Grunnleggende om Matlab: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Denne instruksen vil dekke noen av de mest grunnleggende funksjonene til matlab. Du vil lære hvordan du får matlab til å kjøre en periodisk funksjon internt og plotte og hvordan du trekker den samme periodiske funksjonen fra en excel -fil i stedet og plotter den. Disse funksjonene er noen av de mest grunnleggende og mye brukte i matlab. Denne instruksen er rettet mot de av dere som aldri har brukt matlab før og bare trenger å utføre noen enkle oppgaver med den. Koden uthevet i hvert bilde er inkludert som en kommentar, slik at du kan kopiere og lime inn koden. Ta gjerne denne koden og endre den slik at den passer til søknaden din.

Trinn 1: Start Matlab

Det første trinnet er å få matlab i gang slik at vi kan begynne å jobbe med det. Når du først starter matlab, bør det se ut som skjermbildet nedenfor. Det første trinnet er å tilordne en katalog for matlab å jobbe ut fra. Det er her programmet vil trekke alle filene fra, og det er her du bør lagre alt matlab -arbeidet. Jeg anbefaler å lage en ny mappe et sted du vil huske den, og navngi den noe du vil kjenne igjen. Når du har opprettet en ny mappe, klikker du på "…" øverst til høyre på skjermen som markert i det andre bildet. Dette vil dukke opp en søkeboks som vist på det tredje bildet. Finn den nye mappen du opprettet på datamaskinen din, og velg den. For dette eksempelet heter filen "370" og ligger på skrivebordet.

Trinn 2: Opprette en M-fil

Det vi trenger å gjøre er å lage en ny M -fil. En M -fil fungerer akkurat som å skrive kode direkte i matlab, men du kan lagre og endre koden og kjøre den gjentatte ganger. Når du skriver inn koden direkte i matlab, skriver du hver kodelinje individuelt. I en M -fil skriver du hele koden og kjører den med en gang. For å åpne en ny M -fil klikker du på filen. Plasser markøren på "Ny", klikk deretter på "Blank M -fil" som vist på det første bildet. Det som åpnes skal se ut som det andre bildet. Siden denne koden kan kjøres gjentatte ganger, er det en god idé å lukke alt og fjerne alle variablene før det kjøres hver gang. Dette oppnås gjennom to kodelinjer: close allclear allSom sett på det tredje bildet, sikrer du at alt er slettet og lukket.

Trinn 3: Opprette en tidsvektor

Det første vi skal gjøre er å lage en graf over en funksjon i matlab. Det første trinnet er å lage den uavhengige variabelen. I dette tilfellet vil vi kalle det "t" for tid. Metoden vi vil bruke for å lage denne variabelen er å lage en vektor. En vektor er i utgangspunktet en rekke tall. For eksempel vil 1, 2, 3, 4 være en kort vektor. Koden for å lage denne vektoren er: t = 0,1: 0,01: 10; Det første tallet, 0,1 refererer til startpunktet. Det andre tallet, 0,01 refererer til trinnstørrelsen. Det tredje tallet, 10, refererer til sluttpunktet. Så denne vektoren tilsvarer 0,1, 0,11, 0,12 … helt opp til 10. For å se om opprettelsen av vektoren fungerte, klikk på den grønne løpsknappen som er markert i det andre bildet. Dette kjører programmet. For å se vektoren vår, gå til hovedmatvinduet. Klikk på skrivebordet, deretter musen over skrivebordslayoutet, og klikk deretter på standard som beskrevet i det tredje bildet. Nå skal skjermen din se ut som det fjerde bildet. Til høyre ser du vår nyopprettede variabel, t. Dobbeltklikk på den og som på det femte bildet vil du se serien med tall som er opprettet.

