaminen. Piirrä kuvaaja käyttämällä Plot interface -painiketta. Kaavion takana oleva logiikka on seuraava. Käyttäjä syöttää syöttöruutuihin muuttujien arvot NumFun (funktion numero 1, 2 tai 3), NumArg (argumentin numero), MinArg (argumentin vähimmäisarvo, vaaka-akselin otsikot alkavat sillä), MaxArg (argumentin enimmäisarvo, vaaka-akselin nimikkeet alkavat ennen sitä), StepArg (argumentin muuttamisen vaihe). Sitten käyttäjä napsauttaa Plot-painiketta ja kaavio rakennetaan syötettyjen tietojen mukaan.

M-tiedostossa kuvataan tätä painiketta vastaava tekstikappale. Napsautuksen jälkeen kutsutaan VvodArg-funktiota, joka lukee alkuperäiset argumentit ja palauttaa niiden arvojen vektorin. Sitten kutsutaan PostrGraf-funktiota. Sille välitetään argumenttien vektori. Hän tekee aikataulun. Graafin muodostamiseksi PostrGraf-funktio lukee vastaavat muuttujat käyttöliittymän tekstinsyöttöikkunoista. Sitten se laskee askelmäärän vähentämällä minimiarvon maksimiarvosta ja jakamalla askelkoolla. Tässä tapauksessa pyöristyskomento pyöristää jaon tuloksen kokonaisarvoon. NumberSteps=round((MaxArg-MinArg)/StepArg); sen jälkeen määritetään arvot kullekin kaaviopisteiden vaakakoordinaattien horison elementille ja jokaiselle pystykoordinaattien taulukon graafipisteiden pisteen elementille. Kun kaikki on valmis, plot-komento piirtää graafin ja sitten koordinaattiruudukko asetetaan kaavion päälle.

Laske ja tallenna tulokset. Laske tulokset ja tallenna ne välittömästi tiedostoon käyttämällä Laske & Tallenna -painiketta.

Tätä painiketta vastaavassa ohjelmatekstissä tiedosto avataan

Uiputfile("Tiedostopolku\Tiedoston nimi.laajennus", "Valintaikkuna");

Kun palautettujen arvojen joukossa p on polku, f on tiedoston nimi. Kun olet saanut nämä palautusarvot uiputfile-funktiosta, sinun tulee ketjuttaa nämä tiedot komennolla KudaZapisat=strcat(p,f); jatkotoimenpiteet ovat samat kuin aiemmin käsitellyissä tiedostojen kanssa työskentelyä koskevissa harjoituksissa.

Rakenna ja tallenna kaavio. Käytä Piirrä & Tallenna -painiketta luodaksesi kaavion ja tallentaaksesi sen välittömästi. Tätä painiketta vastaavassa ohjelmatekstissä kaavio muodostetaan ensin. Voidaan yksinkertaisesti kutsua jo yllä kuvattua funktiota, joka rakentaa graafin. Mutta on silti ymmärrettävämpää tutkia, jos kaikki muuttujat lasketaan tässä. Ohjausta varten laaditaan myös itse aikataulu.

Sitten, kun kaikki kuvaajaa kuvaavat muuttujat on määritelty, avaamme tiedoston. Funktio uiputfile palauttaa tiedoston polun ja tiedostonimen. Sitten yhdistämme ne yhdeksi muuttujaksi. Kirjoitamme tiedostoon vaaka- ja pystykoordinaattien taulukoiden elementtien lukumäärän (ilmeisesti ne ovat samankokoisia). Sitten kirjoitamme itse graafipisteiden koordinaattitaulukot muistiin. Sitten kirjoitamme muistiin argumentit sekä funktion numeron ja argumentin numeron, jolle kaavio on rakennettu. Sulje sitten tiedosto.

Avaa laskentatulokset tiedostosta. Voit avata tiedoston laskentatuloksia käyttämällä Avaa tiedot -painiketta. Ohjelman vastaavassa paikassa kuvataan Tarvittavat toimet. Uigetfile-toiminto valmistelee tiedot avattavasta tiedostosta luettavaksi. Tämä avaa valintaikkunan, jossa määritetään tiedoston nimi ja polku. Nämä tiedot ovat uigetfile-funktion palautusarvoja. Saatuamme ne yhdistämme ne yhdeksi OtkudaChitat-muuttujaksi. Avaa sitten tiedosto. Tiedoston avaamisen jälkeen luemme tiedostosta meitä kiinnostavat tiedot muuttujiksi, joilla on asianmukainen nimi. Nyt on tarpeen näyttää näiden muuttujien arvot vastaavissa käyttöliittymän tekstitulostusikkunoissa. Tätä varten käytämme VivodRes-funktiota ja aiemmin käyttämätöntä VivodArgumentovNaEkran-toimintoa, jotka tulee kuvata painikkeen kuvauksen yläpuolella.

Avaa kaavio ja tiedot tiedostosta. Piirtämiseen tarvittavien tietojen avaaminen tiedostosta tapahtuu Open Data & Plot -painikkeella. Vastaavassa ohjelmatekstissä toimintojen logiikka on suunnilleen sama kuin laskentatuloksia avattaessa tiedostosta. Kun kaikki tarvittavat tiedot on saatu tiedostosta, muodostetaan kaavio. Lisäksi näytetään tiedot alkuperäisistä argumenteista ja lisäksi funktion numerosta ja argumentin numerosta, jolle kaavio on rakennettu. Halutessasi voit myös muokata tätä harjoitusta ja merkitä graafin akselit argumenttien ja funktioiden nimien mukaan.

Oppitunti #5.

MATLAB käyttöliittymä

    Yleiset luonteenpiirteet käyttöliittymä

    Työkalupalkki

    Leikepöydän toiminnot

    Työtilaselaimet ja tiedostorakenne

    Simulink-sovelluksen käyttäminen

    Soita MATLAB-apuun

    Valikko MATLAB-järjestelmät

    Työskentely tiedostojen kanssa

    MATLAB-asetus ja polkutoiminto

    Tulostuksen tarjoaminen

    T-tiedostoeditori ja virheenkorjausliittymä

    Skripti- ja funktiotiedostot

    Graafinen ikkunan käyttöliittymä

    Viestintä MATLABin ja käyttöjärjestelmän välillä

2. Käyttöliittymän yleiset ominaisuudet

Käyttöliittymän yleiset ominaisuudet

Kuten aikaisempien oppituntien materiaaleista voidaan nähdä, MATLABin uusi versio säilyttää täysin interaktiivisen komennon toimintatavan. Tämä on MATLAB-palatsin vanha julkisivu. Komentotila on edelleen yksi kätevimmistä ja todistetuimmista menetelmistä työskennellä järjestelmän kanssa.

Siellä on myös standardi tarkoittaa Windows-sovellukset 95/98/Me/2000/NT4 - valikko ja työkalupalkki. Mutta he näyttävät silti paljon vaatimattomammilta kuin useimmat nykyaikaiset sovellukset Windows. Ilmeisesti näin sen pitäisi olla - mitä vakavampi matemaattinen järjestelmä, sitä vähemmän sen tarvitsee käyttää työkalupalkin kaikenlaisia ​​painikkeita ja sitä vaatimattomampi sen päävalikko voi olla.

Riisi. 5.1. MATLAB-järjestelmäikkuna

Siitä huolimatta MATLAB 6.0 -järjestelmän käyttöliittymä on suunniteltu radikaalisti uudelleen. Tämä voidaan nähdä kuvasta. 5.1, joka näyttää perusasiat kokonaisuudessaan avoin ikkuna MATLAB 6.0 -järjestelmä sellaisena kuin se näkyy käyttäjälle käynnistettäessä.

Tärkeimmät erot MATLAB-järjestelmän aikaisempien versioiden erittäin vaatimattomaan käyttöliittymään uudessa versiossa ovat:

    Web-valikkokohta, joka avaa pääsyn Math-Works Inc:n Internet-resursseihin;

    nykyisen tiedostokansion käytettyjen osien valikko Nykyiset järjestelmät Hakemisto oikeanpuoleisen työkalupalkin lopussa;

    ikkuna, jossa on Launch Path (Pääsy järjestelmän osiin) ja Workspace (Workspace) -välilehdet pääikkunan vasemmalla puolella (ylhäällä);

    ikkuna, jossa on Komentohistoria- ja Nykyinen hakemisto -välilehdet pääikkunan vasemmalla puolella (ylhäällä)

    lausekkeiden värikorostuksen käyttö komentorivillä, mikä yksinkertaistaa niiden syntaksin toiminnallista ohjausta kirjoittaessasi.

