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Curso básico sobre MATLAB – Eng. Filipe Marangoni 1 Curso básico sobre MATLAB Ambiente Workspace Command History Command Window Mostra as variáveis que estão sendo utilizadas Histórico de todos os comandos que foram digitados Janela de comandos Simbologia >> = ; % . , [ ] ( ) Inf NaN ans Posição atual do cursor Atribui valores a variáveis Não mostra a resposta ao comando digitado Insere comentários Separador decimal Utilizada em comandos Utilizados para digitar vetores e matrizes Utilizados em comandos e em operações matemáticas Infinito Not a Number, ou indeterminado Answer (respsota) Constantes pi i ou j 3.1416 raiz (-1) Variáveis • Devem começar sempre com uma letra, podendo ser seguidas de letras, números e underline, não podem conter espaço nem acentuação. • São sensíveis a minúsculas e maiúsculas. • Podem ser declaradas através do comando syms, ou atribuídos valores na hora da utilização. >>syms A >> A = 2 Declarada a variável A Atribuído o valor 2 para a variável A Curso básico sobre MATLAB – Eng. Filipe Marangoni 2 Comandos Básicos Setas para cima e para baixo clc clear pretty( ) subs( ) Navegação entre os comandos digitados Limpa a janela de comandos Remove todas as variáveis Melhora a visualização de uma função Substibui(em, antigo, novo) Operações Matemáticas ^ * / + - Potenciação Multiplicação Divisão Adição Subtração A resolução das operações matemáticas é da esquerda para a direita, respeitando a seguinte ordem: 1º potenciação; 2º multiplicação e divisão; e 3º adição e subtração. Portanto devem ser utilizados parênteses quando necessário, como mostrado nos exemplos abaixo. Comando >> 2 + 2 * 2 >> (2 + 2) * 2 >> 10 / 2 * 5 >> 10 / (2 * 5) Resposta 6 8 25 1 Programando no MATLAB Um arquivo M-File (com extensão “.m”) pode ser um script, que executa uma série de comandos, ou uma nova função criada pelo usuário. Exemplo de script: %Salvar esse comando com o nome de “iniciar” clear syms x y z a b c clc disp('Pronto para começar') Ao digitar “iniciar” na janela de comandos do MATLAB, será executado o script. Para isso o arquivo deve estar salvo na mesma pasta de trabalho do MATLAB. Curso básico sobre MATLAB – Eng. Filipe Marangoni 3 Funções matemáticas e trigonométricas Os comandos são todos escritos com letras minúsculas. O número ou a variável deve ser digitado entre parênteses. sin( ), cos( ), tan( ) sinh( ), acosh( ), atan( ) sqrt( ) exp( ) log( ), log10( ) abs( ), angle( ) round( ) ceil( ), floor( ) laplace( ), ilaplace( ) Seno, Cosseno, Tangente, Arco Tangente, Seno hiperbólico (o padrão de ângulo no MATLAB é em radiano) Square root (Raiz quadrada) Exponencial Logaritmo natural, Logaritmo na base 10 Módulo e ângulo (para números complexos) Arredonda um número (eliminando suas casas decimais) Arredonda o número “para cima”, ou “para baixo” Transformada direta e inversa de Laplace Alguns exemplos das funções apresentadas acima: Comando >> sin(90) >> sin(90*pi/180) >> C = 3 + j*4 >> abs(C) >> angle(C) >> sqrt(16) >> A = 1.123 >> round(A) >> ceil(A) >> Floor(A) Resposta 0.8940 1 3 + 4.i 5 0.9273 4 1 2 1 Curso básico sobre MATLAB – Eng. Filipe Marangoni 4 Limites, Derivadas e Integrais limit(A) limit(A,x,valor) diff(A,x) int(A) int(A, x, valor1, valor2) Limite da função A com X tendendo a zero Limite(da função A, quando X, tende a Valor) Derivada(da função A, em relação a variável X) Integral da função A em relação a X Integral(da função A, onde X varia, de Valor1, a Valor2) Exemplos dos comandos conhecidos acima: Comando >> f1 = ( x^2 + x ) / ( 5 * x ) >> limit(f1) >> limit(f1, x, 9) >> f2 = 2 * x^2 + 3 * x; >> diff(f2, x) >> f3 = 3 * x^2 + x; >> int(f3) >> int(f3, x, 0, 2) Significado Criada função f1 Limite da função f1 com x tendendo a zero Limite(da função f1, quando x, tende a 9) Criada função f2 Derivada(da função f2, em relação a x) Criada função f3 Integral da função f3 em relação a x Integral(da função f3, x