Arahan berkaedah. Mencipta GUI dalam Matlab

MATLAB. PENCIPTAAN APLIKASI GRAFIK.

Objek grafik. Aplikasi grafik mengandungi menu, butang, kawasan input teks, suis dan grafik.

Penunjuk kepada objek. Elemen yang membentuk aplikasi grafik ialah objek. Penunjuk ialah pembolehubah yang menyimpan alamat (dalam ingatan komputer) sesuatu objek. Pengguna menggunakan penunjuk sebagai pembolehubah. Iaitu, untuk melakukan tindakan pada elemen grafik, pengguna dalam arahan yang sepadan menentukan nama pembolehubah yang bermaksud elemen grafik ini (penunjuk kepada elemen grafik ini).

Terdapat fungsi untuk mendapatkan penunjuk: gcf mengembalikan penunjuk ke tetingkap grafik, gca mengembalikan penunjuk ke paksi koordinat, gco mengembalikan penunjuk ke objek grafik.

Sifat objek grafik. Untuk menetapkan sifat objek, terdapat set fungsi(pointer_to_object, 'changeable_property', 'its_new_value', 'changeable_property_2', 'its_new_value_2').

Untuk mendapatkan sifat sesuatu objek, terdapat fungsi get(pointer_to_object, 'property').

Mencipta program dengan antara muka visual. Dalam Tetingkap Perintah, taip panduan dan kemudian tetingkap akan dibuka untuk mencipta antara muka visual.

Di dalamnya anda boleh memilih kedua-dua yang sedia ada (Buka GUI Sedia Ada) dan mencipta antara muka baharu. Untuk tujuan ini, beberapa templat standard yang paling biasa ditawarkan, serta keupayaan untuk mencipta keseluruhan antara muka terlebih dahulu (Lalai GUI Kosong).

Sebagai contoh, mari buat varian antara muka. Ia direka untuk memasukkan beberapa kuantiti awal (argumen) dan mengira beberapa jawapan yang menarik minat pengguna (hasil atau, dengan kata lain, fungsi argumen yang dimasukkan). Ia juga mungkin untuk membina graf mana-mana fungsi daripada mana-mana pembolehubah mengikut budi bicara pengguna, juga menunjukkan nilai minimum dan maksimum hujah dan langkah perubahannya.

Untuk mengedit sifat elemen antara muka, klik dua kali elemen tertentu dengan tetikus (butang kiri). Pemeriksa Harta akan dibuka. Di dalamnya, sebagai contoh, nama elemen (di bawahnya ia muncul pada komputer) dipanggil Tag. Setelah menemui perkataan Tag dalam lajur kiri, kami akan melihat nama itu sendiri dalam lajur kanan (contohnya, teks1). Inskripsi pada elemen, yang boleh dilihat dalam tetingkap antara muka, dipanggil String. Setelah menemui perkataan String di lajur kiri, inskripsi itu sendiri sepadan dengannya di lajur kanan (contohnya, hujah x).

Fail antara muka mempunyai sambungan .rajah.

Menyediakan fail M yang sepadan dengan antara muka yang dibuat.

Agar antara muka dikaitkan dengan melakukan tindakan yang diperlukan (contohnya, apabila anda mengklik pada butang Kira, fungsi akan dikira dan nilainya akan dipaparkan dalam tetingkap yang sepadan), adalah perlu untuk menerangkan terlebih dahulu dalam fail M semua yang perlu dilakukan.

Fail M akan muncul pada skrin selepas mengklik pada butang yang sepadan (keempat dari kanan) dalam barisan butang di bahagian atas skrin editor antara muka. Dalam fail M, yang mempunyai nama yang sama dengan fail antara muka, teks sudah dijana secara automatik mengikut elemen antara muka yang dipilih oleh pengguna. Setiap elemen antara muka mempunyai perenggan teks yang sepadan, bermula dengan sebutan nama (Tag) elemen antara muka.

Memandangkan adalah dinasihatkan untuk memulakan dengan penerangan tentang tindakan yang dilakukan selepas mengklik butang Kira, kami akan mempertimbangkan perenggan teks dalam fail M yang menerangkannya. Untuk melakukan ini, dalam fail antara muka, klik butang Kira, membuka Pemeriksa Harta, dan cari Teg butang ini. Biarkan, sebagai contoh, ia ternyata menjadi butang tekan1. Kemudian dalam fail M kita akan menemui perenggan yang bertajuk function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

Dalam perenggan ini (iaitu, di bawah baris tajuknya) kami menunjukkan apa yang harus berlaku selepas ia ditekan.

Fungsi input argumen mesti dipanggil, membaca argumen awal dari kotak teks yang sepadan dan mengembalikan vektor (tatasusunan) argumen. Kemudian fungsi mesti dipanggil yang menyelesaikan masalah mengira nilai hasil. Ia menerima vektor nilai argumen dan mengembalikan vektor nilai hasil. Selepas ini, fungsi mesti dipanggil untuk memaparkan nilai daripada vektor hasil dalam tetingkap antara muka yang sesuai.

Perintah x=str2double(get(handles.edit1,"String")); bermakna pembolehubah x akan mengandungi nombor yang dikembalikan oleh fungsi str2double, yang menukar rentetan digit kepada nombor. Hujah untuk fungsi ini ialah nilai pulangan bagi fungsi get(handles.edit1,"String")); yang merujuk kepada elemen antara muka handles.edit1 di mana pemegang bermaksud akses kepada antara muka visual, edit1 ialah penetapan elemen antara muka tertentu.

Perintah S=sprintf("%g",f1); bermakna rentetan aksara akan ditulis kepada pembolehubah S menggunakan operator sprintf("%g",f1); yang merujuk kepada hujah f1 dan "%g" menunjukkan bahawa hujah adalah nombor nyata.

Set arahan(handles.edit4,"String",S); bermakna rentetan aksara yang terkandung dalam pembolehubah S akan dipaparkan dalam elemen antara muka edit4 (tetingkap output teks).

Membina graf. Untuk memplot graf, gunakan butang antara muka Plot. Logik di sebalik graf adalah seperti berikut. Pengguna memasukkan ke dalam kotak input nilai pembolehubah NumFun (fungsi nombor 1, 2 atau 3), NumArg (nombor hujah), MinArg (nilai minimum hujah, label untuk paksi mendatar bermula dengannya), MaxArg (nilai maksimum argumen, label untuk paksi mendatar bermula sebelum paksi mendatar), StepArg (langkah menukar hujah). Kemudian pengguna mengklik butang Plot dan graf dibina mengikut data yang dimasukkan.

Dalam fail M kami akan menerangkan perenggan teks yang sepadan dengan butang ini. Selepas mengklik butang, fungsi VvodArg dipanggil, membaca argumen awal dan mengembalikan vektor nilainya. Kemudian fungsi PostrGraf dipanggil. Vektor hujah dihantar kepadanya. Dia membuat jadual. Untuk membina graf, fungsi PostrGraf membaca pembolehubah yang sepadan daripada tetingkap input teks antara muka. Kemudian ia mengira bilangan langkah dengan menolak nilai minimum daripada maksimum dan membahagikan dengan saiz langkah. Dalam kes ini, arahan bulat membundarkan hasil pembahagian kepada nilai keseluruhan. NumberSteps=round((MaxArg-MinArg)/StepArg); selepas itu, nilai ditentukan untuk setiap elemen tatasusunan koordinat mendatar horis titik graf dan bagi setiap elemen tatasusunan koordinat menegak vert titik graf. Apabila semuanya sudah sedia, arahan plot memplot graf dan kemudian grid koordinat ditindih pada graf.

Kira dan simpan keputusan. Untuk mengira keputusan dan segera menyimpannya ke fail, gunakan butang Kira & Simpan.

Dalam teks program yang sepadan dengan butang ini, fail dibuka

Uiputfile("File path\File name.extension", "Selection window");

Di mana antara nilai yang dikembalikan p ialah laluan, f ialah nama fail. Selepas menerima nilai pulangan ini daripada fungsi uiputfile, anda harus menggabungkan data ini menggunakan perintah KudaZapisat=strcat(p,f); tindakan selanjutnya adalah sama seperti dalam latihan yang dibincangkan sebelum ini tentang bekerja dengan fail.