Nämä erot viittaavat siihen, että uuden version kehittäjät kiinnittivät enemmän huomiota järjestelmän tilan operatiiviseen seurantaan, joka aiemmin (aiemmissa versioissa) oli tavallaan kulissien takana.

1.gif

Kuva:

3. Yksinkertaistettu käyttöliittymä

Yksinkertaistettu käyttöliittymä

Otettuaan ratkaisevan askeleen käyttöliittymän päivittämisessä MATLAB 6.0:n kehittäjät näyttävät pelänneen vanhojen käyttäjien tyytymättömyyttä, jotka olivat jo tottuneet työskentelemään MATLABin aikaisempien versioiden vaatimattomalla ja osittain jopa puutteellisella käyttöliittymällä. Siksi he esittelivät mahdollisuuden muuttaa järjestelmän käyttöliittymää, mukaan lukien sen esittäminen vanhassa hyvässä muodossa. Kaikki nämä ominaisuudet toteutetaan Näytä-valikon komennoilla. Kuvassa 5.1 Näytä-välilehti näkyy avoimessa tilassa.

Nyt käyttäjä voi muokata käyttöliittymän ulkoasua ja järjestää sen ikkunat eri tavalla. Erityisesti suorittamalla komennon Näytä > Työpöydän asettelu > Vain komentoikkuna, saat "vanhan" käyttöliittymän näkymän - kuva. 5.2. Nyt vain Web-valikon sijainti ja pääsy tiedostojärjestelmän kansioihin työkaluriviltä muistuttaa käyttöliittymän innovaatioista. Muuten, kuvassa näkyy myös ikkuna tiedostojärjestelmän kansioihin pääsyä varten. 5.2.

Usein MATLAB kieltäytyy suorittamasta joitain komentoja, koska niiden m-tiedostot eivät ole nykyisessä kansiossa. Siksi nopea pääsy tiedostojärjestelmä käyttöliittymästä tervetuloa.

M-tiedostojen muokkausta ja virheenkorjausta varten MATLABissa on sisäänrakennettu moderni editori, jonka käyttöliittymä on tehty Windpws-sovellusten parhaiden perinteiden mukaisesti. Muistiresurssien katseluikkuna, tiedostojärjestelmän polkujen tarkasteluikkuna, järjestelmän ominaisuuksien viitekirja ja esittelyohjelmat on suunniteltu samalla tyylillä. Grafiikkaeditori ja grafiikkaikkuna kuvien muokkaustyökaluineen on jo kuvattu.

Riisi. 5.2. MATLAB 6.0 -järjestelmän yksinkertaistettu käyttöliittymä

2.gif

Kuva:

4. Työkalupalkin käyttäminen

Työskentely työkalupalkin kanssa

Työkalupalkin työkalut

Työkalurivi (kuva 5.3) tarjoaa yksinkertaisimman ja kätevimmän (etenkin aloitteleville käyttäjille) tavan työskennellä MATLAB-järjestelmän kanssa. Tässä tapauksessa pääkomennot syötetään osoittamalla hiiren osoitin haluttu painike painamalla hiiren vasenta painiketta. Painikkeissa on kuva, joka osoittaa selvästi niiden tarkoituksen.

Riisi. 5.3. Osa MATLAB-järjestelmäikkunaa, jossa on valikko ja työkalurivi

Ensinnäkin luettelemme työkalupalkin kaikkien painikkeiden tarkoituksen:

    Uusi M-tiedosto ( Uusi m-tiedosto) - näyttää tyhjän m-file-editori-ikkunan;

    Avaa tiedosto - avaa ikkunan m-tiedoston lataamista varten;

    Leikkaa - leikkaa valitun fragmentin ja sijoittaa sen puskuriin;

    Kopioi (Copy) - kopioi valitun fragmentin puskuriin;
    Liitä - siirtää fragmentin puskurista nykyiselle INPUT-riville

    Kumoa - peruuttaa edellisen toiminnon;

    Toista (Redo) - palauttaa viimeksi peruutetun toiminnon;

    Simulink - avaa Simulink-kirjaston selainikkunan;

    Ohje - Avaa ohjeikkunan.

Työkalupalkin painikesarja tarjoaa useimmin tarvittavien komentojen suorittamisen ja on varsin riittävä jokapäiväiseen järjestelmän työskentelyyn.

    Painikkeiden tarkoituksen osoittavat myös työkaluvihjeet, jotka tulevat näkyviin, kun hiiren osoitin asetetaan vastaavan painikkeen päälle.

    kumpikaan ei näytä keltaiselta suorakulmiolta tekstillä lyhyttä tietoa- katso esimerkki tällaisesta vihjeestä kuvassa. 2.12 työkalupalkin Ohje-painikkeesta. On mielenkiintoista huomata, että pääsy työtilan ja tiedostojärjestelmän selaimiin on poistettu työkalupalkista.

3.gif

Kuva:

5. Uuden tiedoston avaamisikkunan kutsuminen

Ikkunan kutsuminen avataksesi uuden tiedoston

Uusi M-tiedosto -painike avaa m-file-editorin/debuggeri-ikkunan. Tämä ikkuna näkyy kuvassa. 5.4 Keskustelemme tämän työkalun kanssa työskentelemisestä myöhemmin.

Riisi. 5.4 Tyhjä m-file editor/debugger -ikkuna

Oletuksena tiedostolle annetaan nimi Untitled, joka voidaan myöhemmin (tiedostoa kirjoitettaessa) muuttaa joksikin muuksi tehtävän aihetta vastaavaksi. Tämä nimi näkyy m-tiedoston muokkausikkunan otsikkorivillä, joka sijaitsee editori/debuggeri-ikkunassa ja näkyy kuvassa. 5.4 Editorissa/debuggerissa voit muokata useita m-tiedostoja, ja jokainen niistä on omassa muokkausikkunassaan, vaikka vain yksi ikkuna voi olla aktiivinen muiden ikkunoiden päällä.

Huomautus

Huomaa, että työkalupalkki on kontekstikohtainen. m-file editorissa/debuggerissa siinä on hieman erilaiset työkalut kuin komentotilan ikkunassa (katso kuva 5.1). Selvennämme näitä eroja myöhemmin.

4.gif

Kuva:

6. Olemassa olevan tiedoston latausikkunan kutsuminen

Olemassa olevan tiedoston latausikkunan kutsuminen

Avaa tiedosto -painiketta käytetään aiemmin luotujen m-tiedostojen lataamiseen editoriin/debuggeriin, esimerkiksi ne, jotka sisältyvät järjestelmälaajennuspakettiin (Toolbox) tai jotka ovat käyttäjän kehittämiä. Se avaa ikkunan, joka on tyypillinen Windows-sovellusliittymän elementti ja joka näkyy kuvassa. 5.5 m-file editor/debugger -ikkunassa.

Riisi. 5.5. Tiedoston latausikkuna muokkaus-/virheenkorjausikkunassa

Tiedoston latausikkunassa Kansio-pudotusluettelon ja pystysuuntaisen vierityspalkin avulla voit "käyttää" kaikki asemat, kansiot ja tiedostot. Valita vaadittu tiedosto Lataa se valitsemalla se hiirellä. Valinta päättyy tuplaklikkaus tiedoston nimessä painamalla Enter-näppäintä tai napsauttamalla Avaa-painiketta. Mikä tahansa näistä toimista johtaa asiakirjan lataamiseen nykyiseen järjestelmäikkunaan. Peruuta-painikkeella tai Esc-näppäimellä voit peruuttaa latauksen.

Huomautus

Älkää antako lukijaa häiritä venäjänkielisten merkintöjen äkillisestä ilmestymisestä tiedoston latausikkunan käyttöliittymäelementteihin. He sanovat vain, että käytetään tavallista venäläistettyä käyttöikkunaa Windows-järjestelmät 95/98/Me, jonka käyttäjämme yleensä asentavat.

