A Matlab alapjai: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Ez az utasítás a matlab legalapvetőbb funkcióit tárgyalja. Megtanulja, hogyan kell a matlab -ot belsőleg periodikus függvényt futtatni és ábrázolni, és hogyan kell lehívni ugyanazt az időszakos függvényt egy Excel fájlból, és ábrázolni. Ezek a függvények a legalapvetőbbek és széles körben használatosak a matlabban. Ez az utasítás azoknak szól, akik még soha nem használták a matlabot, és csak néhány egyszerű feladatot kell elvégezni vele. Az egyes képeken kiemelt kód megjegyzésként szerepel, így lemásolhatja és beillesztheti a kódot. Nyugodtan vegye be ezt a kódot, és módosítsa az alkalmazásának megfelelően.

1. lépés: A Matlab indítása

Az első lépés a matlab üzembe helyezése, hogy elkezdhessünk vele dolgozni. A matlab első indításakor az alábbi képernyőképnek kell kinéznie. Az első lépés egy könyvtár hozzárendelése a matlab számára, amelyből dolgozni lehet. Ez az a pont, ahonnan a program le fogja húzni az összes fájlt, és ide kell menteni az összes matlab munkáját. Javaslom, hogy hozzon létre egy új mappát valahol, ahová emlékezni fog, és nevezzen el valamit, amit felismer. Miután létrehozott egy új mappát, kattintson a képernyő jobb felső sarkában található "…" gombra, amint azt a második kép kiemeli. Ekkor megjelenik a böngészőablak, ahogy a harmadik képen látható. Keresse meg a számítógépen létrehozott új mappát, és válassza ki. Ebben a példában a fájl neve "370", és az asztalon található.

2. lépés: M-fájl létrehozása

Most egy új M fájlt kell létrehoznunk. Az M fájl pontosan úgy működik, mint a kód közvetlen beírása a matlabba, de elmentheti és módosíthatja a kódot, és többször is futtathatja. Ha közvetlenül a matlabba írja be a kódot, akkor minden egyes kódsort külön -külön írja be. Egy M fájlba írja be a teljes kódot, majd futtassa azt egyszerre. Egy új M fájl megnyitásához kattintson a fájlra. Vigye a kurzort az "Új" elemre, majd kattintson az "Üres M fájl" elemre, amint az az első képen látható. A megnyílónak úgy kell kinéznie, mint a második képnek. Mivel ez a kód többször is futtatható, célszerű mindent bezárni és minden változót törölni, mielőtt minden alkalommal futtatná. Ez két kódsoron keresztül valósul meg: zárja be az összes tisztázása gombot. Amint a harmadik képen látható, biztosítja, hogy minden törlődjön és záródjon.

3. lépés: Idővektor létrehozása

Az első dolog, amit meg kell tennünk, egy grafikon létrehozása a matlab függvényéről. Az első lépés a független változó létrehozása. Ebben az esetben időre "t" -nek fogjuk hívni. Ennek a változónak a létrehozására használjuk a vektort. A vektor alapvetően számok sora. Például 1, 2, 3, 4 rövid vektor lenne. A vektor létrehozásának kódja: t = 0,1: 0,01: 10; Az első szám, 0,1 a kezdőpontra vonatkozik. A második szám, a 0,01 a lépés méretére vonatkozik. A harmadik szám, a 10, a végpontra utal. Tehát ez a vektor megfelel 0,1, 0,11, 0,12… egészen 10 -ig. Ha látni szeretné, hogy a vektor létrehozása működött -e, kattintson a második képen kiemelt zöld futtatás gombra. Ez futtatja a programot. A vektor megtekintéséhez lépjen a matlab főablakába. Kattintson az Asztal, majd az egérmutató az asztali elrendezés fölé, majd kattintson az alapértelmezettre, ahogy a harmadik képen látható. Most a képernyőnek úgy kell kinéznie, mint a negyedik képnek. A jobb oldalon látni fogja újonnan létrehozott változónkat, t. Kattintson duplán rá, és az ötödik képhez hasonlóan látni fogja a létrehozott számsort.

