Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Простые вычисления в MatLab



Факультет компьютерных систем

Кафедра вычичлительной техники

 

 

КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРАКТИКА

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И РЕКОМЕНДАЦИИ

 

 

Часть1

 

"Программирование в системе MatLab"

Киев-2006


Введение

Практикум содержит 7 научно-практических работ по изучению программирования с использова­нием математической системы MatLab и входящей в него программы моделирования Simulink:

1. Основы MatLab.

2. Простые вычисления в MatLab.

3. Многомерные вычисления в MatLab.

4. Решение уравнений в MatLab.

5. Символьные вычисления в MatLab.

6. Моделирование устройства с помощью Simulink.

7. Моделирование системы с помощью Simulink.

Рекомендуемая литература:

1. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MatLab 5.0/5.3. М.: Нолидж, 1999,640 с.

2. Гультяев А.К. MatLab 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows. СПб: Ко­
рона, 1999,288с.

Содержание отчета по каждой работе:

1. Название работы, задание в соответствии с вариантом.

2. Программа.

3. Результаты выполнения программы на ПК.

4. Выводы.

Содержание

1. Основы MatLab........................................................................................................................... 3

2. Простые вычисления в MatLab.................................................................................................. 6

3. Многомерные вычисления в MatLab....................................................................................... 10

4. Решение уравнений в MatLab................................................................................................. 17

5. Символьные вычисления в MatLab......................................................................................... 22

6. Моделирование устройства с помощью Simulink................................................................... 31

7. Моделирование системы с помощью Simulink....................................................................... 39


 
 


Варианты заданий

Основы MatLab

Подготовка к работе

По указанной литературе изучить: основы системы MatLab, системное меню MatLab, основные системные команды, правила ввода команд и данных, ранжированные переменные, правила вывода результатов.

Контрольные вопросы

1. Структура окна системы MatLab.

2. Команды пункта "File" системного меню.

3. Команды пункта "Edit" системного меню.

4. Команды пункта "View" системного меню.

5. Команды пункта "Web" системного меню.

6. Команды пункта "Window" системного меню.

7. Команды пункта "Help" системного меню.

8. Правила ввода команд.

9. Правила ввода функций и операндов.

10. Правила ввода выражений.

11. Организация циклов.

12. Правила ввода комментариев.

13. Правила просмотра результатов операций.

Задание к работе

Задача 1. Изучить интерфейс MatLab.

Задача 2. Ознакомиться с демонстрационными примерами MatLab.

Задача 3 Выполнить в режиме калькулятора следующие действия:

Ввод исходных операндов.

Выполнить над операндами 1 и 2 операцию 1.

Выполнить над результатом и операндом 1 операцию 2.

Выполнить над результатом и операндом 2 операцию 3.

Возвести почленно операнд 1 в степень 3.


Методические указания

1. В MatLab все данные рассматриваются, как матрицы. Тип результата определяется
автоматически по виду выражения.

2. В идентификаторах высота буквы имеет значение. Рекомендуется для имен простых
переменных выбирать строчные буквы, а для структурированных (векторы и масси­
вы) прописные.

3. Векторы вводятся в квадратных скобках, компоненты вектора разделяются пробела­
ми. Например, V=[1 2 3].

4. Матрицы вводятся в квадратных скобках, внутри которых размещаются векторы
строк, разделенные знаком точка с запятой (;).Например, V=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9].

5. Если данные не умещаются в строке, строку можно отобразить в нескольких строках,
используя разделитель в виде многоточия (не менее трех точек).

6. Значение % задается системной константой с именем pi.

7. В MatLab возможны два режима работы:

 

- В командном окне, как с калькулятором. В этом случае каждое действие сразу
же исполняется.

- В редакторе программ. В этом случае программа вводится, как обычно, а испол­
няется по команде встроенного отладчика.

8. При работе в режиме калькулятора выражения могут вводиться:

- В прямой форме, тогда после завершения ввода ответ будет выведен под
встроенным системным именем ans. Переменная с этим именем всегда хранит
результат последнего вычисления.

- В форме оператора присвоения, когда переменной с выбранным именем при­
сваивается значение выражения. Ответ в этом случае выводиться под именем
этой переменной.


- Любое уже определенное значение можно вызвать из рабочей области по имени переменной.

9. Если вычисляется значение переменной с выбранным именем по заданному выра­
жению, результат выводится под именем этой переменной в следующей строке. Век­
торы выводятся в строке с пробелами, матрицы - построчно, каждая содержит вектор
строки.