Voit kutsua jotakin aiemmin käytetyistä asiakirjoista napsauttamalla sen nimeä Tiedosto-valikon Exit-komennon yläpuolella olevassa luettelossa. Kun tiedosto on ladattu asiakirjan kanssa, sen teksti näkyy nykyisessä ikkunassa - kuvassa 1. Kuvassa 5.5 näkyy valitun tiedoston graf2d.rn teksti (esittely kaksiulotteisen grafiikan ominaisuuksista). Voit aloittaa sen muokkaamisen tai käynnistää sen suorittamista varten.

5.gif

Kuva:

7. Leikepöydän toiminnot

Leikepöydän toiminnot

Leikkaa-, Kopioi- ja Liitä-painikkeet toteuttavat yleisimmät komennot leikepöydän kanssa työskennellessä. Kaksi ensimmäistä toimintoa liittyvät valittuihin fragmentteihin istunnosta tai m-tiedostojen tekstistä (jos ne suoritetaan editori-/debuggeri-ikkunassa). Objektien valitsemiseen voit käyttää hiirtä siirtämällä osoitinta tekstin päälle samalla, kun pidät vasenta painiketta painettuna, tai nuolinäppäimiä yhdessä Shift-näppäimen kanssa.

Kuvassa Kuvassa 5.6 on esimerkki matriisin M sisällön korostamisesta MATLAB-dokumenttiikkunassa. Tämän matriisin muodostaa funktio magic (n) ja sitä kutsutaan magiaksi, koska minkä tahansa sarakkeen, minkä tahansa rivin ja jopa minkä tahansa diagonaalin elementtien summa on sama luku - 34 matriisille, jonka n = 4.

Riisi. 5.6. Asiakirja-ikkuna, jossa on valittu matriisin M sisältö

Leikkaa-komento leikkaa valitun fragmentin ja sijoittaa sen puskuriin. Tässä tapauksessa leikattu fragmentti poistetaan asiakirjan tekstistä. Soru (Kopioi) -komento yksinkertaisesti kopioi valitun fragmentin leikepöydälle ja tallentaa sen tekstinä. Paste-komento hakee objektin puskurista (pitää objektin puskurissa) ja sijoittaa objektin kopion määritettyyn asiakirjaan tekstikohdistin. Nämä toiminnot toteutetaan sekä vastaavilla painikkeilla että Muokkaa-valikon komennoilla. MATLABissa voit käyttää pikavalikkoa, joka tulee näkyviin, kun napsautat hiiren kakkospainikkeella. Esimerkiksi asettamalla hiiren kursori matriisin M valitun fragmentin päälle ja painamalla oikea painike, näet kuvassa näkyvän valikon. 5.6. Muuten, se kopioi paikan Soru (Kopioi) -komennolla. Siellä on useita muita saatavilla Tämä hetki komentoja Huomaa, että taikamatriisin M valmistelun yhteydessä sen nimi ilmestyi työtilan selainikkunaan - näytön oikeaan reunaan. Tässä tapauksessa matriisia edustaa taulukon kuva.

Puskurin sisältö voidaan siirtää syöttöriville, m-file editor-debugger -ikkunaan tai jopa toiseen sovellukseen. Oletetaan, että haluamme luoda matriisin M1, jonka sisältö on sijoitettu puskuriin. Voit tehdä tämän kirjoittamalla M1=[ ja painamalla hiiren oikeaa painiketta, valitsemalla Liitä-komento näkyviin tulevasta valikosta. Tämä hetki on kuvattu kuvassa. 5.7.

Riisi. 5.7. Valmistellaan matriisitietojen lisäämistä puskurista

Suorittamalla Paste-komennon näet, että puskuriin tallennetun matriisin tiedot tulevat näkyviin avaavan hakasulkeen jälkeen. Luodaksesi matriisin Ml, sinun tarvitsee vain kirjoittaa sulkeva hakasulku ] ja painaa Enter-näppäintä. Kuvassa Kuvassa 5.8 näkyy, kuinka matriisi Ml luodaan, joka on sisällöltään samanlainen kuin matriisi M.

Riisi. 5.8. Esimerkki M1-matriisin luomisesta puskurista otetulla sisällöllä

Tämä esimerkki on tietysti puhtaasti opettavainen. Turvautumatta puskurin apuun, voitaisiin yksinkertaisesti kirjoittaa M1=M. Tai M2=M - täsmälleen näin kuvassa. 5.8 matriisi M2 on annettu. Puskuritoiminnot ovat kuitenkin usein varsin hyödyllisiä. Siten kaikki tämän kirjan tekstin esimerkit saadaan siirtämällä valitut fragmentit vastaavasta istunnosta ikkunaan tekstieditori Microsoft Word. Käänteinen siirto on myös mahdollista - tallennettu Microsoft Editor -asiakirjoihin Sanaesimerkkejä V komentorivi MATLAB esimerkkien suorittamiseen.

Huomautus

Kiinnitä huomiota kontekstivalikon Valitse kaikki -komentoon. Tämän komennon avulla voit valita koko nykyisen istunnon tekstin, ja Clear Session -komento tyhjentää ikkunan tämän istunnon sisällöstä.

6a.gif

Kuva:

6b.gif

Kuva:

7.gif

Kuva:

8.gif

Kuva:

8. Edellisen toiminnon tuloksen kumoaminen

Edellisen toiminnon tuloksen kumoaminen

Usein toimenpiteen suorittamisen jälkeen huomaamme, että se osoittautui virheelliseksi. Kun työskentelet MATLABissa, sinun ei pitäisi pelätä tätä tilannetta - työkalupalkin Kumoa-painikkeen painaminen peruuttaa viimeinen toimenpide suoritetaan nykyisellä rivillä. Tämä komento ei kumoa dokumentin edellisten rivien toimintoja. Jos osoittautuu, että peruutit viimeisen toiminnon turhaan, se on helppo palauttaa syöttämällä työkaluriviltä Toista-toiminto.

9. Simulink-sovelluksen suorittaminen

Simulink-sovelluksen käyttäminen

Työkalupalkin Simulink-painike (tai simulink-komento syöttöriviltä) käynnistää yhden MATLAB-järjestelmän tehokkaimmista sovelluksista - ohjelman standardilohkoista rakennettujen järjestelmien simulointiin. Tätä järjestelmää (Simulink-työkalupakkia) ei ole kuvattu yksityiskohtaisesti tässä kirjassa (katso edellisen version kuvaus), joten toistaiseksi huomioimme vain, että napsauttamalla osoitettua painiketta tulee näkyviin lohkotyyppikirjastoikkuna (kuva 5.9). vasen).

Sovellettu MATLAB 6.0:ssa uusi versio Simulink 4 lohkokirjastolla. Tämä kirjasto sisältää merkittävästi laajennetun joukon komponentteja - lohkoja, jotka on yhdistetty temaattisiin ryhmiin. Lohkojen etsimisen ja valinnan yksinkertaistamiseksi kirjasto-ikkuna on järjestetty kirjastoselaimen muotoon, joka muistuttaa hyvin Windows 95/98/Me/2000/NT4 -käyttöjärjestelmän Exploreria (Windows Explorer). Selainikkuna näkyy kuvassa. 5.9 vasemmalla. Se näyttää mallipuun, jossa on alasvetohaaralohkoja. Kuva valitun puulohkon komponenteista näkyy selainikkunan oikealla puolella olevassa esikatselukentässä.

Jos haluat ladata minkä tahansa järjestelmän tai laitteen mallin (mukaan lukien esittelyesimerkit), aktivoi vain Avaa-painike, joka näyttää avauskansiolta. Tämä aiheuttaa Simulink-ohjelman mallieditorin ikkunan, joka näkyy kuvassa. 5.9 oikealla. Tämä tavallinen ikkuna tiedostojen lataaminen, hyväksytty kaikissa Windows 95/98/Me/2000 -käyttöjärjestelmän sovelluksissa. Täällä voit valita ja ladata tiedoston haluttu malli tai demo.

