MATLAB është një gjuhë llogaritëse teknike e nivelit të lartë, një mjedis ndërveprues i zhvillimit të algoritmit dhe një mjet i fundit për analizën e të dhënave.
Krahasuar me gjuhët tradicionale të programimit (C/C++, Java, Pascal, FORTRAN), MATLAB bën të mundur reduktimin e kohës së zgjidhjes së problemeve tipike me një renditje madhësie dhe thjeshton shumë zhvillimin e algoritmeve të reja.
MATLAB është themeli i të gjithë familjes së produkteve MathWorks dhe është mjeti kryesor për zgjidhjen e një game të gjerë problemesh shkencore dhe të aplikuara në fusha të tilla si: zhvillimi i objekteve dhe sistemeve të kontrollit, sistemet e komunikimit, përpunimi i sinjalit dhe imazhit, matja dhe testimi i sinjalit, modelimi financiar, biologjia llogaritëse etj.
Kerneli MATLAB e bën sa më të lehtë punën me matricat e llojeve reale, komplekse dhe analitike të të dhënave dhe me strukturat e të dhënave dhe tabelat e kërkimit. MATLAB përmban funksione të integruara për algjebër lineare (LAPACK, BLAS), transformim të shpejtë Furier (FFTW), funksione për të punuar me polinome, funksione për statistika bazë dhe zgjidhje numerike ekuacionet diferenciale; zgjatur bibliotekat e matematikës për Intel MKL. Të gjitha funksionet e integruara të kernelit MATLAB janë projektuar dhe optimizuar nga ekspertë dhe funksionojnë më shpejt ose njësoj si ekuivalenti i tyre C/C++.

Përshkrimi i gjuhës

Gjuha MATLAB është një gjuhë programimi e nivelit të lartë që përfshin struktura të dhënash të bazuara në matricë, një gamë të gjerë funksionesh, një mjedis zhvillimi të integruar, veçori të orientuara nga objekti dhe ndërfaqe me programet e shkruara në gjuhë të tjera programimi.

Programet e shkruara në MATLAB janë dy llojesh - funksione dhe skripta. Funksionet kanë argumente hyrëse dhe dalëse, si dhe hapësirën e tyre të punës për ruajtjen e rezultateve të ndërmjetme të llogaritjeve dhe variablave. Skriptet ndajnë një hapësirë ​​të përbashkët pune. Të dy skriptet dhe funksionet nuk interpretohen në kodin e makinës dhe ruhen si skedarë teksti. Është gjithashtu e mundur të ruhen të ashtuquajturat programe të analizuara paraprakisht - funksionet dhe skriptet e përpunuara në një formë të përshtatshme për ekzekutimin e makinës. Në përgjithësi, programe të tilla funksionojnë më shpejt se ato të zakonshmet.

Tipari kryesor i gjuhës MATLAB janë mundësitë e saj të gjera për të punuar me matrica, të cilat krijuesit e gjuhës i shprehën në sloganin Think vectorized.

Matematikë dhe Informatikë

MATLAB i ofron përdoruesit nje numer i madh i(disa qindra) funksione për analizën e të dhënave, duke mbuluar pothuajse të gjitha fushat e matematikës, në veçanti:
Matricat dhe algjebra lineare - algjebra matricore, ekuacionet lineare, eigenvlerat dhe vektorët, singularitetet, faktorizimi i matricës dhe të tjerët.
Polinomet dhe interpolimi - rrënjët e polinomeve, veprimet mbi polinomet dhe diferencimi i tyre, interpolimi dhe ekstrapolimi i kthesave dhe të tjera.
Statistikat matematikore dhe analiza e të dhënave - funksionet statistikore, regresioni statistikor, filtrimi dixhital, transformimi i shpejtë i Furierit dhe të tjera.
Përpunimi i të dhënave - një grup funksionesh të veçanta, duke përfshirë vizatimin, optimizimin, gjetjen e zerove, integrimin numerik (në kuadratura) dhe të tjera.
Ekuacionet diferenciale - zgjidhje e ekuacioneve diferenciale dhe diferenciale-algjebrike, ekuacionet diferenciale me vonesë, ekuacionet me kufizime, ekuacionet diferenciale të pjesshme dhe të tjera.
Matricat e rralla janë një klasë e veçantë e të dhënave MATLAB e përdorur në aplikacione të specializuara.
Aritmetika me numra të plotë - kryerja e veprimeve aritmetike me numra të plotë në mjedisin MATLAB.

Zhvillimi i algoritmeve

MATLAB ofron mjete të përshtatshme për zhvillimin e algoritmeve, duke përfshirë ato të nivelit të lartë duke përdorur koncepte programimi të orientuara nga objekti. Ai ka të gjitha mjetet e nevojshme të një mjedisi zhvillimi të integruar, duke përfshirë një korrigjues dhe një profilues. Funksionet për të punuar me llojet e të dhënave të plota e bëjnë të lehtë krijimin e algoritmeve për mikrokontrolluesit dhe aplikacionet e tjera aty ku është e nevojshme.

Vizualizimi i të dhënave

Si pjesë e paketës MATLAB, ka një numër të madh funksionesh për vizatimin e grafikëve, duke përfshirë ato tredimensionale, analiza vizuale të dhëna dhe animacione.

Mjedisi i integruar i zhvillimit ju lejon të krijoni ndërfaqe grafike të përdoruesit me kontrolle të ndryshme, të tilla si butonat, fushat e hyrjes dhe të tjera. Me ndihmën e komponentit MATLAB Compiler, këto ndërfaqe grafike mund të shndërrohen në aplikacione të pavarura.

Ndërfaqet e jashtme

Paketa MATLAB përfshin ndërfaqe të ndryshme për të hyrë në rutinat e jashtme të shkruara në gjuhë të tjera programimi, të dhëna, klientë dhe serverë që komunikojnë përmes modelit të objekteve përbërëse ose teknologjive të shkëmbimit dinamik të të dhënave, dhe pajisjet periferike, të cilat ndërveprojnë drejtpërdrejt me MATLAB. Shumë nga këto veçori njihen si API MATLAB.

COM

Paketa MATLAB ofron akses në funksione që ju lejojnë të krijoni, manipuloni dhe fshini objektet COM (si klientët ashtu edhe serverët). Teknologjia ActiveX është gjithashtu e mbështetur. Të gjitha objektet COM i përkasin një klase speciale COM MATLAB. Të gjithë programet që kanë funksionet e një kontrolluesi Automatizimi mund të hyjnë në MATLAB si një server Automatizimi.

DDE

Paketa MATLAB përmban funksione që e lejojnë atë të aksesojë aplikacione të tjera në mjedisin Windows, si dhe këto aplikacione të aksesojnë Të dhënat e MATLAB, përmes teknologjisë Dinamike të Shkëmbimit të të Dhënave (DDE). Çdo aplikacion që mund të jetë një server DDE ka emrin e tij unik të identifikimit. Për MATLAB, ky emër është Matlab.

Shërbimet e internetit

Në MATLAB, është e mundur të telefononi metoda të shërbimit në internet. Një funksion i veçantë krijon një klasë të bazuar në metodat API të shërbimit në internet.

Matlab ndërvepron me klientin e shërbimit në internet duke pranuar paketa prej tij, duke i përpunuar ato dhe duke dërguar një përgjigje. Mbështeten teknologjitë e mëposhtme: Protokolli i thjeshtë i qasjes në objekte (SOAP) dhe Gjuha e përshkrimit të shërbimeve në internet (WSDL).

Porta COM

Ndërfaqja e portës serike MATLAB ofron akses të drejtpërdrejtë në pajisjet periferike si modemet, printerët dhe pajisjet shkencore të lidhura me kompjuterin nëpërmjet porta serike(Port COM). Ndërfaqja funksionon duke krijuar një objekt të një klase të veçantë për portën serike. Metodat e disponueshme të kësaj klase ju lejojnë të lexoni dhe shkruani të dhëna në portën serike, të përdorni ngjarje dhe mbajtës të ngjarjeve dhe të shkruani informacione në diskun e kompjuterit në kohë reale. Kjo mund të jetë e nevojshme gjatë kryerjes së eksperimenteve, simulimit të sistemeve në kohë reale dhe për aplikime të tjera.

Skedarët MEX

Paketa MATLAB përfshin një ndërfaqe për ndërveprim me aplikacione të jashtme të shkruara në C dhe Fortran. Ky ndërveprim kryhet përmes skedarëve MEX. Është e mundur të quhen nënprograme të shkruara në C ose Fortran nga MATLAB sikur të ishin funksione të integruara të paketës. Skedarët MEX janë biblioteka të lidhura në mënyrë dinamike që mund të ngarkohen dhe ekzekutohen nga përkthyesi i integruar në MATLAB.

DLL

Ndërfaqja e përbashkët DLL MATLAB ju lejon të telefononi funksionet që gjenden në bibliotekat e rregullta të lidhjeve dinamike direkt nga MATLAB. Këto funksione duhet të kenë një ndërfaqe C.

Përveç kësaj, MATLAB ka aftësinë për të hyrë në funksionet e tij të integruara përmes ndërfaqes C, e cila ju lejon të përdorni funksionet e paketës në aplikacionet e jashtme të shkruara në C. Kjo teknologji në MATLAB quhet C Engine.

Komplet mjetesh

Për MATLAB, është e mundur të krijohen kuti veglash speciale që zgjerojnë funksionalitetin e tij. Kutitë e veglave janë koleksione funksionesh të shkruara në MATLAB për zgjidhje klasë të caktuar detyrat. Mathworks ofron paketa mjetesh që përdoren në shumë fusha, duke përfshirë sa vijon:
Përpunimi i sinjalit dixhital, imazhit dhe të dhënave: Kutia e veglave DSP, Imazh Kutia e veglave të përpunimit, Wavelet Toolbox, Communication Toolbox, Filter Design Toolbox - grupe funksionesh që lejojnë zgjidhjen e një game të gjerë problemesh të përpunimit të sinjalit, imazheve, projektimit të filtrave dixhitalë dhe sistemeve të komunikimit.
Sistemet e kontrollit: Kutia e veglave të Sistemeve të Kontrollit, Kutia e Veglave të Analizës dhe Sintezës µ, Kutia e Veglave të Kontrollit të fortë, Kutia e Veglave për Identifikimin e Sistemit, Kutia e Kontrollit LMI, Kutia e Veglave të Kontrollit Parashikues të Modelit, Kutia e Veglave të Kalibrimit të Bazuar në Model - grupe funksionesh që lehtësojnë analizën dhe sintezën e sistemeve dinamike, projektimi, simulimi dhe identifikimi i sistemeve të kontrollit, duke përfshirë algoritme moderne të kontrollit si kontrolli i fuqishëm, kontrolli H∞, sinteza LMI, sinteza μ, dhe të tjera.
Analiza financiare: GARCH Toolbox, Fixed Toolbox, Financial Time Series Toolbox, Financial Toolbox, Financial Toolbox, Datafeed Toolbox - grupe funksionesh që ju lejojnë të grumbulloni, përpunoni dhe transmetoni shpejt dhe me efikasitet informacione të ndryshme financiare.
Analiza dhe sinteza e hartave gjeografike, duke përfshirë ato tredimensionale: Mapping Toolbox.
Mbledhja dhe analiza e të dhënave eksperimentale: Kutia e veglave për marrjen e të dhënave, Kutia e veglave për marrjen e imazhit, Kutia e veglave të kontrollit të instrumenteve, Lidhja për Studion e Kompozitorit të Kodit - grupe funksionesh që ju lejojnë të ruani dhe përpunoni të dhënat e marra gjatë eksperimenteve, përfshirë në kohë reale. Mbështetet një gamë e gjerë pajisjesh matëse shkencore dhe inxhinierike.
Vizualizimi dhe prezantimi i të dhënave: Kutia e veglave të realitetit virtual - ju lejon të krijoni botë interaktive dhe të vizualizoni informacionin shkencor duke përdorur teknologjitë e realitetit virtual dhe gjuhën VRML.
Mjetet e zhvillimit: MATLAB Builder për COM, MATLAB Builder për Excel, MATLAB Compiler, Filter Design HDL Coder - grupe funksionesh që ju lejojnë të krijoni aplikacione të pavarura nga mjedisi MATLAB.
Ndërveprimi me produkte softuerësh të jashtëm: Gjeneruesi i raporteve MATLAB, Lidhja e Excel, Kutia e Veglave të bazës së të Dhënave, Serveri Ueb MATLAB, Lidhja për ModelSim - grupe funksionesh që ju lejojnë të ruani të dhëna në forma të ndryshme në mënyrë që programet e tjera të mund të punojnë me to.
Bazat e të dhënave: Database Toolbox - mjete për të punuar me bazat e të dhënave.
Paketat e shkencës dhe matematikës: Kutia e veglave të bioinformatikës, Kutia e veglave të montimit të kurbës, kutia e veglave me pikë fikse, fuzzy Kutia e mjeteve logjike, Algoritmi gjenetik dhe Kutia e Veglave të Kërkimit të Drejtpërdrejtë, Kutia e Veglave OPC, Kutia e Veglave të Optimizimit, Kutia e Veglave të Ekuacioneve Diferenciale të Pjesshme, Kutia e Veglave Spline, Kutia e Veglave Statistikore, Kutia e Veglave RF - grupe të specializuara funksionet matematikore, duke lejuar zgjidhjen e një game të gjerë problemesh shkencore dhe inxhinierike, duke përfshirë zhvillimin algoritme gjenetike, zgjidhja e problemeve në derivate të pjesshme, problema me numra të plotë, optimizimi i sistemit dhe të tjera.
Neural Networks: Neural Network Toolbox - mjete për sintetizimin dhe analizimin e rrjeteve nervore.
Llogaritjet simbolike: Kutia e veglave të matematikës simbolike - mjete për llogaritjet simbolike me aftësinë për të bashkëvepruar me programin simbolik Maple.

Përveç sa më sipër, ka mijëra mjete të tjera MATLAB të shkruara nga kompani dhe entuziastë të tjerë.

Përshëndetje të dashur lexues! Në artikullin tonë mbi bazat e programimit MatLab, do të njihemi me sintaksën e kësaj gjuhe, të cilën do ta përdorim kryesisht për llogaritjet matematikore.

MATLAB është një sistem ndërveprues në të cilin elementi kryesor i të dhënave është një grup. Kjo ju lejon të vendosni detyra të ndryshme të lidhura me llogaritjet teknike, veçanërisht ato që përdorin vektorë dhe matrica, janë disa herë më të shpejta se kur shkruani programe duke përdorur gjuhë të tjera programimi.

Variablat në MATLAB:

Ekzistojnë disa lloje të variablave, këtu janë ato më themeloret:

• logjike(e vërtetë - 1, e rreme - 0)
• karakter- varg karakteresh
• numerike- vargje numrash me pikë lundruese
• ndër: int8 (grup i numrave të plotë të nënshkruar 8-bit, 1 bajt për numër), gjithashtu ka int16, int32, int64
• beqare- grup numrash me pikë lundruese me saktësi të vetme (4 bajt për numër)
• dyfishtë- grup numrash me pika lundruese me saktësi të dyfishtë (16 karaktere)
• strukturën– një grup i strukturuar fushash për ruajtjen e të dhënave me emra

Emri i ndryshores:
gjatësia - deri në 63 karaktere;
nuk duhet të përputhen me emrat e funksioneve dhe procedurave;
duhet të fillojë me një letër;
mund të përmbajë shkronja, numra, nënvizime;
dallojnë shkronjat e mëdha dhe të vogla.

Vendosja e një ndryshoreje është shumë e lehtë:

Një shembull tjetër:

>> a=2;b=4;a+b ans = 6

Siç mund ta shihni, vetë Matlab nxjerr rezultatin e një operacioni me 2 variabla.

Vargjeve:

Le të fillojmë me një detyrë njëdimensionale vargjeve:

Caktimi i linjës së komandës: x= ose x=
Detyrë elemente individuale: x(3) = 3
Gjatësia e një vargu mund të gjendet me komandën: gjatësia (x)

Le të kalojmë në dy dimensionale vargjeve:

Caktimi i linjës komanduese: x=

ans = 1 2 3 4 5 6 7 8

Vendosja e elementeve individuale: x(2,3) = 7
Referencimi i një rreshti të vetëm p të një vargu: y = [p,:]
Duke iu referuar kolonës k-të të grupit: y = [:, k]
Komanda B=A(:,:) u referohet të gjithë elementeve të matricës, d.m.th. krijon një kopje të matricës A.

