- Cửa sổ chính của MATLAB
- Công cụ máy tính để bàn của MATLAB
- 1. Cửa sổ lệnh
- 2. Lịch sử lệnh
- 3. Không gian làm việc
- 4. Cửa sổ trình soạn thảo
- 5. GIÚP ĐỠ
- 6. Trình chỉnh sửa mảng
- 7. Trình duyệt thư mục hiện tại
- Biến trong MATLAB
- M-Tệp
- Vẽ đồ thị
- Tuyên bố điều kiện trong MATLAB
- Nếu
- Công tắc điện
- Phá vỡ
- Tiếp tục
- Đối với
- Trong khi
MATLAB (Phòng thí nghiệm Ma trận) là một nền tảng lập trình được phát triển bởi MathWorks, sử dụng ngôn ngữ lập trình MATLAB độc quyền của nó. Ngôn ngữ lập trình MATLAB là ngôn ngữ dựa trên ma trận cho phép thao tác ma trận, vẽ các hàm và dữ liệu, thực hiện các thuật toán, tạo giao diện người dùng và giao tiếp với các chương trình được viết bằng các ngôn ngữ khác, bao gồm C, C ++, C #, Java, Fortran và Con trăn. Nó được sử dụng trong một loạt các lĩnh vực ứng dụng từ Hệ thống nhúng đến AI, chủ yếu để phân tích dữ liệu, phát triển thuật toán, tạo mô hình và ứng dụng.
Cửa sổ chính của MATLAB
Khi bạn khởi chạy phần mềm MATLAB, màn hình nền MATLAB xuất hiện chứa các công cụ, biến và ứng dụng liên quan đến MATLAB. Màn hình nền sẽ giống như hình bên dưới. Bạn thậm chí có thể tùy chỉnh việc sắp xếp các công cụ và tài liệu theo nhu cầu của mình. Ba phần chính xuất hiện trên màn hình là Cửa sổ lệnh, Không gian làm việc và Lịch sử.
Công cụ máy tính để bàn của MATLAB
Các công cụ trên máy tính để bàn của MATLAB là Cửa sổ lệnh, Lịch sử lệnh, Không gian làm việc, Trình chỉnh sửa, Trợ giúp, Trình chỉnh sửa mảng và Trình duyệt thư mục hiện tại. Ở đây chúng tôi sẽ giải thích từng công cụ một.
1. Cửa sổ lệnh
Cửa sổ lệnh được sử dụng để nhập các biến và chạy một hàm và tập lệnh M-file. Phím mũi tên lên (↑) được sử dụng để gọi lại một câu lệnh đã được nhập trước đó. Sau khi gọi lại, bạn có thể chỉnh sửa chức năng đó và nhấn enter để chạy nó.
Một số thao tác cơ bản có thể được thực hiện trên cửa sổ lệnh:
Để tạo một vectơ hàng với bất kỳ số 1, 2, 3, 4, 5 nào và gán nó cho biến 'x', »X = x = 1 2 3 4 5
Để tạo vectơ cột với số 6, 7, 8, 9 và gán nó cho biến 'y', »Y = y = 6 7 8 9
Ngoài ra, chúng ta có thể tạo một vectơ cột bằng sự trợ giúp của một vectơ hàng (thuộc tính của ma trận), »Y = y = 6 7 8 9 » y ' ans = 6 7 8 9
Nếu chúng ta muốn tạo một vectơ hàng từ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 thì chúng ta chỉ cần viết là
»A = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Nếu chúng ta muốn tạo một vectơ hàng với số gia tăng 2 thì chỉ cần viết
»U = u = 0 2 4 6 8
Và giảm 2
»U = u = 12 10 8 6 4 2
Bây giờ, để thực hiện phép toán đơn giản như cộng và trừ, hãy lấy hai số 12 và 14 bất kỳ.
Ngoài ra, »U = 12 + 14 ans = 26
Đối với phép trừ
»U = 12-14 ans = -2
2. Lịch sử lệnh
Lịch sử lệnh có nghĩa là lịch sử của cửa sổ lệnh.
Nó có nghĩa là chức năng hoặc các dòng bạn đã nhập trong cửa sổ Lệnh cũng hiển thị trong cửa sổ Lịch sử Lệnh. Thậm chí chúng ta có thể chọn bất kỳ chức năng hoặc dòng nào đã nhập trước đó và thực thi nó. Ngoài ra, bạn có thể tạo tệp M cho câu lệnh đã chọn. M-File không là gì ngoài một tệp văn bản chứa mã MATLAB
3. Không gian làm việc
Không gian làm việc MATLAB bao gồm tập hợp các biến được thực hiện trong thời gian thực hiện các phép toán, chạy M-tệp đã lưu và tải không gian làm việc đã lưu. Để xóa biến khỏi không gian làm việc, hãy chọn bất kỳ biến cụ thể nào, nhấp vào CHỈNH SỬA rồi XÓA. Khi bạn thoát khỏi MATLAB, nó sẽ tự động xóa không gian làm việc. Để lưu nó cho phiên MATLAB sau này, hãy nhấp vào Biểu tượng Hành động không gian làm việc rồi LƯU, thao tác này sẽ lưu không gian làm việc của bạn thành một tệp MAT, với phần mở rộng là “.mat”. Để đọc nó trong phiên tiếp theo, bạn phải nhập tệp đó, bằng cách nhấp vào TỆP rồi NHẬP DỮ LIỆU.