Riisi. 5.9. Simulink Library Block -selainikkuna

Riisi. Kuvassa 5.10 näkyy Simulinkiin ladattu Lorenz-attraktorimalli - demotiedosto lorenz. Täällä näet ikkunan ladatulla mallilla (se on vasemmalla) ja sisäänrakennetun virtuaalisen oskilloskoopin ikkunat - yksi monista Simulinkiin sisältyvistä virtuaalisista tallennuslaitteista.

Riisi. 5.10. Esimerkki Simulink-ohjelmasta

Paneelissa kolmiopainike Simulink työkalut aloittaa mallinnusprosessin. Sen tulokset voidaan arvioida tallennuslaitteiden - erityisesti jo mainitun oskilloskoopin - lukemien perusteella. Sen ikkunoissa näkyy Lorenz-traktorille ominaisia ​​monimutkaisia ​​ja melko kaoottisia värähtelyjä. Kunkin lohkon parametrit voidaan määrittää tai määrittää käyttämällä lohkoparametrit-ikkunaa. Kuvassa Kuvassa 5.10 oikeassa alakulmassa on tällainen ikkuna Beta*z-lohkolle - kertolaitteelle. Useimmat lohkoparametriasetukset ovat melko ilmeisiä - vaikka niiden parametrit on listattu englanniksi.

Luo uusi malli -painike uusi malli) Simulink Libraries -ikkunassa avaa puhtaan Model Editor -ikkunan. Mikä tahansa lohko voidaan vetää hiirellä tähän ikkunaan. Tällä tavalla syötetyt lohkot yhdistetään toisiinsa viivoilla, joihin käytetään hiirtä, joilla osoitetaan liitoskohdat ja piirretään yhdysviivat.

Siten on helppo luoda uusi järjestelmämalli. Kuvaus Simulinkin uusien mallien valmistelusta ei kuitenkaan sisälly tämän kirjan piiriin, koska kirja on omistettu vain kuvaukselle perusjärjestelmä MATLAB. Kiinnostuneet lukijat voivat ottaa yhteyttä julkaisuihin. Annetut tiedot auttavat kuitenkin kiinnostunutta lukijaa aloittamaan Simulinkin käytön.

9.gif

Kuva:

10.gif

Kuva:

10. Soita MATLAB-apuun

Soita MATLAB-apuun

Ohje-työkalupalkin viimeinen painike avaa ikkunan, jossa on luettelo ohjejärjestelmän aiheista. Tämä ikkuna on esitetty kuvassa. 4.8 Oppitunnilla 4 opimme yksityiskohtaisesti työskentelyä ohjejärjestelmän kanssa, joten tässä voimme täydentää kuvauksen MATLAB-järjestelmätyökaluista, joihin pääsyn tarjoaa työkalurivi.

11. Työtilan ja tiedostojärjestelmän ohjaimet

Työtilan ja tiedostojärjestelmän ohjaimet

Työtilan selain

Vektorit ja matriisit voivat viedä paljon muistia. Emme tietenkään puhu vektoreista tai matriiseista, jotka sisältävät useita elementtejä tai jopa useita kymmeniä elementtejä. Vaikka tässä tapauksessa niiden koon arvioiminen on hyödyllistä kehitettäessä matriisilaskentaalgoritmeja ja arvioitaessa niiden tehokkuutta muistinkäytön kannalta.

Kuten todettiin, MATLAB 6.0 -järjestelmäikkunan vasemmalla puolella on ikkuna erityistä työtilaselainta varten - Workspace Browser. Sitä käytetään työmuistiresurssien katseluun. Selain tarjoaa visuaalisen visualisoinnin työtilan sisällöstä. Työtilan selainikkuna tekee muita asioita tärkeitä toimintoja- voit tarkastella muistissa olevia objekteja, muokata niiden sisältöä ja poistaa kohteita muistista. Voit näyttää objektin sisällön valitsemalla sen nimen hiirellä ja napsauttamalla painiketta

Avata. Objektin voi avata myös kaksoisnapsauttamalla sen nimeä luettelossa. Muokkausikkuna avautuu Array Editor, joka näkyy kuvassa. 5.11 suhteessa matriisiin M2.

Riisi. 5.11. Esimerkki matriisin sisällön katselusta

Matriisin muokkausikkuna tarjoaa kätevän pääsyn matriisin minkä tahansa elementin muokkaamiseen laskentataulukoiden kanssa työskentelyssä hyväksyttyjen sääntöjen mukaisesti. [ Oppitunti 23 näyttää kuinka käyttää Microsoft Excel syöttääksesi matriiseja. - Huomautus. toim.] . Pääasiallinen on nopea pääsy mihin tahansa matriisin elementtiin. Voit myös muuttaa elementin arvon tyyppiä valitsemalla sen Numeerinen muoto -valikon luettelosta. Ikkuna näyttää myös tiedot matriisin rivien ja sarakkeiden lukumäärästä.

11.gif

Kuva:

11b.gif

Kuva:

12. Kuka ja kenen työtilan katselukomennot

Kuka ja kenen työtilanäkymän komennot

On huomattava, että työtilan katselu on mahdollista myös komentotilassa ilman työtilaselaimen käyttöä. Whos-komento näyttää luettelon määritetyistä muuttujista ja whos-komento näyttää luettelon ei-muuttujista, jotka osoittavat niiden koon ja muistitilanteen. Seuraavat esimerkit havainnollistavat näiden komentojen toimintaa:

"V=:

Muuttujasi ovat:

kaksinkertainen matriisi

kaksinkertainen matriisi

kaksinkertainen matriisi

Jos haluat tarkastella yksittäisen muuttujan, kuten M, tietoja, sinun tulee käyttää whos M -komentoa. Luonnollisesti työtilan tarkasteleminen Workspace-selaimella on kätevämpää ja visuaalisempaa.

13. Tiedostorakenneselain

Tiedostorakenteen selain

Voit tarkastella MATLABin tiedostorakennetta käyttämällä erityistä tiedostojärjestelmäselainta (Path Browser), joka käynnistetään normaalin järjestelmän käynnistyksen aikana. Jos yksinkertaistettu käyttöliittymä on asennettu, Nykyinen hakemisto -ikkunaa käytetään tiedostojärjestelmän selaimen käynnistämiseen. Kuvassa Kuva 5.12 vasemmalla näyttää tämän selaimen ikkunan.

On helppo nähdä, että tiedostojärjestelmäselain on rakennettu kuten Windows 95/98/Me/2000/NT4 -käyttöjärjestelmien tunnettu Explorer. Ikkunassa voit tarkastella tietokoneen tiedostojärjestelmää ja valita minkä tahansa tiedoston. Esimerkiksi kuvassa. Kuvassa 5.12 on esitetty sinifunktion m-tiedoston valinta.

Suorittamalla Avaa-komennon hiiren kakkospainikkeen pikavalikosta tai kaksoisnapsauttamalla korostettua riviä tiedoston nimellä, voit syöttää tämän tiedoston m-file-editori-/debuggeri-ikkunaan. Tässä tapauksessa editori käynnistyy automaattisesti ja sen ikkuna, jossa on valittu tiedosto valmiina muokattavaksi, tulee näkyviin kuvan 1 näytölle. 5.12

Riisi. 5.12 Esimerkki polkuselainikkunasta

Huomautus

Huomaa, että sinifunktio m-file sisältää vain ohjejärjestelmän käyttämiä kommentteja funktiosta. MATLAB-ohjelmointikielessä ei ole sinifunktion määritelmää. Tämä johtuu siitä, että tämä toiminto on sisäänrakennettu järjestelmän ytimeen. Joten on yksinkertaisesti mahdotonta muokata tällaisia ​​toimintoja. Mikään ei kuitenkaan estä sinua luomasta omaa menetelmää (ja algoritmia) sisäänrakennettujen funktioiden laskemiseen ja muotoiluun m-tiedostoiksi antamalla niille omat nimesi - esimerkiksi mysin.m.

Siten tiedostorakenneselaimen avulla voit tutkia MATLAB-tiedostojärjestelmää yksityiskohtaisesti ja näyttää m-tiedostot tai demotiedostot katselua, muokkausta ja muokkausta varten.

