Технические расчеты в среде Matlab
Моделирование и математические вычисления с использованием Matlab. Анализ данных и визуализация в матричной лаборатории. Задание матрицы с помощью операции конкатенации. Решение системы алгебраических уравнений. Построение графика функции и поверхности.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.11.2014 |
| Размер файла | 518,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Министерство Образования и Науки Российской Федерации
Дагестанский Государственный Технический Университет
Кафедра УиИТС
Лабораторная работа
на тему:
Технические расчеты в среде Matlab
Выполнил:
Ст-т 4 к гр У-621
Алибеков Г.А.
Проверил:
Алимерденов В.Ш.
Махачкала 2010г
Введение
MATLAB - этo высокопроизводительный язык для технических расчетов. Он включает в себя вычисления, визуализацию и программирование в удобной среде, где задачи и решения выражаются в форме, близкой к математической.
Типичное использование MATLAB - это:
* математические вычисления
* создание алгоритмов
* моделирование
* анализ данных, исследования и визуализация
* научная и инженерная графика
* разработка приложений, включая создание графического интерфейса
MATLAB это интерактивная система, в которой основным элементом данных является массив.
Это позволяет решать различные задачи, связанные с техническими вычислениями, особенно в которых используются матрицы и вектора, в несколько раз быстрее, чем при написании программе использованием "скалярных" языков программирования, таких как Си или Фортран.
Слово MATLAB означает матричная лаборатория (matrix laboratory). MATLAB был специально написан для обеспечения легкого доступа к UNPACK и EISPACK. которые представляют собой современные программные средства для матричных вычислении.
MATLAB развивался в течении нескольких лет, ориентируясь на различных пользователей.
В университетской среде, он представлял собой стандартный инструмент для работы в различных областях математики, машиностроении и науки.
В промышленности, MATLAB - это инструмент для высокопродуктивных исследований, разработок и анализа данных.
В MATLAB важная роль отводится специализированным группам программ, называемых toolboxes.
Они очень важны для большинства пользователей MATLAB. так как позволяют изучать и применять специализированные методы.
Toolboxes - это всесторонняя коллекция функций MATLAB (М-файлов), которые позволяют решать частные классы задач. Toolboxes применяются для обработки сигналов, систем контроля, нейронных сетей, нечеткой логики, вейвлетов, моделирования и т.д.
Краткие теоретические сведения
Среда MATLAB включает интерпретатор команд на языке высокого уровня, графическую систему, пакеты расширений и реализована на языке C. Вся работа организуется через командное окно (Command Window), которое появляется при запуске программы matlab.exe.
В процессе работы данные располагаются в памяти (Workspace), для изображения кривых, поверхностей и других графиков создаются графические окна. В командном окне в режиме диалога проводятся вычисления.
Пользователь вводит команды или запускает на выполнение файлы с текстами на языке MATLAB. Интерпретатор обрабатывает введенное и выдает результаты: числовые и строковые данные, предупреждения и сообщения об ошибках.
Строка ввода помечена знаком >>. В командном окне показываются вводимые с клавиатуры числа, переменные, а также результаты вычислений. Имена переменных должны начинаться с буквы. Знак = соответствует операции присваивания.
Нажатие клавиши Enter заставляет систему вычислить выражение и показать результат. Наберите с клавиатуры в строке ввода:
» a=2+51-37
Нажмите клавишу Enter, на экране в зоне просмотра появится результат вычисления: a = 16
Все значения переменных, вычисленные в течение текущего сеанса работы, сохраняются в специально зарезервированной области памяти компьютера, называемой рабочим пространством системы MATLAB (Workspace).
Командой clc можно стереть содержимое командного окна, однако это не затронет содержимого рабочего пространства.
Когда исчезает необходимость в хранении ряда переменных в текущем сеансе работы, их можно стереть из памяти компьютера командой clear или clear (имя1, имя2, …).
Первая команда удаляет из памяти все переменные, а вторая - переменные с именами имя1 и имя2.