Ju gjithashtu duhet të jeni të vetëdijshëm për matricat standarde:

• zeros(n,m) — nxm matrica e zerove
• ones(n,m) – matrica e njësive të madhësisë nxm
• rand(n,m) është një matricë nxm e numrave të rastit
• sy(n,m) – matrica e njësheve në diagonalen kryesore të madhësisë nxm

Operatorët:

Operatorët duhet të njihen, sepse pa ta është e pamundur të zotërosh gjithçka bazat e programimit në MATLAB.

• Operatorët aritmetikë (shprehje aritmetike, llogaritje)
• Operatorët relacionalë (krahasimi i argumenteve)
• Operatorë logjikë (shprehje logjike)

Nivelet e përparësisë së operatorëve aritmetikë:

1. Transpozimi sipas elementit (.'), fuqizimi sipas elementit (.*), konjugimi i matricës ('), fuqia e matricës (^)
2. Plus unar (+) dhe unar minus (-)
3. Shumëzimi i vargjeve element pas elementi (.*), ndarja djathtas e vargjeve (./) dhe pjesëtimi majtas (.\), shumëzimi i matricës (*), zgjidhja e sistemeve të ekuacioneve lineare të veprimit (/) dhe (\)
4. Mbledhja (+) dhe zbritja e vargjeve (-)
5. Operatori (:)

Brenda çdo niveli, operatorët kanë përparësi të barabartë dhe vlerësohen në rend nga e majta në të djathtë. Rendi i llogaritjeve mund të ndryshohet me kllapa.

Operatorët relacionalë:

• > - më shumë - funksioni gt().
• >= - funksion më i madh ose i barabartë - ge().
• == - barazohet me funksionin p.sh.().
• ~= - jo e barabartë - funksion ne().

Përparësia e tyre është më e ulët se aritmetika, por më e lartë se operatorët logjikë.

Operatorët logjikë:

• & - grup: 1 për çdo vend ku të dy elementët janë të vërtetë (jozero) dhe 0 për të gjithë elementët e tjerë; dhe () funksion
• | - vargu: 1 për çdo vend ku të paktën një element është i vërtetë (jo zero) dhe 0 për të gjithë elementët e tjerë; funksioni or().
• ~ - mohimi logjik për çdo element të grupit të hyrjes, A; funksioni not().
• xor - grup: 1 për çdo vend ku vetëm një element është i vërtetë (jo zero) dhe 0 për të gjithë elementët e tjerë

A = ; B = ; A&B = 01001 A|B = 11101 ~A = 10010 xor(A,B)=10100

Shembuj të thjeshtë:

Vendosja e një matrice 3 me 4 me numra të rastit:

>> rand (3,4) ans = 0,8147 0,9134 0,2785 0,9649 0,9058 0,6324 0,5469 0,1576 0,1270 0,0975 0,9575 0,9575 0,9575 0,9649 0,9058 0,6324 0,5469 0,1576 0,1270 0,0975 0,9575 0,9575 0,9575 0,9575 0,9701 = 1 0,9701 >>5 =1 x11 0 >> x = X1 = 1 2 4 5 6 7 >> x = X2 = 1 2 4 5 6 7 >> x1*x2 ans = 11 14 18 29 38 51 41 54 73

Këtu do të përfundojmë sot. Në artikujt e mëposhtëm, tashmë do të merremi në detaje me të gjitha veçoritë e MATLAB. Dhe më besoni, këto mundësi janë shumë të mëdha.
Nëse keni ndonjë pyetje, atëherë pyesni ato në komente.

1. Mësimi 23: Hyrje në paketat shtesë të MATLAB

Mësimi numër 23.

Hyrje në paketat shtesë të MATLAB

Listimi i paketave shtesë

Simulinc për Windows

Paketa e matematikës simbolike

Paketat e matematikës

Paketat për analizën dhe sintezën e sistemeve të kontrollit

Paketat e identifikimit të sistemit

Karakteristikat shtesë të paketës Simulinc

Paketat e përpunimit të sinjalit dhe imazhit

Paketa të tjera aplikimi

Në këtë mësim, do të njihemi shkurtimisht me mjetet kryesore të zgjerimit profesional të sistemit dhe përshtatjen e tij për zgjidhjen e klasave të caktuara të problemeve matematikore, shkencore dhe teknike - me paketat shtesë të sistemit MATLAB. Pa dyshim, të paktën një pjesë e këtyre paketave duhet t'i kushtohet një kursi ose udhëzuesi të veçantë trajnimi, ndoshta më shumë se një. Për shumicën e këtyre shtesave, janë botuar libra të veçantë jashtë vendit dhe vëllimi i dokumentacionit për to arrin në qindra megabajt. Fatkeqësisht, qëllimi i këtij libri lejon vetëm një shëtitje të shkurtër nëpër paketat e zgjerimit për t'i dhënë lexuesit një ide se ku po shkon sistemi.

2. Listimi i paketave shtesë

Listimi i paketave shtesë

Përbërja e plotë e sistemit MATLAB 6.0 përmban një numër komponentësh, emri, numri i versionit dhe data e krijimit të të cilëve mund të shfaqen me komandën ver:

Versioni MATLAB 6.0.0.88 (R12) në PCWIN Numri i licencës MATLAB: 0

	MATLAB Toolbox	Versioni 6.0		06-0ct-2000
		Versioni 4.0
		Versioni 4.0		04-0ct-2000
	Kodimi i rrjedhës së shtetit	Versioni 4.0		04-0ct-2000
	Punëtori në kohë reale	Versioni 4.0
	Blloqet e referencës COMA	Versioni 1.0.2
	Blloqe komunikimi	Versioni 2.0
	Kutia e mjeteve të komunikimit	Versioni 2.0
	Kutia e veglave të sistemit të kontrollit	Versioni 5.0
	DSP Blockset	Versioni 4.0
	Kutia e veglave për marrjen e të dhënave	Versioni 2.0		05-0ct-2000
	Kutia e veglave të bazës së të dhënave	Versioni 2.1
	Kutia e veglave të të dhënave	Versioni 1.2
	Dials & Gauges Blockset	Versioni 1.1
	Kutia e veglave të projektimit të filtrit	Versioni 2.0
	Kutia e veglave të derivateve financiare	Versioni 1.0
	Kutia e veglave të serive kohore financiare	Versioni 1.0
	Kutia e mjeteve financiare	Versioni 2.1.2
	Blloqe me pikë fikse	Versioni 3.0
	Fuzzy Logic Toolbox	Versioni 2.1
	Kutia e veglave GARCH	Versioni 1.0
	Kutia e mjeteve të përpunimit të imazhit	Versioni 2.2.2

	Kutia e veglave të kontrollit të instrumenteve	Versioni 1.0
	Kutia e veglave të kontrollit LMI	Versioni 1.0.6
	Përpiluesi i MATLAB	Versioni 2.1
	Gjeneruesi i raporteve të MATLAB	Versioni 1.1
	Kutia e veglave të hartës	Versioni 1.2
		Versioni 1.0.5
	Kompleti i Zhvilluesve Motorola DSP	Versioni 1.1		Ol-Shtator-2000
	Kutia e veglave të Mi-Analizës dhe Sintezës	Versioni 3.0.5
	Kutia e veglave të rrjetit nervor	Versioni 4.0
	Grupi i bllokut të projektimit jolinear të kontrollit	Versioni 1.1.4
	Kutia e veglave të optimizimit	Versioni 2.1
	Kutia e veglave të ekuacioneve diferenciale të pjesshme	Versioni 1.0.3
	Bllokimi i Sistemit të Energjisë	Versioni 2.1
	Workshop në kohë reale Ada Coder	Versioni 4.0
	Koder i integruar i seminarit në kohë reale	Versioni 1.0
	Ndërfaqja e Menaxhimit të Kërkesave	Versioni 1.0.1
	Kutia e mjeteve të kontrollit të fortë	Versioni 2.0.7
	SB2SL (konverton SystemBuild në Simu	Versioni 2.1
	Kutia e mjeteve për përpunimin e sinjalit	Versioni 5.0
	Përshpejtuesi Simulink	Versioni 1.0
	Diferencimi i modelit për Simulink dhe...	Versioni 1.0
	Mjeti i Mbulimit të Modelit Simulink	Versioni 1.0
	Gjeneruesi i raporteve të Simulink	Versioni 1.1
	Kutia e veglave Spline	Versioni 3.0
	Kutia e veglave të statistikave	Versioni 3.0
	Kutia e veglave të matematikës simbolike	Versioni 2.1.2
		Versioni 5.0
	Kutia e veglave Wavelet	Versioni 2.0
		Versioni 1.1
	Opsioni i ngulitur i synuar xPC	Versioni 1.1

Ju lutemi vini re se pothuajse të gjitha paketat shtesë në MATLAB 6.0 janë të përditësuara dhe datojnë që nga viti 2000. Përshkrimi i tyre është zgjeruar dukshëm, i cili në formatin PDF tashmë zë shumë më tepër se dhjetëra mijëra faqe. Më poshtë është një përshkrim i shkurtër i paketave kryesore të zgjerimit.

3 Simulink për Windows

Simulink për Windows

Paketa e zgjerimit Simulink përdoret për modelimin simulues të modeleve të përbërë nga blloqe grafike me veti (parametra) të specifikuara. Komponentët e modelit, nga ana tjetër, janë blloqe dhe modele grafike që gjenden në një numër bibliotekash dhe mund të transferohen në dritaren kryesore me miun dhe të lidhen me njëri-tjetrin me lidhjet e nevojshme. Modelet mund të përfshijnë burime sinjalesh të llojeve të ndryshme, pajisje regjistrimi virtual, mjete ndihmëse grafike animacionet. Duke klikuar dy herë në një bllok modeli shfaqet një dritare me një listë të parametrave të saj që përdoruesi mund të ndryshojë. Drejtimi i një simulimi siguron modelimin matematikor të modelit të ndërtuar me një pamje vizuale paraqitje vizuale rezultatet. Paketa bazohet në ndërtimin e diagrameve të bllokut duke transferuar blloqe nga biblioteka e komponentëve në dritaren e redaktimit të modelit të krijuar nga përdoruesi. Modeli më pas ekzekutohet për ekzekutim. Në fig. 23.1 tregon procesin e modelimit të një sistemi të thjeshtë - një cilindër hidraulik. Kontrolli kryhet duke përdorur oshiloskopët virtualë - në fig. 23.1 tregon ekranet e dy oshiloskopëve të tillë dhe dritaren e një nënsistemi model të thjeshtë. Është e mundur të modelohen sisteme komplekse që përbëhen nga shumë nënsisteme.

Simulink harton dhe zgjidh ekuacionet e gjendjes së modelit dhe ju lejon të lidhni virtuale të ndryshme instrumente matëse. Qartësia e paraqitjes së rezultateve të simulimit është e habitshme. Një numër shembujsh të përdorimit të paketës Simulink janë dhënë tashmë në Mësimin 4. Versioni i mëparshëm i paketës është përshkruar me detaje të mjaftueshme në libra. Risia kryesore është përpunimi i sinjaleve të matricës. Janë shtuar paketa të veçanta të performancës Simulink, si Simulink Accelerator për përpilimin e kodit të modelit, profiler Simulink për analizën e kodit, etj.

Oriz. 23.1. Shembull i Simulimit të Sistemit Hidraulik të cilindrave duke përdorur Simulink Extension

1.gif

Imazhi:

1b.gif

Imazhi:

4. Synimi dhe Workshopi i Windows në kohë reale

Synimi dhe Workshopi i Windows në kohë reale

Nënsistemi i fuqishëm i simulimit në kohë reale i lidhur me Simulink (me pajisje shtesë në formën e tabelave të zgjerimit të kompjuterit), i përfaqësuar nga paketat e zgjerimit të Windows Target dhe Workshop në kohë reale, është një mjet i fuqishëm për menaxhimin e objekteve dhe sistemeve reale. Përveç kësaj, këto shtesa ju lejojnë të krijoni kode të modelit të ekzekutueshëm. Oriz. 4.21 në Mësimin 4 tregon një shembull të një simulimi të tillë për një sistem të përshkruar nga ekuacionet diferenciale jolineare van der Pol. Avantazhi i një modelimi të tillë është qartësia e tij matematikore dhe fizike. Në komponentët e modelit Simulink, mund të specifikoni jo vetëm parametra fiks, por edhe marrëdhënie matematikore që përshkruajnë sjelljen e modeleve.

5. Gjeneruesi i raporteve për MATLAB dhe Simulink

Gjeneruesi i raporteve për MATLAB dhe Simulink

Gjeneruesit e raporteve - një mjet i prezantuar në MATLAB 5.3.1, ofron informacion rreth funksionimit të sistemit MATLAB dhe paketës së zgjerimit Simulink. Ky mjet është shumë i dobishëm kur korrigjoni algoritme komplekse llogaritëse ose kur modeloni sisteme komplekse. Gjeneruesit e raporteve nisen me komandën Report. Raportet mund të paraqiten si programe dhe të modifikohen.

Gjeneruesit e raporteve mund të ekzekutojnë komanda dhe fragmente programi të përfshira në raporte dhe t'ju lejojnë të kontrolloni sjelljen e llogaritjeve komplekse.

6. Kutia e veglave të rrjeteve nervore

Kutia e veglave të rrjeteve nervore

Një paketë programesh të aplikuara që përmbajnë mjete për ndërtimin e rrjeteve nervore bazuar në sjelljen e një analoge matematikore të një neuroni. Paketa ofron mbështetje të fuqishme për projektimin, trajnimin dhe simulimin e shumë paradigmave të njohura të rrjetit, nga modelet bazë të perceptronit deri te rrjetet shoqëruese dhe vetëorganizuese më të fundit. Paketa mund të përdoret për të eksploruar dhe aplikuar rrjetet nervore për probleme të tilla si përpunimi i sinjalit, kontrolli jolinear dhe modelimi financiar. Ofrohet aftësia për të gjeneruar kodin C portativ duke përdorur Workshop në kohë reale.

Paketa përfshin më shumë se 15 lloje të njohura rrjetet dhe rregullat e të mësuarit që lejojnë përdoruesin të zgjedhë paradigmën më të përshtatshme për një problem të veçantë aplikimi ose kërkimi. Për çdo lloj arkitekture dhe rregullash trajnimi, ka funksione për inicializimin, trajnimin, përshtatjen, krijimin dhe simulimin, demonstrimin dhe një shembull aplikimi rrjeti.

Për rrjetet e kontrolluara, ju mund të zgjidhni arkitekturën e drejtpërdrejtë ose të përsëritur duke përdorur një sërë rregullash mësimi dhe metodash projektimi si perceptroni, përhapja e pasme, përhapja prapa Levenberg, rrjetet me bazë radiale dhe rrjetet e përsëritura. Mund të ndryshoni lehtësisht çdo arkitekturë, rregulla mësimore ose funksione tranzicioni, të shtoni të reja - dhe të gjitha këto pa shkruar asnjë rresht në C ose FORTRAN. Një shembull i përdorimit të paketës për njohjen e imazhit të shkronjave është dhënë në Mësimin 4. Një përshkrim i detajuar i versionit të mëparshëm të paketës mund të gjendet në libër.

7. Fuzzy Logic Toolbox

Fuzzy Logic Toolbox

Paketa e aplikimit Fuzzy Logic i referohet teorisë së grupeve fuzzy (fuzzy). Ofrohet mbështetje për metodat moderne të grupimit fuzzy dhe rrjeteve nervore fuzzy adaptive. Mjetet grafike të paketës ju lejojnë të monitoroni në mënyrë interaktive sjelljen e sistemit.

Karakteristikat kryesore të paketës:

• përcaktimi i variablave, rregullave fuzzy dhe funksioneve të anëtarësimit;
• shikimi interaktiv i konkluzioneve fuzzy;
• metoda moderne: konkluzion fuzzy adaptiv duke përdorur rrjetet nervore, grupim fuzzy;
• simulimi dinamik interaktiv në Simulink;

gjenerimi i kodit C portativ me Workshop në kohë reale.

Ky shembull tregon qartë ndryshimet në sjelljen e modelit me dhe pa logjikë fuzzy.