4. Cửa sổ trình soạn thảo
Editor là một trình xử lý văn bản được thiết kế đặc biệt để tạo và gỡ lỗi M-files. Một tệp M bao gồm một hoặc nhiều lệnh để thực thi. Sau khi lưu M-file, bạn thậm chí có thể gọi nó trực tiếp bằng cách gõ tên tệp vào lịch sử lệnh.
5. GIÚP ĐỠ
Để mở trình duyệt Trợ giúp, nhấp vào nút HELP trong công cụ MATLAB trên máy tính để bàn hoặc thay thế cho trình duyệt HELP là chuyển đến cửa sổ lệnh và gõ trình duyệt trợ giúp. Sử dụng trình duyệt HELP để tìm kiếm thông tin, lập chỉ mục, tìm kiếm và trình diễn. Trong khi đọc tài liệu, bạn có thể đánh dấu trang bất kỳ, in một trang, tìm kiếm bất kỳ thuật ngữ nào trong trang và sao chép hoặc đánh giá lựa chọn.
6. Trình chỉnh sửa mảng
Trong Workspace Browser, nhấp đúp vào một biến để xem nó trong Array Editor. Trình chỉnh sửa mảng được sử dụng để xem và chỉnh sửa biểu diễn trực quan của các biến trong không gian làm việc.
7. Trình duyệt thư mục hiện tại
Hoạt động tệp MATLAB sử dụng đường dẫn tìm kiếm và thư mục hiện tại làm điểm tham chiếu. Một cách nhanh chóng để duyệt tệp MATLAB của bạn là sử dụng Trình duyệt Thư mục Hiện tại. Chúng tôi có thể sử dụng Trình duyệt Thư mục Hiện tại để tìm kiếm, xem và chỉnh sửa tệp M hoặc tệp MATLAB.
Bây giờ nếu chúng ta lưu nhiều hơn hai tệp, trong đó một tệp dùng để vẽ đồ thị và tệp còn lại để thao tác ma trận trong tệp MATLAB, vì vậy chúng ta có thể truy cập các tệp đã lưu này bằng cách sử dụng cửa sổ lệnh.
Biến trong MATLAB
Không cần bất kỳ loại khai báo hoặc câu lệnh thứ nguyên nào trong MATLAB. Khi chúng ta tạo một tên biến mới trong MATLAB, nó sẽ tự động tạo biến và cung cấp dung lượng lưu trữ thích hợp và lưu trong không gian làm việc. Nếu biến có cùng tên đã xuất hiện, MATLAB sẽ thay đổi nội dung của nó và cấp phát bộ nhớ mới nếu được yêu cầu. Tên biến bao gồm chữ cái và theo sau là chữ cái, chữ số hoặc dấu gạch dưới. Ngoài ra, MATLAB phân biệt chữ hoa và chữ thường, nó phân biệt giữa chữ thường và chữ hoa.
Ví dụ:
»X = 0 x = 0 » y = 1 y = 1
Chúng ta cũng có thể tạo vector với sự trợ giúp của biến đơn giản như thế này
»X = x = 0 1 2 3 4 5 6
M-Tệp
M-files là tệp văn bản chứa mã MATLAB do người dùng tạo. Để tạo M-file, bạn có thể sử dụng MATLAB EDITOR hoặc một trình soạn thảo văn bản khác. Tập tin M được lưu với phần mở rộng là “.m”. Ví dụ:
»A =
Lưu trữ tệp dưới tên test.m , sau đó kiểm tra câu lệnh trong cửa sổ lệnh đọc tệp và tạo một biến A, chứa ma trận của chúng ta hoặc dữ liệu được lưu trong M-tệp đó.
Vẽ đồ thị
MATLAB có các phương tiện để hiển thị vector và ma trận dưới dạng đồ thị, tùy thuộc vào loại dữ liệu đầu vào.
Ví dụ: Vẽ một đồ thị giữa 'x' và 'y'.