Bina dan simpan graf. Untuk membina graf dan menyimpannya dengan segera, gunakan butang Plot & Simpan. Dalam teks program yang sepadan dengan butang ini, graf pertama kali dibina. Seseorang hanya boleh memanggil fungsi yang telah diterangkan di atas, yang membina graf. Tetapi masih lebih difahami untuk mengkaji jika semua pembolehubah dikira di sini. Untuk kawalan, jadual itu sendiri juga dibina.

Kemudian, apabila semua pembolehubah yang menerangkan graf ditakrifkan, kami membuka fail. Fungsi uiputfile mengembalikan laluan fail dan nama fail. Kemudian kami menggabungkannya menjadi satu pembolehubah. Kami menulis kepada fail bilangan elemen tatasusunan koordinat mendatar dan menegak (jelas mereka adalah saiz yang sama). Kemudian kami menulis tatasusunan koordinat titik graf itu sendiri. Kemudian kami menulis argumen, serta nombor fungsi dan nombor hujah yang mana graf itu dibina. Kemudian tutup fail.

Buka hasil pengiraan daripada fail. Untuk membuka fail dengan hasil pengiraan, gunakan butang Buka Data. Di tempat yang sepadan program kami akan menerangkan tindakan yang perlu. Fungsi uigetfile menyediakan data tentang fail yang dibuka untuk dibaca. Ini membuka tetingkap pemilihan di mana nama fail dan laluan kepadanya ditentukan. Data ini adalah nilai pulangan untuk fungsi uigetfile. Setelah menerimanya, kami menggabungkannya menjadi satu pembolehubah OtkudaChitat. Kemudian buka fail. Selepas membuka fail, kami membaca data yang kami minati daripada fail kepada pembolehubah dengan nama yang sesuai. Ia kini perlu untuk memaparkan nilai pembolehubah ini dalam tetingkap output teks yang sepadan dalam antara muka. Untuk melakukan ini, kami menggunakan fungsi VivodRes dan fungsi VivodArgumentovNaEkran yang tidak digunakan sebelum ini, yang mesti diterangkan di atas perihalan butang.

Buka carta dan data daripada fail. Membuka data yang diperlukan untuk memplot daripada fail dilakukan menggunakan butang Open Data & Plot. Dalam teks program yang sepadan, logik tindakan adalah lebih kurang sama seperti semasa membuka hasil pengiraan daripada fail. Selepas menerima semua data yang diperlukan daripada fail, graf dibina. Di samping itu, maklumat dipaparkan tentang hujah asal dan, sebagai tambahan, tentang nombor fungsi dan nombor hujah yang mana graf itu dibina. Jika anda mahu, anda juga boleh mengubah suai latihan ini dan melabelkan paksi graf mengikut nama argumen dan fungsi.

Pelajaran #5.

Antara Muka Pengguna MATLAB

    ciri umum antaramuka pengguna

    Bar alat

    Operasi Papan Klip

    Pelayar ruang kerja dan struktur fail

    Menjalankan Aplikasi Simulink

    Memanggil bantuan MATLAB

    Menu sistem MATLAB

    Bekerja dengan fail

    Fungsi Persediaan dan Laluan MATLAB

    Menyediakan percetakan

    Editor fail T dan antara muka penyahpepijat

    Fail skrip dan fungsi

    Antara muka tetingkap grafik

    Komunikasi antara MATLAB dan sistem pengendalian

2. Ciri umum antara muka pengguna

Ciri umum antara muka pengguna

Seperti yang dapat dilihat daripada bahan pelajaran terdahulu, versi baharu MATLAB mengekalkan sepenuhnya mod operasi interaktif arahan. Ini adalah fasad lama istana MATLAB. Mod arahan kekal sebagai salah satu kaedah yang paling mudah dan terbukti untuk bekerja dengan sistem.

Terdapat juga cara standard Aplikasi Windows 95/98/Me/2000/NT4 - menu dan bar alat. Tetapi mereka masih kelihatan lebih sederhana daripada kebanyakan aplikasi moden Windows. Nampaknya, beginilah sepatutnya - lebih serius sistem matematik, semakin kurang ia perlu menggunakan semua jenis butang pada bar alat dan semakin sederhana menu utamanya.

nasi. 5.1. Tetingkap Sistem MATLAB

Dan, bagaimanapun, antara muka pengguna dalam sistem MATLAB 6.0 telah direka bentuk semula secara radikal. Ini boleh dilihat daripada Rajah. 5.1, yang menunjukkan asas sepenuhnya buka tingkap Sistem MATLAB 6.0 seperti yang kelihatan kepada pengguna apabila dilancarkan.

Perbezaan utama daripada antara muka yang sangat sederhana bagi versi sebelumnya sistem MATLAB dalam versi baharu ialah:

    Item menu web yang membuka akses kepada sumber Internet daripada Math-Works Inc.;

    menu bahagian terpakai bagi folder fail semasa Sistem semasa Direktori di hujung bar alat di sebelah kanan;

    tetingkap dengan tab Laluan Pelancaran (Akses ke bahagian sistem) dan Ruang Kerja (Ruang Kerja) di sebelah kiri tetingkap utama (atas);

    tetingkap dengan tab Sejarah Perintah dan Direktori Semasa di sebelah kiri tetingkap utama (atas)

    penggunaan ekspresi warna yang menonjol pada baris arahan, yang memudahkan kawalan operasi sintaksnya semasa anda menaip.

Perbezaan ini menunjukkan bahawa pembangun versi baharu memberi lebih perhatian kepada pemantauan operasi keadaan sistem, yang sebelum ini (dalam versi sebelumnya) berada di belakang tabir.

1.gif

Gambar:

3. Antara muka yang dipermudahkan

Antara muka yang dipermudahkan

Setelah mengambil langkah tegas dalam mengemas kini antara muka, pembangun MATLAB 6.0 nampaknya takut akan rasa tidak puas hati pengguna lama yang sudah biasa bekerja dengan antara muka yang sederhana dan sebahagiannya juga cacat versi MATLAB sebelumnya. Oleh itu, mereka memperkenalkan keupayaan untuk menukar antara muka sistem, termasuk mempersembahkannya dalam bentuk lama yang baik. Semua ciri ini dilaksanakan oleh arahan dalam item menu Lihat. Dalam Rajah. 5.1 tab Lihat ditunjukkan dalam keadaan terbuka.

Kini pengguna boleh menyesuaikan rupa antara muka dan menyusun tetingkapnya secara berbeza. Khususnya, dengan melaksanakan arahan View > Desktop Layout > Command Window Sahaja, anda boleh mendapatkan paparan antara muka "lama" - Rajah. 5.2. Kini hanya kedudukan menu Web dan akses kepada folder sistem fail dari bar alat mengingatkan anda tentang inovasi dalam antara muka. Dengan cara ini, tetingkap untuk mengakses folder sistem fail juga ditunjukkan dalam Rajah. 5.2.

Selalunya MATLAB enggan melaksanakan beberapa arahan kerana fail-m mereka tiada dalam folder semasa. Oleh itu, menyediakan akses cepat kepada sistem fail daripada antara muka pengguna anda boleh mengalu-alukan.

Untuk menyunting dan menyahpepijat m-fail, MATLAB mempunyai editor moden terbina dalam, antara muka yang dibuat dalam tradisi terbaik aplikasi Windpws. Tetingkap untuk melihat sumber memori, tetingkap untuk melihat laluan sistem fail, buku rujukan tentang keupayaan sistem, dan program demo direka bentuk dalam gaya yang sama. Penyunting grafik dan tetingkap grafik dengan alat penyuntingan gambar telah pun diterangkan.

nasi. 5.2. Antara muka ringkas sistem MATLAB 6.0

2.gif

Gambar:

4. Bekerja dengan bar alat

Bekerja dengan bar alat

Alat Bar Alat

Bar alat (Rajah 5.3) menyediakan cara yang paling mudah dan mudah (terutamanya untuk pengguna baru) untuk bekerja dengan sistem MATLAB. Dalam kes ini, arahan utama dimasukkan dengan menghalakan kursor tetikus ke butang yang dikehendaki dengan menekan butang kiri tetikus. Butang mempunyai imej yang jelas menunjukkan tujuannya.

nasi. 5.3. Sebahagian daripada tetingkap sistem MATLAB dengan menu dan bar alat

Pertama sekali, kami menyenaraikan tujuan semua butang pada bar alat:

    Fail M baharu ( M-fail baharu) - memaparkan tetingkap editor m-fail kosong;

    Buka fail - membuka tetingkap untuk memuatkan fail-m;

    Potong - potong serpihan yang dipilih dan letakkan dalam penimbal;

    Salin (Salin) - menyalin serpihan yang dipilih ke penimbal;
    Tampal - memindahkan serpihan dari penimbal ke baris INPUT semasa

    Buat asal - membatalkan operasi sebelumnya;

    Buat semula - memulihkan operasi terakhir yang dibatalkan;

    Simulink - membuka tetingkap penyemak imbas perpustakaan Simulink;

    Bantuan - Membuka tetingkap bantuan.