8. Kutia e veglave të matematikës simbolike

Kutia e veglave të matematikës simbolike

Një paketë programesh aplikimi që i japin sistemit MATLAB mundësi thelbësisht të reja - aftësinë për të zgjidhur problemet në një formë simbolike (analitike), duke përfshirë zbatimin e aritmetikës së saktë të thellësisë arbitrare të bitit. Paketa bazohet në përdorimin e bërthamës simbolike matematikore të një prej sistemeve më të fuqishme kompjuterike të algjebrës - Maple V R4. Ofron diferencimin dhe integrimin simbolik, llogaritjen e shumave dhe produkteve, zgjerimin në seritë Taylor dhe Maclaurin, operacione me polinome të fuqisë (polinome), llogaritjen e rrënjëve polinomiale, zgjidhje analitike të ekuacioneve jolineare, transformime të ndryshme simbolike, zëvendësime dhe shumë më tepër. Ka komanda të aksesit të drejtpërdrejtë në kernelin Maple V.

Paketa ju lejon të përgatitni procedura me sintaksën e gjuhës programuese të sistemit Maple V R4 dhe t'i instaloni ato në sistemin MATLAB. Fatkeqësisht, për sa i përket aftësive të matematikës simbolike, paketa është shumë inferiore ndaj sistemeve të specializuara të algjebrës kompjuterike, siç janë versionet më të fundit të Maple dhe Mathematica.

9. Paketat e llogaritjeve matematikore

Paketat e matematikës

MATLAB përfshin shumë paketa shtesë që rrisin aftësitë matematikore të sistemit, rrisin shpejtësinë, efikasitetin dhe saktësinë e llogaritjeve.

10. Kutia e veglave të fondacionit NAG

Kutia e veglave të Fondacionit NAG

Një nga bibliotekat më të fuqishme të funksioneve matematikore e krijuar nga The Numerical Algorithms Group, Ltd. Paketa përmban qindra veçori të reja. Emrat e funksioneve dhe sintaksa për thirrjen e tyre janë huazuar nga Biblioteka e njohur e Fondacionit NAG. Si rezultat, përdoruesit e avancuar të NAG FORTRAN mund të punojnë lehtësisht me paketën NAG në MATLAB. Biblioteka e Fondacionit NAG ofron funksionet e saj në formën e kodeve të objekteve dhe skedarëve m përkatës për t'i thirrur ato. Përdoruesi mund t'i modifikojë lehtësisht këto skedarë MEX në nivelin e kodit burimor.

Paketa ofron karakteristikat e mëposhtme:

rrënjët polinomiale dhe metoda e modifikuar Laguerre;

llogaritja e shumës së një serie: transformimi Furier diskrete dhe Hermitian-diskrete;

ekuacionet diferenciale të zakonshme: metodat Adams dhe Runge-Kutta;

ekuacionet diferenciale të pjesshme;

interpolimi;

llogaritje eigenvlerat dhe vektorë, numra njëjës, mbështetje për matricat komplekse dhe reale;

përafrimi i kthesave dhe sipërfaqeve: polinomet, splinat kubike, polinomet Chebyshev;

minimizimi dhe maksimizimi i funksioneve: programimi linear dhe kuadratik, ekstremet e funksioneve të disa variablave;

zbërthimi i matricave;

zgjidhje e sistemeve të ekuacioneve lineare;

ekuacionet lineare (LAPACK);

llogaritjet statistikore, duke përfshirë statistikat përshkruese dhe shpërndarjet e probabilitetit;

analiza e korrelacionit dhe regresionit: lineare, shumëvariare dhe e përgjithësuar modele lineare;

metoda shumëdimensionale: komponentët kryesorë, rrotullimet ortogonale;

gjenerimi i numrave të rastësishëm: shpërndarja normale, shpërndarjet Poisson, Weibull dhe Koschie;

Statistikat joparametrike: Friedman, Kruskal-Wallis, Mann-Whitney; О seritë kohore: njëdimensionale dhe multivariate;

përafrimet e funksioneve të veçanta: eksponenti integral, funksioni gama, funksionet Bessel dhe Hankel.

Së fundi, kjo paketë lejon përdoruesin të krijojë programe FORTRAN që lidhen në mënyrë dinamike me MATLAB.

11. Kutia e veglave Spline

Një paketë programesh të aplikuara për të punuar me splines. Mbështet interpolimin dhe përafrimin 1D, 2D dhe shumëdimensional të splinëve. Ofron prezantim dhe shfaqje të të dhënave komplekse dhe mbështetje grafike.

Paketa ju lejon të kryeni interpolim, përafrim dhe transformim të splinave nga forma B në polinom pjesë-pjesë, interpolim me splina kub dhe zbutje, kryerjen e operacioneve në splina: llogaritjen e derivatit, integralit dhe hartëzimit.

Paketa Spline është e pajisur me programe B-spline të përshkruara në "A Practical Guide to Splines" nga Carl Deboer, krijuesi i splines dhe autor i paketës Spline. Veçoritë e paketës, të kombinuara me gjuhën MATLAB dhe udhëzuesin e detajuar të përdoruesit, e bëjnë të lehtë kuptimin e splines dhe zbatimin e tyre efektiv në një sërë problemesh.

Paketa përfshin programe për të punuar me dy format më të zakonshme të paraqitjes së spline: B-formë dhe formë polinomi pjesë-pjesë. Forma B është e përshtatshme në fazën e ndërtimit të splinave, ndërsa forma polinomi pjesë-pjesë është më efikase gjatë punës së vazhdueshme me spline. Paketa përfshin funksione për krijimin, shfaqjen, interpolimin, përshtatjen dhe përpunimin e splinave në formë B dhe si segmente polinomiale.

12. Kutia e veglave të statistikave

Kutia e veglave të statistikave

Një paketë programesh të aplikuara mbi statistikat që zgjeron në mënyrë dramatike aftësitë e sistemit MATLAB në fushën e zbatimit të llogaritjeve statistikore dhe përpunimit statistikor të të dhënave. Ai përmban një grup shumë përfaqësues mjetesh për gjenerimin e numrave të rastit, vektorëve, matricave dhe vargjeve me ligje të ndryshme shpërndarjeje, si dhe shumë funksione statistikore. Duhet të theksohet se funksionet statistikore më të zakonshme përfshihen në thelbin e sistemit MATLAB (përfshirë funksionet për gjenerimin e të dhënave të rastësishme me shpërndarje uniforme dhe normale). Karakteristikat kryesore të paketës:

Statistika përshkruese;

shpërndarjet e probabilitetit;

vlerësimi dhe përafrimi i parametrave;

testimi i hipotezave;

regresion i shumëfishtë;

regresion ndërveprues hap pas hapi;

simulimi i Monte Carlo;

përafrim në intervale;

kontrolli i procesit statistikor;

planifikimi i eksperimentit;

modelimi i sipërfaqes së përgjigjes;

përafrimi i një modeli jolinear;

analiza e komponentit kryesor;

grafikët statistikor;

ndërfaqe grafike e përdoruesit.

Paketa përfshin 20 shpërndarje të ndryshme probabiliteti, duke përfshirë t (Student's), F dhe Chi-square. Përshtatja, shfaqja grafike e shpërndarjeve dhe një mënyrë për të llogaritur përshtatjen më të mirë ofrohen për të gjitha llojet e shpërndarjeve. Ka shumë mjete interaktive për vizualizim dinamik dhe analizë të të dhënave. Ekzistojnë ndërfaqe të specializuara për modelimin e sipërfaqes së përgjigjes, vizualizimin e shpërndarjeve, gjenerimin e numrave të rastësishëm dhe linjat e nivelit.

13. Kutia e veglave të optimizimit

Kutia e veglave të optimizimit

Një paketë problemesh të aplikuara - për zgjidhjen e problemeve të optimizimit dhe sistemeve të ekuacioneve jolineare. Mbështet metodat kryesore për optimizimin e funksioneve të një numri variablash:

optimizimi i pakushtëzuar i funksioneve jolineare;

metoda e katrorëve më të vegjël dhe interpolimi jolinear;

zgjidhje e ekuacioneve jolineare;

programim linear;

programim kuadratik;

minimizimi i kushtëzuar i funksioneve jolineare;

metoda minimale;

optimizimi me shumë kritere.

Një shumëllojshmëri shembujsh demonstrojnë përdorimin efektiv të funksioneve të paketës. Me ndihmën e tyre, ju gjithashtu mund të krahasoni se si zgjidhet i njëjti problem me metoda të ndryshme.

14. Kutia e veglave të ekuacioneve diferenciale të pjesshme

Kutia e veglave të ekuacioneve diferenciale të pjesshme

Një paketë softuerike shumë e rëndësishme që përmban shumë funksione për zgjidhjen e sistemeve të ekuacioneve diferenciale të pjesshme. Jep mjete efektive për zgjidhjen e sistemeve të tilla të ekuacioneve, duke përfshirë ato të ngurta. Paketa përdor metodën e elementeve të fundme. Komandat dhe GUI e paketës mund të përdoren për të modelimi matematik ekuacionet diferenciale të pjesshme të aplikuara në një klasë të gjerë aplikimesh inxhinierike dhe shkencore, duke përfshirë problemet e rezistencës së materialeve, llogaritjet e pajisjeve elektromagnetike, problemet e transferimit dhe difuzionit të nxehtësisë dhe masës. Karakteristikat kryesore të paketës:

një ndërfaqe grafike e plotë për përpunimin e ekuacioneve diferenciale të pjesshme të rendit të dytë;

përzgjedhja automatike dhe adaptive e rrjetit;

vendosja e kushteve kufitare: Dirichlet, Neumann dhe të përziera;

deklaratë fleksibël problemi duke përdorur sintaksë MATLAB;

rrjetëzimi plotësisht automatik dhe përzgjedhja e madhësisë së elementeve të fundme;

skema projektimi jolineare dhe adaptive;

mundësia e vizualizimit të fushave të parametrave të ndryshëm dhe funksioneve të zgjidhjes, duke demonstruar ndarjen e pranuar dhe efektet e animacionit.

Paketa ndjek në mënyrë intuitive gjashtë hapat e zgjidhjes së një PDE duke përdorur metodën e elementeve të fundme. Këta hapa dhe mënyrat përkatëse të paketës janë: përcaktimi i gjeometrisë (modaliteti i vizatimit), specifikimi i kushteve kufitare (modaliteti i kushteve kufitare), zgjedhja e koeficientëve që përcaktojnë problemin (modaliteti PDE), diskretimi i elementeve të fundme (modaliteti rrjetë), specifikoni kushtet fillestare dhe zgjidhja e ekuacioneve (modaliteti i zgjidhjes), pas-përpunimi i zgjidhjes (modaliteti i grafikut).

15. Paketat për analizën dhe sintezën e sistemeve të kontrollit

Paketat për analizën dhe sintezën e sistemeve të kontrollit

Kutia e veglave të sistemit të kontrollit

Paketa e Sistemit të Kontrollit ka për qëllim modelimin, analizën dhe projektimin e sistemeve kontroll automatik si të vazhdueshme ashtu edhe diskrete. Funksionet e paketës zbatojnë metodat tradicionale të funksionit të transferimit dhe metodat moderne të hapësirës shtetërore. Përgjigjet e frekuencës dhe kohës, modelet zero dhe pol mund të llogariten shpejt dhe të shfaqen në ekran. Paketa përfshin:

një grup i plotë mjetesh për analizën e sistemeve MIMO (hyrje të shumta - dalje të shumëfishta);

karakteristikat kohore: funksionet e transferimit dhe tranzicionit, reagimi ndaj veprimit arbitrar;

karakteristikat e frekuencës: diagramet e Bode, Nichols, Nyquist etj.;

zhvillimin reagime;

dizajnimi i kontrollorëve LQR/LQE;

karakteristikat e modeleve: kontrollueshmëria, vëzhgueshmëria, ulja e renditjes së modeleve;

mbështetje për sistemet e vonesës.

Funksionet shtesë të ndërtimit të modelit ju lejojnë të dizajnoni modele më komplekse. Përgjigja kohore mund të llogaritet për një hyrje pulsi, një hap të vetëm ose një sinjal hyrës arbitrar. Ekzistojnë gjithashtu funksione për analizimin e vlerave njëjës.

Një mjedis ndërveprues për krahasimin e përgjigjes së kohës dhe frekuencës së sistemeve i siguron përdoruesit kontrolle grafike për shfaqjen e njëkohshme të përgjigjeve dhe kalimin ndërmjet tyre. Mund të llogariten karakteristika të ndryshme të përgjigjes, të tilla si koha e rritjes dhe koha e uljes.

Paketa e Sistemit të Kontrollit përmban mjete për zgjedhjen e parametrave të reagimit. Ndër metodat tradicionale: analiza e pikave njëjës, përcaktimi i fitimit dhe zbutja. Ndër metodat moderne: rregullimi linear-kuadratik, etj. Paketa e Sistemit të Kontrollit përfshin një numër të madh algoritmesh për projektimin dhe analizimin e sistemeve të kontrollit. Përveç kësaj, ai ka një mjedis të personalizueshëm dhe ju lejon të krijoni skedarët tuaj m.

16. Kutia e veglave të projektimit të kontrollit jolinear

Kutia e veglave të dizajnit jolinear të kontrollit

Dizajni i kontrollit jolinear (NCD) Blockset zbaton një metodë dinamike optimizimi për projektimin e sistemeve të kontrollit. Ky mjet, i krijuar për t'u përdorur me Simulink, akordon automatikisht parametrat e sistemit bazuar në kufizimet e kohës të përcaktuara nga përdoruesi.

Paketa përdor drag and drop për të ndryshuar kufizimet kohore drejtpërdrejt në grafikët, duke lejuar vendosjen e lehtë të variablave dhe specifikimin e parametrave të pasigurt, ofron optimizim interaktiv, zbaton simulimin Monte Carlo, mbështet dizajnin e SISO- (një hyrje - një dalje) dhe kontrollin MIMO sistemet , lejon simulimin e anulimit të interferencave, gjurmimin dhe llojeve të tjera të përgjigjeve, mbështet problemet e përsëritura të parametrave dhe problemet e kontrollit për sistemet me vonesë, lejon zgjedhjen midis kufizimeve të përmbushura dhe të paarritshme.

17 Kutia e veglave të kontrollit të fuqishëm

Kutia e mjeteve të kontrollit të fortë

Paketa Robust Control përfshin mjete për projektimin dhe analizimin e sistemeve të kontrollit të qëndrueshëm me shumë parametra. Këto janë sisteme me gabime simulimi, dinamika e të cilave nuk dihet plotësisht ose parametrat e të cilëve mund të ndryshojnë gjatë simulimit. Algoritmet e fuqishme të paketës ju lejojnë të kryeni llogaritjet komplekse, duke marrë parasysh ndryshimet në shumë parametra. Karakteristikat e paketës:

sinteza e kontrollorëve LQG bazuar në minimizimin e normave uniforme dhe integrale;

përgjigja e frekuencës me shumë parametra;

ndërtimi i një modeli të hapësirës shtetërore;

transformimi i modeleve në bazë të numrave njëjës;

ulje e rendit të modelit;

faktorizimi spektral.

Paketa Robust Control bazohet në veçoritë e paketës së Sistemit të Kontrollit duke ofruar një grup të avancuar algoritmesh për dizajnimin e sistemeve të kontrollit. Paketa ofron një kalim midis teorisë moderne të kontrollit dhe aplikimeve praktike. Ka shumë veçori që zbatojnë metoda moderne për projektimin dhe analizimin e kontrollorëve të fuqishëm me shumë parametra.

Manifestimet e pasigurive që cenojnë qëndrueshmërinë e sistemeve janë të ndryshme - zhurma dhe shqetësime në sinjale, pasaktësia e modelit të funksionit të transferimit, dinamika jolineare jo e simuluar. Paketa Robust Control ju lejon të vlerësoni kufirin e qëndrueshmërisë me shumë parametra nën pasiguri të ndryshme. Ndër metodat e përdorura: algoritmi Perron, analiza e veçorive të funksioneve të transferimit etj.

Paketa Robust Control ofron metoda të ndryshme për dizajnimin e reagimeve, duke përfshirë: LQR, LQG, LQG/LTR, etj. Nevoja për të reduktuar renditjen e modelit lind në disa raste: ulje e rendit të një objekti, ulje e rendit të një kontrolluesi , duke modeluar sisteme të mëdha. Një procedurë cilësore për uljen e rendit të një modeli duhet të jetë numerikisht e qëndrueshme. Procedurat e përfshira në paketën Robust Control e përballojnë me sukses këtë detyrë.