12.gif

Kuva:

14. Työskentely valikon kanssa

Työskentely valikon kanssa

Komennot, toiminnot ja parametrit

Avoin valikkorivin kohta sisältää erilaisia ​​toimintoja ja komentoja. Korostettu komento tai toiminto suoritetaan, kun painat Enter-näppäintä. Voit myös suorittaa komennon napsauttamalla hiirtä tai painamalla näppäimistön näppäintä, joka vastaa komennon nimessä korostettua merkkiä.

Komentojen ja operaatioiden välillä ei ole mitään erityisiä eroja, ja ne sekoitetaan usein tietojenkäsittelytieteen kirjallisuudessa. Me laskemme tiimi toiminto, joka suoritetaan välittömästi. A operaatio - toiminto, joka vaatii valmistelua, kuten ikkunan avaaminen tiettyjen parametrien asettamista varten.

Parametri(optio) on tietyn arvon arvo, joka on voimassa nykyisen istunnon aikana. Parametrit ovat yleensä osoitteita käytettävistä fonteista, ikkunoiden koosta, taustaväristä jne.

15. Järjestelmävalikko

Järjestelmävalikko

Siirrytään MATLAB 6.0 -järjestelmän päävalikon kuvaukseen. Tämä valikko (katso kuva 5.1 yllä) näyttää melko vaatimattomalta ja sisältää vain kuusi kohtaa:

    Tiedosto - tiedostojen käsittely;

    Muokkaa - istunnon muokkaus;

    Näytä - näytä ja piilota työkalurivi;

    Web - pääsy Internet-resursseihin;

    Windows - Windowsin ikkunan ominaisuuksien asettaminen;

    Ohje - pääsy ohjealijärjestelmiin.

Verrattuna versioon 5.3.1 on lisätty yksi Web-sijainti, joka mahdollistaa pääsyn Internet-resursseihin, jotka on kuvattu oppitunnissa 1.

16. Tiedosto-alivalikko

Tiedosto-alivalikko

Tiedosto-alivalikko sisältää useita toimintoja ja komentoja tiedostojen käsittelyä varten. Se on esitetty kuvassa. 5.13. Toimintojen ja komentojen määrä on huomattavasti pienempi verrattuna samaan valikkoon MATLAB-järjestelmän edellisessä versiossa.

Tiedosto-valikko sisältää nyt seuraavat toiminnot:

    Uusi - avaa alivalikon paikoilla:

    M-file - avaa m-file-editorin/debuggeri-ikkunan;

    Kuva - aukko tyhjä ikkuna grafiikka;

    Malli - avaa tyhjän ikkunan Simulink-mallin luomista varten;

    GUI - elementin kehitysikkunan avaaminen GUI käyttäjä.

    Avaa - avaa tiedoston latausikkunan.

    Sulje komentoikkunat - sulkee komentotilan ikkunan (se häviää näytöltä).

    Tuo tiedot - avaa ikkunan datatiedostojen tuontia varten.

    Tallenna työtila nimellä... - avaa ikkunan, jossa voit tallentaa työtilan tiedostoksi määritetyllä nimellä.

    Aseta polku - avaa ikkunan tiedostojärjestelmän pääsypolkujen määrittämistä varten.

    Asetukset... - avaa ikkunan käyttöliittymäelementtien mukauttamiseen.

    Tulosta... - avaa ikkunan koko nykyisen asiakirjan tulostamista varten.

    Tulosta valinta... - avaa ikkunan asiakirjan valitun osan tulostamista varten.

    Exit - poistuu järjestelmästä.

Riisi. 5.13. Valikko tiedostotoiminnot Tiedosto

13.gif

Kuva:

17. Ikkunoiden avaaminen uusien tiedostojen valmistelemiseksi

Ikkunoiden avaaminen uusien tiedostojen valmistelemiseksi

Kuten todettiin, Uusi-komento avaa ikkunat uusien tiedostojen valmistelua varten. Kolmelle tiedostotyypille (m-files, graafiset tiedostot ja Simulink-mallitiedostot) niiden muokkausikkunat on jo kuvattu. Uutta on GUI-alivalikon sijainti Tiedosto. Se avaa kuvassa 2 näkyvän käyttöliittymäelementtien muokkausikkunan. 5.14.

Riisi. 5.14. GUI-elementtien muokkausikkuna

TO Yksityiskohtainen kuvaus Palaamme tähän ikkunaan. Toistaiseksi on huomattava, että työskentely editorin kanssa on melko ilmeistä.

14.gif

Kuva:

Avaa... ja Tuo tiedot... -komennot näyttävät vakioikkunat (katso kuva 5.5) m-tiedostojen ja datatiedostojen lataamista varten. Tallenna työtila nimellä... Komento työ alue miten...) avaa tavallisen ikkunan tiedostoille, joiden tunniste on .mat. Ne tallentavat muuttujien, taulukoiden, käyttäjätoimintojen ja muiden nykyisen työistunnon aikana luotujen objektien määritelmiä. Nämä komennot eivät yleistietonsa vuoksi vaadi tarkempia kommentteja.

19. Tiedostojärjestelmän pääsypolkujen asettaminen

Tiedostojärjestelmän pääsypolkujen asettaminen

Aseta polku... -komento avaa tiedostojärjestelmän polun muokkausikkunan. Tämä ikkuna näkyy kuvassa. 5.15.

Ikkuna näyttää luettelon kansioista, joissa on MATLAB-järjestelmätiedostoja. On mahdollista siirtää kansioita ylös tai alas luettelossa, tuhota ne ja nimetä uudelleen. Oletus on oikea asennus pääsypolkuja, joten näitä ominaisuuksia tulee käyttää vain erityistilanteissa, kuten kun kansioita siirretään vahingossa toiseen paikkaan tai kun ne nimetään uudelleen.


Riisi. 5.15. Tiedostojärjestelmän polun muokkausikkuna

15.gif

Kuva:

20. Käyttöliittymäelementtien mukauttaminen

Käyttöliittymäelementtien asettaminen

Ikkuna käyttöliittymäelementtien asetusta varten on esitetty kuvassa. 5.16.


Riisi. 5.16. Ikkuna käyttöliittymäelementtien asettamiseen

MATLAB 6.0 -käyttöliittymästä on tullut niin käyttäjäystävällinen ja jopa tyylikäs, että on epätodennäköistä, että kukaan haluaisi muuttaa sitä enempää kuin Näytä-alivalikon komennot tarjoavat [ Tämä saattaa jopa olla tarpeen, jotta se mukautetaan käyttöjärjestelmään sopivaksi. Esimerkiksi PDF-lukijan sijainnin selventämiseksi saatat joutua poistamaan heittomerkit manuaalisesti sen polulta. suoritettava tiedosto. - Huomautus. toim.]. Tällainen mahdollisuus on kuitenkin olemassa - Asetukset...-komento näyttää ikkunan yksityiskohtaiset asetukset liitäntäelementit (kuva 5.16). Tämän ikkunan vasemmalla puolella on puumainen luettelo järjestelmän käyttöliittymäelementeistä, ja oikealla puolella on kenttä valitun tyyppisten elementtien parametrien asettamiseen. Koska parametreja muutetaan yleensä hyvin harvoin, emme käsittele tätä ikkunaa yksityiskohtaisesti. Kiinnostunut lukija luultavasti selvittää tarvitsemansa parametrit itse.

Riisi. 5.17. Tulostusikkuna

Tämän tulostimen tulostusominaisuuksien asetusikkuna näkyy kuvassa. 5.18. Siinä on kolme välilehteä tulostusasetusten, paperiasetusten ja tulostimen huoltoapuohjelmien käyttöä varten. Monet, jopa halvat mustesuihkutulostimet tarjoavat väritulostuksen, kun taas vain kalliilla lasertulostimilla on tämä ominaisuus.