4. lépés: Funkció futtatása és ábrázolása

Most a matlabban létrehozott függvényt ábrázoljuk. Az első lépés a függvény létrehozása. Ez olyan egyszerű, mint a kívánt matematikai függvény kiírása. Egy példa látható az első képen. A függvényhez használt kód: y = sin (t)+4*cos (5.*t).^2; A koszinuszban való szorzás előtti időszak és a koszinusz négyzete előtt a matlabnak mondjuk, hogy végezze el ezeket a funkciókat egyszerűen az idővektor értékeire, ne az idővektor mátrixként kezelje, és próbáljon mátrixfunkciókat végezni rajta. A következő lépés az ábra létrehozása. Ez a második ábrán látható kód használatával érhető el. A plot parancsban a változók sorrendje nagyon fontos, ezért ügyeljen arra, hogy a kódot az alábbiak szerint állítsa be. xlabel ('Time (s)') ylabel ('Y Value') Title ('Y Value vs Time') rács be

5. lépés: Adatok lehívása az Excelből

Most ugyanazt a grafikont fogjuk létrehozni, mint korábban, de a függvényadatok Excel -táblázatból történő importálásával. Az első kép egy képernyőkép az Excel táblázatról, amelyet használni fognak. Pontosan ugyanazok az adatpontok, amelyeket az előző lépésekben hoztak létre a matlabban, csak az excelben. Kezdésként törölhetjük az idővektorunkat létrehozó kódot és a funkciónk kódját az előző lépésekből. A kódnak most úgy kell kinéznie, mint a második képnek. Helyezze be a kódot a harmadik kép felső piros mezőjében látható módon. Ez a kód az Excel fájl olvasásához. Az "A" egy mátrixra utal, amely tartalmazza a táblázat összes számát, a "B" pedig a táblázat összes szövegét. A t és y változókat a kód szerint az első és a második oszlopból húzzuk ki. [A, B] = xlsread ('excelexample.xlsx'); t = A (:, 1); y = A (:, 2); A számkód módosítható a harmadik kép alsó piros mezőjében látható módon. Ez valójában ki fogja húzni a diagram címét és tengelycímkéit a táblázatból, és a grafikonra helyezi őket. Xlabel (B (2)) ylabel (B (3)) Title (B (1)) újra, és látni fogja, hogy ugyanaz a szám jelenik meg, mint a végső képen.

6. lépés: Specifikáció létrehozása

Ebben a lépésben a matlab segítségével létrehozunk egy specgramot egy wav hangfájl olvasásával. A specgramot néha "2.5D gráfnak" is nevezik, mert kétdimenziós gráfot használ, szín hozzáadásával, az amplitúdó megjelenítésére. A szín részletesebb, mint egy egyszerű 2D -s grafikon, de nem a 3D -s grafikon részlete, ezért a "2.5D" kifejezés. A matlab specgram függvénye a wav fájlból egy adatállományt vesz át, és Fourier -transzformációt hajt végre a pont, hogy meghatározza a jelben lévő frekvenciákat. Ehhez az oktathatóhoz nem fontos tudni, hogyan működik a Fourier -transzformáció, csak azt, hogy a specifikáció ábrázolja, hogy mely frekvenciák vannak jelen, és milyen erősek az időhöz képest. A függvény ábrázolja az időt az X tengelyen és a frekvenciát az Y tengelyen. Az egyes frekvenciák erőssége szín szerint jelenik meg. Ebben az esetben a wav fájl hangrögzítés egy ütve lévő fémdarabról, majd a fém rezgéseit hangként rögzíti. A specgram segítségével könnyen meg tudjuk határozni a fémdarab rezonanciafrekvenciáját, mert ez lesz az a frekvencia, amely idővel a leghosszabb ideig fennáll. Ennek a feladatnak a végrehajtásához először a matlab olvassa el a wav fájlt a következő kód használatával: [x, fs] = wavread ('flex4.wav'); Ebben az esetben a flex4.wav a wav fájlunk címe, az x változó a fájl adatpontjai, az fs pedig a mintavételi gyakoriságra vonatkozik., csak írja be a következő kódot: specgram [x (:. 1), 256, fs]; A 256 az FFT gyakoriságának felel meg az adatok elemzésekor. A Matlab alapvetően darabokra vágja a hangfájlt, és FFT -t vesz fel minden darabra. A 256 azt mondja meg, hogy mekkora legyen minden darab. Ennek részletei nem fontosak, és a 256 biztonságos érték a legtöbb alkalmazás számára. Most, ha futtatja a kódot, megjelenik egy szám, amely a második képen látható. Ebből könnyen belátható, hogy a rezonancia frekvencia megfelel az ábra jobb alsó sarkában lévő piros csúcsnak. Ez az a csúcs, amely az idő tekintetében a leghosszabb ideig fennáll.