18. Model Kutia e Veglave të Kontrollit Parashikues

Model Kutia e Veglave të Kontrollit Parashikues

Paketa Modeli i Kontrollit Parashikues përmban një grup të plotë mjetesh për zbatimin e një strategjie kontrolli parashikues. Kjo strategji u zhvillua për të zgjidhur problemet praktike të menaxhimit të proceseve komplekse me shumë kanale në prani të kufizimeve në variablat e gjendjes dhe menaxhimi. Metodat e kontrollit parashikues përdoren në industrinë kimike dhe për të kontrolluar procese të tjera të vazhdueshme. Paketa ofron:

modelimi, identifikimi dhe diagnostikimi i sistemeve;

mbështetje për MISO (shumë hyrje - një dalje), MIMO, përgjigje kalimtare, modele të hapësirës së gjendjes;

analiza e sistemit;

shndërrimi i modeleve në forma të ndryshme përfaqësimi (hapësira e gjendjes, funksionet e transferimit);

duke ofruar mësime dhe demonstrime.

Qasja parashikuese ndaj problemeve të kontrollit përdor një model të qartë dinamik linear të një objekti për të parashikuar ndikimin e ndryshimeve të ardhshme në variablat e kontrollit në sjelljen e një objekti. Problemi i optimizimit është formuluar si një problem programimi kuadratik me kufizime, i cili zgjidhet sërish në çdo cikël simulimi. Paketa ju lejon të krijoni dhe testoni kontrollues për objekte të thjeshta dhe komplekse.

Paketa përmban më shumë se pesëdhjetë funksione të specializuara për projektimin, analizën dhe simulimin e sistemeve dinamike duke përdorur kontrollin parashikues. Ai mbështet llojet e mëposhtme të sistemeve: pulsuese, të vazhdueshme dhe diskrete në kohë, hapësirë ​​​​gjendje. Përpunohen lloje të ndryshme shqetësimesh. Përveç kësaj, kufizimet në variablat hyrëse dhe dalëse mund të përfshihen në mënyrë eksplicite në model.

Mjetet e simulimit lejojnë gjurmimin dhe stabilizimin. Mjetet e analizës përfshijnë llogaritjen e poleve të lakut të mbyllur, përgjigjen e frekuencës dhe karakteristika të tjera të sistemit të kontrollit. Për të identifikuar modelin në paketë, ekzistojnë funksione për ndërveprim me paketën e identifikimit të sistemit. Paketa përfshin gjithashtu dy funksione Simulink që ju lejojnë të testoni modele jolineare.

19. mu - Analiza dhe sinteza

(Mu)-Analiza dhe sinteza

Paketa p-Analysis and Synthesis përmban funksione për dizajnimin e sistemeve të fuqishme të kontrollit. Paketa përdor optimizimin e një norme uniforme dhe parametrin singular dhe. Kjo paketë përfshin një ndërfaqe grafike për të thjeshtuar operacionet e bllokut gjatë projektimit kontrollues optimal. Karakteristikat e paketës:

• projektimi i rregullatorëve që janë optimale në normën uniforme dhe integrale;
• vlerësimi i parametrit njëjës real dhe kompleks mu;

Përsëritjet D-K për të përafërt mu-sinteza;

ndërfaqe grafike për analizën e përgjigjes me ciklin e mbyllur;

mjete për uljen e rendit të modelit;

lidhja e drejtpërdrejtë e blloqeve individuale të sistemeve të mëdha.

Modeli i hapësirës së gjendjes mund të krijohet dhe analizohet bazuar në matricat e sistemit. Paketa mbështet punën me të vazhdueshme dhe modele diskrete. Paketa ka një ndërfaqe grafike të plotë, duke përfshirë: aftësinë për të vendosur gamën e të dhënave hyrëse, një dritare të veçantë për redaktimin e vetive të përsëritjeve D-K dhe një paraqitje grafike të përgjigjes së frekuencës. Ka funksione për mbledhjen e matricës, shumëzimin, transformimet e ndryshme dhe operacione të tjera në matrica. Ofron mundësinë për të reduktuar modelet.

20. Rrjedha e gjendjes

Stateflow është një paketë e modelimit të sistemeve të drejtuar nga ngjarjet e bazuar në teorinë e automatave të fundme. Kjo paketë synohet të përdoret në lidhje me paketën Simulink Dynamic Systems Simulation. Në çdo model Simulink, mund të futni një diagram të rrjedhës së gjendjes (ose diagram SF) që do të pasqyrojë sjelljen e përbërësve të objektit (ose sistemit) simulues. Grafiku SF është i animuar. Me blloqet dhe lidhjet e tij të theksuara, mund të gjurmohen të gjitha fazat e sistemit ose pajisjes së simuluar dhe ta bëjnë punën e tij të varur nga ngjarje të caktuara. Oriz. 23.6 ilustron simulimin e sjelljes së makinës në rast emergjence në rrugë. Nën modelin e makinës, mund të shihni diagramin SF (më saktë, një kornizë e punës së saj).

Për të krijuar diagrame SF, paketa ka një redaktues të përshtatshëm dhe të thjeshtë, si dhe mjete të ndërfaqes së përdoruesit.

21. Kutia e veglave të teorisë sasiore të feedback-ut

Kutia e veglave të teorisë së reagimeve sasiore

Paketa përmban funksione për krijimin e sistemeve të fuqishme (të qëndrueshme) me reagime. QFT (Quantitative Feedback Theory) është një metodë inxhinierike që përdor përfaqësimin e frekuencës së modeleve për të përmbushur kërkesat e ndryshme të cilësisë në prani të karakteristikave të pasigurta të objektit. Metoda bazohet në vëzhgimin se reagimi është i nevojshëm në rastet kur disa karakteristika të objektit janë të pasigurta dhe/ose shqetësime të panjohura aplikohen në hyrjen e tij. Karakteristikat e paketës:

vlerësimi i kufijve të frekuencës së pasigurisë së natyrshme në reagimet;

ndërfaqe grafike e përdoruesit që ju lejon të optimizoni procesin e gjetjes së parametrave të kërkuar të reagimit;

funksionet për përcaktimin e ndikimit të blloqeve të ndryshme të futura në model (multipleksorë, shtues, unaza kthyese) në prani të pasigurive;

mbështetje për modelimin e sytheve të reagimit analog dhe dixhital, kaskadave dhe qarqeve me shumë sythe;

zgjidhja e pasigurisë në parametrat e objektit duke përdorur modele parametrike dhe joparametrike ose një kombinim i këtyre llojeve të modeleve.

Teoria e reagimit është një vazhdim i natyrshëm i qasjes klasike të frekuencës ndaj dizajnit. Qëllimi i tij kryesor është të hartojë kontrollues të thjeshtë, të rendit të ulët, me gjerësi bande minimale që performojnë mirë në prani të pasigurive.

Paketa ju lejon të llogaritni parametra të ndryshëm të reagimeve, filtrave, kontrolluesve të provës si në hapësirën e vazhdueshme dhe diskrete. Ka një ndërfaqe grafike miqësore për përdoruesit që ju lejon të krijoni kontrollues të thjeshtë që plotësojnë kërkesat e përdoruesit.

QFT ju lejon të dizajnoni kontrollues që plotësojnë kërkesa të ndryshme pavarësisht ndryshimeve në parametrat e modelit. Të dhënat e matura mund të përdoren drejtpërdrejt për të dizajnuar kontrollorët, pa pasur nevojë të identifikohen përgjigjet komplekse të sistemit.

22. Kutia e veglave të kontrollit LMI

Kutia e veglave të kontrollit LMI

Paketa e kontrollit LMI (Linear Matrix Inequality) ofron një mjedis të integruar për vendosjen dhe zgjidhjen e problemeve të programimit linear. Paketa, e destinuar fillimisht për projektimin e sistemeve të kontrollit, ju lejon të zgjidhni çdo problem programimi linear në pothuajse çdo fushë të veprimtarisë ku lindin probleme të tilla. Karakteristikat kryesore të paketës:

zgjidhja e problemeve të programimit linear: problemet e përputhshmërisë së kufizimeve, minimizimi i qëllimeve lineare në prani të kufizimeve lineare, minimizimi i eigenvlerave;

studimi i problemeve të programimit linear;

redaktues grafik i detyrave të programimit linear;

vendosja e kufijve në formë simbolike;

dizajni shumëkriteror i rregullatorëve;

Testi i qëndrueshmërisë: qëndrueshmëria kuadratike e sistemeve lineare, qëndrueshmëria e Lyapunovit, testi i kriterit Popov për sistemet jolineare.

Paketa LMI Control përmban algoritme moderne simplex për zgjidhjen e problemeve të programimit linear. Përdor një paraqitje strukturore të kufizimeve lineare, e cila rrit efikasitetin dhe minimizon kërkesat e kujtesës. Paketa ka mjete të specializuara për analizën dhe projektimin e sistemeve të kontrollit bazuar në programimin linear.

Me ndihmën e zgjidhësve të problemeve të programimit linear, mund të kontrolloni lehtësisht stabilitetin e sistemeve dhe sistemeve dinamike me komponentë jolinearë. Më parë, ky lloj analize konsiderohej shumë kompleks për t'u zbatuar. Paketa madje lejon një kombinim të tillë kriteresh, i cili më parë konsiderohej tepër i ndërlikuar dhe i zgjidhshëm vetëm me ndihmën e qasjeve heuristike.

Paketa është një mjet i fuqishëm për zgjidhjen e problemeve të optimizimit konveks që lindin në fusha të tilla si kontrolli, identifikimi, filtrimi, dizajni strukturor, teoria e grafikëve, interpolimi dhe algjebra lineare. Paketa LMI Control përfshin dy lloje të ndërfaqes grafike të përdoruesit: Problemin e Programimit Linear Redaktori (Redaktori LMI) dhe ndërfaqja Magshape. Redaktori LMI ju lejon të vendosni kufij në formë simbolike dhe Magshape i ofron përdoruesit mjete të përshtatshme për të punuar me paketën.

23. Paketat e identifikimit të sistemit

Paketat e identifikimit të sistemit

Kutia e veglave për identifikimin e sistemit

Paketa e identifikimit të sistemit përmban mjete për krijimin e modeleve matematikore të sistemeve dinamike bazuar në të dhënat hyrëse dhe dalëse të vëzhguara. Ka një ndërfaqe grafike fleksibël për të ndihmuar në organizimin e të dhënave dhe krijimin e modeleve. Metodat e identifikimit të përfshira në paketë janë të zbatueshme për një gamë të gjerë problemesh, nga dizajnimi i sistemeve të kontrollit dhe përpunimi i sinjalit deri te analizimi i serive kohore dhe dridhjeve. Karakteristikat kryesore të paketës:

ndërfaqe e thjeshtë dhe fleksibël;

përpunimi paraprak i të dhënave, duke përfshirë parafiltrimin, heqjen e tendencave dhe paragjykimeve; О zgjedhja e diapazonit të të dhënave për analizë;

analiza e përgjigjes në domenin e kohës dhe frekuencës;

shfaqja e zerave dhe poleve të funksionit të transferimit të sistemit;

analiza e mbetur gjatë testimit të modelit;

ndërtimi i diagrameve komplekse, si diagrami Nyquist etj.

GUI thjeshton parapërpunimin e të dhënave si dhe procesin e dialogut të identifikimit të modelit. Është gjithashtu e mundur të punohet me paketën në modalitetin e komandës dhe duke përdorur shtesën Simulink. Operacionet e ngarkimit dhe ruajtjes së të dhënave, zgjedhjes së një diapazoni, fshirjes së kompensimeve dhe tendencave kryhen me përpjekje minimale dhe janë në menunë kryesore.

Paraqitja e të dhënave dhe modeleve të identifikuara organizohet grafikisht në atë mënyrë që gjatë identifikimit interaktiv, përdoruesi të mund të kthehet lehtësisht në hapin e mëparshëm të punës. Për fillestarët, është e mundur të shikoni sa vijon hapat e mundshëm. Mjetet grafike i lejojnë specialistit të gjejë ndonjë nga modelet e marra më parë dhe të vlerësojë cilësinë e tij në krahasim me modelet e tjera.

Duke filluar me matjen e daljes dhe hyrjes, mund të krijoni një model parametrik të sistemit që përshkruan sjelljen e tij në dinamikë. Paketa mbështet të gjitha strukturat tradicionale të modelit, duke përfshirë autoregresionin, strukturën Box-Jenkins dhe të tjera.Ajo mbështet modele lineare të hapësirës shtetërore që mund të përcaktohen si në hapësirë ​​diskrete ashtu edhe në atë të vazhdueshme. Këto modele mund të përfshijnë një numër arbitrar të hyrjeve dhe daljeve. Paketa përfshin funksione që mund të përdoren si të dhëna testimi për modelet e identifikuara. Identifikimi i modeleve lineare përdoret gjerësisht në projektimin e sistemeve të kontrollit kur kërkohet të krijohet një model i një objekti. Në problemet e përpunimit të sinjalit, modelet mund të përdoren për përpunimin adaptiv të sinjalit. Metodat e identifikimit përdoren gjithashtu me sukses për aplikime financiare.

24. Kutia e veglave për identifikimin e sistemit të domenit të frekuencës

Kutia e veglave për identifikimin e sistemit të domenit të frekuencës

Paketa e identifikimit të sistemit të domenit të frekuencës ofron mjete të specializuara për identifikimin e sistemeve dinamike lineare sipas kohës ose përgjigjes së tyre të frekuencës. Metodat e frekuencës kanë për qëllim identifikimin sistemet e vazhdueshme, e cila është një shtesë e fuqishme për teknikën më tradicionale diskrete. Metodat e paketës mund të aplikohen për probleme të tilla si modelimi i sistemeve elektrike, mekanike dhe akustike. Karakteristikat e paketës:

perturbimet periodike, faktori kreshtë, spektri optimal, sekuenca binare pseudorandom dhe diskrete;

llogaritja e intervaleve të besimit të amplitudës dhe fazës, zerove dhe poleve;

identifikimi i sistemeve të vazhdueshme dhe diskrete me vonesë të panjohur;

diagnostifikimi i modelit, duke përfshirë modelimin dhe llogaritjen e mbetjeve;

konvertimin e modeleve në formatin System Identification Toolbox dhe anasjelltas.

Duke përdorur qasjen e frekuencës, mund të arrihet modeli më i mirë në fushën e frekuencës; shmangni gabimet e diskretimit; është e lehtë të izolosh komponentin konstant të sinjalit; përmirësojnë ndjeshëm raportin sinjal-zhurmë. Për të marrë sinjale shqetësuese, paketa ofron funksione për gjenerimin e sekuencave binare, duke minimizuar madhësinë e pikut dhe duke përmirësuar karakteristikat spektrale. Paketa ofron identifikimin e sistemeve statike lineare të vazhdueshme dhe diskrete, gjenerimi automatik sinjalet hyrëse, si dhe një paraqitje grafike e zeros dhe poleve të funksionit të transferimit të sistemit që rezulton. Funksionet për testimin e modelit përfshijnë llogaritjen e mbetjeve, funksionet e transferimit, zerot dhe polet, ekzekutimin e modelit duke përdorur të dhënat e testimit.

25. Paketa shtesë MATLAB Extension

Paketa shtesë MATLAB Extension

Kutia e mjeteve të komunikimit

Një paketë programesh të aplikuara për ndërtimin dhe modelimin e pajisjeve të ndryshme të telekomunikacionit: linja komunikimi dixhitale, modem, konvertues sinjalesh etj. Ka një grup të pasur modelesh nga më të shumtët. pajisje të ndryshme komunikimit dhe telekomunikacionit. Përmban një sërë shembujsh interesantë të mjeteve të komunikimit të modelimit, të tilla si një modem v34, një modulator për të ofruar modulim me një brez të vetëm, etj.

26. Blloqe për përpunimin e sinjalit dixhital (DSP).

Blloqe të përpunimit të sinjalit dixhital (DSP).

Paketa e softuerit aplikativ për dizajnimin e pajisjeve duke përdorur procesorë përpunimi dixhital sinjale. Para së gjithash, këto janë filtra dixhitalë me performancë të lartë me një përgjigje frekuence (AFC) të specifikuar ose të përshtatur për parametrat e sinjalit. Rezultatet e simulimit dhe projektimit të pajisjeve dixhitale duke përdorur këtë paketë mund të përdoren për të ndërtuar filtra dixhitalë me performancë të lartë në mikroprocesorët modernë përpunimi dixhital i sinjalit.