Set butang bar alat menyediakan pelaksanaan perintah yang paling kerap diperlukan dan cukup mencukupi untuk kerja harian dengan sistem.

    Tujuan butang juga ditunjukkan oleh petua alat yang muncul apabila kursor tetikus diletakkan pada butang yang sepadan.

    tidak kelihatan seperti segi empat tepat kuning dengan teks maklumat ringkas- lihat contoh pembayang sedemikian dalam Rajah. 2.12 pada butang Bantuan pada bar alat. Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa akses kepada ruang kerja dan pelayar sistem fail telah dialih keluar daripada bar alat.

3.gif

Gambar:

5. Memanggil tetingkap untuk membuka fail baharu

Memanggil tetingkap untuk membuka fail baharu

Butang M-file Baharu membuka tetingkap editor/debugger m-file. Tetingkap ini ditunjukkan dalam Rajah. 5.4. Kami akan membincangkan bekerja dengan alat ini kemudian.

nasi. 5.4. Kosongkan tetingkap editor m-fail/penyahpepijat

Secara lalai, fail tersebut diberi nama Untitled, yang kemudiannya (semasa menulis fail) ditukar kepada sesuatu yang lain yang mencerminkan topik tugasan. Nama ini dipaparkan dalam baris tajuk tetingkap penyuntingan fail m, yang terletak dalam tetingkap editor/debugger dan boleh dilihat dalam Rajah. 5.4. Dalam editor/debugger, anda boleh mengedit berbilang fail m, dan setiap satu daripadanya akan berada dalam tetingkap penyuntingannya sendiri, walaupun hanya satu tetingkap boleh aktif, terletak di atas tetingkap lain.

Catatan

Sila ambil perhatian bahawa bar alat adalah sensitif konteks. Untuk editor/debugger fail-m ia mempunyai set alat yang sedikit berbeza daripada tetingkap mod arahan (lihat Rajah 5.1). Kami akan menjelaskan perbezaan ini kemudian.

4.gif

Gambar:

6. Memanggil tetingkap untuk memuat turun fail sedia ada

Memanggil tetingkap untuk memuat turun fail sedia ada

Butang Buka fail digunakan untuk memuatkan fail-m yang dibuat sebelum ini ke dalam editor/debugger, contohnya yang disertakan dalam pakej sambungan sistem (Kotak Alat) atau dibangunkan oleh pengguna. Ia membuka tetingkap, yang merupakan elemen tipikal antara muka aplikasi Windows dan ditunjukkan dalam Rajah. 5.5 di dalam tetingkap editor/debugger m-file.

nasi. 5.5. Tetingkap muat naik fail dalam tetingkap editor/debugger

Dalam tetingkap muat naik fail, menggunakan senarai juntai bawah Folder dan bar skrol menegak, anda boleh "melalui" semua pemacu, folder dan fail. Untuk memilih fail yang diperlukan Untuk memuatkannya, anda perlu memilihnya dengan tetikus. Pemilihan tamat Klik dua kali pada nama fail, menekan kekunci Enter atau mengklik butang Buka. Mana-mana tindakan ini mengakibatkan memuatkan dokumen ke dalam tetingkap sistem semasa. Butang Batal atau kekunci Esc membolehkan anda membatalkan muat turun.

Catatan

Biarkan pembaca tidak terganggu oleh kemunculan tiba-tiba inskripsi bahasa Rusia pada elemen antara muka tetingkap muat turun fail. Mereka hanya mengatakan bahawa tetingkap operasi Russified standard digunakan sistem Windows 95/98/Me, yang biasanya dipasang oleh pengguna kami.

Untuk memanggil salah satu dokumen yang digunakan sebelum ini, hanya klik pada namanya dalam senarai yang terletak di atas arahan Keluar dalam menu Fail. Selepas memuatkan fail dengan dokumen, teksnya muncul dalam tetingkap semasa - dalam Rajah. Rajah 5.5 menunjukkan teks graf2d.rn fail yang dipilih (demonstrasi keupayaan grafik dua dimensi). Anda boleh mula mengeditnya atau melancarkannya untuk pelaksanaan.

5.gif

Gambar:

7. Operasi papan klip

Operasi Papan Klip

Butang Potong, Salin dan Tampal melaksanakan arahan yang paling biasa untuk bekerja dengan Papan Klip. Dua operasi pertama berkaitan dengan serpihan sesi atau teks fail m yang dipilih (jika ia dilakukan dalam tetingkap editor/debugger). Untuk memilih objek, anda boleh menggunakan tetikus, menggerakkan kursor ke atas teks sambil menahan butang kiri, atau kekunci anak panah dalam kombinasi dengan kekunci Shift.

Dalam Rajah. Rajah 5.6 menunjukkan contoh menyerlahkan kandungan matriks M dalam tetingkap dokumen MATLAB. Matriks ini dibentuk oleh fungsi sihir (n) dan dipanggil sihir, kerana jumlah unsur mana-mana lajur, mana-mana baris dan juga sebarang pepenjuru adalah sama dengan nombor yang sama - 34 untuk matriks dengan n=4.

nasi. 5.6. Tetingkap dokumen dengan kandungan terpilih matriks M

Perintah Cut memotong serpihan yang dipilih dan meletakkannya dalam penimbal. Dalam kes ini, serpihan yang dipotong dialih keluar daripada teks dokumen. Perintah Soru (Salin) hanya menyalin serpihan yang dipilih ke papan keratan, menyimpannya sebagai teks. Perintah Tampal mengambil objek daripada penimbal (menyimpan objek dalam penimbal) dan meletakkan salinan objek di lokasi dalam dokumen yang ditentukan kursor teks. Operasi ini dilaksanakan oleh kedua-dua butang yang sepadan dan oleh arahan menu Edit. Dalam MATLAB, anda boleh menggunakan menu konteks yang muncul apabila anda klik kanan. Sebagai contoh, meletakkan kursor tetikus pada serpihan yang dipilih bagi matriks M dan menekan butang kanan, anda boleh melihat menu yang ditunjukkan dalam Rajah. 5.6. Dengan cara ini, ia menduplikasi kedudukan dengan arahan Soru (Salin). Terdapat beberapa lagi yang tersedia di masa ini arahan Sila ambil perhatian bahawa pada masa menyediakan matriks ajaib M, namanya muncul dalam tetingkap penyemak imbas ruang kerja - di sebelah kanan skrin. Dalam kes ini, matriks diwakili oleh imej jadual.

Kandungan penimbal boleh dipindahkan ke baris input, ke tetingkap editor-debugger m-file, atau bahkan ke aplikasi lain. Katakan kita ingin mencipta matriks M1 dengan kandungan yang diletakkan dalam penimbal. Untuk melakukan ini, hanya taip M1=[ dan, dengan menekan butang kanan tetikus, pilih arahan Tampal daripada menu yang muncul. Momen ini ditangkap dalam Rajah. 5.7.

nasi. 5.7. Bersedia untuk memasukkan data matriks daripada penimbal

Dengan melaksanakan arahan Tampal, anda boleh melihat bahawa data matriks yang disimpan dalam penimbal akan muncul selepas kurungan segi empat sama pembukaan. Untuk mencipta Ml matriks, anda hanya perlu memasukkan kurungan empat segi penutup ] dan tekan kekunci Enter. Dalam Rajah. Rajah 5.8 menunjukkan bagaimana matriks Ml dicipta, yang serupa kandungannya dengan matriks M.

nasi. 5.8. Contoh mencipta matriks M1 dengan kandungan yang diambil daripada penimbal

Sudah tentu, contoh ini adalah pendidikan semata-mata. Tanpa menggunakan bantuan penimbal, seseorang hanya boleh menulis M1=M. Atau M2=M - betul-betul seperti ini dalam Rajah. 5.8 matriks M2 diberikan. Walau bagaimanapun, operasi penimbal selalunya agak berguna. Oleh itu, semua contoh dalam teks buku ini diperoleh dengan memindahkan serpihan terpilih dari sesi yang sepadan ke tetingkap penyunting teks Microsoft word. Pemindahan terbalik juga mungkin - direkodkan dalam dokumen editor Microsoft Contoh perkataan V baris arahan MATLAB untuk melaksanakan contoh.

