Matlab საფუძვლები: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:22

ეს ინსტრუქცია მოიცავს matlab– ის ზოგიერთ ძირითად ფუნქციას. თქვენ შეისწავლით თუ როგორ უნდა შექმნათ matlab პერიოდული ფუნქცია შინაგანად და ნაკვეთი და როგორ ამოიღოთ ერთი და იგივე პერიოდული ფუნქცია Excel ფაილიდან და შეადგინოთ იგი. ეს ფუნქციები არის ყველაზე ძირითადი და ფართოდ გავრცელებული matlab– ში. ეს ინსტრუქცია მიმართულია იმათთვის, ვინც ადრე არ გამოგიყენებიათ matlab და უბრალოდ უნდა შეასრულოთ რამდენიმე მარტივი დავალება. თითოეულ სურათზე მონიშნული კოდი შედის კომენტარის სახით, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ დააკოპიროთ და ჩასვათ კოდი. მოგერიდებათ აიღოთ ეს კოდი და შეცვალოთ იგი თქვენი აპლიკაციის შესატყვისად.

ნაბიჯი 1: დაიწყეთ Matlab

პირველი ნაბიჯი არის matlab– ის ამოქმედება, რათა დავიწყოთ მასთან მუშაობა. როდესაც პირველად დაიწყებთ matlab– ს, ის უნდა გამოიყურებოდეს ქვემოთ მოცემულ ეკრანის სურათზე. პირველი ნაბიჯი არის კატალოგის მინიჭება matlab– ის მუშაობისთვის. ეს არის ადგილი, სადაც პროგრამა ამოიღებს ყველა ფაილს და არის იქ, სადაც უნდა შეინახოთ თქვენი matlab მუშაობა. მე გირჩევთ შექმნათ ახალი საქაღალდე სადმე გახსოვთ და დაასახელოთ ის, რასაც თქვენ აღიარებთ. მას შემდეგ რაც შექმენით ახალი საქაღალდე, დააწკაპუნეთ "…" - ზე, რომელიც მდებარეობს ეკრანის ზედა მარჯვენა კუთხეში, როგორც ეს მეორე სურათზეა მონიშნული. ეს გამოჩნდება დასათვალიერებელი ყუთი, როგორც ჩანს მესამე სურათზე. იპოვეთ თქვენს კომპიუტერში შექმნილი ახალი საქაღალდე და შეარჩიეთ იგი. ამ მაგალითისთვის ფაილი ეწოდება "370" და მდებარეობს სამუშაო მაგიდაზე.

ნაბიჯი 2: M- ფაილის შექმნა

ახლა რაც ჩვენ უნდა გავაკეთოთ არის შევქმნათ ახალი M ფაილი. M ფაილი ფუნქციონირებს ზუსტად ისევე, როგორც კოდის აკრეფა პირდაპირ matlab- ში, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ შეინახოთ და შეცვალოთ კოდი და გაიმეოროთ იგი არაერთხელ. კოდის პირდაპირ matlab– ში შეყვანისას თქვენ აკრიფებთ კოდის თითოეულ სტრიქონს ინდივიდუალურად. M ფაილში თქვენ წერთ თქვენს მთელ კოდს, შემდეგ გაუშვით ერთდროულად. ახალი M ფაილის გასახსნელად დააწკაპუნეთ ფაილზე. განათავსეთ თქვენი კურსორი "ახალი", შემდეგ დააჭირეთ "ცარიელი M ფაილი", როგორც ეს ნაჩვენებია პირველ სურათზე. ის, რაც იხსნება, უნდა გამოიყურებოდეს მეორე სურათზე. ვინაიდან ამ კოდის განმეორებით გაშვება შესაძლებელია, კარგი იდეაა ყველაფრის დახურვა და ყველა ცვლადის გასუფთავება ყოველ ჯერზე გაშვებამდე. ეს მიიღწევა კოდის ორი სტრიქონის საშუალებით: დახურეთ ყველა ნათლად, როგორც ჩანს მესამე სურათზე, რაც უზრუნველყოფს ყველაფრის გასუფთავებას და დახურვას.