27 Blloqe me pika fikse

Blloqe me pikë fikse

Kjo paketë speciale është e fokusuar në modelimin e sistemeve të kontrollit dixhital dhe filtrave dixhitalë si pjesë e paketës Simulink. Një grup i veçantë përbërësish ju lejon të kaloni shpejt midis llogaritjeve të pikës fikse dhe notuese (pikë). Ju mund të specifikoni gjatësinë e fjalëve 8-, 16- ose 32-bit. Paketa ka një numër karakteristikash të dobishme:

përdorimi i aritmetikës së panënshkruar ose binare;

zgjedhja e pozicionit të pikës binare nga përdoruesi;

vendosja automatike e pozicionit të pikës binare;

shikimi i intervaleve maksimale dhe minimale të sinjalit të modelit;

kalimi ndërmjet llogaritjeve me pikë fikse dhe të ndryshueshme;

korrigjimi i tejmbushjes dhe disponueshmëria e komponentëve kyç për operacionet me pikë fikse; operatorët logjikë, tabela referuese një dhe dydimensionale.

28. Paketa për përpunimin e sinjalit dhe imazhit

Paketat e përpunimit të sinjalit dhe imazhit

Kutia e mjeteve për përpunimin e sinjalit

Një paketë e fuqishme për analizën, modelimin dhe projektimin e pajisjeve për përpunimin e të gjitha llojeve të sinjaleve, duke siguruar filtrimin e tyre dhe shumë transformime.

Paketa e Përpunimit të Sinjalit ofron aftësi jashtëzakonisht të pasura të përpunimit të sinjalit për aplikimet e sotme shkencore dhe teknike. Paketa përdor një sërë teknikash filtri dhe algoritme më të fundit analiza spektrale. Paketa përmban module për zhvillimin e sistemeve lineare dhe analizave të serive kohore. Paketa do të jetë e dobishme, veçanërisht, në fusha të tilla si përpunimi i informacionit audio dhe video, telekomunikacioni, gjeofizika, detyrat e kontrollit në kohë reale, ekonomia, financat dhe mjekësia. Karakteristikat kryesore të paketës:

modelimi i sinjaleve dhe sistemeve lineare;

projektimi, analiza dhe zbatimi i filtrave dixhital dhe analog;

transformimi i shpejtë i Furierit, kosinusi diskret dhe transformime të tjera;

vlerësimi i spektrit dhe përpunimi statistikor i sinjalit;

përpunimi parametrik i serive kohore;

gjenerimi i sinjaleve të formave të ndryshme.

Paketa e Përpunimit të Sinjalit është mbështjellësi i përsosur për analizën dhe përpunimin e sinjalit. Ai përdor algoritme të provuara në terren të zgjedhur për efikasitet dhe besueshmëri maksimale. Paketa përmban një gamë të gjerë algoritmesh për paraqitjen e sinjaleve dhe modeleve lineare. Ky grup lejon përdoruesin të jetë mjaft fleksibël për të krijuar një skript të përpunimit të sinjalit. Paketa përfshin algoritme për konvertimin e një modeli nga një pamje në tjetrën.

Paketa e Përpunimit të Sinjalit përfshin një grup të plotë metodash për krijimin e filtrave dixhitalë me një sërë karakteristikash. Kjo ju lejon të dizajnoni shpejt filtra me kalim të lartë dhe të ulët, filtra të kalimit dhe ndalimit të brezit, filtra me shumë breza, duke përfshirë Chebyshev, Yule-Walker, eliptikë dhe të tjerë.

Ndërfaqja grafike ju lejon të dizajnoni filtra duke specifikuar kërkesat për ta në modalitetin e tërheqjes dhe lëshimit. Metodat e mëposhtme të reja të projektimit të filtrit përfshihen në paketë:

një metodë e përgjithësuar Chebyshev për projektimin e filtrave me një përgjigje fazore jolineare, koeficientë kompleksë ose përgjigje arbitrare. Algoritmi u zhvillua nga Maclenan dhe Karam në 1995;

katrorët më të vegjël të kufizuar i lejon përdoruesit të kontrollojë në mënyrë eksplicite gabimin maksimal (zbutjen);

metoda e llogaritjes porosinë minimale filtër me një dritare Kaiser;

një metodë e përgjithësuar Butterworth për projektimin e filtrave me kalim të ulët me brezat më uniformë të kalimit dhe zbutjes.

Bazuar në algoritmin optimal të transformimit të shpejtë të Furierit, përpunimi i sinjalit ka performancë të pakrahasueshme për analizën e frekuencës dhe vlerësimin spektral. Paketa përfshin funksione për llogaritjen e transformimit diskrete të Furierit, transformimit të kosinusit diskret, transformimit të Hilbertit dhe transformimeve të tjera që përdoren zakonisht në analizë, kodim dhe filtrim. Paketa zbaton metoda të tilla të analizës spektrale si metoda Welch, metoda maksimale e entropisë, etj.

Ndërfaqja e re grafike ju lejon të shikoni dhe vlerësoni vizualisht karakteristikat e sinjaleve, të dizajnoni dhe aplikoni filtra, të kryeni analiza spektrale, duke hetuar ndikimin metoda të ndryshme dhe parametrat e tyre në rezultat. Ndërfaqja grafike është veçanërisht e dobishme për vizualizimin e serive kohore, spektrave, përgjigjeve kohore dhe frekuencës dhe vendndodhjeve zero dhe poleve të funksioneve të transferimit të sistemit.

Paketa e Përpunimit të Sinjalit është baza për zgjidhjen e shumë problemeve të tjera. Për shembull, duke e kombinuar atë me paketën e Përpunimit të Imazhit, sinjalet dhe imazhet 2D mund të përpunohen dhe analizohen. Së bashku me paketën e identifikimit të sistemit, paketa e përpunimit të sinjalit ju lejon të kryeni modelimin parametrik të sistemeve në domenin e kohës. Në kombinim me paketat Neural Network dhe Fuzzy Logic, mund të krijohen shumë mjete për përpunimin e të dhënave ose nxjerrjen e veçorive të klasifikimit. Mjeti i gjenerimit të sinjalit ju lejon të krijoni sinjale pulsi të formave të ndryshme.

29. Kutia e mjeteve të analizës spektrale të rendit më të lartë

Kutia e mjeteve të analizës spektrale të rendit më të lartë

Paketa e analizës spektrale të rendit më të lartë përmban algoritme speciale për analizën e sinjalit duke përdorur momente të rendit më të lartë. Paketa ofron mundësi të shumta për analizën e sinjaleve jo-gausiane, pasi përmban algoritme, ndoshta metodat më të avancuara për analizimin dhe përpunimin e sinjaleve. Karakteristikat kryesore të paketës:

vlerësimi i spektrave të rendit të lartë;

qasje tradicionale ose parametrike;

amplituda dhe rikuperimi i fazës;

parashikimi linear adaptiv;

rikuperimi harmonik;

vlerësimi i vonesës;

bllokojnë përpunimin e sinjalit.

Paketa e analizës spektrale të rendit më të lartë ju lejon të analizoni sinjalet e korruptuara nga zhurma jo-Gaussian dhe proceset që ndodhin në sistemet jolineare. Spektrat e rendit të lartë, të përcaktuara në terma të momenteve të rendit të lartë të sinjalit, përmbajnë informacion shtesë që nuk mund të merret duke përdorur vetëm autokorrelacionin ose analizën e spektrit të fuqisë së sinjalit. Spektrat e rendit të lartë lejojnë:

ndrydh zhurmën gausiane të ngjyrës shtesë;

identifikimi i sinjaleve jo-fazore minimale;

theksoni informacionin për shkak të natyrës jo-gausiane të zhurmës;

zbulojnë dhe analizojnë vetitë jolineare të sinjaleve.

Aplikimet e mundshme të analizave spektrale të rendit të lartë përfshijnë akustikën, biomjekësinë, ekonometrinë, sizmologjinë, oqeanografinë, fizikën e plazmës, radarët dhe lokalizuesit. Karakteristikat kryesore të paketës mbështesin spektrat e rendit të lartë, vlerësimin spektral të kryqëzuar, modelet e parashikimit linear dhe vlerësimin e vonesës.

30. Kutia e mjeteve për përpunimin e imazhit

Kutia e mjeteve të përpunimit të imazhit

Kompleti i Përpunimit të Imazhit u ofron shkencëtarëve, inxhinierëve dhe madje artistëve një gamë të gjerë mjetesh për përpunimin dhe analizën dixhitale të imazhit. E lidhur ngushtë me mjedisin e zhvillimit të aplikacionit MATLAB, kutia e veglave të përpunimit të imazhit ju çliron nga kodimi dhe korrigjimi i algoritmeve që kërkon kohë, duke ju lejuar të përqendroheni në zgjidhjen e problemit kryesor shkencor ose praktik. Karakteristikat kryesore të paketës:

restaurimi dhe përzgjedhja e detajeve të imazhit;

punoni me një zonë të zgjedhur të imazhit;

analiza e imazhit;

filtrim linear;

konvertimi i imazhit;

transformimet gjeometrike;

rrit kontrastin e detajeve të rëndësishme;

transformimet binare;

përpunimi i imazhit dhe statistikat;

transformimet e ngjyrave;

ndryshimi i paletës;

konvertimi i llojeve të imazheve.

Paketa Image Processing ofron mundësi të shumta për krijimin dhe analizimin e imazheve grafike në mjedisin MATLAB. Kjo paketë ofron një ndërfaqe jashtëzakonisht fleksibël për të manipuluar imazhet, për të zhvilluar në mënyrë interaktive grafika, për të vizualizuar grupet e të dhënave dhe për të shënuar rezultatet për letrat e bardha, raportet dhe publikimet. Fleksibiliteti, kombinimi i algoritmeve të paketave me një veçori të tillë të MATLAB si përshkrim matricë-vektor e bëjnë paketën shumë të përshtatshme për zgjidhjen e pothuajse çdo detyre në zhvillimin dhe prezantimin e grafikës. Shembuj të përdorimit të kësaj pakete në mjedisin e sistemit MATLAB janë dhënë në Mësimin 7. MATLAB përfshin procedura të dizajnuara posaçërisht për të rritur efikasitetin e guaskës grafike. Në veçanti, mund të vërehen karakteristikat e mëposhtme:

korrigjimi interaktiv gjatë zhvillimit të grafikës;

profilizues për të optimizuar kohën e ekzekutimit të algoritmit;

mjete për ndërtimin e një ndërfaqeje grafike interaktive të përdoruesit (GUI Builder) për të përshpejtuar zhvillimin e shablloneve GUI, duke ju lejuar ta personalizoni atë për detyrat e përdoruesit.

Kjo paketë i lejon përdoruesit të shpenzojë dukshëm më pak kohë dhe përpjekje për krijimin e grafikëve standarde dhe kështu të përqendrohet në detajet dhe veçoritë e rëndësishme të imazheve.

MATLAB dhe paketa Image Processing janë përshtatur maksimalisht për zhvillimin, zbatimin e ideve të reja dhe metodave të përdoruesit. Për ta bërë këtë, ekziston një grup paketash të ndërlidhura që synojnë zgjidhjen e të gjitha llojeve të detyrave dhe detyrave specifike në një mjedis jokonvencional.

Paketa e Përpunimit të Imazhit aktualisht përdoret gjerësisht nga mbi 4000 kompani dhe universitete në mbarë botën. Në të njëjtën kohë, ekziston një gamë shumë e gjerë detyrash që përdoruesit i zgjidhin duke përdorur këtë paketë si kërkimi hapësinor, zhvillimi ushtarak, astronomia, mjekësia, biologjia, robotika, shkenca e materialeve, gjenetika etj.

31 Kutia e veglave Wavelet

Paketa Wavelet i siguron përdoruesit një grup të plotë programesh për studimin e fenomeneve jostacionare shumëdimensionale duke përdorur valë valësh (paketa me valë të shkurtra). Metodat e krijuara relativisht kohët e fundit të paketës Wavelet zgjerojnë aftësitë e përdoruesit në ato zona ku zakonisht përdoret teknika e dekompozimit Fourier. Paketa mund të jetë e dobishme për aplikacione të tilla si përpunimi i të folurit dhe sinjalit audio, telekomunikacioni, gjeofizika, financat dhe mjekësia. Karakteristikat kryesore të paketës:

ndërfaqe e avancuar grafike e përdoruesit dhe një grup komandash për analizë, sintezë, filtrim të sinjaleve dhe imazheve;

shndërrimi i sinjaleve të vazhdueshme shumëdimensionale;

konvertimi diskret i sinjalit;

zbërthimi dhe analiza e sinjaleve dhe imazheve;

një gamë e gjerë funksionesh bazë, duke përfshirë korrigjimin e efekteve kufitare;

përpunimi grupor i sinjaleve dhe imazheve;

analiza e paketave të sinjalit në bazë të entropisë;

filtrim me aftësinë për të vendosur pragje të forta dhe të buta;

ngjeshja optimale e sinjalit.

Duke përdorur paketën, mund të analizoni veçoritë që metodat e tjera të analizës së sinjalit humbasin, d.m.th. tendencat, pikat e jashtme, prishjet në derivatet e rendit të lartë. Paketa ju lejon të kompresoni dhe filtroni sinjalet pa humbje të dukshme, edhe në rastet kur duhet të ruani komponentët e sinjalit me frekuencë të lartë dhe të ulët. Ekzistojnë algoritme të kompresimit dhe filtrimit për përpunimi në grup sinjale. Programet e kompresimit alokojnë numrin minimal të koeficientëve që përfaqësojnë informacionin origjinal më saktë, gjë që është shumë e rëndësishme për fazat e mëvonshme të sistemit të kompresimit. Kompletet e mëposhtme të bazës së valëve janë të përfshira në paketë: Biorthagonal, Haar, Mexican Hat, Mayer, etj. Ju gjithashtu mund të shtoni bazat tuaja në paketë.

Një manual i gjerë përdoruesi shpjegon se si të punohet me metodat e paketave, me shembuj të shumtë dhe një seksion të plotë referimi.

32. Paketa të tjera aplikimi

Paketa të tjera aplikimi

Kutia e mjeteve financiare

Mjaft e rëndësishme për periudhën tonë të reformave të tregut është një paketë programesh të aplikuara për llogaritjet financiare dhe ekonomike. Ai përmban shumë funksione për llogaritjen e interesit të përbërë, operacionet e depozitave bankare, llogaritjen e fitimeve dhe shumë më tepër. Fatkeqësisht, për shkak të dallimeve të shumta (megjithëse, në përgjithësi, jo shumë thelbësore) në formulat financiare dhe ekonomike, përdorimi i tij në kushtet tona nuk është gjithmonë i arsyeshëm - ka shumë programe vendase për llogaritje të tilla, për shembull, Kontabiliteti 1C. Por nëse dëshironi të lidheni me bazat e të dhënave të agjencive të lajmeve financiare - Bloom-berg, IDC përmes paketës Datafeed Toolbox MATLAB, atëherë, sigurisht, sigurohuni që të përdorni paketat e zgjerimit financiar MATLAB.

Paketa Financiare është baza për zgjidhjen e shumë problemeve financiare në MATLAB, nga llogaritje të thjeshta tek aplikacionet e shpërndara të plota. Paketa financiare mund të përdoret për të llogaritur normat e interesit dhe fitimet, për të analizuar të ardhurat dhe depozitat nga derivativët dhe për të optimizuar një portofol investimesh. Karakteristikat kryesore të paketës:

përpunimin e të dhënave;

analiza e dispersionit të efektivitetit të portofolit të investimeve;

analiza e serive kohore;

llogaritja e rentabilitetit të letrave me vlerë dhe vlerësimi i normave;

analiza statistikore dhe analiza e ndjeshmërisë së tregut;

llogaritja e të ardhurave vjetore dhe llogaritja e flukseve të parasë;

zhvlerësimi dhe metodat e amortizimit.

Duke pasur parasysh rëndësinë e datës së një transaksioni të caktuar financiar, paketa financiare përfshin disa funksione për manipulimin e datave dhe orëve në formate të ndryshme. Paketa Financiare ju lejon të llogaritni çmimet dhe kthimet kur investoni në obligacione. Përdoruesi ka mundësinë të vendosë orare jo standarde, duke përfshirë të parregullta dhe jokonsistente me njëra-tjetrën, për operacionet e debitit dhe kreditit dhe shlyerjen përfundimtare gjatë shlyerjes së faturave. Funksionet e ndjeshmërisë ekonomike mund të llogariten duke marrë parasysh maturimet e ndryshme.

Algoritmet e paketës financiare për llogaritjen e treguesve të fluksit monetar dhe të dhëna të tjera të pasqyruara në llogaritë financiare bëjnë të mundur llogaritjen, në veçanti, normat e interesit për kreditë dhe kreditë, raportet e përfitimit, arkëtimet e kredisë dhe llogaritjet përfundimtare, vlerësimin dhe parashikimin e vlerës së një investimi. portofoli, llogaritja e treguesve të amortizimit etj. Funksionet e paketës mund të përdoren duke marrë parasysh flukset monetare pozitive dhe negative (cash-flow) (përkatësisht teprica e arkëtimeve të parasë mbi pagesat ose pagesat në para mbi arkëtimet).

