Podstawy Matlaba: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

Ta instrukcja obejmie niektóre z najbardziej podstawowych funkcji programu Matlab. Dowiesz się, jak sprawić, by Matlab uruchomił funkcję okresową wewnętrznie i wykreślił oraz jak wyciągnąć tę samą funkcję okresową z pliku Excela i wykreślić go. Funkcje te są jednymi z najbardziej podstawowych i szeroko stosowanych w programie Matlab. Ta instrukcja jest skierowana do tych z was, którzy nigdy wcześniej nie korzystali z programu Matlab i po prostu muszą wykonać z nim kilka prostych zadań. Kod wyróżniony na każdym zdjęciu jest dołączany jako komentarz, dzięki czemu można go skopiować i wkleić. Możesz wziąć ten kod i zmodyfikować go, aby pasował do Twojej aplikacji.

Krok 1: Uruchamiam Matlab

Pierwszym krokiem jest uruchomienie i uruchomienie programu Matlab, abyśmy mogli zacząć z nim pracować. Kiedy po raz pierwszy uruchomisz matlab, powinno to wyglądać jak na poniższym zrzucie ekranu. Pierwszym krokiem jest przypisanie katalogu, z którego Matlab ma pracować. To tutaj program pobierze wszystkie pliki i tam powinieneś zapisać całą swoją pracę w Matlabie. Polecam utworzenie nowego folderu w miejscu, w którym go zapamiętasz, i nazwanie go czymś, co rozpoznasz. Po utworzeniu nowego folderu kliknij „…” znajdujący się w prawym górnym rogu ekranu, jak zaznaczono na drugim obrazku. Spowoduje to wyświetlenie okna przeglądania, jak widać na trzecim obrazku. Znajdź nowy folder, który utworzyłeś na swoim komputerze i wybierz go. W tym przykładzie plik nazywa się „370” i znajduje się na pulpicie.

Krok 2: Tworzenie pliku M

Teraz musimy stworzyć nowy plik M. Plik M działa dokładnie tak, jak wpisywanie kodu bezpośrednio do programu Matlab, ale możesz zapisać i zmodyfikować kod oraz uruchamiać go wielokrotnie. Podczas wprowadzania kodu bezpośrednio do Matlaba wpisujesz każdą linię kodu indywidualnie. W pliku M piszesz cały kod, a następnie uruchamiasz go od razu. Aby otworzyć nowy plik M, kliknij plik. Umieść kursor na „Nowy”, a następnie kliknij „Pusty plik M”, jak pokazano na pierwszym obrazku. To, co się otwiera, powinno wyglądać jak na drugim obrazku. Ponieważ ten kod można uruchamiać wielokrotnie, dobrym pomysłem jest zamknięcie wszystkiego i wyczyszczenie wszystkich zmiennych przed każdym uruchomieniem. Jest to realizowane za pomocą dwóch wierszy kodu: close allclear allJak widać na trzecim obrazku, zapewnia, że wszystko jest wyczyszczone i zamknięte.

Krok 3: Tworzenie wektora czasu

Pierwszą rzeczą, którą zrobimy, jest utworzenie wykresu funkcji w programie Matlab. Pierwszym krokiem jest utworzenie zmiennej niezależnej. W tym przypadku nazwiemy to „t” dla czasu. Metodą, której użyjemy do stworzenia tej zmiennej, jest utworzenie wektora. Wektor to w zasadzie seria liczb. Na przykład 1, 2, 3, 4 będzie krótkim wektorem. Kod do utworzenia tego wektora to:t=0.1:0.01:10;Pierwsza liczba, 0.1 odnosi się do punktu początkowego. Druga liczba, 0,01 odnosi się do wielkości kroku. Trzecia liczba, 10, odnosi się do punktu końcowego. Więc ten wektor odpowiada 0.1, 0.11, 0.12 … aż do 10. Aby zobaczyć, czy tworzenie wektora zadziałało, kliknij zielony przycisk uruchamiania podświetlony na drugim obrazku. To uruchamia program. Aby zobaczyć nasz wektor, przejdź do głównego okna programu Matlab. Kliknij pulpit, a następnie najedź myszą na układ pulpitu, a następnie kliknij domyślny, jak pokazano na trzecim obrazku. Teraz twój ekran powinien wyglądać jak czwarty obraz. Po prawej stronie zobaczysz naszą nowo utworzoną zmienną, t. Kliknij dwukrotnie i tak jak na piątym obrazku zobaczysz serię utworzonych liczb.