10. При работе с программой неграфические результаты выводятся в окно командной
строки. При необходимости их можно выводить, как текст, в специально создаваемое
окно.

11. Вывод результата можно заблокировать, если в конце строки ввода ввести знак точ­
ка с запятой (;). Значение переменной, которой результат присваивается, храниться
в рабочей области.

12. При работе с массивами определены операторы почленного выполнения. В них пе­
ред символом операции вводится точка (.).

13. Символ присвоения - знак равенства (=). Равенство, как оператор отношения в усло­
виях, вводится, как двойное равенство (==).


Простые вычисления в MatLab

Подготовка к работе

1. По указанной литературе изучить:

- системное меню редактора MatLab,

- основные системные команды,

- правила ввода команд и данных,

- ранжированные переменные,

- правила вывода результатов,

- правила вывода результатов в виде двумерных графиков,

- правила отладки программ.

 

2. Разработать алгоритмы решения задач из варианта задания.

3. Составить программы решения задач.

Контрольные вопросы

1. Структура окна редактора MatLab.

2. Правила ввода команд.

3. Правила ввода функций и операндов.

4. Правила ввода выражений.

5. Организация циклов.

6. Правила ввода комментариев.

7. Правила просмотра результатов операций.

8. Правила создания двумерных графиков.

9. Запуск и отладка программ.

Задание к работе

Задача 1.

- Ввести текст в виде комментария, как заглавие программы.

- Ввести исходные данные.

- Задать изменение аргумента.

- Вычислить значения функций 1 и 2 для аргумента в заданном интервале.
Вывести графики функций одновременно на одном графике в декартовых коор­
динатах. Для разных графиков использовать разный тип линий.

Задача 2.

Пункты 1...4 задачи 1.

Вывести графики функций в двух подокнах на одном графике. Графики сделать в

столбиковом формате.



Варианты заданий

Методические указания

1. Текстовые пояснения в программу вводятся, как комментарий. Он начинается с сим­
вола %, который располагается в первой позиции строки. Комментарий - это текст! В
него не надо включать символы операций.

2. Для формирования XY графика необходимо:

 

- Задать аргумент в формате х=<нач. значение>:<шаг>:<нач. значением

- Вычислить функцию, например, y=f(x).

- Вывести график процедурой plot(x,y,s). Процедура рисует график прямыми ли­
ниями между вычисленными точками.. Здесь s - строковая константа, задающая
параметры линии, ее можно пропускать. Определены следующие значения s:

Если на одном графике нужно отобразить несколько функции, например, у1=т(х) и y2=f(x)., то они вначале вычисляются, а затем выводятся процедурой


plot(x,y1,'s1',x,y2,'s2...), в которой в качестве параметров для каждой функции следуют группы <аргумент, функция, строка типа линии>.

- Для создания в графическом окне нескольких подокон для вывода графиков ис­пользуется процедура subplot(m,n,p), где m - число подокон в окне по горизонта­ли, п - по вертикали, р - номер используемого подокна (нумерация с 1). Для формирования графика в столбиковой форме нужно использовать процеду­ру Ьаг(х.у). При выводе такого графика в подокно строка программы имеет вид subplot(m,n,p), bar(x,y).

Пример выполнения

Задание Функция 1 у = 2sin(x)

Функция 2 z = 0.02x3

Начальное значение аргумента а = -2л

Конечное значение аргумента Ь = 2п

Шаг изменения аргумента h = л/20
Задача 1

% Задача 1

% Диапазон и шаг

a=-2*pi;

b=2*pi;

h=pi/20;

% Задание аргумента

X=a:h:b;

%Расчет функций

Y=2*sin(X);

Z=0.02*X.A3;

% Вывод графиков с одинаковым типом линии в окно 1

figure(1);

plot(X,Y,X,Z);

% Включим координатную сетку

grid on

% Вывод графиков с разными типами линии в окно 2

figure(2);

plot(X,Y,'-',X,Z,1:1);

% Включим координатную сетку

grid on



Задача 2

% Задача 2

% Диапазон и шаг

a=-2*pi;

b=2*pi;

h=pi/20;

% Задание аргумента

X=a:h:b;

%Расчет функций

Y=2*sin(X);

Z=0.02*X.A3;

% Вывод графика 1 в виде столбиков в подокно 1

subplot(2,1,1),bar(X,Y);

% Вывод графика 2 в виде столбиков в подокно 2

subplot(2,1,2),bar(X,Z);


 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.