matlab laboratornye / матлаботчет4

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра РС

отчет

по лабораторной работе №4

по дисциплине «MATLAB»

Тема: Основы работы в среде MATLAB.

Работа в режиме m-файла

Студент гр. фыв		фыв
Преподаватель		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Цель работы.

Знакомство с возможностями встроенного редактора m-файлов.

Основные теоретические положения.

1. Встроенный редактор m-файлов в Matlab:

   • Matlab предоставляет встроенный редактор для создания и редактирования m-файлов, которые содержат последовательность команд для выполнения определенных задач.

   • Редактор m-файлов доступен через меню "файл" -> "новый" -> "m-файл" или с помощью сочетания клавиш ctrl+n.

2. Сохранение и запуск m-файлов:

   • После написания кода в редакторе m-файлов, его необходимо сохранить с расширением .m (например, mfile1.m).

   • Для запуска m-файла в командной строке matlab введите его имя без расширения (например, mfile1) и нажмите enter.

3. Основные команды и функции в m-файлах:

   • clear: очищает рабочее пространство matlab от всех переменных, функций и графиков, созданных ранее.

   • polarplot(a,b): строит полярную диаграмму с аргументами a и значениями радиусов b.

   • hold on: предотвращает очистку текущего графика при последующих вызовах графических функций, позволяя строить несколько графиков на одном рисунке.

   • histogram(q,w): вычисляет гистограмму значений вектора q с w равными интервалами (бинами) и сохраняет количество попаданий в каждый бин.

   • subplot(k,l,m): разделяет текущее окно фигуры на k строку и l столбца и активирует m-ую область для построения графика.

   • pie(z,[],z): строит круговую диаграмму на основе данных вектора z, где каждый сектор соответствует значению в z.

4. Управление рабочим каталогом:

   • pwd: выводит текущий рабочий каталог.

   • cd('путь_к_файлу'): изменяет текущий рабочий каталог на другой.

Текст m-файла.

MFile1:

clear;

phi = [0:0.01:2*pi];

rho = sin(2.*phi).*cos(2.*phi);

polarplot(phi,rho);

hold on;

polarplot(phi,rho,'rp');

1. clear;

Эта команда очищает рабочее пространство MATLAB, удаляя все переменные, функции и графики, которые были созданы ранее. Это полезно для начала нового расчета или для того, чтобы избежать конфликтов имен переменных.

2. phi = [0:0.01:2*pi];

Здесь создается вектор phi, который содержит значения угла от 0 до 2π с шагом 0.01 радиана. Этот вектор будет использоваться для построения полярной диаграммы.

3. rho = sin(2.*phi).*cos(2.*phi);

Создается вектор rho, элементы которого вычисляются по формуле ρ=sin(2φ)*cos(2φ). Здесь .* обозначает поэлементное умножение векторов sin(2.*phi) и cos(2.*phi).

4. polarplot(phi,rho);

Эта команда строит полярную диаграмму, используя значения углов в векторе phi в качестве аргументов и значения радиусов в векторе rho в качестве значений радиусов. Результатом является график, где каждая точка определяется парой значений (φ,ρ).

5. hold on;

Команда hold on предотвращает очистку текущего графика при последующих вызовах графических функций. Это позволяет на одном графике строить несколько кривых или графиков последовательно.

6. polarplot(phi,rho,'rp');

Снова строится полярная диаграмма с теми же данными phi и rho, но на этот раз с использованием красных точек ('rp') в качестве маркеров для точек на графике. Это позволяет визуально отличить эту кривую от предыдущей, построенной без маркеров.

MFile2:

figure(2);

subplot(1,2,1);

hst=histogram(rho, 7);

histogram(rho, 7);

subplot(1,2,2);

pie(hst,[0 1 0 0 0 0 1],hst);

1. figure(2);

Создает новое окно фигуры с номером 2. Если окно с таким номером уже существует, оно активируется, иначе создается новое.

2. subplot(1,2,1);

Разделяет текущее окно фигуры на 1 строку и 2 столбца и активирует первую область (верхнюю левую) для последующего построения графика.

3. hst=histogram(rho, 7);

Вычисляет гистограмму значений вектора rho с 7 равными интервалами (бинами) и сохраняет количество попаданий в каждый бин в вектор hst.

4. histogram(rho, 7);

Строит гистограмму значений вектора `rho` с 7 равными интервалами (бинами) в активной области подграфика (в данном случае в первой области).

5. subplot(1,2,2);

Активирует вторую область (нижнюю правую) в текущем окне фигуры для последующего построения графика.

6. pie(hst,[0 1 0 0 0 0 1],hst);

Строит круговую диаграмму (пирог) на основе данных вектора hst, где каждый сектор диаграммы соответствует значению в hst. Второй аргумент [0 1 0 0 0 0 1] задает цвета секторов (в данном случае первый и последний сектора будут окрашены, остальные - нет), а третий аргумент hst повторно используется для задания размеров секторов.

Копии рабочей области MatLab, копии графических окон.

Matlab сначала загрузит содержимое файла MFile1.m в память. Затем он построчно выполнит каждую строку кода в файле в том порядке, в котором они написаны. После выполнения всех строк кода на экране появится окно с двумя полярными диаграммами: одна построена сплошной линией, а вторая - красными точками. Обе кривые соответствуют функции ρ=sin(2ϕ)*cos(2ϕ).

Рисунок 1 - Графическое окно с полярным графиком, который был построен в результате выполнения кода в m-файле MFile1

Рисунок 2 - Изменение рабочего каталога

Узнав с помощью функции pwd текущий рабочий каталог, была использована команда cd('C:\Users\pavel\Desktop'), приняв рабочий стол за новый рабочий каталог. Затем была совершена проверка той же командой pwd, которая показала, что путь к текущему каталогу был изменен. Это означает, что если пользователю потребуется запустить m-файл, который находится на рабочем столе, то ему стоит написать название в рабочую область.

Matlab сначала загрузит содержимое файла MFile1.m в память. Затем он построчно выполнит каждую строку кода в файле в том порядке, в котором они написаны. После выполнения всех строк кода на экране появится окно фигуры №2 с двумя подграфиками: слева - гистограмма значений rho с 7 бинами, справа - круговая диаграмма, где сектора соответствуют количеству значений в каждом бине гистограммы.

Рисунок 3 - Графическое окно с полярным графиком, который был построен в результате выполнения кода в m-файле MFile2

Вывод.

В процессе выполнения лабораторной работы были освоены основы работы в среде MATLAB с использованием m-файлов. Были разработаны два M-файла. В результате успешно были выполнены эти коды этих M-файлов, которые демонстрируют разнообразные методы визуализации данных в графических окнах MATLAB. Полученные навыки и знания будут полезны при решении будущих задач, связанных с построением графиков и анализом данных.