Riisi. 5.18. Tulostuksen ominaisuudet -ikkuna

On huomattava, että tulostusikkunat ovat tyypillisiä Windows 95/98/Me/2000/NT4 -käyttöjärjestelmälle. Niiden ulkonäkö riippuu käytetystä tulostimesta tai tarkemmin sanottuna siihen asennetusta ohjaimesta. Ikkunaasennukset ovat melko ilmeisiä, joten niitä ei kuvata tarkemmin. Huomaa, että tulostusikkuna on täysin venäläistetty - tämä johtuu siitä, että käytettiin Venäjälle lokalisoitua Windows 98 -käyttöjärjestelmän versiota. Samaan aikaan tulostimen ominaisuusikkuna on vain osittain venäläistetty.

22. Muokkaa-valikko - asiakirjan muokkaustyökalut

Muokkaa-valikko - asiakirjan muokkaustyökalut

Muokkaa-valikko (kuva 5.19) sisältää useimmille Windows-sovelluksille tyypillisiä muokkaustoimintoja ja komentoja:

    Kumoa - edellisen toiminnon tuloksen peruuttaminen;

    Toista (Toista) - kumoaa viimeisen Kumoa-toiminnon;

    Leikkaa - valitun fragmentin leikkaaminen ja siirtäminen puskuriin;

    Kopioi (Copy) - valitun fragmentin kopioiminen puskuriin;
    О Liitä - liitä fragmentti puskurista kursorin nykyiseen sijaintiin;

    Clear - valitun alueen tyhjennystoiminto;

    Valitse kaikki - valitsee koko istunnon;

    Poista - valitun objektin tuhoaminen;

    Clear Command Windows - tyhjentää istunnon tekstin (tallentaa samalla luotuja objekteja);

    > M-tiedosto Tiedosto-valikosta. Sen jälkeen editori-ikkunassa voit luoda oman tiedoston, käyttää työkaluja virheenkorjaukseen ja sen käynnistämiseen. Ennen tiedoston suorittamista se on kirjoitettava levylle editorin valikon Tiedosto > Tallenna nimellä -komennolla.

    Riisi. 5.20. Tiedostoeditori/debuggeri kirjoitettaessa tiedostoa levylle

    Kuvassa Kuva 5.20 näyttää editorin/debuggerin ikkunan tekstillä yksinkertainen tiedosto muokkaus- ja virheenkorjausikkunassa.

    Valmistettu tiedostoteksti (tämä on yksinkertaisin ja ensimmäinen ohjelmamme tällä kielellä MATLAB ohjelmointi) on kirjoitettava levylle. Käytä tätä varten Tallenna nimellä -komentoa, jonka ikkuna näkyy kuvassa. 5.20 järjestelmäeditorin/debuggerin ikkunassa. Työskentely Tallenna nimellä -komentoikkunan kanssa on jo kuvattu.

    Kun olet kirjoittanut tiedoston levylle, huomaat, että editorin Työkalut-valikon Run-komento aktivoituu (se on passiivinen, kunnes tiedosto kirjoitetaan levylle) ja mahdollistaa tiedoston suorittamisen. Suorittamalla komennon voit tarkkailla m-tiedoston suoritusta; meidän tapauksessamme tämä on kuvan rakentaminen grafiikkaikkunaan ja merkinnän näyttäminen nollalla jakamisesta funktion laskennan aikana sin(x)/x järjestelmän komentoikkunassa (kuva 5.21).

    Ensi silmäyksellä saattaa vaikuttaa siltä, ​​että editori/debuggeri on yksinkertaisesti ylimääräinen linkki "käyttäjä - MATLAB" -ketjussa. Itse asiassa tiedoston teksti voidaan syöttää järjestelmäikkunaan ja saada sama tulos. Todellisuudessa editorilla/debuggerilla on kuitenkin tärkeä rooli. Sen avulla voit luoda m-tiedoston (ohjelman) ilman lukuisia "kuoria", jotka liittyvät komentotilassa työskentelemiseen. Seuraavaksi varmistamme, että tällaisen tiedoston tekstiä käsitellään huolellisesti syntaksin tarkistus, jonka aikana monet käyttäjävirheet tunnistetaan ja poistetaan. Näin toimittaja tarjoaa syntaktinen ohjaus tiedosto.

    Editorissa on myös muita tärkeitä virheenkorjaustyökaluja - sen avulla voit asettaa tiedoston tekstiin erityisiä merkkejä, joita kutsutaan keskeytyspisteiksi. Kun ne saavutetaan, laskelmat keskeytetään ja käyttäjä voi arvioida välitulokset laskelmat (esimerkiksi muuttujien arvot), tarkista silmukoiden oikea toteutus jne. Lopuksi editorin avulla voit kirjoittaa tiedoston tekstimuoto ja ikuistaa työsi MATLAB-tiedostojärjestelmässä.

    25. Värien korostus ja syntaktinen ohjaus

    Värien korostus ja syntaktinen ohjaus

    m-file-editori/debuggeri suorittaa syntaksin tarkistuksia ohjelmakoodille kirjoittaessasi. Käytetään seuraavia värejä:

    • ohjelmointikielen avainsanat - sininen;

      operaattorit, vakiot ja muuttujat - musta;

Liittovaltion koulutusvirasto

Valtion ammatillinen korkeakouluoppilaitos

Ufa State Aviation Technical University

Ilmailun instrumentoinnin laitos

MATLAB-JÄRJESTELMÄLIITÄNTÄ

Ohjeita

tieteenalojen laboratoriotöihin

"Automaattisen ohjauksen perusteet"

ja "Digitaalinen signaalinkäsittely"

Ufa 2006

Kokoonpano: V.I. Petunin

UDC 004.45(07)

BBK 32.973.26-018.2(ya7)

MATLAB-järjestelmän käyttöliittymä: Ohjeet laboratoriotyöskentelyyn tieteenaloilla "Automaattisen ohjauksen perusteet" ja "Digitaalinen signaalinkäsittely" / Ufimsk. osavaltio ilmailu tekniikka. Yliopisto; Comp. IN JA. Petunin. – Ufa, 2006. – 29 s.

Ohjeissa on kuvaus laboratoriotyöt, jonka aikana opiskelija tutustuu MatLab-järjestelmän rakentamisen periaatteisiin ja toiminnan ominaisuuksiin. Tämän järjestelmän sovellus lineaaristen ja epälineaaristen dynaamisten järjestelmien mallintamiseen (Control System Toolbox ja SimuLink paketit) ja digitaalinen käsittely signaalit (Signal Processing Toolbox -paketti).

Suunniteltu sertifioitujen asiantuntijoiden koulutusalalla 200100 "Instrumenttitekniikka" ja erikoisalalla 200103 opiskeleville opiskelijoille Ilmailun instrumentit sekä mittaus- ja laskentakompleksit."

Pöytä 0. Il. 7. Bibliografia: 8 nimeä.

Arvostelijat: Dr. Tech. tieteet, prof. Vasiliev V.I.

Ph.D. tekniikka. Tieteet, apulaisprofessori Yuldashbaev Sh.A.

©Ufan osavaltio

Ilmailutekniikan yliopisto, 2006

1. Työn tarkoitus 4

2. Teoreettinen osa 4

2.1. Johdanto 4

2.2. MatLab 6 käyttöliittymä

2.3. Lineaaristen kiinteiden järjestelmien tutkimus (Control System Toolbox -paketti) 12

2.4. Mallintaminen epälineaariset järjestelmät(SimuLink-paketti) 16

2.5. Digitaalinen signaalinkäsittely (Signal Processing Toolbox) 21

3. Tehtävä 23

4. Laboratorion järjestelyn kuvaus 24

5. Työmääräys 24

6. Raporttivaatimukset 24

7. Testikysymykset 25

Bibliografia 25

Liite 27

Laboratoriotyöt

JÄRJESTELMÄLIITÄNTÄMatLab

1. Työn tarkoitus

Tämän työn tarkoitus on:

1. MatLAB-järjestelmän versioiden 5.X tarkoituksen, koostumuksen ja käyttöliittymän tutkiminen;

2. tutustuminen MatLAB-järjestelmän demo-esimerkkeihin;

3. Control- ja SimuLink-pakettien tutkiminen (lineaaristen ja epälineaaristen dynaamisten järjestelmien simulointi);

4. Signaalipaketin tutkimus (digitaalinen signaalinkäsittely).

2. Teoreettinen osa

2.1. Johdanto

MatLAB-järjestelmän (lyhenne sanoista MATrix LABoratory) on kehittänyt The MathWorks, Inc. (USA, Natick, Massachusetts) 1970-luvun lopulla ja on interaktiivinen järjestelmä teknisten ja tieteellisten laskelmien suorittamiseen, joka keskittyy tietojoukkojen käsittelyyn. Järjestelmä käyttää matemaattista apuprosessoria ja mahdollistaa pääsyn FORTRAN-, C- ja C++-kielellä kirjoitettuihin ohjelmiin.

