Основы Matlab: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

Это руководство будет охватывать некоторые из самых основных функций Matlab. Вы узнаете, как заставить Matlab запускать периодическую функцию изнутри и строить график, а также как вытаскивать ту же периодическую функцию из файла excel и строить ее. Эти функции являются одними из самых основных и широко используемых в Matlab. Это руководство предназначено для тех из вас, кто никогда раньше не использовал Matlab и которым просто нужно выполнять с ним несколько простых задач. Код, выделенный на каждом изображении, включен в качестве комментария, поэтому вы можете скопировать и вставить код. Не стесняйтесь брать этот код и изменять его, чтобы он соответствовал вашему приложению.

Шаг 1. Запуск Matlab

Первый шаг - запустить и запустить Matlab, чтобы мы могли начать с ним работать. Когда вы впервые запускаете Matlab, он должен выглядеть как на скриншоте ниже. Первый шаг - назначить каталог для работы Matlab. Именно здесь программа извлечет все файлы, и именно здесь вы должны сохранить всю свою работу в Matlab. Я рекомендую создать новую папку в том месте, где вы ее запомните, и дать ей имя, которое вы узнаете. Создав новую папку, щелкните значок «…» в правом верхнем углу экрана, как показано на втором рисунке. Появится всплывающее окно, как показано на третьем рисунке. Найдите новую папку, которую вы создали на своем компьютере, и выберите ее. В этом примере файл называется «370» и находится на рабочем столе.

Шаг 2: Создание M-файла

Теперь нам нужно создать новый M-файл. Файл M работает точно так же, как ввод кода непосредственно в Matlab, но вы можете сохранять и изменять код, а также запускать его повторно. При вводе кода непосредственно в Matlab вы вводите каждую строку кода индивидуально. В файле M вы пишете весь код, а затем запускаете его сразу. Чтобы открыть новый файл M, щелкните файл. Наведите курсор на «Новый», затем нажмите «Пустой M-файл», как показано на первом рисунке. То, что открывается, должно выглядеть так, как показано на втором рисунке. Поскольку этот код можно запускать многократно, рекомендуется каждый раз закрывать все и очищать все переменные перед его запуском. Это достигается с помощью двух строк кода: закрыть все очистить все Как видно на третьем рисунке, гарантирует, что все будет очищено и закрыто.

Шаг 3: Создание временного вектора

Первое, что мы сделаем, это создадим график функции в Matlab. Первый шаг - создать независимую переменную. В этом случае мы будем называть это «t» временем. Для создания этой переменной мы воспользуемся методом создания вектора. Вектор - это в основном набор чисел. Например, 1, 2, 3, 4 будет коротким вектором. Код для создания этого вектора: t = 0,1: 0,01: 10; Первое число 0,1 относится к начальной точке. Второе число, 0,01, относится к размеру шага. Третье число, 10, относится к конечной точке. Таким образом, этот вектор соответствует 0,1, 0,11, 0,12… вплоть до 10. Чтобы увидеть, сработало ли создание вектора, нажмите зеленую кнопку запуска, выделенную на втором рисунке. Это запускает программу. Чтобы увидеть наш вектор, перейдите в главное окно Matlab. Щелкните рабочий стол, затем наведите указатель мыши на макет рабочего стола, а затем щелкните по умолчанию, как показано на третьем рисунке. Теперь ваш экран должен выглядеть как четвертое изображение. Справа вы увидите нашу недавно созданную переменную t. Дважды щелкните по нему и, как и на пятом рисунке, вы увидите созданную серию чисел.