Командой who можно вывести список всех переменных, входящих в данный момент в рабочее пространство системы.
Для просмотра значения любой переменной из текущего рабочего пространства системы достаточно набрать ее имя и нажать клавишу Enter.
После окончания сеанса работы с системой MATLAB все ранее вычисленные переменные теряются.
Чтобы сохранить в файле на диске компьютера содержимое рабочего пространства системы MATLAB, нужно выполнить команду меню File > Save Workspace As …
По умолчанию расширение имени файла .mat, поэтому такие файлы принято называть МАТ-файлами.
Для загрузки в память компьютера ранее сохраненного на диске рабочего пространства нужно выполнить команду меню:
File > Load Workspace …
Задание 1.
Задать матрицу А с помощью операции конкатенации:
3,25-1,072,34
10,100,25-4,78
5,04-7,793,31
Задание 2.
Условие: Сгенерируйте массив В размером 3х3 со случайными элементами, равномерно распределенными на интервале от 0 до 1.
матрица конкатенация алгебраический математический
Задание 3.
Выполните действия:
A+10*B, AЕB, BT
Почленно умножить А на В. Расположить элементы матрицы А по возрастанию (по столбцам). Определить максимальный и минимальный элементы матрицы В.Вычислить определитель матрицы В.
Задание 4.
Задать массив С, используя операцию индексации и одну из функций:
ones или zeros:
0
5.71
3.61
Задание 5.
Решить систему алгебраических линейных уравнений:
AЕ X = C .
Задание 6.
Определить массив D:
D = |sin(A) + B3/5|
Задание 7.
Для двух векторов:
a = {3, 2; 2,8; ?1, 4} и b = {0,6; 3, 2; ?4,8}
Определите: aЕb; axb; |a|
Задание 8.
Постройте два графика в рамках одних осей координат:
Z=arctg(x1/2)
xЄ[0,4р]
Сделайте надписи на осях, заголовок для графика, пояснительную надпись на рисунке. Задайте самостоятельно тип линий и цвет.
Задание 9.
Построить графики функций y(x) и z(x) в разных подобластях одного графического окна. Интервалы изменения для х определите самостоятельно.
Задание 10.
Постройте поверхность:
F(x,y) = ln(x2+y2-xy)
x, y Є[1,2]
Вывод
В данной лабораторной работе выполнены несколько поставленных задач в среде MATLAB.
Изучены некоторые функции в ходе рабаты в среде и приобретены навыки работы в среде MATLAB.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Создание и представление символьных переменных в программе Matlab, операции над полиномами и упрощение выражений. Пример подстановки значения в функцию, решения уравнений и систем, дифференцирования, интегрирования и вычисления пределов функций.
презентация [359,2 K], добавлен 24.01.2014Особенности графики системы MATLAB и ее основные отличительные черты. Построение графика функций одной переменной. Графики в логарифмическом масштабе, построение диаграмм, гистограмм, сфер, поверхностей. Создание массивов данных для трехмерной графики.
реферат [1,4 M], добавлен 31.05.2010Особенности работы в режиме командной строки в системе Matlab. Переменные и присваивание им значений. Комплексные числа и вычисления в системе Matlab. Вычисления с использованием функции sqrt. Неправильное использование функций с комплексными аргументами.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 30.07.2015Моделирование движения заряженной частицы, падающей вертикально вниз на одноименно заряженную пластину, с помощью программ Mathcad и Matlab. Построение графика зависимости высоты, на которой находится точка, от времени и скорости движения этой частицы.
контрольная работа [79,2 K], добавлен 31.05.2010Возможности, визуализация и графические средства MATLAB. Устройство асинхронных двигателей. Математические модели асинхронной машины. Пакет визуального программирования Simulink. Преобразование уравнений асинхронной машины в неподвижной системе координат.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 30.08.2010Нахождение собственных чисел и разработка фундаментальной системы решений. Построение фундаментальной матрицы методом Эйлера. Зависимость Жордановой формы матрицы А от ее собственных чисел. Решение задачи Коши. Построение фазового портрета в MATLAB.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.12.2013Практические навыки моделирования структурных схем в среде SIMULINK пакета MATLAB. Построение графиков функций в декартовой системе координат. Решение систем линейных и нелинейных уравнений. Работа с блоками Sum, Algebraic Constraint, Gain, Product.