ნაბიჯი 3: დროის ვექტორის შექმნა

პირველი რაც ჩვენ გავაკეთებთ არის შევქმნათ ფუნქციის გრაფიკი matlab- ში. პირველი ნაბიჯი არის დამოუკიდებელი ცვლადის შექმნა. ამ შემთხვევაში ჩვენ მას "თ" -ს ვუწოდებთ დროთა განმავლობაში. მეთოდი, რომელსაც ჩვენ გამოვიყენებთ ამ ცვლადის შესაქმნელად არის ვექტორის გაკეთება. ვექტორი ძირითადად რიცხვების სერიაა. მაგალითად, 1, 2, 3, 4 იქნება მოკლე ვექტორი. ამ ვექტორის შექმნის კოდია: t = 0.1: 0.01: 10; პირველი რიცხვი, 0.1 ეხება საწყის წერტილს. მეორე რიცხვი, 0.01 ეხება საფეხურის ზომას. მესამე რიცხვი, 10, აღნიშნავს ბოლო წერტილს. ეს ვექტორი შეესაბამება 0.1, 0.11, 0.12… სულ 10 – მდე. რომ ნახოთ მუშაობდა თუ არა ვექტორი, დააწკაპუნეთ მწვანე სურათზე, რომელიც მონიშნულია მეორე სურათზე. ეს მართავს პროგრამას. ჩვენი ვექტორის სანახავად გადადით მთავარ მატილაბის ფანჯარაში. დააწკაპუნეთ დესკტოპზე, შემდეგ დააწკაპუნეთ დესკტოპის განლაგებაზე და შემდეგ დააწკაპუნეთ ნაგულისხმევზე, როგორც ეს მოცემულია მესამე სურათზე. ახლა თქვენი ეკრანი უნდა გამოიყურებოდეს მეოთხე სურათზე. მარჯვნივ ნახავთ ჩვენს ახლად შექმნილ ცვლადს, t. ორჯერ დააწკაპუნეთ მასზე და როგორც მეხუთე სურათზე ნახავთ შექმნილ რიცხვთა სერიას.

ნაბიჯი 4: ფუნქციის გაშვება და გრაფიკირება

ახლა ჩვენ დავხატავთ matlab- ში შექმნილ ფუნქციას. პირველი ნაბიჯი არის ფუნქციის შექმნა. ეს ისეთივე მარტივია, როგორც სასურველი მათემატიკური ფუნქციის ჩაწერა. მაგალითი ნაჩვენებია პირველ სურათზე. ამ ფუნქციისთვის გამოიყენება კოდი: y = sin (t)+4*cos (5.*t).^2; პერიოდი კოსინუსში გამრავლებამდე და კოსინუსის კვადრატამდე უთხარით მათლაბს შეასრულოს ეს ფუნქციები უბრალოდ დროის ვექტორის ფასეულობებზე, რომ არ განიხილონ დროის ვექტორი, როგორც მატრიცა და შეეცადონ მასზე მატრიცის ფუნქციები. შემდეგი ნაბიჯი არის თავად ფიგურის შექმნა. ეს მიიღწევა მეორე ფიგურაში ნაჩვენები კოდის გამოყენებით. ნაკვეთის ბრძანებაში ცვლადების თანმიმდევრობა ძალიან მნიშვნელოვანია, ასე რომ დარწმუნდით, რომ დააინსტალირეთ თქვენი კოდი, როგორც ქვემოთ მოცემულია. Figureh = axes ('fontsize', 14); plot (t, y, 'linewidth, 2) xlabel ('დრო (ები)') ylabel ('Y მნიშვნელობა') სათაური ('Y მნიშვნელობა vs დრო') ბადე ბოლოსდაბოლოს, უბრალოდ დააწკაპუნეთ ისევ მწვანე გაშვების ისარზე და ფიგურა უნდა გამოჩნდეს, როგორც მესამე სურათზე.

ნაბიჯი 5: მონაცემების ამოღება Excel– დან

ჩვენ ახლა შევქმნით იმავე გრაფიკს, როგორც ადრე, მაგრამ ექსელის ცხრილიდან ფუნქციის მონაცემების იმპორტით. პირველი სურათი არის Excel ცხრილის ეკრანის ანაბეჭდი, რომელიც გამოყენებული იქნება. ეს არის ზუსტად იგივე მონაცემები, რაც შეიქმნა matlab– ში წინა საფეხურებში, მხოლოდ Excel– ში. დასაწყებად ჩვენ შეგვიძლია წავშალოთ ჩვენი დროის ვექტორის შემქმნელი კოდი და ჩვენი ფუნქციის კოდი წინა საფეხურებიდან. თქვენი კოდი ახლა მეორე სურათს უნდა ჰგავდეს. ჩადეთ კოდი, როგორც ნაჩვენებია მესამე სურათის ზედა წითელ ყუთში. ეს არის Excel ფაილის წაკითხვის კოდი. "A" ეხება მატრიცას, რომელიც მოიცავს ცხრილის ყველა რიცხვს, ხოლო "B" შეიცავს ცხრილის მთელ ტექსტს. T და y ცვლადები ამოღებულია პირველი და მეორე სვეტიდან, როგორც ნაჩვენებია კოდში. [A, B] = xlsread ('excelexample.xlsx'); t = A (:, 1); y = A (:, 2); ფიგურის კოდი ასევე შეიძლება შეიცვალოს, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვედა წითელ ყუთში მესამე სურათზე. ეს ფაქტობრივად ამოიღებს ცხრილის სათაურს და ღერძის ეტიკეტებს ცხრილიდან და განათავსებს მათ თქვენს გრაფაში. კვლავ და ნახავთ იგივე ფიგურას, როგორც ჩანს საბოლოო სურათზე.