Шаг 4: Запуск и построение графика функции

Теперь мы построим график функции, созданной в Matlab. Первый шаг - создать функцию. Это так же просто, как написать желаемую математическую функцию. Пример показан на первом рисунке. Код, используемый для этой функции: y = sin (t) + 4 * cos (5. * t). ^ 2; Период перед умножением в косинусе и перед квадратом косинуса сообщает Matlab о выполнении этих функций. просто на значениях вектора времени, а не рассматривать вектор времени как матрицу и пытаться выполнять с ней матричные функции. Следующим шагом будет создание самой фигуры. Это достигается с помощью кода, показанного на втором рисунке. Порядок переменных в команде plot очень важен, поэтому обязательно настройте свой код так же, как он настроен ниже.figureh = axes ('fontsize', 14); plot (t, y, 'linewidth, 2) xlabel ('Time (s)') ylabel ('Y Value') Title ('Y Value vs Time') grid on Наконец, просто щелкните зеленую стрелку запуска еще раз, и цифра должна появиться, как на третьем изображении.

Шаг 5: извлечение данных из Excel

Теперь мы создадим тот же график, что и раньше, но путем импорта данных функции из электронной таблицы Excel. Первое изображение - это скриншот электронной таблицы Excel, которая будет использоваться. Это точно такие же точки данных, созданные в Matlab на предыдущих шагах, только что сделанные в Excel. Для начала мы можем удалить код, создающий наш вектор времени, и код для нашей функции из предыдущих шагов. Теперь ваш код должен выглядеть как на втором рисунке. Вставьте код, как показано в верхнем красном поле третьего изображения. Это код для чтения файла Excel. «A» относится к матрице, которая будет включать все числа в электронной таблице, а «B» включает весь текст из электронной таблицы. Переменные t и y извлекаются из первого и второго столбца, как показано в коде. [A, B] = xlsread ('excelexample.xlsx'); t = A (:, 1); y = A (:, 2); Код рисунка также можно изменить, как показано в нижнем красном поле на третьем рисунке. Это фактически вытянет заголовок диаграммы и метки оси из электронной таблицы и поместит их на ваш график. Xlabel (B (2)) ylabel (B (3)) Title (B (1)) Последнее, что нужно сделать, это запустить программу снова, и вы увидите всплывающую фигуру, как на последней картинке.

Шаг 6: Создание спекграммы

На этом этапе мы будем использовать Matlab для создания спецификации путем чтения звукового файла wav. Спекограмму иногда называют «графиком 2.5D», потому что в ней используется двухмерный график с добавлением цвета для отображения амплитуды. Цвет обеспечивает больше деталей, чем простой двухмерный график, но не детали трехмерного графика, отсюда и термин "2.5D". Функция specgram в Matlab берет набор точек данных из файла wav и выполняет преобразование Фурье на точки для определения частот, присутствующих в сигнале. Для этой инструкции не важно знать, как работает преобразование Фурье, просто знайте, что спектрограмма будет отображать, какие частоты присутствуют, и насколько они сильны по отношению ко времени. Функция отображает время по оси X и частоту по оси Y. Сила каждой частоты отображается цветом. В этом случае файл wav представляет собой звукозапись удара по куску металла, а затем вибрации металла записываются как звук. Используя спектрограмму, мы можем легко определить резонансную частоту куска металла, потому что это будет частота, которая сохраняется дольше всего со временем. Чтобы выполнить эту задачу, сначала пусть Matlab прочитает файл wav, используя следующий код: [x, fs] = wavread ('flex4.wav'); В этом случае flex4.wav - это заголовок нашего файла wav, переменная x - это точки данных в файле, а fs - частота дискретизации. просто введите следующий код: specgram [x (:. 1), 256, fs]; 256 соответствует частоте, на которой выполняется БПФ при анализе данных. Matlab в основном разбивает звуковой файл на куски и выполняет БПФ для каждого фрагмента. 256 сообщает ему, насколько большим должен быть каждый фрагмент. Детали этого не важны, и 256 является безопасным значением для использования в большинстве приложений. Теперь, если вы запустите код, вы увидите всплывающую цифру, как показано на втором рисунке. Отсюда легко увидеть, что резонансная частота соответствует красному пику в правом нижнем углу рисунка. Это пик, который сохраняется дольше всех во времени.