лабораторная работа [159,2 K], добавлен 19.04.2009Зарождение и развитие системы MatLab. Порядок выполнения простых вычислений. Построение логической области в графическом окне. Работа с символьными массивами. Написание функции, выполняющей требуемое задание для матриц и векторов любой размерности.
отчет по практике [761,4 K], добавлен 21.10.2015Лазерные средства отображения информации. Особенности сопряжения имитационной модели Matlab-Simulink и программное обеспечение визуализации. Возможности средств разработки виртуальных миров, использующих VRML, для визуализации моделирования системы.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 01.12.2014Анализ возможностей пакета MATLAB и его расширений. Язык программирования системы. Исследование выпрямительного устройства. Моделирование трёхфазного трансформатора. Схема принципиальная регулируемого конвертора. Возможности гибкой цифровой модели.
презентация [5,1 M], добавлен 22.10.2013MATLAB – матричная лаборатория – наиболее развитая система программирования для научно-технических расчетов. Переменные и элементы xy-графики. Простые примеры, иллюстрирующие эффективность MATLAB. Системы линейных алгебраических уравнений и полиномы.
методичка [47,2 K], добавлен 26.01.2009Решение уравнения методом половинного деления. Программа в Matlab для уравнения (x-2)cos(x)=1. Решение нелинейных уравнений методом Ньютона. Интерполяция заданной функции. Решение системы линейных алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.08.2012Решение дифференциальных уравнений с использованием классических алгоритмов численных методов Эйлера и Рунге-Кутта 4-го порядка. Команды, используемые при решении обыкновенных дифференциальных уравнений в системе вычислений. Результат работы программы.
курсовая работа [226,6 K], добавлен 05.04.2013Общие свойства и возможности рабочего стола. Получение справок (Getting Help). Рабочее пространство системы MATLAB. Просмотр и редактирование массивов данных при помощи редактора Array Editor. Пути доступа системы. Операции с файлами.
учебное пособие [1021,2 K], добавлен 28.05.2007Спектр задач, которые решают математические программные пакеты (Maple, MathCad, Mathematica и MatLab). Математические исследования, требующие вычислений и аналитических выкладок. Разработка и анализ алгоритмов. Визуализация, научная и инженерная графика.
презентация [148,7 K], добавлен 06.01.2014Обзор методов составления математических моделей систем автоматического управления. Математические модели системы в векторно-матричной форме записи. Моделирование в пакете программы Simulink. Оценка устойчивости системы, рекомендации по ее применению.
курсовая работа [514,5 K], добавлен 10.11.2011Схема речеобразования у человека. Запись и считывание данных из речевого сигнала в MATLAB. Синтаксис вызова функции. Операции над звуковыми файлами. Исследование мужского и женского голосов. Спектрограммы голосов. Обработка речи в Simulink, Wavelet.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 18.04.2013Matlab - матричная лаборатория - система программирования для научно-технических расчетов. Особенности ввода векторов. Специальные матрицы, простые команды. Простые примеры, иллюстрирующие эффективность Matlab. Графический способ решения уравнений.
реферат [46,3 K], добавлен 05.01.2010Понятие определителя матрицы, математические и алгоритмические основы его расчета, функциональные модели, блок-схемы и программная реализация. Сущность метода Гаусса для решения систем линейных алгебраических уравнений и вычисления определителя матрицы.
контрольная работа [455,2 K], добавлен 18.01.2010Моделирование траектории движения космического аппарата, запускаемого с борта космической станции, относительно Земли. Запуск осуществляется в направлении, противоположном движению станции, по касательной к её орбите. Текст программы в среде Matlab.
контрольная работа [138,8 K], добавлен 31.05.2010