Catatan

Beri perhatian kepada arahan Pilih Semua dalam menu konteks. Perintah ini membolehkan anda memilih semua teks sesi semasa Dan perintah Clear Session mengosongkan tetingkap daripada kandungan sesi ini.

6a.gif

Gambar:

6b.gif

Gambar:

7.gif

Gambar:

8.gif

Gambar:

8. Membuat asal keputusan operasi sebelumnya

Membuat asal keputusan operasi sebelumnya

Selalunya, selepas melakukan beberapa operasi, kami perhatikan bahawa ia ternyata salah. Apabila bekerja di MATLAB, anda tidak perlu takut dengan situasi ini - mengklik butang Buat asal pada bar alat akan membatalkan tindakan terakhir dilaksanakan pada baris semasa. Operasi dalam baris sebelumnya dokumen tidak dibuat asal oleh arahan ini. Jika ternyata anda membatalkan operasi terakhir dengan sia-sia, maka mudah untuk memulihkannya dengan memasukkan operasi Buat semula dari bar alat.

9. Menjalankan Aplikasi Simulink

Menjalankan Aplikasi Simulink

Butang Simulink pada bar alat (atau arahan simulink dari baris input) melancarkan salah satu aplikasi paling berkuasa sistem MATLAB - program untuk mensimulasikan sistem yang dibina daripada blok standard. Sistem ini (kotak alat Simulink) tidak diterangkan secara terperinci dalam buku ini (lihat penerangan versi sebelumnya dalam), jadi buat masa ini kami hanya akan ambil perhatian bahawa mengklik pada butang yang ditunjukkan memaparkan tetingkap perpustakaan jenis blok (Rajah 5.9 pada sebelah kiri).

Dalam MATLAB 6.0 digunakan versi baharu Simulink 4 dengan Perpustakaan Blok. Pustaka ini mengandungi set komponen yang diperluas dengan ketara - blok, digabungkan ke dalam kumpulan tematik. Untuk memudahkan carian dan pemilihan blok, tetingkap perpustakaan disusun dalam bentuk pelayar perpustakaan, sangat mengingatkan Explorer (Windows Explorer) sistem pengendalian Windows 95/98/Me/2000/NT4. Tetingkap penyemak imbas ditunjukkan dalam Rajah. 5.9 di sebelah kiri. Ia menunjukkan pokok model dengan blok cawangan lungsur. Imej komponen blok pokok yang dipilih ditunjukkan dalam medan pratonton di sebelah kanan tetingkap penyemak imbas.

Untuk memuatkan model mana-mana sistem atau peranti (termasuk contoh demo), cuma aktifkan butang Buka, yang kelihatan seperti folder pembukaan. Ini akan menyebabkan tetingkap editor model program Simulink muncul, ditunjukkan dalam Rajah. 5.9 di sebelah kanan. ini tingkap standard muat turun fail, diterima dalam semua aplikasi sistem pengendalian Windows 95/98/Me/2000. Di sini anda boleh memilih dan memuat naik fail model yang dikehendaki atau demo.

nasi. 5.9. Tetingkap Penyemak Imbas Blok Perpustakaan Simulink

nasi. Rajah 5.10 menunjukkan model penarik Lorenz dimuatkan ke dalam Simulink - fail demo lorenz. Di sini anda boleh melihat tetingkap dengan model yang dimuatkan (ia berada di sebelah kiri) dan tetingkap osiloskop maya terbina dalam - salah satu daripada banyak peranti rakaman maya yang disertakan dalam Simulink.

nasi. 5.10. Contoh program Simulink

Butang dengan segi tiga dalam panel Alat Simulink memulakan proses pemodelan. Keputusannya boleh dinilai dengan bacaan instrumen rakaman - khususnya, osiloskop yang telah disebutkan. Ciri ayunan yang kompleks dan agak huru-hara bagi penarik Lorenz muncul di tingkapnya. Parameter setiap blok boleh ditentukan atau ditentukan menggunakan tetingkap parameter blok. Dalam Rajah. Rajah 5.10 di bahagian bawah sebelah kanan menunjukkan tetingkap sedemikian untuk blok Beta*z - peranti darab. Kebanyakan tetapan parameter blok agak jelas - walaupun parameternya disenaraikan dalam bahasa Inggeris.

Buat butang model baharu model baru) dalam tetingkap Perpustakaan Simulink membuka tetingkap Editor Model yang bersih. Sebarang blok boleh diseret dengan tetikus ke dalam tetingkap ini. Blok yang dimasukkan dengan cara ini disambungkan antara satu sama lain dengan garisan, yang mana tetikus digunakan, yang mana titik sambungan ditunjukkan dan garis penghubung dilukis.

Oleh itu, adalah mudah untuk mencipta model sistem baharu. Walau bagaimanapun, penerangan mengenai penyediaan model baharu untuk Simulink tidak termasuk dalam skop buku ini, kerana buku ini hanya ditujukan kepada penerangan sistem asas MATLAB. Pembaca yang berminat boleh menghubungi penerbitan. Walau bagaimanapun, maklumat yang diberikan akan membantu pembaca yang berminat untuk memulakan dengan Simulink.

9.gif

Gambar:

10.gif

Gambar:

10. Memanggil Bantuan MATLAB

Memanggil Bantuan MATLAB

Butang terakhir pada bar alat Bantuan membuka tetingkap dengan senarai topik sistem bantuan. Tetingkap ini ditunjukkan dalam Rajah. 4.8. Dalam Pelajaran 4, kami belajar secara terperinci tentang bekerja dengan sistem bantuan, jadi di sinilah kami boleh melengkapkan penerangan alat sistem MATLAB, akses yang disediakan oleh bar alat.

11. Ruang kerja dan kawalan sistem fail

Ruang kerja dan kawalan sistem fail

Pelayar Ruang Kerja

Vektor dan matriks boleh mengambil sejumlah besar memori. Sudah tentu, kita tidak bercakap tentang vektor atau matriks yang mengandungi beberapa elemen atau bahkan beberapa dozen elemen. Walaupun dalam kes ini, menganggarkan saiznya berguna apabila membangunkan algoritma pengiraan matriks dan menilai kecekapannya dari segi penggunaan ingatan.

Seperti yang dinyatakan, di sebelah kiri tetingkap sistem MATLAB 6.0 terdapat tetingkap untuk pelayar ruang kerja khas - Pelayar Ruang Kerja. Ia digunakan untuk melihat sumber memori kerja. Penyemak imbas menyediakan visualisasi visual kandungan ruang kerja. Tetingkap penyemak imbas ruang kerja melakukan perkara lain fungsi penting- membolehkan anda melihat objek yang sedia ada dalam ingatan, mengedit kandungannya dan memadam objek daripada memori. Untuk memaparkan kandungan objek, hanya pilih namanya dengan tetikus dan klik pada butang

Buka. Objek juga boleh dibuka dengan mengklik dua kali pada namanya dalam senarai. Tetingkap pengeditan akan dibuka Susunan Editor, ditunjukkan dalam Rajah. 5.11 berhubung dengan matriks M2.

nasi. 5.11. Contoh melihat kandungan matriks

Tetingkap penyuntingan matriks menyediakan akses mudah untuk mengedit mana-mana elemen matriks mengikut peraturan yang diterima pakai semasa bekerja dengan hamparan. [ Pelajaran 23 menunjukkan cara menggunakan Microsoft Excel untuk memasukkan matriks. - Catatan. ed.] . Yang utama ialah akses pantas kepada mana-mana elemen matriks. Anda juga boleh menukar jenis nilai elemen dengan memilihnya daripada senarai yang disediakan oleh menu format angka. Tetingkap juga memaparkan data tentang bilangan baris dan lajur matriks.

