
- •Применение математических пакетов в инженерно-технических расчетах
- •Лабораторная работа 1 Интерфейс MatLab и основы проведения вычислений в командном режиме
- •1.1. Основные сведения
- •1.2. Программа работы
- •1.2.1. Работа в командном окне
- •1.2.2. Рабочее пространство
- •1.2.3. Числа, операторы, функции
- •1.2.4. Задание на самостоятельную работу
- •1.3. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 2 Операции с векторами и матрицами в MatLab
- •2.1. Основные сведения
- •2.2. Программа работы
- •2.2.1. Создание матриц и доступ к элементам
- •2.2.2. Операции с векторами и матрицами
- •2.2.3. Задание на самостоятельную работу
- •2.3. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 3 Построение и редактирование графиков
- •3.1. Основные сведения
- •3.2. Программа работы
- •3.2.1. Создание графиков
- •3.2.2. Редактирование графиков и осей
- •3.2.3. Создание поверхностей и трехмерных графиков
- •3.2.4. Задание на самостоятельную работу
- •4.2.2. Операции с полиномами
- •4.2.3. Задание на самостоятельную работу
- •4.3. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 5 Введение в среду моделирования matlab Simulink
- •5.1. Основные сведения
- •5.2. Программа работы
- •5.2.1. Математическое описание объекта моделирования
- •5.2.2. Реализация модели в среде matlab Simulink
- •5.2.3. Моделирование системы
- •5.2.4. Создание подсистем
- •6.2.2. Управление моделированием из командной строки matlab
- •6.2.3. Задание на самостоятельную работу
- •6.3. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 7 Создание пользовательского интерфейса
- •7.1. Основные сведения
- •7.2. Программа работы
- •7.2.1. Создание простых элементов управления
- •8.2. Программа работы
- •8.2.1. Создание документов класса Notebook
- •8.2.2. Задание на самостоятельную работу
- •8.3. Содержание отчета
- •197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
6.2.2. Управление моделированием из командной строки matlab
Для управления моделированием из командной строки используется команда sim. В качестве параметров этой команды указываются имя файла модели и параметры моделирования. Если параметры моделирования не заданы, моделирование осуществляется со значениями параметров, заданными пользователем перед сохранением файла модели. Функция sim возвращает в рабочее пространство время моделирования, массив значений переменных состояния и все переменные, указанные в строке параметра Output группы параметров Data Import/Export окна настройки параметров моделирования.
Задайте команду sim, используя следующий синтаксис:
[t,X, «Переменная 1», «Переменная 2», «Переменная 3»] = sim(‘имя файла модели’),
где вместо «Переменная 1», «Переменная 2», «Переменная 3» необходимо использовать имена переменных, заданных в предыдущем пункте.
После выполнения команды постройте графики зависимостей экспортированных сигналов от времени моделирования.
6.2.3. Задание на самостоятельную работу
Создайте программу, осуществляющую моделирование созданной модели со значениями суммарной массы штока и нагрузки, равными 20, 40, 60, 80 и 100 % от номинального значения, указанного в табл. 5.3.
В результате выполнения программы должны быть построены в одном окне, но в разных осях, графики зависимостей экспортированных сигналов от времени моделирования при различных значениях суммарной массы штока и нагрузки.
6.3. Содержание отчета
Отчет должен содержать цель лабораторной работы, разработанные блок-схемы, графики результатов моделирования, текст разработанной программы с комментариями и результаты ее выполнения.
Лабораторная работа 7 Создание пользовательского интерфейса
в matlab
Цель работы: получение навыков создания графических интерфейсов пользователя и использованием среды MATLAB Graphical User Interfaces.
7.1. Основные сведения
В состав MatLab входит среда GUIDE для создания приложений с графическим интерфейсом пользователя. Работа в этой среде достаточно проста: элементы управления (кнопки, раскрывающиеся списки и т. д.) размещаются при помощи мыши, а затем программируются события, которые возникают при обращении пользователя к данным элементам управления.