Krok 4: Uruchamianie i tworzenie wykresów funkcji

Teraz narysujemy funkcję utworzoną w programie Matlab. Pierwszym krokiem jest stworzenie funkcji. Jest to tak proste, jak wypisanie żądanej funkcji matematycznej. Przykład pokazano na pierwszym obrazku. Kod użyty dla tej funkcji to:y=sin(t)+4*cos(5.*t).^2;Krok przed mnożeniem w cosinusie i przed kwadratem cosinusa mówi matlabowi, aby wykonał te funkcje po prostu na wartościach wektora czasu, a nie traktować wektora czasu jako macierz i próbować wykonywać na nim funkcje macierzowe. Następnym krokiem jest stworzenie samej figury. Odbywa się to za pomocą kodu pokazanego na drugim rysunku. Kolejność zmiennych w poleceniu plot jest bardzo ważna, więc upewnij się, że ustawiłeś kod tak, jak jest ustawiony poniżej.figureh=axes('fontsize', 14);plot(t, y, 'linewidth, 2) xlabel('Czas (s)')ylabel('Wartość Y')Title('Wartość Y a czas')grid onNa koniec wystarczy ponownie kliknąć zieloną strzałkę uruchamiania, a liczba powinna wyskoczyć tak, jak na trzecim obrazku.

Krok 5: Pobieranie danych z Excela

Utworzymy teraz ten sam wykres, co poprzednio, ale importując dane funkcji z arkusza kalkulacyjnego Excel. Pierwsze zdjęcie to zrzut ekranu arkusza kalkulacyjnego Excel, który zostanie użyty. Jest to dokładnie te same punkty danych utworzone w Matlabie w poprzednich krokach, po prostu wykonane w programie Excel. Aby rozpocząć, możemy usunąć kod tworzący nasz wektor czasu i kod naszej funkcji z poprzednich kroków. Twój kod powinien teraz wyglądać jak drugie zdjęcie. Wstaw kod, jak pokazano w górnym czerwonym polu trzeciego zdjęcia. To jest kod do odczytu pliku Excel. „A” odnosi się do macierzy, która będzie zawierać wszystkie liczby w arkuszu kalkulacyjnym, a „B” obejmuje cały tekst z arkusza kalkulacyjnego. Zmienne t i y są pobierane z pierwszej i drugiej kolumny, jak pokazano w kodzie.[A, B]=xlsread('excelexample.xlsx');t=A(:, 1);y=A(:, 2);Kod figury można również zmodyfikować, jak pokazano w dolnym czerwonym polu na trzecim zdjęciu. To faktycznie pobierze tytuł wykresu i etykiety osi z arkusza kalkulacyjnego i umieści je na graph.xlabel(B(2))ylabel(B(3))Tytuł(B(1))Ostatnią rzeczą do zrobienia jest uruchomienie programu ponownie i zobaczysz tę samą figurę, jak na ostatnim obrazku.

Krok 6: Tworzenie Specgramu

W tym kroku użyjemy programu Matlab do stworzenia specgramu poprzez odczytanie pliku dźwiękowego wav. Spekgram jest czasami nazywany „wykresem 2,5D”, ponieważ wykorzystuje wykres dwuwymiarowy z dodatkiem koloru w celu pokazania amplitudy. Kolor zapewnia więcej szczegółów niż prosty wykres 2D, ale nie szczegóły wykresu 3D, stąd termin „2,5D”. punktów, aby określić częstotliwości obecne w sygnale. W tym celu nie jest ważne, aby wiedzieć, jak działa transformata Fouriera, po prostu wiedz, że spektgram wykreśli, które częstotliwości są obecne i jak silne są w odniesieniu do czasu. Funkcja wykreśla czas na osi X i częstotliwość na osi Y. Siła każdej częstotliwości jest wyświetlana za pomocą koloru. W tym przypadku plik wav jest zapisem dźwiękowym uderzanego kawałka metalu, a następnie wibracje metalu są rejestrowane jako dźwięk. Korzystając ze spektgramu, możemy łatwo określić częstotliwość rezonansową kawałka metalu, ponieważ będzie to częstotliwość, która utrzymuje się najdłużej w czasie. Aby wykonać to zadanie, najpierw niech Matlab odczyta plik wav za pomocą następującego kodu:[x, fs]=wavread('flex4.wav');W tym przypadku flex4.wav to tytuł naszego pliku wav, zmienna x to punkty danych w pliku, a fs odnosi się do częstotliwości próbkowania. Aby wykonać spektgram, wystarczy wpisać następujący kod:specgram[x(:.1), 256, fs]; 256 odpowiada częstotliwości wykonywania FFT podczas analizowania danych. Matlab zasadniczo dzieli plik dźwiękowy na kawałki i wykonuje FFT na każdym kawałku. 256 mówi mu, jak duży powinien być każdy kawałek. Szczegóły nie są ważne, a 256 jest bezpieczną wartością do użycia w większości aplikacji. Teraz, jeśli uruchomisz kod, zobaczysz wyskakujące okienko, jak widać na drugim obrazku. Z tego łatwo zauważyć, że częstotliwość rezonansowa odpowiada czerwonemu szczytowi w prawym dolnym rogu rysunku. Jest to szczyt, który utrzymuje się najdłużej w czasie.