11.gif

Gambar:

11b.gif

Gambar:

12. Siapa dan siapa arahan melihat ruang kerja

Perintah pandangan ruang kerja siapa dan siapa

Perlu diingatkan bahawa melihat ruang kerja juga boleh dilakukan dalam mod arahan, tanpa mengakses Pelayar Ruang Kerja. Perintah whos memaparkan senarai pembolehubah yang ditentukan, dan arahan whos memaparkan senarai pembolehubah bukan pembolehubah, menunjukkan saiz dan jejak memorinya. Contoh berikut menggambarkan tindakan arahan ini:

"V=:

Pembolehubah anda ialah:

tatasusunan berganda

tatasusunan berganda

tatasusunan berganda

Jika anda ingin melihat data untuk pembolehubah tunggal, seperti M, anda harus menggunakan arahan whos M Sememangnya, melihat ruang kerja menggunakan Pelayar Ruang Kerja adalah lebih mudah dan visual.

13. Pelayar struktur fail

Pelayar struktur fail

Untuk melihat struktur fail MATLAB, gunakan penyemak imbas sistem fail khas (Path Browser), yang dilancarkan semasa but sistem biasa. Jika antara muka yang dipermudahkan telah dipasang, tetingkap Direktori Semasa digunakan untuk melancarkan pelayar sistem fail. Dalam Rajah. Rajah 5.12 di sebelah kiri menunjukkan tetingkap pelayar ini.

Adalah mudah untuk melihat bahawa penyemak imbas sistem fail dibina seperti Explorer sistem pengendalian Windows 95/98/Me/2000/NT4 yang terkenal. Tetingkap membolehkan anda melihat sistem fail PC dan memilih mana-mana fail. Contohnya dalam Rajah. Rajah 5.12 menunjukkan pemilihan fail-m bagi fungsi sinus.

Dengan melaksanakan arahan Buka daripada menu konteks klik kanan atau dengan mengklik dua kali pada baris yang diserlahkan dengan nama fail, anda boleh memasukkan fail ini ke dalam tetingkap editor/debugger m-file. Dalam kes ini, editor akan bermula secara automatik dan tetingkapnya dengan fail yang dipilih sedia untuk diedit akan muncul pada skrin dalam Rajah. 5.12.

nasi. 5.12. Contoh Tetingkap Pelayar Laluan

Catatan

Ambil perhatian bahawa fungsi sinus m-file hanya mengandungi ulasan tentang fungsi yang digunakan oleh sistem bantuan. Tiada definisi fungsi sinus dalam bahasa pengaturcaraan MATLAB. Ini disebabkan oleh fakta bahawa fungsi ini dibina ke dalam teras sistem. Jadi adalah mustahil untuk mengubah suai fungsi tersebut. Walau bagaimanapun, tiada apa yang menghalang anda daripada mencipta kaedah (dan algoritma) anda sendiri untuk mengira fungsi terbina dalam dan memformatkannya dalam bentuk m-fail, memberi mereka nama anda sendiri - contohnya, mysin.m.

Oleh itu, pelayar struktur fail membolehkan anda meneroka sistem fail MATLAB secara terperinci dan memaparkan mana-mana fail-m atau fail demo untuk dilihat, diedit dan diubah suai.

12.gif

Gambar:

14. Bekerja dengan menu

Bekerja dengan menu

Perintah, Operasi dan Parameter

Item bar menu terbuka mengandungi pelbagai operasi dan arahan. Perintah atau operasi yang diserlahkan dilaksanakan apabila anda menekan kekunci Enter. Anda juga boleh melaksanakan arahan dengan mengklik tetikus atau menekan kekunci pada papan kekunci yang sepadan dengan aksara yang diserlahkan dalam nama arahan.

Antara arahan dan operasi tidak ada perbezaan istimewa, dan mereka sering keliru dalam kesusasteraan sains komputer. Kami akan mengira pasukan tindakan yang dilakukan serta merta. A operasi - tindakan yang memerlukan sedikit persediaan, seperti membuka tetingkap untuk menetapkan parameter tertentu.

Parameter(pilihan) ialah nilai nilai tertentu yang sah semasa sesi semasa. Parameter biasanya merupakan petunjuk set fon yang akan digunakan, saiz tetingkap, warna latar belakang, dsb.

15. Menu sistem

Menu sistem

Mari kita beralih kepada penerangan menu utama sistem MATLAB 6.0. Menu ini (lihat Rajah 5.1 di atas) kelihatan agak sederhana dan mengandungi hanya enam item:

    Fail - bekerja dengan fail;

    Edit - suntingan sesi;

    Lihat - paparkan dan sembunyikan bar alat;

    Web - akses kepada sumber Internet;

    Windows - menetapkan sifat tetingkap Windows;

    Bantuan - akses kepada subsistem bantuan.

Berbanding dengan versi 5.3.1, satu kedudukan Web telah ditambah, memberikan akses kepada sumber Internet, yang diterangkan dalam pelajaran 1.

16. Submenu fail

Submenu fail

Submenu Fail mengandungi beberapa operasi dan arahan untuk bekerja dengan fail. Ia ditunjukkan dalam Rajah. 5.13. Bilangan operasi dan arahan dikurangkan dengan ketara berbanding dengan menu yang sama dalam versi sistem MATLAB sebelumnya.

Menu Fail kini mengandungi operasi berikut:

    Baharu - membuka submenu dengan kedudukan:

    M-file - membuka tetingkap editor/debugger m-file;

    Rajah - pembukaan tingkap kosong grafik;

    Model - membuka tetingkap kosong untuk mencipta model Simulink;

    GUI - membuka tetingkap pembangunan elemen GUI pengguna.

    Buka - membuka tetingkap muat naik fail.

    Tutup Command Windows - menutup tetingkap mod arahan (ia hilang dari skrin).

    Import data - membuka tetingkap untuk mengimport fail data.

    Simpan Ruang Kerja Sebagai... - membuka tetingkap untuk merakam ruang kerja sebagai fail dengan nama yang ditentukan.

    Set Path - membuka tetingkap untuk menetapkan laluan akses sistem fail.

    Keutamaan... - membuka tetingkap untuk menyesuaikan elemen antara muka.

    Cetak... - membuka tetingkap untuk mencetak keseluruhan dokumen semasa.

    Pilihan Cetakan... - membuka tetingkap untuk mencetak bahagian dokumen yang dipilih.

    Keluar - keluar dari sistem.

nasi. 5.13. Menu operasi fail Fail

13.gif

Gambar:

17. Membuka tingkap untuk menyediakan fail baharu

Membuka tetingkap untuk menyediakan fail baharu

Perintah Baharu, seperti yang dinyatakan, membuka tingkap untuk menyediakan fail baharu. Untuk tiga jenis fail (m-fail, fail grafik dan fail model Simulink) tetingkap editor mereka telah pun diterangkan. Baharu ialah Fail kedudukan submenu GUI. Ia membuka tetingkap editor elemen UI yang ditunjukkan dalam Rajah. 5.14.

nasi. 5.14. tetingkap editor elemen GUI

KEPADA Penerangan terperinci Kami akan kembali ke tingkap ini. Buat masa ini, mari kita ambil perhatian bahawa bekerja dengan editor agak jelas.

14.gif

Gambar:

Arahan Buka... dan Import data... memaparkan tetingkap standard (lihat Rajah 5.5) untuk memuatkan fail-m dan fail data. Simpan Ruang Kerja Sebagai... Perintah kawasan kerja bagaimana...) membuka tetingkap standard untuk merakam fail dengan sambungan .mat. Mereka menyimpan definisi pembolehubah, tatasusunan, fungsi pengguna dan objek lain yang dibuat semasa sesi kerja semasa. Perintah ini, kerana pengetahuan amnya, tidak memerlukan ulasan yang lebih terperinci.

19. Menetapkan laluan akses sistem fail

Menetapkan laluan akses sistem fail

Perintah Tetapkan Laluan... membuka tetingkap editor laluan sistem fail. Tetingkap ini ditunjukkan dalam Rajah. 5.15.