Järjestelmä tukee operaatioita vektoreilla, matriiseilla ja datataulukoilla, toteuttaa singulaari- ja spektrihajotelmia, laskee matriisien järjestys- ja ehtolukuja, tukee työskentelyä algebrallisten polynomien kanssa, epälineaaristen yhtälöiden ja optimointiongelmien ratkaisemista, integraatiota kvadratuuriin, differentiaali- ja differentiaaliyhtälöiden ratkaisemista, erityyppisten kuvaajien, kolmiulotteisten pintojen ja tasoviivojen rakentaminen. Se toteuttaa kätevän käyttöympäristön, jonka avulla voit muotoilla ongelmia ja saada ratkaisuja tutussa matemaattisessa muodossa ilman rutiiniohjelmointia.

MatLAB-järjestelmän päätavoitteena on suorakulmainen taulukko, joka mahdollistaa monimutkaiset elementit ja matriisien syöttämisen ilman, että niiden kokoa erikseen määritellään. Järjestelmän avulla voit ratkaista monia laskentaongelmia huomattavasti lyhyemmässä ajassa kuin vastaavien ohjelmien kirjoittaminen FORTRAN-, BASIC- ja C-kielellä.

MatLAB-järjestelmässä on oma ohjelmointikieli, joka muistuttaa BASICia. Tallennusohjelmat ovat perinteisiä ja siksi tuttuja useimmille tietokoneiden käyttäjille. Lisäksi järjestelmä mahdollistaa ohjelmien muokkaamisen millä tahansa käyttäjälle tutulla tekstieditorilla.

Työskentely MatLAB-ympäristössä voidaan suorittaa kahdella tavalla:

    Laskin-tilassa, kun laskutoimitukset suoritetaan välittömästi seuraavan operaattorin tai MatLAB-komennon kirjoittamisen jälkeen; tässä tapauksessa laskentatulosten arvot voidaan määrittää joillekin muuttujille tai tulokset saadaan suoraan, ilman osoitusta (kuten perinteisissä laskimissa);

    Kutsumalla MatLABissa käännetty ja levylle tallennettu ohjelma, joka sisältää kaikki tarvittavat komennot datan syöttö, järjestää laskelmia ja näyttää tulokset näytöllä (ohjelmatila).

Molemmissa tiloissa käyttäjällä on pääsy lähes kaikkiin järjestelmän laskentaominaisuuksiin, mukaan lukien tietojen näyttäminen graafisessa muodossa. Ohjelmatilassa voit tallentaa kehitetyt laskentaalgoritmit ja siten toistaa laskelmat eri lähtötiedoilla.

Järjestelmän tärkein erottuva piirre on sen muokkaus ja mukauttaminen tiettyihin käyttäjän tehtäviin. Käyttäjä voi syöttää minkä tahansa uusi joukkue, operaattori tai toiminto ja käytä niitä sitten yhtä helposti kuin sisäänrakennettuja operaattoreita ja toimintoja. Niiden alustavaa kuvausta ei tarvita. Uudet ohjelmat, toiminnot ja menettelyt MatLAB-järjestelmään tallennetaan tiedostoina tunnisteella .m. Tämä tekee operaattoreista ja toiminnoista lähes rajattomat.

MatLAB-järjestelmän mukana toimitetaan yli sata M-tiedostoa, jotka sisältävät demonstraatioesimerkkejä sekä operaattoreiden ja funktioiden määritelmiä. Tämä kirjasto, jonka kaikki tiedostot on kommentoitu, on todellinen aarrearkku erinomaisia ​​esimerkkejä ohjelmoinnista järjestelmäkielellä. Näiden esimerkkien tutkiminen ja kyky työskennellä suorassa laskentatilassa helpottaa huomattavasti matemaattisten laskelmien käytöstä kiinnostuneille käyttäjille järjestelmään tutustumista.

MatLAB on suunniteltu melko monimutkaisiin laskelmiin. Tämä määrittää sen käyttäjäpiirin: insinöörit - uusien laitteiden suunnittelijat ja kehittäjät, jatko-opiskelijat, tutkijat, fyysikot ja matemaatikot. Järjestelmä on sovitettu mille tahansa tieteen ja tekniikan alalle ja sisältää työkaluja, jotka ovat erityisen käteviä sähkö- ja radioteknisiin laskelmiin.

Graafisen käyttöliittymän (GUI) luomiseen Matlabissa on kaksi tapaa:

  1. Puoliautomaattinen tapa luoda graafinen käyttöliittymä GUI Layout Editor -työkalulla (komento opas Matlab-konsolissa)
  2. "Manuaalinen" ohjelmallinen tapa luoda GUI (GUI ohjelmallisesti)
Jokaisella menetelmällä on omat haittansa ja etunsa. GUI Layout Editor sopii paremmin aloittelijoille, kun taas ohjelmiston GUI-luonti sopii paremmin ammattilaisille.

GUI-asettelueditori

GUI Layout Editorissa (opaskomento Matlab-konsolissa) voit luoda manuaalisesti kaikki käyttöliittymäelementit: paneelit, painikkeet, valintaruudut jne.

Käyttöliittymän luomisen tuloksena saamme kaksi tiedostoa: fig-tiedoston, jossa on itse käyttöliittymän "figuuri" ja m-tiedoston, jonka Matlab itse luo ja sisältää ohjelmakoodi kaikki käyttöliittymäelementit.

Oppaan tärkein etu on, että siitä on helppo tehdä yksinkertainen graafinen käyttöliittymä, koska... kaikki käyttöliittymän koodi on Matlabin itsensä luoma. Työtä varten ohjelmisto osa GUI, riittää, kun tutkit tiedonvaihdon periaatetta käyttämällä setappdata- ja getappdata-komentoja (joka on vakiotekniikka tietojen vaihtamiseen erilaisia ​​elementtejä GUI).

Mutta ammattimaisempi lähestymistapa on luoda graafinen käyttöliittymä ohjelmallisesti ilman opasta.

GUI ohjelmallisesti

Ohjelmiston graafisen käyttöliittymän luomisen edut:
  • Helpompi hallita GUI-koodia (koodi on paremmin jäsennelty, helpompi luoda uusia elementtejä, poistaa vanhoja jne.)
  • Käyttöliittymälle ei ole erillistä kuvatiedostoa ja erillistä ohjelma m-file(koska kaikki oppaan fig-tiedoston päivitykset vaativat vastaavan päivityksen m-tiedostoon ja voivat johtaa ei-toivottuihin vaikutuksiin).
Tietenkin sinun täytyy ensin tutustua oppaaseen ymmärtääksesi paremmin Matlabin graafisen käyttöliittymän, mutta mielestäni kannattaa siirtyä graafisen käyttöliittymän luomiseen ohjelmallisesti, mitä nopeampi sen parempi.

Mutta tässä kolikon toinen puoli avautuu. Suurin vaikeus on ohjelmistojen luominen MATLABin GUI tarkoittaa, että sinun on määritettävä manuaalisesti kaikkien käyttöliittymäelementtien sijainti ("Position"-parametri, jossa on 4 elementtiä: x,y koordinaatit+ leveys ja pituus). Se on erittäin epämukavaa. Oppaassa tämä ongelma ratkaistaan ​​hyvin yksinkertaisesti - työkalun avulla Työkalut-> Tasaa objektit.

Yksinkertaiset käyttöliittymät voidaan luoda ohjelmallisesti melko helposti, mutta mitä enemmän painikkeita ja laatikoita on, sitä monimutkaisemmaksi tämä tehtävä tulee.