Paketa Financiare përmban algoritme që ju lejojnë të analizoni portofolin e investimeve, dinamikën dhe faktorët e ndjeshmërisë ekonomike. Në veçanti, gjatë përcaktimit të efikasitetit të investimeve, funksionet e paketës bëjnë të mundur formimin e një portofoli që plotëson problemin klasik të G. Markowitz. Përdoruesi mund të kombinojë algoritmet e paketës për të llogaritur raportet Sharpe dhe normat e kthimit. Analiza e dinamikës dhe ndjeshmërisë ekonomike lejon përdoruesin të identifikojë pozicionet për tregtitë me strehë, mbrojtje dhe tregti me normë fikse. Paketa Financiare ofron gjithashtu mundësi të gjera për paraqitjen dhe paraqitjen e të dhënave dhe rezultateve në formën e grafikëve dhe grafikëve tradicionalë për fushat ekonomike dhe financiare të veprimtarisë. Fondet mund të shfaqen në formatet dhjetore, bankare dhe në përqindje me kërkesë të përdoruesit.

33. Kutia e veglave të hartës

Paketa Mapping ofron një ndërfaqe grafike dhe komanduese për analizimin e të dhënave gjeografike, shfaqjen e hartave dhe aksesin në burimet e jashtme të të dhënave gjeografike. Përveç kësaj, paketa është e përshtatshme për të punuar me shumë atlase të njohura. Të gjitha këto mjete, në kombinim me MATLAB, u ofrojnë përdoruesve të gjitha kushtet për punë produktive me të dhëna gjeografike shkencore. Karakteristikat kryesore të paketës:

vizualizimi, përpunimi dhe analiza e të dhënave grafike dhe shkencore;

më shumë se 60 projeksione hartash (të drejtpërdrejta dhe të kundërta);

projektimi dhe shfaqja e hartave vektoriale, matricore dhe kompozite;

ndërfaqe grafike për ndërtimin dhe përpunimin e hartave dhe të dhënave;

atlaset globale dhe rajonale të të dhënave dhe ndërlidhja me të dhënat qeveritare me rezolucion të lartë;

statistikat gjeografike dhe funksionet e lundrimit;

paraqitje tredimensionale e hartave me theksim dhe hijezim të integruar;

konvertuesit për formatet e njohura të të dhënave gjeografike: DCW, TIGER, ETOP5.

Paketa e hartës përfshin mbi 60 nga projeksionet më të përdorura, duke përfshirë cilindrike, pseudocilindrike, konike, polikonike dhe pseudokonike, azimut dhe pseudoazimut. Projeksionet e përparme dhe të pasme janë të mundshme, si dhe llojet jo standarde të projeksioneve të specifikuara nga përdoruesi.

Në paketën Mapping kartelë quhet çdo variabël ose grup variablash që pasqyrojnë ose caktojnë një vlerë numerike pikë gjeografike ose zonë. Paketa ju lejon të punoni me harta vektoriale, matricore dhe të të dhënave të përziera. Një ndërfaqe grafike e fuqishme mundëson manipulimin interaktiv të hartës, si p.sh. aftësinë për të lëvizur treguesin mbi një objekt dhe për të klikuar mbi të për të marrë informacion. MAPTOOL GUI është një mjedis i plotë zhvillimi për aplikacionet e hartave.

Atlaset më të njohur në botë, Shtetet e Bashkuara, atlaset astronomike janë të përfshira në paketë. Struktura e të dhënave gjeografike thjeshton nxjerrjen dhe përpunimin e të dhënave nga atlaset dhe hartat. Grafiku dixhital i botës (DCW), formatet TIGER, TBASE dhe ETOP5, struktura e të dhënave gjeografike dhe veçoritë e ndërlidhjes së të dhënave të jashtme gjeografike, bashkohen për të ofruar një mjet të fuqishëm dhe fleksibël për të hyrë në bazat e të dhënave gjeografike aktuale dhe të ardhshme. Një analizë e kujdesshme e të dhënave gjeografike shpesh kërkon metodat matematikore duke vepruar në një sistem koordinativ sferik. Paketa Mapping ofron një nëngrup funksionesh gjeografike, statistikore dhe lundruese për analizimin e të dhënave gjeografike. Veçoritë e navigimit ofrojnë mundësi të bollshme për të kryer detyra të lëvizjes si pozicionimi dhe planifikimi i rrugës.

34. Bllokimi i Sistemit të Energjisë

Kutia e veglave për marrjen e të dhënave dhe kutia e veglave të kontrollit të instrumenteve

Kutia e veglave për marrjen e të dhënave - një paketë shtesë që lidhet me fushën e marrjes së të dhënave përmes blloqeve të lidhura me autobusin e brendshëm të një kompjuteri, gjeneratorëve të funksioneve, analizuesve të spektrit - me një fjalë, instrumente të përdorura gjerësisht për qëllime kërkimore për marrjen e të dhënave. Ato mbështeten nga një bazë e përshtatshme llogaritëse. Blloku i ri i Instrument Control Toolbox ju lejon të lidhni instrumente dhe pajisje me ndërfaqe serike dhe me ndërfaqet e kanalit publik dhe VXI.

36. Kutia e veglave të bazës së të dhënave dhe Kutia e veglave të realitetit virtual

Kutia e veglave të bazës së të dhënave dhe kutia e veglave të realitetit virtual

Shpejtësia e kutisë së veglave të bazës së të dhënave është rritur me më shumë se 100 herë, me ndihmën e së cilës informacioni shkëmbehet me një numër sistemesh të menaxhimit të bazës së të dhënave nëpërmjet drejtuesve ODBC ose JDBC:

• Access 95 ose 97 Microsoft;

  Microsoft SQL Server 6.5 ose 7.0;

  Serveri Adaptive Sybase 11;

  Sybase (dikur Watcom) SQL Server Anywhere 5.0;

  IBM DB2 Universal 5.0;

• Computer Associates Ingres (të gjitha botimet).

Të gjitha të dhënat janë konvertuar paraprakisht në një grup qelizash në MATLAB 6.0. Në MATLAB 6.1, mund të përdorni gjithashtu një grup strukturash. Visual Query Builder ju lejon të krijoni pyetje komplekse arbitrare në dialektet SQL të këtyre bazave të të dhënave, edhe pa njohuri për SQL. Shumë baza të dhënash heterogjene mund të hapen në një sesion.

Paketa Virtual Reality Toolbox është e disponueshme duke filluar me MATLAB 6.1. Lejon animacion dhe animacion 3D, duke përfshirë modelet Simulink. Gjuha e programimit - VRML - gjuha e modelimit të realitetit virtual (Virtual Reality Modeling Language). Animacioni mund të shikohet nga çdo kompjuter i pajisur me një shfletues të aktivizuar me VRML. Konfirmon se matematika është shkenca e marrëdhënieve sasiore dhe e formave hapësinore të çdo bote reale ose virtuale.

37.Excel Link

Ju lejon të përdorni Microsoft Excel 97 si një procesor MATLAB I/O. Për ta bërë këtë, thjesht instaloni skedarin excllinkxla të ofruar nga Math Works si një funksion shtesë në Excel. Në Excel, duhet të shkruani Service > Shtesat > Shfleto, zgjidhni një skedar në drejtorinë \matlabrl2\toolbox\exlink dhe instalojeni. Tani, sa herë që filloni Excel, do të shfaqet dritarja e komandës MATLAB dhe paneli i kontrollit të Excel do të plotësohet me butonat getmatrix, putmatrix, evalstring. Për të mbyllur MATLAB nga Excel, thjesht shkruani =MLC1ose() në çdo qelizë Excel. Për të hapur pas ekzekutimit të kësaj komande, ose klikoni në një nga butonat getmatrix, putmatrix, evalstring ose shkruani Shërbimi Excel> Macro >Run mat! abi ni t. Me një gamë qelizash Excel të zgjedhura me miun, mund të klikoni në getmatrix dhe të shkruani emrin e ndryshores MATLAB. Matrica do të shfaqet në Excel. Pasi të keni mbushur një sërë qelizash Excel me numra, mund të zgjidhni diapazonin, të klikoni në putmatrix dhe të vendosni një emër variabli MATLAB. Pra, operacioni është intuitiv. Ndryshe nga MATLAB, Excel Link nuk është i ndjeshëm ndaj shkronjave të vogla: I dhe i, J dhe j janë ekuivalente.

Telefononi shembuj demo të paketave të zgjerimit.

Prezantimi

MATLAB(shkurt për anglisht.Laboratori i Matricës ) është një paketë programesh të aplikuara për zgjidhjen e problemeve të llogaritjeve teknike dhe të gjuhës programuese me të njëjtin emër që përdoret në këtë paketë. MATLAB ® i përdorur nga mbi 1,000,000 inxhinierë dhe shkencëtarë, ai funksionon në shumicën e sistemeve operative moderne.

MATLAB si gjuhë programimi u zhvillua Cleve Moler në fund 1970 vitet kur ishte dekan fakultetit kompjuter shkencat në Universiteti i New Mexico. Qëllimi i zhvillimit ishte detyra për t'u dhënë studentëve të fakultetit mundësinë për të përdorur bibliotekat e softuerit linpack Dhe EISPACK pa pasur nevojë për të studiuar Fortran. Së shpejti gjuhë e re u përhap në universitete të tjera dhe u prit me shumë interes nga shkencëtarët që punojnë në fushën e matematikës së aplikuar. Deri më tani, ju mund të gjeni një version në internet 1982 shkruar në Fortran, shpërndarë burim i hapur. Inxhinier John Little ( anglisht Gjoni N. (Jack) Pak) u njoh me gjuhën gjatë vizitës së Clive Moler në Universiteti i Stanfordit në 1983. Duke kuptuar se gjuha e re kishte potencial të madh tregtar, ai u bashkua me Clive Moler dhe Steve Bangert ( anglisht Steve Banger). Së bashku ata rishkruan MATLAB në C dhe themeluar në 1984 kompania Punimet e Math për zhvillim të mëtejshëm. Këto biblioteka të rishkruara C ishin të njohura për një kohë të gjatë me emrin JACKPAC. MATLAB fillimisht ishte menduar për dizajnimin e sistemeve të kontrollit (specialiteti kryesor i John Little), por shpejt fitoi popullaritet në shumë fusha të tjera shkencore dhe inxhinierike. Gjithashtu u përdor gjerësisht në arsim, veçanërisht për mësimdhënie algjebër lineare Dhe metodat numerike.

Gjuha MATLAB është një gjuhë programimi e interpretuar e nivelit të lartë që përfshin struktura të dhënash të bazuara në matricë, një gamë të gjerë funksionesh, një mjedis zhvillimi të integruar, veçori të orientuara nga objekti dhe ndërfaqe me programet e shkruara në gjuhë të tjera programimi.

Programet e shkruara në MATLAB janë dy llojesh - funksione dhe skripta. Funksionet kanë argumente hyrëse dhe dalëse, si dhe hapësirën e tyre të punës për ruajtjen e rezultateve të ndërmjetme të llogaritjeve dhe variablave. Skriptet ndajnë një hapësirë ​​të përbashkët pune. Të dy skriptet dhe funksionet nuk përpilohen në kodin vendas dhe ruhen si skedarë teksti.

Karakteristika kryesore e gjuhës MATLAB janë mundësitë e saj të gjera për të punuar me matrica, të cilat krijuesit e gjuhës i shprehën me sloganin "mendo në mënyrë vektoriale"

MATLAB i ofron përdoruesit një numër të madh (disa qindra) funksionesh për analizën e të dhënave, duke mbuluar pothuajse të gjitha fushat e matematikës, në veçanti:

Matricat dhe algjebra lineare - algjebra matricore, ekuacionet lineare, eigenvlerat dhe vektorët, singularitetet, faktorizimi i matricës dhe të tjerët.

Polinomet dhe interpolimi i polinomeve rrënjësore, veprimet mbi polinomet dhe diferencimi i tyre, interpolimi dhe ekstrapolimi i kthesave dhe të tjera.

Statistikat matematikore dhe analiza e të dhënave - funksionet statistikore, regresioni statistikor, filtrimi dixhital, transformimi i shpejtë i Furierit dhe të tjera.

Përpunimi i të dhënave - një grup funksionesh të veçanta, duke përfshirë vizatimin, optimizimin, kërkimin e zerave, integrimin numerik (në kuadratura) dhe të tjera.

Ekuacionet diferenciale - zgjidhje e ekuacioneve diferenciale dhe diferenciale-algjebrike, ekuacionet diferenciale me vonesë, ekuacionet me kufizime, ekuacionet e derivateve të pjesshme dhe të tjera.

Matricat e rralla janë një klasë e veçantë e të dhënave MATLAB e përdorur në aplikacione të specializuara.

Aritmetika me numra të plotë - kryerja e veprimeve aritmetike me numra të plotë në mjedisin MATLAB.

1. Informacion bazë

1.1. Mjedisi i punës në MatLab

Klikoni dy herë në ikonën për të nisur programin. Mjedisi i punës i paraqitur në figurë do të hapet para jush.

Hapësira e punës MatLab 6.x përmban elementët e mëposhtëm:

shiriti i veglave me butona dhe listë rënëse;

dritare me skeda platformë lëshimi Dhe Hapësira e punës, nga i cili mund të aksesoni modulet e ndryshme të ToolBox dhe përmbajtjen e tavolinës së punës;

dritare me skeda historia e komandës Dhe drejtoria aktuale, i destinuar për shikimin dhe rikthimin e komandave të futura më parë, si dhe për vendosjen e drejtorisë aktuale;

një dritare komanduese që përmban një kërkesë për të hyrë » dhe një kursor vertikal që pulson;

linjë statusi.

Nëse disa nga dritaret e paraqitura në figurë mungojnë në mjedisin e punës MatLab 6.x, atëherë duhet të shkoni te menyja pamje zgjidhni artikujt përkatës: dritarja e komandës, historia e komandës, drejtoria aktuale, Hapësira e punës, platformë lëshimi.

Komandat duhet të shtypen në dritaren e komandës. Ju nuk keni nevojë të shkruani simbolin "" për të treguar një linjë komande. Të shikosh zona e punës i përshtatshëm për të përdorur shiritat e lëvizjes ose çelësat Shtëpi,fund, për të lëvizur majtas ose djathtas, dhe Faqja me larte,PageDown për të lëvizur lart ose poshtë. Nëse papritmas, pasi lëvizni nëpër hapësirën e punës të dritares së komandës, vija e komandës me një kursor që vezullon zhduket, thjesht klikoni Hyni.

Është e rëndësishme të mbani mend se grupi i çdo komande ose shprehjeje duhet të përfundojë me klikim mbi Hyni, në mënyrë që programi MatLab të ekzekutojë këtë komandë ose të vlerësojë shprehjen.

1.2. Llogaritjet më të thjeshta

Shkruani 1+2 në vijën e komandës dhe shtypni Hyni. Si rezultat, sa vijon shfaqet në dritaren e komandës MatLab:

Oriz. 2 Paraqitja grafike e analizës së komponentit kryesor

Çfarë bëri programi MatLab? Fillimisht, ai llogariti shumën 1+2, më pas e shkruajti rezultatin në variablin special ans dhe e printoi vlerën e tij, të barabartë me 3, në dritaren e komandës. Poshtë përgjigjes është një linjë komande me një kursor që vezullon, që tregon se MatLab është gati për llogaritjet e mëtejshme. Ju mund të shkruani shprehje të reja në vijën e komandës dhe të gjeni vlerat e tyre. Nëse dëshironi të vazhdoni të punoni me shprehjen e mëparshme, për shembull, llogaritni (1 + 2) / 4.5, atëherë mënyra më e lehtë është të përdorni rezultatin tashmë ekzistues, i cili ruhet në variablin ans. Shkruani inans/4.5 (një pikë përdoret kur futni numra dhjetorë) dhe shtypni Hyni, doli qe

Oriz. 3 Paraqitja grafike e analizës së komponentit kryesor

1.3. Jehonë komandës

Ekzekutimi i çdo komande në MatLab shoqërohet me një jehonë. Në shembullin e mësipërm, kjo është përgjigjja ans = 0.6667. Shpesh jehona e bën të vështirë perceptimin e punës së programit dhe më pas mund të fiket. Për ta bërë këtë, komanda duhet të përfundojë me një pikëpresje. Për shembull

Oriz. 4 Shembull i hyrjes së funksionit ScoresPCA

1.4. Ruajtja e mjedisit të punës. skedarë mat

Mënyra më e lehtë për të ruajtur të gjitha vlerat e ndryshueshme është të përdorni në meny dosje paragraf Ruaj hapësirën e punës si. Kjo sjell një kuti dialogu. Ruaj variablat e hapësirës së punës, e cila duhet të specifikojë drejtorinë dhe emrin e skedarit. Si parazgjedhje, sugjerohet që skedari të ruhet në nëndrejtorinë e punës së direktoriumit kryesor MatLab. Programi do t'i ruajë rezultatet e punës në një skedar me shtresën shtesë. Tani mund ta mbyllni MatLab. Në seancën tjetër, për të rivendosur vlerat e variablave, hapni këtë skedar të ruajtur duke përdorur nën-artikullin hapur menu dosje. Tani të gjitha variablat e përcaktuara në sesionin e fundit janë sërish të disponueshme. Ato mund të përdoren në komandat e futura rishtazi.