Tetingkap memberikan senarai folder dengan fail sistem MATLAB. Ia adalah mungkin untuk mengalihkan folder ke atas atau ke bawah senarai, memusnahkannya dan menamakannya semula. Lalainya ialah pemasangan yang betul laluan akses, jadi ciri ini hanya boleh digunakan dalam keadaan khas, seperti apabila folder dialihkan ke lokasi lain secara tidak sengaja atau apabila ia dinamakan semula.


nasi. 5.15. Tetingkap editor laluan sistem fail

15.gif

Gambar:

20. Menyesuaikan elemen antara muka

Menyediakan elemen antara muka

Tetingkap untuk menyediakan elemen antara muka ditunjukkan dalam Rajah. 5.16.


nasi. 5.16. Tetingkap untuk menyediakan elemen antara muka

Antara muka MATLAB 6.0 telah menjadi sangat mesra pengguna dan malah elegan sehingga tidak mungkin sesiapa mahu mengubahnya lebih daripada yang disediakan oleh arahan submenu View [ Ini mungkin diperlukan untuk menyesuaikannya agar sesuai dengan sistem pengendalian. Contohnya, untuk menjelaskan lokasi pembaca PDF anda, anda mungkin perlu mengalih keluar apostrof secara manual daripada laluannya fail boleh laku. - Catatan. ed.]. Walau bagaimanapun, terdapat peluang sedemikian - arahan Preferences... memaparkan tetingkap tetapan terperinci elemen antara muka (Rajah 5.16). Di sebelah kiri tetingkap ini terdapat senarai elemen antara muka sistem seperti pokok, dan di sebelah kanan terdapat medan untuk menetapkan parameter untuk jenis elemen yang dipilih. Oleh kerana parameter biasanya jarang diubah, kami tidak akan mempertimbangkan tetingkap ini secara terperinci. Pembaca yang berminat mungkin akan mengetahui parameter yang dia perlukan sendiri.

nasi. 5.17. Tetingkap cetak

Tetingkap untuk menetapkan sifat cetakan untuk pencetak ini ditunjukkan dalam Rajah. 5.18. Ia mempunyai tiga tab untuk menetapkan tetapan cetakan, tetapan kertas, dan menggunakan utiliti penyelenggaraan pencetak, masing-masing. Banyak, malah murah pencetak inkjet menyediakan percetakan berwarna, sedangkan hanya pencetak laser mahal yang mempunyai keupayaan ini.


nasi. 5.18. Print Properties Window

Perlu diingatkan bahawa tetingkap cetakan adalah tipikal untuk sistem pengendalian Windows 95/98/Me/2000/NT4. Penampilan mereka bergantung pada pencetak yang digunakan, atau lebih tepat lagi pada pemacu yang dipasang untuknya. Pemasangan tingkap agak jelas, jadi ia tidak diterangkan dengan lebih terperinci. Sila ambil perhatian bahawa tetingkap cetakan benar-benar Russified - ini disebabkan oleh fakta bahawa versi sistem pengendalian Windows 98 yang disetempatkan untuk Rusia telah digunakan Pada masa yang sama, tetingkap sifat pencetak hanya sebahagiannya Russified.

22. Menu Edit - alatan penyuntingan dokumen

Menu edit - alatan penyuntingan dokumen

Menu Edit (Gamb. 5.19) mengandungi operasi pengeditan dan arahan yang biasa bagi kebanyakan aplikasi Windows:

    Buat asal - membatalkan hasil operasi sebelumnya;

    Buat semula (Ulang) - membatalkan operasi Buat asal yang terakhir;

    Potong - potong serpihan yang dipilih dan pindahkannya ke penampan;

    Salin (Salin) - menyalin serpihan yang dipilih ke penimbal;
    О Tampal - tampal serpihan daripada penimbal ke kedudukan kursor semasa;

    Jelas - operasi membersihkan kawasan yang dipilih;

    Pilih Semua - memilih keseluruhan sesi;

    Padam - pemusnahan objek yang dipilih;

    Clear Command Windows - mengosongkan teks sesi (semasa menyimpan objek yang dibuat);

    > M-fail daripada menu Fail. Selepas itu, dalam tetingkap editor anda boleh membuat fail anda sendiri, gunakan alat untuk menyahpepijat dan melancarkannya. Sebelum menjalankan fail, ia mesti ditulis ke cakera menggunakan arahan Fail > Simpan sebagai dalam menu editor.

    nasi. 5.20. Editor fail/debugger semasa menulis fail ke cakera

    Dalam Rajah. Rajah 5.20 menunjukkan tetingkap editor/debugger dengan teks fail mudah dalam tetingkap penyuntingan dan penyahpepijatan.

    Teks fail yang disediakan (ini adalah program paling mudah dan pertama kami dalam bahasa pengaturcaraan MATLAB) mesti ditulis ke cakera. Untuk melakukan ini, gunakan arahan Save As, tetingkap yang boleh dilihat dalam Rajah. 5.20 di dalam tetingkap editor/penyahpepijat sistem. Bekerja dengan tetingkap arahan Save As telah diterangkan.

    Selepas menulis fail ke cakera, anda akan melihat bahawa arahan Jalankan dalam menu Alat editor menjadi aktif (ia adalah pasif sehingga fail ditulis ke cakera) dan membolehkan anda menjalankan fail. Dengan menjalankan arahan Run, anda boleh memerhatikan pelaksanaan fail-m; dalam kes kami, ini ialah pembinaan gambar dalam tetingkap grafik dan paparan inskripsi tentang pembahagian dengan sifar semasa pengiraan fungsi sin(x)/x dalam tetingkap arahan sistem (Gamb. 5.21).

    Pada pandangan pertama, nampaknya editor/debugger hanyalah pautan tambahan dalam rantaian "pengguna - MATLAB". Sesungguhnya, teks fail boleh dimasukkan ke dalam tetingkap sistem dan mendapat hasil yang sama. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya editor/debugger memainkan peranan penting. Ia membolehkan anda membuat fail m (program) tanpa banyak "sekam" yang mengiringi bekerja dalam mod arahan. Seterusnya, kami akan memastikan bahawa teks fail sedemikian tertakluk kepada berhati-hati semakan sintaks, di mana banyak ralat pengguna dikenal pasti dan dihapuskan. Oleh itu editor menyediakan kawalan sintaksis fail.

    Editor juga mempunyai alat penyahpepijatan penting yang lain - ia membolehkan anda menetapkan tanda khas dalam teks fail, yang dipanggil titik putus. Apabila ia dicapai, pengiraan digantung dan pengguna boleh menilai keputusan pertengahan pengiraan (contohnya, nilai pembolehubah), semak pelaksanaan gelung yang betul, dsb. Akhirnya, editor membenarkan anda menulis fail ke format teks dan abadikan kerja anda dalam sistem fail MATLAB.

    25. Penonjolan warna dan kawalan sintaksis

    Penonjolan warna dan kawalan sintaksis

    Editor/debugger fail m menjalankan semakan sintaks pada kod program semasa anda menaip. Warna berikut digunakan:

    • kata kunci bahasa pengaturcaraan - biru;

      pengendali, pemalar dan pembolehubah - hitam;

Agensi Pendidikan Persekutuan

Institusi pendidikan pendidikan profesional tinggi negeri

Universiti Teknikal Penerbangan Negeri Ufa

Jabatan Instrumentasi Penerbangan

ANTARA MUKA SISTEM MATLAB

Garis panduan

untuk kerja makmal dalam disiplin

"Asas kawalan automatik"

dan "Pemprosesan Isyarat Digital"

Ufa 2006

Disusun oleh: V.I. Petunin

UDC 004.45(07)

BBK 32.973.26-018.2(ya7)

Antara muka sistem MATLAB: Garis panduan untuk kerja makmal dalam disiplin "Asas Kawalan Automatik" dan "Pemprosesan Isyarat Digital" / Ufimsk. negeri penerbangan teknologi Universiti; Komp. DALAM DAN. Petunin. – Ufa, 2006. – 29 p.

Garis panduan memberikan penerangan kerja makmal, di mana pelajar membiasakan diri dengan prinsip pembinaan dan ciri-ciri fungsi sistem MatLab. Aplikasi sistem ini untuk memodelkan sistem dinamik linear dan tak linear (Kotak Alat Sistem Kawalan dan pakej SimuLink) dan pemprosesan digital isyarat (pakej Kotak Alat Pemprosesan Isyarat).

Direka untuk pelajar yang belajar dalam bidang latihan untuk pakar bertauliah 200100 "Kejuruteraan Instrumen" dan dalam kepakaran 200103 " Instrumen penerbangan dan mengukur dan mengira kompleks.”

