Основы работы в matlab

1. Введение

MATLAB — это интерактивная среда для научных и инженерных вычислений. В состав MATLAB входят основная программа (ядро) и специализированные пакеты прикладных программ (tооlbохеs), состоящие из так называемых М-файлов, расширяющих функциона­льные возможности основной программы. Один из этих пакетов, Control System Toolbox, в сочетании с основной программой дает возможность использовать MATLAB для анализа и синтеза систем управления.

При работе в среде MATLAB пользователь взаимо­действует с компьютером с помощью четырех основных объектов:

• инструкции и переменные;

• матрицы;

• графические изображения;

• скрипты.

MATLAB интерп­ретирует и обрабатывает входные данные в виде одного или нескольких этих объектов.

Мы опишем только основные функции программы MATLAB, наиболее полный перечень можно посмотреть в приложении.

Для более качественного изучения программы мы рекомендуем проделать все приведенные примеры и описания самостоятельно.

2. Инструкции и переменные

Инструкции имеют следующий общий вид: >>переменная = выражение.

В MATLAB используется опера­ция присваивания, так что знак равенства «=» означает, что некоторой переменной присва­ивается выражение справа от этого знака. Командная строка обозначается двумя направ­ленными вправо стрелками «>>».

Приведем пример инструкции для ввода матрицы размерности 2 х 2 и присвоения ей имени переменной А: >>A=[1 2; 4 6] <ret> .

Инструкция выполняется после возврата каретки (нажатия клавиши <Enter>).

После ввода инструкции, завершающегося нажатием клавиши <Enter>, матрица А автоматически отображается на экране. Если после инструкции следует точка с запя­той (;), то вывод матрицы А на экран подавляется. Тем не менее, присвоение матрице имени А сохраняется, хотя ее вывод на экран подавлен точкой с запя­той.

В выражениях могут быть использованы обычные символы математических опера­ций, приведенные в таблице 5.1. Порядок выполнения арифметических действий можно из­менить с помощью скобок.

Таблица 5.1

Символы математических операций
+	Сложение
-	Вычитание
*	Умножение
/	Деление
^	Возведение в степень

MATLAB различает верхний и нижний регистры, поэтому переменные Nит и num бу­дут иметь разный смысл.

В MATLAB имеется несколько переменных с заранее закрепленными за ними имена­ми:

• NaN (сокращение от Not-a-Number) используется для обозначения неопределенного (нечислового) результата операции;

• Inf соответствует +∞;

• pi соответствует числу π ;

• i и j обозначают мнимую единицу и используются при арифметических операциях с комплексными числами.

Рассмотрим основные функции для работы с переменными:

who выводит на экран список всех переменных, хранящихся в рабочей области;

whos выводит на экран список переменных в рабочей области вместе с дополнительной информацией об их типе, размерности и занимаемой памяти;

clear удаляет из рабочей области все данные (переменные и функции);

cle­ar variables удаляет все переменные; clear name1 name2... удаляет переменные пате1 пате2 и т. д.;

format меняет формат вывода. Если задан какой-то определенный формат, то он сохраняет силу до тех пор, пока не будет изменен.

Приведем основные форматы вывода:

format long - 15-разрядное число с фиксированной точкой;

format long e - 15-разрядное число с плавающей точкой;

format long g - наилучший формат — 15 разрядов с фиксированной или плавающей точкой;

format short e - 5-разрядное число с плавающей точкой;

format short g - 5 разрядов с фиксированной или плавающей точкой;

format hex - шестнадцатиричный формат;

format bank -фиксированный формат для долларов и центов;

format - то же, что и format short.