Leksioni 3. Programimi në mjedisin MATLAB.
1. M-skedarët. ................................................ . ................................................ .. ................................................
1.1. Puna në redaktor M-skedarët. ................................................ . ................................................ .. .
1.2. Llojet e skedarëve M. Skedari i programit. ................................................ . ................................................
1.3. Skedari i funksionit. ................................................ . ................................................ .. ............................
skedar-funksionet me një argument hyrës.......................................................................................
skedar-funksionet me argumente të shumta hyrëse........................................................................
skedar-funksionet me argumente të shumta dalëse.....................................................................
1.4. Nënfunksionet. ................................................ . ................................................ .. ................................
2. Strukturat e kontrollit të gjuhës programuese....................................................................
2.1. Operatorët e ciklit..............................................................................................................................
për lak. ................................................ . ................................................ .. ................................................
ndërsa lak. ................................................ . ................................................ .. ................................................
2.2. Operatorët e degëve....................................................................................................................
Operatori i kushtëzuar nëse . ................................................ . ................................................ .. .................
deklaratë switch. ................................................ . ................................................ .. ................................
2.3. thyej, vazhdo dhe kthe deklaratat. ................................................ . ................................
2.4. Rreth teknikave të programimit racional në MATLAB........................................................

Shumë sisteme matematikore u krijuan bazuar në supozimin se përdoruesi do t'i zgjidhte problemet e tyre me pak ose aspak programim. Megjithatë, që në fillim ishte e qartë se një rrugë e tillë ka mangësi dhe, në përgjithësi, është e mbrapshtë. Shumë probleme kërkojnë mjete programimi të avancuara që e bëjnë më të lehtë shkrimin e algoritmeve të tyre dhe ndonjëherë hapin metoda të reja për krijimin e tyre.

Nga njëra anë, MATLAB përmban një numër të madh të operatorëve dhe funksioneve të integruara (afër një mijë) që zgjidhin me sukses shumë probleme praktike, për të cilat programe mjaft komplekse duhej të përgatiteshin më herët. Për shembull, këto janë funksionet e përmbysjes ose transpozimit të matricave, llogaritja e vlerave të një derivati ​​ose integrali, etj., etj. Numri i funksioneve të tilla, duke marrë parasysh paketat e zgjerimit të sistemit, tashmë arrin mijëra dhe është vazhdimisht. në rritje. Por, nga ana tjetër, sistemi MATLAB që në momentin e krijimit të tij u krijua si një gjuhë e fuqishme programuese matematikore e fokusuar në llogaritjet teknike. nivel të lartë. Dhe shumë me të drejtë e konsideruan këtë si një avantazh të rëndësishëm të sistemit, duke treguar mundësinë e aplikimit të tij për zgjidhjen e problemeve të reja, më komplekse matematikore.

Sistemi MATLAB ka një gjuhë hyrëse që të kujton BASIC (me një përzierje të mjeteve Fortran dhe Pascal). Shkrimi i programeve në sistem është tradicional dhe për këtë arsye i njohur për shumicën e përdoruesve të kompjuterit. Për më tepër, sistemi bën të mundur modifikimin e programeve duke përdorur çdo redaktues teksti të njohur për përdoruesit. Ai gjithashtu ka redaktorin e vet me një korrigjues. Gjuha e sistemit MATLAB për sa i përket programimit të llogaritjeve matematikore është shumë më e pasur se çdo tjetër. gjuhë universale programim të nivelit të lartë. Ai zbaton pothuajse të gjitha mjetet e njohura të programimit, duke përfshirë programimin e orientuar drejt objektit dhe atë vizual. Kjo u jep programuesve me përvojë mundësi të jashtëzakonshme për vetë-shprehje.

1. M-skedarët.

NË Në leksionet e mëparshme, ne shikuam shembuj mjaft të thjeshtë që kërkojnë të shtypni disa komanda në vijën e komandës për t'u ekzekutuar. Për detyra më komplekse, numri i komandave rritet dhe puna në vijën e komandës bëhet joproduktive. Duke përdorur historinë e komandës,

ruajtja e variablave të mjedisit të punës ose ditari me ditar është i papërfillshëm

rrisin produktivitetin e punës. Një zgjidhje efektive është të hartoni algoritmet tuaja në formën e programeve (M-files) që mund të ekzekutohen nga mjedisi i punës ose nga redaktori. Redaktori i integruar i skedarëve M në MATLAB lejon jo vetëm shtypjen e tekstit të programit dhe ekzekutimin e tij tërësisht ose pjesërisht, por edhe korrigjimin e algoritmit. Një klasifikim i detajuar i skedarëve M është dhënë më poshtë.

1.1. Punoni në redaktuesin e skedarit M.

Një redaktues i veçantë me shumë dritare përdoret për të përgatitur, modifikuar dhe korrigjuar skedarët m. Është projektuar si një aplikacion tipik Windows. Redaktori mund të thirret me anë të komandës edit nga linja e komandës ose me komandën e menusë kryesore File | E re | skedar M . Pas kësaj, në dritaren e redaktuesit, mund të krijoni skedarin tuaj, të përdorni mjetet për korrigjimin dhe nisjen e tij. Përpara se një skedar të mund të ekzekutohet, ai duhet të shkruhet në disk duke përdorur File | Ruani si në menynë e redaktuesit.

Figura 1 tregon dritaren e redaktuesit/debugger-it. Teksti i përgatitur i skedarit (ky është programi ynë më i thjeshtë dhe i parë në gjuhën e programimit MATLAB) mund të shkruhet në disk. Për ta bërë këtë, përdorni komandën Save As, e cila përdor standardin Dritarja e Windows për të shkruar një skedar me emrin e dhënë. Vini re se emri i skedarit M duhet të jetë unik dhe kërkesa për emrin e skedarit është e njëjtë me emrat e variablave të mjedisit MATLAB. Pasi të shkruani skedarin në disk, mund të ekzekutoni komandën Run nga shiriti i veglave ose menyja Debug, ose thjesht shtypni ., për të ekzekutuar skedarin m.

Në pamje të parë, mund të duket se redaktori / korrigjuesi është vetëm një lidhje shtesë në zinxhirin "përdorues - MATLAB". Në të vërtetë, teksti i skedarit mund të futet në dritaren e sistemit dhe të marrë të njëjtin rezultat. Megjithatë, në realitet, redaktori/debugger e bën këtë rol i rendesishem. Ju lejon të krijoni një skedar m (program) pa "lëvozhgat" e shumta që shoqërojnë punën në modalitetin e komandës. Teksti i një skedari të tillë i nënshtrohet një kontrolli sintaksor të plotë, gjatë të cilit identifikohen dhe eliminohen shumë gabime të përdoruesit. Kështu, redaktori siguron kontroll sintaksor të skedarit.

Redaktori ka mjete të tjera të rëndësishme korrigjimi - ju lejon të vendosni shenja të veçanta në tekstin e skedarit, të quajtura pika ndërprerjeje (pikë ndërprerjeje). Kur të arrihen, llogaritjet pezullohen dhe përdoruesi mund të vlerësojë rezultatet e ndërmjetme të llogaritjeve (për shembull, vlerat e variablave), të kontrollojë ekzekutimin e saktë të cikleve, etj. Së fundi, redaktori ju lejon të shkruani skedarin në format teksti dhe përjetësoni punën tuaj në sistemin e skedarëve MATLAB.

Për lehtësinë e punës me redaktorin / korrigjuesin, linjat e programit numërohen në rend sekuencial. Redaktori është me shumë dritare. Dritarja e çdo programi është projektuar si një skedë. Redaktori i korrigjuesit e bën të lehtë shikimin e vlerave të variablave. Për ta bërë këtë, thjesht lëvizni kursorin e miut tek emri i ndryshores dhe mbajeni atë - do të shfaqet një këshillë veglash me emrin e ndryshores dhe vlerën e saj.

Një tipar shumë i përshtatshëm i redaktuesit të skedarëve M është ekzekutimi i disa komandave. Për ta bërë këtë, përdorni komandën Evaluate Selection nga menyja e kontekstit ose menuja kryesoreTeksti , ose thjesht një tast funksioni , të cilat ju lejojnë të ekzekutoni tekstin e zgjedhur të programit.

Oriz. 1. Dritarja e redaktuesit të skedarëve M.

1.2. Llojet e skedarëve M. Skedari i programit.

Ekzistojnë dy lloje të skedarëve M në MATLAB: Script M-Files, që përmban një sekuencë komandash, dhe Funksioni M-Files, të cilët përshkruajnë funksionet e përcaktuara nga përdoruesi.

Programet e skedarëve janë lloji më i thjeshtë i skedarëve M. Ata nuk kanë argumente hyrëse ose dalëse dhe funksionojnë me variabla që ekzistojnë në kohën e ekzekutimit ose mund të krijojnë variabla të rinj. Ju keni shkruar skedarin e programit mydemo kur keni lexuar seksionin e mëparshëm. Të gjitha variablat e deklaruara në një program skedar bëhen të disponueshëm në mjedisin e punës pas ekzekutimit të tij. Ekzekutoni skedarin e programit mydemo të paraqitur në Listën Figura 1. Shkoni te dritarja Workspace dhe sigurohuni që të gjitha variablat e futura në skedarin M të shfaqen në hapësirën e punës. Të gjitha variablat e krijuara gjatë ekzekutimit të skedarit M mbeten në mjedisin e punës pas përfundimit të tij dhe mund të përdoren në programet e tjera të skedarëve dhe në komandat e ekzekutuara nga linja komanduese.

Programi i skedarëve hapet në dy mënyra.

1. Nga redaktori i skedarit M siç përshkruhet më sipër.

2. Nga linja e komandës ose të tjera skedari i programit, ndërsa komanda është emri i skedarit M (pa shtesë). Përdorimi i metodës së dytë është shumë më i përshtatshëm, veçanërisht nëse skedari i programit i krijuar do të përdoret në mënyrë të përsëritur më vonë. Skedari M i krijuar në fakt bëhet një komandë që MATLAB e kupton.

Mbyllni të gjitha dritaret grafike dhe shkruani mydemo në vijën e komandës, shfaqet një dritare grafike që korrespondon me komandat e skedarit të programit mydemo.m. Pasi të keni futur komandën mydemo, MATLAB bën sa më poshtë:

1. Kontrollon nëse komanda e dhënë është një emër ndonjë nga variablat e përcaktuar

në Ambienti i punës. Nëse futet një ndryshore, shfaqet vlera e saj.

2. Nëse hyrja nuk është një variabël, atëherë MATLAB kërkon komandën e hyrjes midis funksioneve të integruara. Nëse komanda është një funksion i integruar, atëherë ai ekzekutohet.

3. Nëse hyrja nuk është as variabël dhe as funksion i integruar, atëherë MATLAB fillon kërkimin M-skedar me emrin e komandës dhe zgjerimin m. Kërkimi fillon me drejtoria aktuale(Drejtoria aktuale); nëse skedari M nuk gjendet në të, atëherë MATLAB kërkon direktoriumet e vendosura në rrugën e kërkimit (Shtegu). (Për të vendosur drejtorinë aktuale, mund të përdorni kutinë e përzgjedhjes me të njëjtin emër në shiritin e veglave ose komandën cd. Vendosja e shtigjeve të kërkimit bëhet me

duke përdorur komandën Set Path të komandës së menusë File ose duke përdorur komandën addpath).

Nëse asnjë nga veprimet e mësipërme nuk ishte i suksesshëm, atëherë një mesazh shfaqet në dritaren e komandës, për shembull, nëse bëhet një gabim.

Sekuenca e kërkimit MATLAB ju tregon se është shumë e rëndësishme të emërtoni saktë skedarin e programit tuaj kur e ruani atë në një skedar M. Së pari, emri i tij nuk duhet të përputhet me emrin e funksioneve ekzistuese në MATLAB. Ju mund të zbuloni nëse emri tashmë është i zënë apo jo me ndihmën e funksionit 'ekziston'.

Së dyti, emri i skedarit nuk duhet të fillojë me një shifër, karaktere "+" ose "-", një fjalë me ato karaktere që mund të interpretohen nga MATLAB si një gabim kur futni një shprehje. Për shembull, nëse e emërtoni skedarin M me skedarin e programit 5prog.m, atëherë kur e nisni nga menyja e redaktuesit ose nga merrni një mesazh gabimi. Kjo nuk është për t'u habitur pasi MATLAB pret 5 + prog (ose 5, prog) nga ju për të vlerësuar një shprehje aritmetike me variabël prog (ose shtoni 5 si elementin e parë në vektorin e rreshtit të prog). Prandaj, emri i saktë do të ishte prog5.m (ose të paktën p5rog.m), por duke filluar vetëm me një shkronjë.

Ju lutemi vini re se nëse ekzekutoni komandat e zgjedhura (të gjitha komandat mund të zgjidhen) të një skedari M me emrin e gabuar me , atëherë nuk do të ketë asnjë gabim. Në fakt po ndodh ekzekutimi sekuencial komandat, e cila nuk ndryshon nga thirrja e tyre nga linja e komandës, dhe jo puna e një programi skedar.

Ekziston një gabim tjetër shumë i zakonshëm kur emërtoni një skedar-program, i cili në shikim të parë ka pasoja të pashpjegueshme: programi lëshohet vetëm një herë. Rinisja nuk rezulton në ekzekutimin e programit. Le ta shohim këtë situatë duke përdorur skedarin e programit në listën 5.1, të cilin e keni ruajtur në skedarin mydemo.m. Riemërtoni skedarin në x.m, më pas hiqni të gjitha variablat e hapësirës së punës nga dritarja e Shfletuesit të Variablave të Hapësirës së Punës ose nga rreshti i komandës:

>> pastroni të gjitha

Ekzekutoni skedarin e programit, për shembull, nga redaktori duke shtypur . Shfaqet një dritare grafike me dy grafikë dhe asgjë nuk paraqet një mashtrim të ndyrë. Mbyllni dritaren grafike tani dhe ekzekutoni programin përsëri. Dritarja grafike nuk krijohet më, por vlerat e grupit x shfaqen në dritaren e komandës në përputhje me paragrafin e parë të algoritmit të kërkimit MATLAB më sipër. Këto rrethana duhet të merren parasysh kur zgjidhni një emër programi skedari. Një çështje po aq e rëndësishme lidhet me artikullin e tretë të algoritmit të kërkimit MATLAB - direktoriumin aktual dhe shtigjet e kërkimit. Si rregull, skedarët e vet M ruhen në drejtoritë e përdoruesve. Në mënyrë që MATLAB t'i gjejë ato, duhet të vendosen shtigje për të treguar vendndodhjen e skedarëve M.

1.3. Skedari i funksionit.

Programet e skedarëve të diskutuar më sipër janë një sekuencë komandash MATLAB, ato nuk kanë argumente hyrëse ose dalëse. Për të zgjidhur problemet llogaritëse dhe për të shkruar aplikacionet tuaja në MATLAB, shpesh ju duhet të programoni funksione skedari që kryejnë veprimet e nevojshme në argumentet hyrëse dhe kthejnë rezultatin në argumentet e daljes. Numri i argumenteve hyrëse dhe dalëse varet nga problemi që zgjidhet - mund të ketë vetëm një argument hyrje dhe një dalje, disa nga të dyja, ose vetëm argumente hyrëse.