Jadual 0. Il. 7. Bibliografi: 8 tajuk.

Pengulas: Dr. Tech. sains, prof. Vasiliev V.I.

Ph.D. teknologi Sains, Profesor Madya Yuldashbaev Sh.A.

©Negeri Ufa

Universiti Teknikal Penerbangan, 2006

1. Tujuan kerja 4

2. Bahagian teori 4

2.1. Pengenalan 4

2.2. Antara muka MatLab 6

2.3. Kajian sistem pegun linear (pakej Kotak Alat Sistem Kawalan) 12

2.4. Permodelan sistem tak linear(Pakej SimuLink) 16

2.5. Pemprosesan isyarat digital (Kotak Alat Pemprosesan Isyarat) 21

3. Tugasan 23

4. Penerangan tentang persediaan makmal 24

5. Perintah kerja 24

6. Keperluan laporan 24

7. Soalan ujian 25

Bibliografi 25

Lampiran 27

Kerja makmal

ANTARA MUKA SISTEMMatLab

1. Tujuan kerja

Tujuan kerja ini adalah:

1. kajian tentang tujuan, komposisi dan antara muka sistem MatLAB versi 5.X;

2. membiasakan diri dengan contoh demo sistem MatLAB;

3. kajian pakej Kawalan dan SimuLink (simulasi sistem dinamik linear dan tak linear);

4. kajian pakej Isyarat (pemprosesan isyarat digital).

2. Bahagian teori

2.1. pengenalan

Sistem MatLAB (singkatan untuk MATRIx LABoratory) telah dibangunkan oleh The MathWorks, Inc. (AS, Natick, Massachusetts) pada akhir 70-an abad ke-20 dan merupakan sistem interaktif untuk melaksanakan pengiraan kejuruteraan dan saintifik, memfokuskan pada bekerja dengan set data. Sistem ini menggunakan coprocessor matematik dan membenarkan akses kepada program yang ditulis dalam FORTRAN, C dan C++.

Sistem ini menyokong operasi dengan vektor, matriks dan tatasusunan data, melaksanakan penguraian tunggal dan spektrum, mengira kedudukan dan nombor keadaan matriks, menyokong kerja dengan polinomial algebra, menyelesaikan persamaan tak linear dan masalah pengoptimuman, penyepaduan dalam kuadratur, menyelesaikan persamaan pembezaan dan perbezaan, membina pelbagai jenis graf, permukaan tiga dimensi dan garis aras. Ia melaksanakan persekitaran operasi yang mudah yang membolehkan anda merumuskan masalah dan mendapatkan penyelesaian dalam bentuk matematik yang biasa, tanpa menggunakan pengaturcaraan rutin.

Objek utama sistem MatLAB ialah tatasusunan segi empat tepat, yang membenarkan elemen kompleks dan input matriks tanpa menyatakan saiznya secara eksplisit. Sistem ini membolehkan anda menyelesaikan banyak masalah pengkomputeran dalam masa yang jauh lebih singkat daripada yang diperlukan untuk menulis program yang sepadan dalam FORTRAN, BASIC dan C.

Sistem MatLAB mempunyai bahasa pengaturcaraan sendiri, mengingatkan BASIC. Program rakaman adalah tradisional dan oleh itu biasa kepada kebanyakan pengguna komputer peribadi. Di samping itu, sistem membolehkan untuk mengedit program menggunakan mana-mana editor teks yang biasa kepada pengguna.

Kerja dalam persekitaran MatLAB boleh dijalankan dalam dua mod:

    Dalam mod kalkulator, apabila pengiraan dilakukan serta-merta selepas menaip pengendali seterusnya atau arahan MatLAB; dalam kes ini, nilai hasil pengiraan boleh diberikan kepada beberapa pembolehubah, atau keputusan diperoleh secara langsung, tanpa penetapan (seperti dalam kalkulator konvensional);

    Dengan memanggil program yang disusun dan direkodkan pada cakera dalam MatLAB, yang mengandungi semua arahan yang diperlukan untuk disediakan input data, mengatur pengiraan dan memaparkan keputusan pada skrin (mod program).

Dalam kedua-dua mod, pengguna mempunyai akses kepada hampir semua keupayaan pengkomputeran sistem, termasuk memaparkan maklumat dalam bentuk grafik. Mod program membolehkan anda menyimpan algoritma pengiraan yang dibangunkan dan, dengan itu, mengulangi pengiraan dengan data awal yang berbeza.

Ciri membezakan utama sistem adalah kemudahan pengubahsuaian dan penyesuaiannya kepada tugas pengguna tertentu. Pengguna boleh memasukkan mana-mana pasukan baru, pengendali atau fungsi dan kemudian menggunakannya semudah pengendali dan fungsi terbina dalam. Tidak ada keperluan untuk penerangan awal mereka. Program, fungsi dan prosedur baharu dalam sistem MatLAB disimpan sebagai fail dengan sambungan .m. Ini menjadikan set pengendali dan fungsi hampir tidak terhad.

Lebih seratus fail M dibekalkan dengan sistem MatLAB, yang mengandungi contoh demonstrasi dan definisi pengendali dan fungsi. Pustaka ini, yang kesemua failnya diulas, adalah khazanah sebenar contoh pengaturcaraan yang sangat baik dalam bahasa sistem. Mempelajari contoh-contoh ini dan keupayaan untuk bekerja dalam mod pengiraan langsung sangat memudahkan pembiasaan dengan sistem untuk pengguna yang berminat menggunakan pengiraan matematik.

MatLAB direka untuk pengiraan yang agak rumit. Ini menentukan bulatan penggunanya: jurutera - pereka bentuk dan pembangun peranti baharu, pelajar sarjana dan siswazah, saintis, ahli fizik dan ahli matematik. Sistem ini disesuaikan dengan mana-mana bidang sains dan teknologi, dan mengandungi alatan yang amat sesuai untuk pengiraan kejuruteraan elektrik dan radio.

Terdapat dua cara untuk mencipta Antara Muka Pengguna Grafik (GUI) dalam Matlab:

  1. Cara separa automatik untuk mencipta GUI menggunakan alat Editor Layout GUI (command panduan dalam konsol Matlab)
  2. Cara pemrograman "Manual" untuk mencipta GUI (GUI secara pemrograman)
Setiap kaedah mempunyai kelemahan dan kelebihan tersendiri. GUI Layout Editor lebih sesuai untuk pemula, manakala penciptaan perisian GUI lebih sesuai untuk profesional.

Editor Reka Letak GUI

Dalam Editor Tata Letak GUI (arahan panduan dalam konsol Matlab), anda boleh membuat semua elemen antara muka secara manual: panel, butang, kotak semak, dsb.

Hasil daripada mencipta antara muka, kami mendapat dua fail: fail ara dengan "angka" antara muka itu sendiri dan fail m, yang dicipta oleh Matlab sendiri dan mengandungi kod program semua elemen antara muka.

Kelebihan utama panduan ialah mudah untuk membuat GUI mudah, kerana... semua kod untuk antara muka dijana oleh Matlab sendiri. Untuk kerja bahagian perisian GUI, cukup untuk mengkaji prinsip pertukaran data menggunakan setappdata dan perintah getappdata (yang merupakan teknik standard untuk bertukar-tukar data antara pelbagai elemen GUI).

Tetapi pendekatan yang lebih profesional ialah mencipta GUI secara pemrograman, tanpa menggunakan panduan.

GUI secara pemrograman

Kelebihan penciptaan GUI perisian:
  • Lebih mudah untuk mengurus kod GUI (kod lebih berstruktur, lebih mudah untuk mencipta elemen baharu, mengalih keluar kod lama, dsb.)
  • Tiada fail ara berasingan untuk antara muka dan berasingan program m-fail(memandangkan sebarang kemas kini pada fail rajah dalam panduan memerlukan kemas kini yang sepadan dengan fail m dan boleh membawa kepada kesan yang tidak diingini).
Sudah tentu, anda perlu membiasakan diri dengan panduan pada mulanya untuk memahami GUI dalam Matlab dengan lebih baik, tetapi, pada pendapat saya, ia patut beralih kepada mencipta GUI secara pemrograman, lebih cepat lebih baik.