Joten yksi niistä tärkeitä asioita Kun luodaan graafinen käyttöliittymä ohjelmallisesti, se on elementtien järjestely. Hyvä arvostelu työkalut, jotka auttavat ratkaisemaan tämän ongelman, ovat saatavilla linkistä Matlab layout managers. Valitettavasti he mainitsivat sen vain arvostelun kommenteissa linkin kautta. Tätä työkalupakkia käsitellään edelleen.

Avulla graafisen käyttöliittymän visuaalisen suunnittelun ongelma on täysin ratkaistu (ei turhaan, että se sisällytettiin viikon ohjelman valintaan Matlab Pick of the Week -portaalissa).

GUI ja GUI Layout Toolbox

Tämän työkalupakin pääidea sisältyy sen nimeen - se on asettelujen luominen, jotka yksinkertaistavat elementtien järjestelyä GUI-pääikkunassa. Tässä työkalupakkissa on erittäin hyvät ohjeet(Vain englanniksi).

Yleiset ohjeet sen kanssa työskentelemiseen ovat hyvin yksinkertaiset:

1. Luo ruudukko (uiextras.Grid) (tai voit ohittaa tämän vaiheen)

2. Aseta paneelit ristikolle (uiextras.Panel),

3. Aseta laatikot paneeliin (uiextras.Box)

4. Laitamme laatikoihin ohjauselementit: painikkeet, akselit tai jotain muuta.

Huolehdi nyt kaikkien käyttöliittymäelementtien sijainnista.

Visuaalinen GUI esimerkki kommenttieni avulla voit ladata sen linkistä 29.

Esimerkissäni tiedonvaihto funktioiden ja käyttöliittymäelementtien välillä tapahtuu käyttämällä tekniikkaa nimeltä Sharing Variables Between Parent and Nested - muuttuja, joka on ilmoitettu päätoiminto, näkyy kaikissa sisäkkäisissä funktioissa. Tätä tekniikkaa voidaan käyttää tavallisten setappdatan ja getappdatan sijasta.

Päätelmän sijaan

Aikaisemmin toin ohjelmia graafiseen käyttöliittymään harvoin ja jos tein sen, niin vain oppaan avulla. Mutta GUI Layout Toolboxin avulla tämä tehtävä on yksinkertaistettu huomattavasti, mistä suuri kiitos tämän työkalupakin kehittäjille.

Taulukko 1.3 Erikoissymbolit

Taulukko 1.2 Varatut vakionimet

Taulukko 1.1 Näytön tulostusmuodot

Kuva 2 Nykyisen hakemiston muuttaminen

Vakiintunut polku käyttäjän uuteen nykyiseen hakemistoon Matlabin uudelleenlatauksen yhteydessä löytyy Current Folder -riviltä pudotusvalikosta.

Kuva 1 MATLAB-pääliittymä

Työympäristö, näkyy kuvassa 1.

Käynnistä Matlab napsauttamalla pikakuvaketta

Matlabin käytön aloittaminen

Ohjelmien tallentaminen järjestelmään on perinteistä ja siksi tuttua useimmille tietokoneen käyttäjille. Lisäksi järjestelmä mahdollistaa ohjelmien muokkaamisen millä tahansa käyttäjälle tutulla tekstieditorilla. Sillä on myös oma editori, jossa on debuggeri.

Matlab on ainutlaatuinen kokoelma nykyaikaisten numeeristen menetelmien toteutuksia.

Matlab sisältää suuren määrän valmiita matemaattisia työkaluja, funktioita ja operaatioita, jotka ratkaisevat monia käytännön ongelmia, jota varten aiemmin piti valmistella melko monimutkaisia ​​ohjelmia.

Pakettia käytetään pääasiassa työskentelyyn datataulukoiden - matriisien kanssa.

Matlab-ympäristön käyttötarkoitukset:

- Matemaattiset laskelmat

- Algoritmien kehittäminen

- Kokeellisten tietojen käsittely

- Tietojen visualisointi

- Järjestelmien ja prosessien mallintaminen

- Sovellus kehitys

  • Matriisi, vektori, loogiset operaattorit;
  • alkeis- ja erikoistoiminnot;
  • polynominen aritmetiikka;
  • moniulotteisia taulukoita; levyt; solutaulukot.
  • differentiaaliyhtälöt;
  • lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaiseminen;
  • epälineaaristen algebrallisten yhtälöiden juurien etsiminen;
  • useiden muuttujien funktioiden optimointi;
  • yksi- ja moniulotteinen interpolointi.

2. Muuta nykyinen hakemisto. Napsauta tätä varten Current Folder -rivillä ellipsillä merkittyä painiketta ja avaa avautuvasta Kansio-ikkunasta kansio, johon M-tiedostosi (ohjelmatiedostosi) on tallennettu. Jos tällaista kansiota ei ole, luo se tässä ikkunassa (kuva 2).

3. Avaa Komento-ikkunassa valikko/Tiedosto/Asetukset... - käyttöliittymäelementtien asetusikkuna avautuu (kuva 3).

Perus asetukset:

· Fontit-välilehti – aseta tyyli, kirjasinkoko (yleensä tämä asetus on tarpeen, kun Mathlab avataan ensimmäisen kerran, koska oletusfontti on 7pt);

· Väri-välilehti – aseta komentojen, kommenttien, toimintojen jne. väri. (tämä ei ole erityisen välttämätöntä);

· Työkalurivit-välilehti – asenna/poista työkalupalkin kuvakkeet.

· Komentoikkuna-välilehti – aseta muoto.

Kaikki laskelmat MATLABissa suoritetaan kaksinkertaisella tarkkuudella, ja lukujen esittämiseen näytöllä on erilaisia ​​muotoja. Vaadittu muoto voidaan määrittää valikossa (File/Preferences) tai käyttämällä muotoilukomennot komentoikkunassa (>>format long , >>format compact). Olla olemassa seuraavia menetelmiä lukujen esitys (taulukko 1.1).

MATLABin muuttujia ei tarvitse etukäteen ilmoittaa määrittämällä niiden tyyppi. Kaikki tiedot tallennetaan taulukoiden muodossa: numeeriset muuttujat ( sisäinen tyyppi numeriс), tekstijonot (char), solut (solu) ja rakenteet (struct). Kaksiulotteinen matriisi on matriisi, yksiulotteinen taulukko on vektori ja skalaari on 1x1 matriisi. Muuttujan nimen tulee alkaa kirjaimella, ja sen jälkeen voi olla kirjaimia, numeroita ja alaviiva. Minkä tahansa pituiset nimet ovat kelvollisia, mutta MATLAB tunnistaa ne ensimmäisten 31 merkin perusteella ja erottaa isot ja pienet kirjaimet. MATLABilla on useita vakioita (taulukko 1.2).

Huomaa, että nimi NaN (Not-a-Number) on varattu operaatioiden 0/0, 0*inf, inf-inf jne. tulokselle.

Symboli Tarkoitus
Hakasulkeita käytetään määritettäessä matriiseja ja vektoreita
Tila palvelee matriisielementtien erottamista
, Pilkulla erotetaan matriisielementit ja operaattorit syöttörivillä
; Puolipiste erottaa matriisirivit, ja operaattorin (komennon) lopussa oleva puolipiste estää tuloksen näyttämisen näytöllä.
: Kaksoispistettä käytetään osoittamaan aluetta (arvon muutosväli) ja merkkinä ryhmäoperaatiosta matriisielementeillä
() Sulkuja käytetään määrittämään suoritusjärjestys matemaattisia operaatioita, sekä funktion argumenttien ja matriisiindeksien määrittämiseen
. Piste erottaa murto-osa numerot sen kokonaislukuosasta, ja sitä käytetään myös osana yhdistettyjä merkkejä (.*, .^, ./, .\)
… Kolme tai useampi pistettä rivin lopussa merkitsee lausekkeen jatkoa seuraava rivi
% Prosenttimerkki osoittaa kommentin alkua
’ Viestintä tarkoittaa merkkijonoja ja itse heittomerkkiä merkkijono sinun täytyy laittaa kaksi heittomerkkiä peräkkäin

Käynnistettäessä järjestelmä avautuu yhdestä viiteen ikkunaan (asetuksista riippuen) Kuva 4:



AIHEESEEN LIITTYVÄT ARTIKKELIT