Është e mundur që të mos ketë argumente hyrëse dhe dalëse. Ky seksion ofron disa shembuj të thjeshtë për t'ju ndihmuar të kuptoni se si të punoni me funksionet e skedarëve. Skedarët e funksionit, si skedarët e programit, krijohen në redaktuesin e skedarëve M.

Skedari i funksionit me një argument hyrës.

Le të supozojmë se në llogaritjet shpesh është e nevojshme të përdoret vlera e një funksioni:

		− xx 2

Ka kuptim të shkruani një skedar funksioni një herë, dhe më pas ta thërrisni atë kudo që është e nevojshme për të vlerësuar këtë funksion për një argument të caktuar. Për ta bërë këtë, hapni një skedar të ri në redaktuesin e skedarit M dhe shkruani tekstin:

funksioni f = myfun(x)

Fjala funksion në rreshtin e parë e specifikon atë dosjen e dhënë përmban një skedar funksioni. Rreshti i parë është kreu i funksionit, i cili përmban emrin e funksionit dhe listat e argumenteve hyrëse dhe dalëse. Argumentet hyrëse shkruhen në kllapa pas emrit të funksionit. Në shembullin tonë, ekziston vetëm një argument hyrës, x. Argumenti i daljes f është specifikuar në të majtë të shenjës së barazimit në kokën e funksionit. Kur zgjidhni një emër të funksionit të skedarit, duhet pasur kujdes që të mos bien ndesh me emrat e zënë në MATLAB. Ne diskutuam një pyetje të ngjashme më lart: si të ruani një skedar programi në një skedar me një emër unik. Ju mund të përdorni të njëjtën qasje të thirrjes së funksionit ekzistues për të emërtuar një skedar funksioni.

Pas titullit, vendoset trupi i funksionit të skedarit - një ose disa operatorë (mund të ketë mjaft prej tyre) që zbatojnë algoritmin për marrjen e vlerës së variablave të daljes nga ato hyrëse. Në shembullin tonë, algoritmi është i thjeshtë - një shprehje aritmetike llogaritet për një x të caktuar dhe rezultati shkruhet në f.

Tani ju duhet ta ruani skedarin në drejtorinë e punës ose në ndonjë vendndodhje tjetër të njohur për MATLAB. Kur zgjidhni Ruaj ose Ruaj si... nga menyja File, emri i skedarit të paracaktuar është i njëjtë me emrin e funksionit myfun. Duhet të ruani skedarin e funksionit me këtë emër të sugjeruar. Tani funksioni i krijuar mund të përdoret në të njëjtën mënyrë si sinin e integruar, cos dhe të tjerët, për shembull, nga linja e komandës:

>> y=myfun(1.3) y=

Gjatë krijimit të funksionit të skedarit myfun, ne shtypëm daljen e vlerës së f në dritaren e komandës duke e përfunduar deklaratën e caktimit me një pikëpresje. Nëse kjo nuk është bërë, atëherë do të shfaqet kur thirret y=myfun(1.3). Si rregull, është më mirë të shmangni nxjerrjen në dritaren e komandës së rezultateve të llogaritjeve të ndërmjetme brenda një funksioni skedari.

Funksioni i skedarit i treguar në shembullin e mëparshëm ka një disavantazh i rëndësishëm. Përpjekja për të llogaritur vlerat e funksionit nga një grup rezulton në një gabim, jo ​​një grup vlerash, siç ndodh kur përdorni funksione të integruara.

>>x=;

>> y=myfun(x)

??? Gabim në përdorimin e ==> ^ Matrica duhet të jetë katrore.

Gabim në ==> C:\MATLAB6p5\work\myfun.m

Në rreshtin 2 ==> f = exp(-x)*sqrt((x^2 + 1)/(x^4 + 0.1));

Natyrisht, për të shmangur këtë gabim, është e nevojshme të përdoren operacionet sipas elementeve. Në veçanti, për funksionimin e saktë të funksionit tonë, është e nevojshme të rishkruhet teksti i funksionit në formën e mëposhtme:

funksioni f = myfun(x)

f = exp(-x).*sqrt((x.^2 + 1)./(x.^4 + 0.1));

Tani argumenti i funksionit myfun mund të jetë ose një numër ose një vektor ose matricë vlerash, për shembull:

>>x=;

>> y=myfun(x)

Ndryshorja y, në të cilën është shkruar rezultati i thirrjes së funksionit myfun, bëhet automatikisht një vektor i madhësisë së kërkuar.

Le të shohim një shembull të përdorimit të funksioneve. Ne hartojmë funksionin myfun në një segment duke përdorur një program skedari ose nga linja e komandës:

>> x=0:0.5:4;

>> y=myfun(x);

>>plot (x,y)

Zgjidhja e problemeve llogaritëse duke përdorur MATLAB do t'ju kërkojë të jeni në gjendje të programoni funksionet e skedarëve që korrespondojnë me detyrën (për shembull, ana e djathtë e një sistemi ekuacionesh diferenciale ose një integrand).

Tani do të shikojmë vetëm një shembull të thjeshtë se si përdorimi i funksioneve të skedarëve thjeshton vizualizimin e funksioneve matematikore. Ne sapo kemi komplotuar me komplot. Vini re se nuk ishte e nevojshme të thërrisni myfun për të llogaritur vektorin y - mund të shkruani një shprehje për të menjëherë dhe më pas të specifikoni çiftin x dhe y në grafik. Funksioni i skedarit myfun që kemi në dispozicion na lejon t'i referohemi funksionit special fplot, i cili duhet të specifikojë emrin e funksionit të skedarit tonë (në apostrofë) ose një tregues për të (me operatorin @ përpara emrit të funksionit ) dhe kufijtë e segmentit për vizatim (në një vektor prej dy elementësh)

>>fplot ("myfun", )

>> fplot(@myfun, )

Algoritmi i funksionit fplot duhet të shtohet për të zgjedhur automatikisht hapin e argumentit, duke e reduktuar atë në zonat e ndryshimit të shpejtë të funksionit në studim, gjë që i jep përdoruesit një shfaqje të mirë të të dhënave.

Skedari i funksionit me argumente të shumta hyrëse.

Shkrimi i funksioneve të skedarit me argumente të shumta hyrëse është pothuajse i njëjtë me shkrimin e një argumenti të vetëm. Të gjitha argumentet e hyrjes vendosen në një listë të ndarë me presje. Shembulli i mëposhtëm përmban një skedar funksioni që llogarit gjatësinë e vektorit të rrezes së një pike 3D.

hapësira x 2 + y 2 + z 2 .

funksioni r = rrezja3(x,y,z) r = sqrt(x.^2 + y.^2 + z.^2);

>> R = rreze 3 (1, 1, 1)

Përveç funksioneve me argumente të shumëfishta, MATLAB ju lejon të krijoni funksione që kthejnë vlera të shumta, d.m.th., kanë argumente të shumta dalëse.

Skedari i funksionit me argumente të shumta dalëse.

Funksionet e skedarëve me argumente të shumta dalëse janë të dobishme për vlerësimin e funksioneve që kthejnë vlera të shumta (të quajtura funksione vektoriale në matematikë). Argumentet e daljes shtohen, të ndara me presje, në listën e argumenteve të daljes dhe vetë lista mbyllet në kllapa katrore. Shembulli i mëposhtëm jep skedarin e funksionit hms për të kthyer një kohë të dhënë në sekonda në orë, minuta dhe sekonda:

funksion = hms(sek) orë = dysheme(sek/3600);

Kur thirrni funksionet e skedarit me argumente të shumta dalëse, rezultati duhet të shkruhet në një vektor me gjatësinë e duhur:

>> = hms(10000) h =

Nëse nuk i specifikoni në mënyrë eksplicite parametrat e daljes kur përdorni këtë funksion, atëherë rezultati i thirrjes së funksionit do të jetë vetëm argumenti i parë i daljes:

>> hms(10000) ans =

Nëse lista e argumenteve të daljes është bosh, d.m.th., titulli duket si ky: funksioni myfun(a, b) ose funksioni = myfun(a, b) .

atëherë skedari i funksionit nuk do të kthejë asnjë vlerë. Funksione të tilla ndonjëherë janë gjithashtu të dobishme.

Funksionet e MATLAB kanë një veçori tjetër të dobishme - aftësinë për të marrë informacion rreth tyre duke përdorur komandën e ndihmës, për shembull, help fplot . Funksionet e skedarit vetanak gjithashtu mund të pajisen me këtë veçori duke përdorur linjat e komenteve. Të gjitha linjat e komenteve pas kokës dhe para trupit të funksionit ose një rreshti bosh shfaqen në dritaren e komandës me komandën ndihmë. Për shembull, për funksionin tonë, mund të krijoni një aluzion:

funksion = hms(sek) %hms - konvertoni sekondat në orë, minuta dhe sekonda

% Funksioni hms është për konvertimin e sekondave

% në orë, minuta dhe sekonda.

% = hms(sek)

orë = kat (sek/3600);

minutë = kat((sek - orë*3600)/60); e dyta = sek - orë * 3600 - minutë * 60;

1.4. Nënfunksionet.

Konsideroni një lloj tjetër funksionesh - nënfunksionet. Përdorimi i nënfunksioneve bazohet në ndarjen e një pjese të algoritmit në një funksion të pavarur, teksti i të cilit gjendet në të njëjtin skedar si funksioni kryesor. Le ta shohim këtë me një shembull.

funksion i thjeshtë;

% Funksioni kryesor a = 2*pi;

fl = f(1.1, 2.1) f2 = f(3.1, 4.2)-a f3 = f(-2.8, 0.7)+a

funksioni z = f(x, y)% Nënfunksion

z = x^3 - 2*y^3 - x*y + 9;

Funksioni i parë i thjeshtë është funksioni kryesor në simple.m, janë deklaratat e tij që ekzekutohen nëse përdoruesi thërret simple, për shembull nga linja e komandës. Çdo thirrje në nënfunksionin f në funksionin kryesor çon në një kalim te operatorët e vendosur në nënfunksion dhe një kthim pasues në funksionin kryesor.

Një skedar funksioni mund të përmbajë një ose më shumë nënfunksione me parametrat e tyre të hyrjes dhe daljes, por mund të ketë vetëm një funksion kryesor. Titulli i nënfunksionit të ri është gjithashtu një shenjë e përfundimit të atij të mëparshëm. Funksioni kryesor komunikon me nënfunksionet vetëm përmes parametrave hyrës dhe dalës. Variablat e përcaktuar në nënfunksione dhe në funksionin kryesor janë lokale, ato janë të disponueshme brenda funksionit të tyre.

Nje nga opsione Përdorimi i variablave që janë të përbashkëta për të gjitha funksionet e skedarit M konsiston në deklarimin e këtyre variablave në fillim të funksionit dhe nënfunksionit kryesor si global, duke përdorur globale me një listë të emrave të variablave të ndarë me hapësirë.

2. Strukturat e kontrollit të gjuhës programuese.

Funksionet e skedarëve dhe programet e skedarëve që keni krijuar gjatë leximit të dy kapitujve të mëparshëm janë më së shumti shembuj të thjeshtë programet. Të gjitha komandat e MATLAB të përfshira në to ekzekutohen në mënyrë sekuenciale. Për të zgjidhur shumë probleme më serioze, kërkohen programe në të cilat veprimet përsëriten në mënyrë ciklike dhe në varësi të kushteve të caktuara, ekzekutohen pjesë të ndryshme të programit. Ky kapitull përshkruan konstruktet e kontrollit të gjuhës programuese MATLAB, të cilat mund të përdoren gjatë shkrimit të programeve të skedarëve dhe funksioneve të skedarëve.

2.1. Operatorët e ciklit.

Veprime të ngjashme dhe të përsëritura kryhen duke përdorur operatorë për lak dhe ndërsa . Cikli for është krijuar për të kryer një numër të paracaktuar veprimesh të përsëritura, një kohë - për veprime, numri i të cilave nuk dihet paraprakisht, por dihet kushti për vazhdimin e ciklit.

për lak.

Përdorimi i për është si më poshtë:

për numërim = fillim:hapi:përfundimtar

Komandat e MATLAB

Këtu count është një variabël loop, fillimi është vlera e tij fillestare, përfundimtare është vlera përfundimtare, astep është hapi me të cilin numërimi rritet sa herë që hyn në lak. Cikli përfundon sapo vlera e numërimit të bëhet më e madhe se përfundimtare. Variabla e lakut mund të marrë jo vetëm vlera të plota, por edhe vlera reale të çdo shenje. Këtu është një shembull i përdorimit të ciklit for. Le të kërkohet që të shfaqen grafikët e një familje kurbash për x , të cilat

jepet me funksionin y (x,a)= e − ax sinx, në varësi të parametrit a, për vlerat e parametrit a nga -0.1 në

0.1 në rritje prej 0.02. Sigurisht, mund të llogarisni në mënyrë sekuenciale y(x, a) dhe të vizatoni grafikët e tij për vlera të ndryshme, por është shumë më i përshtatshëm të përdorni ciklin for. Skedar tekst-program:

figura % krijimi i dritares grafike

x = 0:pi/30:2*pi; % llogaritja e vektorit të vlerave të argumentit

% duke numëruar vlerat e parametrave në një lak për një = -0.1:0.02:0.1

% llogaritja e vektorit të vlerave të funksionit për vlerën aktuale...

parametri

y = exp(-a*x).*sin(x); % shtoni grafikun e mbajtjes së funksionit

plot (x, y) fund

Si rezultat i ekzekutimit të këtij programi skedar, do të shfaqet një dritare grafike, e paraqitur në Fig. 2, e cila përmban familjen e kërkuar të kthesave.

Oriz. 2. Familja e kurbave.

Për sythe mund të futen brenda njëri-tjetrit, por variablat e sytheve të mbivendosur duhet të jenë të ndryshëm. Sythet e mbivendosur janë të përshtatshëm për mbushjen e matricave. Një shembull i krijimit të një matrice Hilbert:

a = zero (n); për i = 1:n

për j = 1:n

a(i, j) = 1/(i+j-1);

Në përfundim të këtij seksioni, vërejmë një veçori tjetër të ciklit for, i cili, së bashku me aftësinë për të vendosur një numërues të vërtetë të ciklit me një hap konstant, e bën ciklin for mjaft të gjithanshëm. Një grup vlerash mund të përdoret si vlera e një variabli të ciklit:

për numërimin = A

Komandat e MATLAB

Nëse A është një vektor rreshti, atëherë numërimi merr në mënyrë sekuenciale vlerën e elementeve të tij sa herë që hyn në lak. Në rastin e një grupi dydimensional A, në hapin e i-të të ciklit, numërimi përmban kolonën A(:,i) . Natyrisht, nëse A është një vektor kolone, atëherë cikli do të ekzekutohet vetëm një herë me numërim të barabartë me A.

Cikli for është i dobishëm kur bëni një numër të caktuar të kufizuar gjërash. Ekzistojnë algoritme me një numër të panjohur më parë përsëritjesh, të cilat mund të zbatohen me një lak më fleksibël të ndërkohë.

ndërsa lak.

Cikli while përdoret për të organizuar përsëritje të të njëjtit lloj veprimesh në rastin kur numri i përsëritjeve nuk dihet paraprakisht dhe përcaktohet nga përmbushja e një kushti të caktuar. Shqyrtoni shembullin e zgjerimit të sin(x) në një seri:

			x 2k + 1
	S(x)=∑(−1)
			(2k + 1)!
	k = 0

Sigurisht, nuk do të jetë e mundur të përmblidhet deri në pafundësi, por është e mundur të grumbullohet shuma me një saktësi të caktuar, për shembull, 10-10. Natyrisht, numri i anëtarëve të serisë është i panjohur në këtë rast, kështu që përdorimi i operatorit for nuk është i mundur. Zgjidhja është të përdorni një cikli while që funksionon për aq kohë sa kushti i ciklit është i vërtetë:

ndërsa cikli i përsëritjes kusht

Komandat e MATLAB

NË Në këtë shembull, kushti për përsëritjen e ciklit është që moduli i termit aktual

x 2 k + 1 (2k + 1) ! më shumë se 10-10. Teksti i skedarit të funksionit mysin që llogarit shumën e një serie bazuar në

relacion i përsëritur:

						k − 1
				2k (2k + 1)

funksioni s = mysin(x)

% Llogaritja e sinusit sipas zgjerimit të serisë

% Përdorimi: y = mysin(x),-pi< х < pi

% llogaritja e mbledhjes së parë për k = 0 k = 0;

% llogaritja e ndryshores ndihmëse

ndërsa abs(u) > 1.0e-10 k = k + 1;

u = -u* x2/(2*k)/(2*k + 1); s = s + u