Tetapi di sini bahagian lain syiling terbuka. Kesukaran utama dalam penciptaan perisian GUI dalam MATLAB ialah anda perlu menentukan lokasi semua elemen antara muka secara manual (parameter "Kedudukan" dengan 4 elemen: koordinat x,y+ lebar dan panjang). Ia sangat tidak selesa. Dalam panduan, masalah ini diselesaikan dengan sangat mudah - menggunakan alat Alat->Jajarkan Objek.

Antara muka yang ringkas boleh dibuat dengan agak mudah secara pengaturcaraan, tetapi semakin banyak butang dan kotak yang ada, semakin rumit tugasan ini.

Jadi, salah satu daripada isu penting Apabila mencipta GUI secara pemrograman, ia adalah susunan elemen. Ulasan yang baik alatan yang membantu menyelesaikan masalah ini tersedia di pautan pengurus susun atur Matlab. Malangnya, mereka hanya menyebutnya dalam ulasan untuk ulasan melalui pautan. Kotak alat ini akan dibincangkan dengan lebih lanjut.

Dengan bantuan itu, masalah dengan reka bentuk visual GUI diselesaikan sepenuhnya (bukan tanpa alasan ia dimasukkan dalam pemilihan program minggu ini di portal Matlab Pick of the Week utama).

GUI dengan Kotak Alat Susun Atur GUI

Idea utama kotak alat ini terkandung dalam namanya - ia adalah penciptaan susun atur yang memudahkan susunan elemen dalam tetingkap GUI utama. Kotak alat ini mempunyai sangat arahan yang baik(Bahasa Inggeris sahaja).

Arahan umum untuk bekerja dengannya sangat mudah:

1. Buat grid (uiextras.Grid) (atau anda boleh melangkau langkah ini)

2. Letakkan panel pada grid (uiextras.Panel),

3. Letakkan kotak pada panel (uiextras.Box)

4. Kami meletakkan elemen kawalan dalam kotak: butang, kapak atau sesuatu yang lain.

Sekarang jaga lokasi semua elemen antara muka.

Visual contoh GUI dengan bantuan komen saya anda boleh memuat turunnya dari pautan 29.

Dalam contoh saya, pertukaran data antara fungsi dan elemen antara muka berlaku menggunakan teknik yang dipanggil Sharing Variables Between Parent and Nested - pembolehubah yang diisytiharkan dalam fungsi utama, boleh dilihat dalam semua fungsi bersarang. Teknik ini boleh digunakan dan bukannya setappdata dan getappdata standard.

Daripada kesimpulan

Sebelum ini, saya jarang membawa program ke GUI dan jika saya melakukannya, ia hanya dengan bantuan panduan. Tetapi dengan Kotak Alat Susun Atur GUI, tugas ini telah dipermudahkan, yang mana banyak terima kasih kepada pembangun kotak alat ini.

Jadual 1.3 Simbol khas

Jadual 1.2 Nama tetap terpelihara

Jadual 1.1 Format output skrin

Rajah.2 Menukar direktori semasa

Laluan yang ditetapkan ke direktori semasa baharu pengguna apabila memuat semula Matlab boleh didapati dalam baris Folder Semasa menggunakan butang lungsur.

Rajah 1 Antara muka MATLAB utama

Persekitaran kerja, ditunjukkan dalam Rajah 1.

Untuk melancarkan Matlab, klik pada pintasan

Bermula dalam Matlab

Program rakaman dalam sistem adalah tradisional dan oleh itu biasa kepada kebanyakan pengguna komputer. Di samping itu, sistem membolehkan untuk mengedit program menggunakan mana-mana editor teks yang biasa kepada pengguna. Ia juga mempunyai editor sendiri dengan penyahpepijat.

Matlab ialah koleksi unik pelaksanaan kaedah berangka moden.

Matlab termasuk sejumlah besar alat matematik siap pakai, fungsi dan operasi yang menyelesaikan banyak perkara masalah praktikal, yang sebelum ini adalah perlu untuk menyediakan program yang agak kompleks.

Pakej ini digunakan terutamanya untuk bekerja dengan tatasusunan data - matriks.

Tujuan persekitaran Matlab:

- Pengiraan matematik

- Pembangunan algoritma

- Pemprosesan data eksperimen

- Visualisasi data

- Pemodelan sistem dan proses

- Pembangunan Aplikasi

  • Matriks, vektor, pengendali logik;
  • rendah dan fungsi khas;
  • aritmetik polinomial;
  • tatasusunan berbilang dimensi; tatasusunan rekod; tatasusunan sel.
  • persamaan pembezaan;
  • menyelesaikan sistem persamaan linear;
  • mencari punca bagi persamaan algebra tak linear;
  • pengoptimuman fungsi beberapa pembolehubah;
  • interpolasi satu dimensi dan multidimensi.

2. Berubah direktori semasa. Untuk melakukan ini, dalam baris Folder Semasa, klik butang dengan elipsis dan dalam Tetingkap Folder yang terbuka, buka folder di mana fail M anda (fail program) disimpan. Jika tiada folder sedemikian, kemudian buatnya dalam tetingkap ini (Gamb. 2).

3. Dalam tetingkap Perintah, buka menu/Fail/Keutamaan... - tetingkap untuk menyediakan elemen antara muka terbuka (Gamb. 3).

Tetapan asas:

· Tab Font – tetapkan gaya, saiz fon (biasanya tetapan ini diperlukan apabila membuka Mathlab buat kali pertama, kerana fon lalai ialah 7pt);

· Tab warna – tetapkan warna untuk arahan, komen, fungsi, dsb. (ini tidak diperlukan terutamanya);

· Tab Toolbars – pasang/alih keluar ikon pada Toolbar.

· Tab Tetingkap Perintah – tetapkan format.

Semua pengiraan dalam MATLAB dilakukan dalam ketepatan berganda, dan terdapat format yang berbeza untuk mempersembahkan nombor pada skrin. Format yang diperlukan boleh ditakrifkan dalam menu (Fail/Keutamaan) atau menggunakan arahan format dalam tetingkap arahan (>>format panjang , >>format padat). wujud kaedah berikut perwakilan nombor (Jadual 1.1).

Pembolehubah dalam MATLAB tidak perlu diisytiharkan sebelum ini dengan menyatakan jenisnya. Semua data disimpan dalam bentuk tatasusunan: pembolehubah berangka ( jenis dalaman numeriс), rentetan teks (char), sel (sel) dan struktur (struct). Tatasusunan dua dimensi ialah matriks, tatasusunan satu dimensi ialah vektor, dan skalar ialah matriks 1x1. Nama pembolehubah mesti bermula dengan huruf dan boleh diikuti dengan huruf, nombor dan garis bawah. Nama dengan sebarang panjang adalah sah, tetapi MATLAB mengenal pasti mereka dengan 31 aksara pertama dan membezakan antara huruf besar dan huruf kecil. MATLAB mempunyai beberapa pemalar (Jadual 1.2).

Ambil perhatian bahawa nama NaN (Bukan-Nombor) dikhaskan untuk hasil operasi 0/0, 0*inf, inf-inf, dsb.

Simbol Tujuan
Tanda kurung segi empat sama digunakan apabila menentukan matriks dan vektor
Ruang berfungsi untuk memisahkan elemen matriks
, Koma digunakan untuk memisahkan elemen matriks dan operator dalam baris input
; Titik koma memisahkan baris matriks, dan koma bertitik di hujung operator (arahan) menghalang keputusan daripada dipaparkan pada skrin.
: Titik bertindih digunakan untuk menunjukkan julat (selang perubahan nilai) dan sebagai tanda operasi kumpulan pada elemen matriks
() Tanda kurung digunakan untuk menentukan susunan pelaksanaan operasi matematik, serta untuk menentukan argumen fungsi dan indeks matriks
. Titik memisahkan bahagian pecahan nombor daripada bahagian integernya, dan juga digunakan sebagai sebahagian daripada aksara gabungan (.*, .^, ./, .\)
… Tiga atau lebih titik di hujung baris menandakan kesinambungan ungkapan kepada baris seterusnya
% Tanda peratus menunjukkan permulaan ulasan
’ Apostrof menunjukkan rentetan aksara, dan memasukkan apostrof itu sendiri rentetan aksara anda perlu meletakkan dua apostrof berturut-turut

Apabila bermula, sistem dibuka dari satu hingga lima tetingkap (bergantung pada tetapan) Rajah 4:



ARTIKEL BERKAITAN