Приложение может состоять как из одного основного окна, так и из нескольких окон, и осуществлять вывод графической и текстовой информации в основное окно приложения и в отдельные окна. Ряд функций MatLab предназначен для создания стандартных диалоговых окон открытия и сохранения файла, печати, выбора шрифта, окна для ввода данных и др., которыми можно пользоваться в собственных приложениях.
7.2. Программа работы
7.2.1. Создание простых элементов управления
1. Создайте новое окно графического интерфейса при помощи меню File \ New \ GUI \ Blank GUI (Default). Одновременно с созданием графического объекта создается еще и связанный с ним m-файл, который содержит подпрограммы-сценарии, закрепленные за каждый объектом создаваемого интерфейса.
2. Создайте обычную кнопку при помощи инструмента «Push button». Двойным щелчком мыши по созданной кнопке откройте ее свойства (Inspector). Здесь можно изменить цвет кнопки (BackgroundColor), надпись (String), цвет шрифта (ForegroundColor) и другие свойства кнопки. Для того описания сценария, который будет выполняться при нажатии этой кнопки, необходимо прописать свойство Callback.
3. Щелкните правой кнопкой мыши по созданной кнопке и через контекстное меню перейдите в View Callbacks \ Callback. Автоматически откроется связанный m-файл, имя которого совпадает с именем файла GUI. В теле функции pushbutton1_Callback пропишите команду, которая создает спиральную матрицу D размером 3 × 3: D=spiral(3). Точку с запятой в конце не ставьте.
Запустите на исполнение m-файл или GUI при помощи кнопки «Run» и убедитесь, что при нажатии созданной вами кнопки в рабочем окне MATLAB выводится соответствующая матрица.
4. Создайте панель редактируемого текста при помощи кнопки «Edit» панели инструментов. Откройте связанную с ней подпрограмму Callback и введите в тело функции следующее:
global str; % объявление переменной str глобальной
str = get(hObject,'String'); % присвоение переменной str введенной строки
str = str2num(str{1}); % преобразование содержимого ячейки в число
5. Отредактируйте подпрограмму для кнопки таким образом, чтобы при нажатии кнопки в рабочее окно MATLAB выводилась матрица размера, введенного пользователем в панели редактируемого текста:
global str; % объявление переменной str глобальной
D = spiral (str); % расчет и вывод на экран матрицы
6. Добавьте в GUI окно для вывода графиков при помощи инструмента «Axes». Добавьте в подпрограмму для кнопки строчку для вывода изображения матрицы D: image(D). Запустите программу и убедитесь в ее работоспособности.
7.2.2. Задание на самостоятельную работу
Создайте интерфейс, позволяющий пользователю строить графики тригонометрических функций. Интерфейс должен:
а) позволять пользователю выбирать вид тригонометрической функции (sin или cos), задавать амплитуду и частоту сигнала, а также диапазон вычисления;
б) обеспечивать вывод результатов вычисления на график, наложения нескольких графиков и очистку осей.
7.3. Содержание отчета
Отчет должен содержать цель лабораторной работы, краткое описание используемого инструментария MATLAB GUI, результаты выполнения всех пунктов программы работы, тексты созданных подпрограмм и скриншоты созданных интерфейсов.
Лабораторная работа 8 Создание комплексных проектов на базе MatLab
Цель работы: получение навыков создания текстовых документов с помощью специального приложения MATLAB Notebook.
8.1. Основные сведения
Основной задачей приложения Notebook является обеспечение объединения возможностей текстового процессора класса Word с возможностями математического пакета MATLAB. При помощи такого объединения возможно создание электронных книг, отчетов с различным текстовым оформлением и «живыми примерами». Это достигается путем включения в произвольные тексты документов действующих ячеек ввода и вывода, взаимосвязанных между собой так, что при изменении исходных значений в ячейках ввода могут изменяться и связанные с ними значения в ячейках вывода. Таким образом создается так называемая M-книга.