Cho phạm vi của 'x' là 0 (không) đến π (pi) và 'y' là hàm sin của 'x' với phạm vi từ 0 đến π (pi)
»X = 0: pi / 5: pi; »Y = sin (x);
lệnh dưới đây được sử dụng để vẽ đồ thị giữa x và y
»Plot (x, y);
Để gắn nhãn trục x và y
»Xlabel ('phạm vi của y'); »Ylabel ('sin của x');
Và tiêu đề của biểu đồ được đưa ra là
»Title ('âm mưu của sin (x)');
Kết quả
Một ví dụ khác về biểu đồ của đường cong
Gọi hai biến là x, y để vẽ đường thẳng y = x đơn giản, »X = 0: 2: 20; »Y = x; »Plot (x, y); »Xlabel ('X'); »Ylabel ('Y'); »Title ('đồ thị của đường thẳng y = x');
Kết quả
Chúng ta cũng có thể vẽ đồ thị của bất kỳ hàm lượng giác, hàm số đại số và đồ thị của thao tác ma trận.
Tuyên bố điều kiện trong MATLAB
Giống như chúng ta sử dụng câu lệnh điều kiện trong các phần mềm khác nhau trong khi lập trình bộ vi điều khiển, chúng ta cũng có thể sử dụng chúng trong lập trình MATLAB. Một số câu lệnh điều kiện được sử dụng trong MATLAB là:
- vòng lặp for
- trong khi vòng lặp
- nếu tuyên bố
- tiếp tục tuyên bố
- tuyên bố ngắt
- chuyển đổi tuyên bố
Nếu
Để đánh giá một biểu thức logic và chỉ thực hiện một nhóm câu lệnh khi điều kiện là đúng, câu lệnh 'if' được sử dụng. 'elseif' và 'else' được sử dụng để thực hiện các nhóm câu lệnh thay thế.
»Nếu a> b fprintf ('lớn hơn); elseif a == b fprintf ('bằng'); elseif a <b fprintf ('less'); Else fprintf ('error'); kết thúc
Công tắc điện
Trong câu lệnh switch, nhóm câu lệnh thực thi dựa trên giá trị của biến hoặc biểu thức.
Thí dụ:
»X = input ('Nhập số không:'); chuyển x trường hợp 1 disp ('số là âm') trường hợp 2 disp ('không') trường hợp 3 disp (' số là dương') ngược lại disp ('giá trị khác') kết thúc
Phá vỡ
Câu lệnh break được sử dụng để thoát khỏi vòng lặp while hoặc vòng lặp for sớm. Trong khi nó ngắt khỏi vòng lặp trong cùng chỉ trong các vòng lồng nhau.
Thí dụ:
»X = 2; while (x <12) fprintf ('giá trị của x:% d \ n', x); x = x + 1; if ('x> 7') break; kết thúc cuối cùng
Sau khi thực thi mã, kết quả sẽ là:
giá trị của x: 2 giá trị của x: 3 giá trị của x: 4 giá trị của x: 5 giá trị của x: 6 giá trị của x: 7
Tiếp tục
Câu lệnh này được sử dụng bên trong các vòng lặp. Điều khiển nhảy tới đầu vòng lặp cho lần lặp tiếp theo, bằng cách bỏ qua việc thực hiện câu lệnh bên trong phần thân của lần lặp hiện tại của chương trình.
Ví dụ:
»X = 2; while (x <12) nếu x == 7 x = x + 1; tiếp tục; end fprintf ('giá trị của x:% d \ n', x); x = x + 1; kết thúc
Do đó, kết quả sẽ là:
giá trị của x: 2 giá trị của x: 3 giá trị của x: 4 giá trị của x: 5 giá trị của x: 6 giá trị của x: 8 giá trị của x: 9 giá trị của x: 10 giá trị của x: 11
Đối với
Vòng lặp FOR lặp lại một nhóm câu lệnh trong số cố định. thời gian. Cú pháp của vòng lặp FOR như sau: -
cho
Thí dụ:
»Cho x = disp (x) end 2 1 3 4 5
Trong khi
Khi một điều kiện quy định là đúng trong khi vòng lặp được lặp đi lặp lại thực hiện báo cáo kết quả
Cú pháp của vòng lặp while như sau: -
trong khi
Thí dụ:
»X = 2; while (x <18) fprintf ('giá trị của x:% d \ n', x); x = x + 1; kết thúc
Kết quả của vòng lặp này khi mã được thực thi
giá trị của x: 2 giá trị của x: 3 giá trị của x: 4 giá trị của x: 5 giá trị của x: 6 giá trị của x: 7 giá trị của x: 8 giá trị của x: 9 giá trị của x: 10 giá trị của x: 11 giá trị của x: 12 giá trị của x: 13 giá trị của x: 14 giá trị của x: 15 giá trị của x: 16 giá trị của x: 17
Đây chỉ là phần giới thiệu của MATLAB, nó có các ứng dụng rất rộng lớn và phức tạp. Người mới bắt đầu có thể bắt đầu MATLAB với các dự án cơ bản dưới đây:
- Giao diện Arduino với MATLAB - Đèn LED nhấp nháy
- Hệ thống tự động hóa tại nhà dựa trên GUI sử dụng Arduino và MATLAB
- Điều khiển động cơ Servo bằng MATLAB