varia, de 0, a 2) Vetores O vetor em questão não é um vetor físico com módulo, direção e sentido, mas sim um vetor algébrico, uma matriz formada por uma única linha, ou por uma única coluna. [n n n n n n] Valor1:Valor2 Valor1:Variação:Valor2 linspace(Val1, Val2, Pontos) Cria um vetor com os números desejados Vetor do Valor1 ao Valor2, aumentando de 1 em 1 Inicia em Valor1, acresce da Variação, até o Valor2 Cria um vetor que inicia no Valor1, vai até o Valor2, e possui uma determinada quantidade de pontos Exemplos dos comandos: Comando >> A = 0:7 >> B = 5:0.5:9 >> C = linspace(0,20,5) Resposta 0 1 2 3 4 5 6 7 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 0 5 10 15 20 Curso básico sobre MATLAB – Eng. Filipe Marangoni 5 Polinômios Digitados entre colchetes “[ ]” com seus coeficientes separados por espaço ou vírgula. polyval(P, x ) roots(P) poly( [raiz1 raiz2] ) + - Conv(P1, P2) [Q,R]= deconv(P1, P2) Resposta do polinômio P para um valor de X Mostra as raízes do polinômio P Encontra o polinômio que possui as raízes digitadas Soma e subtração de polinômios de mesmo grau Multiplicação de polinômios Divisão de polinômios. Obs: a divisão terá um cociente e um resto Exemplos: Comando >>P1 = [1 2 3]; >>P2 = [4 5]; >>polyval(P2,2) >>roots(P2) >>poly([raízes]) >>conv(P1,P2) >>[Q,R] = deconv(P1,P2) Resposta P1 = x^2 + 2x + 3 P2 = 4x + 5 13 -1.25 1 1.25 4 13 22 15 Q = 0.25 0.1875 R = 0 0 2.0625 Curso básico sobre MATLAB – Eng. Filipe Marangoni 6 Matrizes As matrizes são declaradas entre colchetes, separando-se os elementos da mesma linha com vírgula ou espaço, e separando as linhas com ponto e vírgula. Comandos utilizados com matrizes det(M) inv(M) M’ size(M) M(linha,coluna) M(linha, coluna) = valor M( : , coluna) M(linha, : ) M( : , coluna) = [ ] M(linha, : ) = [ ] eye(n) ones(linhas,colunas) zero(linhas,colunas) Determinante de uma matriz quadrada Matriz inversa da matriz M Transposta da matriz M Mostra as dimensões da matriz “n x n” Mostra o elemento que se encontra na linha e coluna desejada Altera o valor de um elemento informando a linha e coluna onde ele está localizado. Seleciona todos os elementos da coluna desejada Seleciona todos os elementos da linha desejada Remove a coluna desejada Remove a linha desejada Cria uma matriz identidade “n x n” Cria uma matriz toda de 1 Cria uma matriz toda de 0 Exemplos: Comando >> M1 = [1 2; 3 4] >> M2 = [1 2 3 4; 5 6 7 8] >>size(M1)>>M2(1,3) >>M2(1,3) = 300 >>M2(1,5) = 99 >>eye(3) >>ones(2,2) >>zero(2,3) Resposta Cria matriz M1 Cria matriz M2 2 2 3 [1 2 300 4; 5 6 7 8] [1 2 300 4 99; 5 6 7 8 0] [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1] Matriz de 1, tamanho 2x2 Matriz de 0, tamanho 2x3 Curso básico sobre MATLAB – Eng. Filipe Marangoni 7 Operações matemáticas com matrizes * / + - .* ./ .^ Multiplicação de matrizes AxN * NxB Divisão de matrizes AxN * BxN Soma de matrizes de mesma dimensão (AxB + AxB) Subtração de matrizes de mesma dimensão Multiplicação elemento a elemento de matrizes de mesma dimensão Divisão elemento a elemento de matrizes de mesma dimensão Potenciação elemento a elemento Sistema de equações lineares Quando se tem “n” equações com “n” incógnitas, exemplo: 2x - y = 0 5x - 2y = 2 Comando >> A = [2 -1 ; 5 -2] >> B = [0 ; 2] >> C = inv(A)*B C = 2 ; 4 Significado Digita-se uma matriz com as incógnitas Digita-se uma matriz com as constantes Multiplica-se o inverso da matriz A com a matriz B O resultado será o valor de X e Y respectivamente Criando Gráficos >> plot(x , y) >> bar(x , y) >> stair(x , y) >> figure( n ) >> hold on >> hold off Gráfico linear onde X é uma variável e Y uma função Gráfico de barras Gráfico em degrau Cria uma nova figura Habilita desenhar outro gráfico na mesma figura Desabilita desenhar outro gráfico na mesma figura Para melhorar a apresentação dos gráficos clique no ícone “Show Plot Tools” para mostrar o editor de propriedades da figura.
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