Trinn 4: Kjøre og tegne en funksjon

Nå skal vi tegne en funksjon som er opprettet i matlab. Det første trinnet er å lage funksjonen. Dette er så enkelt som å skrive ut ønsket matematisk funksjon. Et eksempel er vist på det første bildet. Koden som brukes for denne funksjonen er: y = sin (t)+4*cos (5.*t).^2; Perioden før multiplikasjonen i cosinus, og før cosinusens kvadrat forteller matlab om å utføre disse funksjonene rett og slett på tidsvektorens verdisaker, for ikke å behandle tidsvektoren som en matrise og prøve å utføre matrisefunksjoner på den. Det neste trinnet er å lage selve figuren. Dette oppnås ved å bruke koden vist i den andre figuren. Rekkefølgen på variablene i plottkommandoen er veldig viktig, så sørg for å sette opp koden akkurat som den er satt opp nedenfor. Figurh = axes ('fontsize', 14); plot (t, y, 'linewidth, 2) xlabel ('Time (s)') ylabel ('Y Value') Tittel ('Y Value vs Time') rutenett Til slutt klikker du bare på den grønne løpepilen igjen, og tallet skal dukke opp som på det tredje bildet.

Trinn 5: Hente data fra Excel

Vi vil nå lage den samme grafen som før, men ved å importere funksjonsdataene fra et Excel -regneark. Det første bildet er et skjermbilde av Excel -regnearket som skal brukes. Det er nøyaktig de samme datapunktene som ble opprettet i matlab i de foregående trinnene, bare laget i excel. For å starte kan vi slette koden som oppretter vår tidsvektor og koden for vår funksjon fra de foregående trinnene. Koden din skal nå se ut som det andre bildet. Sett inn koden som vist i den øverste røde boksen på det tredje bildet. Dette er koden for å lese excel -filen. "A" refererer til en matrise som vil inneholde alle tallene i regnearket, og "B" inkluderer all teksten fra regnearket. T- og y -variablene trekkes fra den første og andre kolonnen som vist i koden. [A, B] = xlsread ('excelexample.xlsx'); t = A (:, 1); y = A (:, 2); Figurkoden kan også endres som vist i den nedre røde boksen på det tredje bildet. Dette vil faktisk trekke diagramtittelen og akseetikettene fra regnearket og sette dem på grafen. Etikett (B (2)) ylabel (B (3)) Tittel (B (1)) Den siste tingen å gjøre er å kjøre programmet igjen, og du vil se den samme figuren dukke opp som sett på det siste bildet.

Trinn 6: Opprette et specgram

I dette trinnet vil vi bruke matlab til å lage et specgram ved å lese en wav -lydfil. Et specgram kalles noen ganger en "2,5D -graf", fordi den bruker en todimensjonal graf, med tillegg av farge for å vise amplitude. Fargen gir flere detaljer enn en enkel 2D -graf, men ikke detaljene i en 3D -graf, derav begrepet "2.5D." Specgram -funksjonen til matlab tar et sett med datapunkter fra wav -filen og utfører en Fourier -transform på punkter for å bestemme frekvensene som er tilstede i signalet. For dette instruerbare er det ikke viktig å vite hvordan en Fourier -transform fungerer, bare vite at specgrammet vil plotte hvilke frekvenser som er tilstede, og hvor sterke de er med hensyn til tid. Funksjonen plotter tid på X-aksen og frekvens på Y-aksen. Styrken til hver frekvens vises etter farge. I dette tilfellet er wav -filen et lydopptak av et metallstykke som blir slått, og deretter blir vibrasjonene til metallet spilt inn som lyd. Ved å bruke specgrammet kan vi enkelt bestemme resonansfrekvensen til metallstykket, fordi det vil være frekvensen som varer lengst over tid. For å utføre denne oppgaven, må du først matlab lese wav -filen ved å bruke følgende kode: [x, fs] = wavread ('flex4.wav'); I dette tilfellet er flex4.wav tittelen på vår wav -fil, variabelen x er datapunktene i filen, og fs refererer til samplingsfrekvensen. For å utføre specgrammet, bare skriv inn følgende kode: specgram [x (:. 1), 256, fs]; 256 tilsvarer frekvensen som FFT utføres på når du analyserer dataene. Matlab kutter i utgangspunktet lydfilen i biter og tar en FFT på hver del. 256 forteller den hvor stor hver del skal være. Detaljene i dette er ikke viktige, og 256 er en sikker verdi å bruke for de fleste applikasjoner. Nå hvis du kjører koden, vil du se en figur dukke opp som sett på det andre bildet. Fra dette er det lett å se at resonansfrekvensen tilsvarer den røde toppen i nedre høyre hjørne av figuren. Dette er toppen som vedvarer lengst med hensyn til tid.