ნაბიჯი 6: სპეციფიკური პროგრამის შექმნა

ამ ნაბიჯში ჩვენ გამოვიყენებთ matlab სპეციფიკური პროგრამის შესაქმნელად wav ხმოვანი ფაილის წაკითხვით. სპექტრს ზოგჯერ უწოდებენ "2.5D გრაფიკს", რადგან ის იყენებს ორგანზომილებიან გრაფიკს, ფერის დამატებით ამპლიტუდის საჩვენებლად. ფერი იძლევა უფრო მეტ დეტალს, ვიდრე უბრალო 2D გრაფიკს, მაგრამ არა 3D გრაფიკის დეტალებს, შესაბამისად ტერმინი "2.5D". Matlab- ის სპეციფიკური ფუნქცია იღებს wav ფაილიდან მონაცემების რაოდენობას და ასრულებს ფურიეს ტრანსფორმაციას წერტილები სიგნალში არსებული სიხშირეების დასადგენად. ამ სწავლებისთვის არ არის მნიშვნელოვანი იცოდეთ როგორ მუშაობს ფურიეს ტრანსფორმაცია, უბრალოდ იცოდეთ, რომ სპეციფიკური სქემა ასახავს რომელი სიხშირეებია და რამდენად ძლიერია ისინი დროის მიმართ. ფუნქცია ასახავს დროს X ღერძზე და სიხშირეს Y ღერძზე. თითოეული სიხშირის სიძლიერე ნაჩვენებია ფერით. ამ შემთხვევაში wav ფაილი არის ლითონის ნაჭრის დარტყმის ხმის ჩანაწერი, შემდეგ კი ლითონის ვიბრაცია ჩაწერილია როგორც ხმა. სპეციფიკური პროგრამის გამოყენებით, ჩვენ შეგვიძლია მარტივად განვსაზღვროთ ლითონის ნაჭრის რეზონანსული სიხშირე, რადგან ეს იქნება სიხშირე, რომელიც ყველაზე დიდხანს შენარჩუნდება დროთა განმავლობაში. ამ ამოცანის შესასრულებლად, ჯერ წაკითხეთ matlab wav ფაილი შემდეგი კოდის გამოყენებით: [x, fs] = wavread ('flex4.wav'); ამ შემთხვევაში, flex4.wav არის ჩვენი wav ფაილის სათაური, ცვლადი x არის მონაცემების რაოდენობა ფაილში და fs ეხება შერჩევის სიხშირეს. სპეგრამის შესასრულებლად, უბრალოდ ჩაწერეთ შემდეგი კოდი: specgram [x (:. 1), 256, fs]; 256 შეესაბამება სიხშირეს, როდესაც FFT ხორციელდება მონაცემების ანალიზისას. Matlab ძირითადად ამცირებს ხმოვან ფაილს ნაწილებად და იღებს FFT თითოეულ ნაჭერს 256 გვეუბნება, თუ რამდენად დიდი უნდა იყოს თითოეული ნაჭერი. ამის დეტალები არ არის მნიშვნელოვანი და 256 არის უსაფრთხო მნიშვნელობა გამოსაყენებლად უმეტეს აპლიკაციებში. ახლა თუ გაუშვებთ კოდს, ნახავთ ფიგურას, როგორც ჩანს მეორე სურათზე. აქედან ადვილი შესამჩნევია, რომ რეზონანსული სიხშირე შეესაბამება წითელ მწვერვალს ფიგურის ქვედა მარჯვენა კუთხეში. ეს არის მწვერვალი, რომელიც ყველაზე დიდხანს გრძელდება დროის მიმართ.