Matlab жүйесі

Жоспар:

Кіріспе:

Matlab жүйесін қысқаша зерттеп білу.

І. Негізгі бөлім.

1. Жұмыс атқару ортасымен танысу
2. Комплекстік сандар мен функциялар және матрица немесе векторлармен жұмыс. .

ІІ.

2. 1 Matlab обьектілері мен кластары. .

2. 2 Арифметикалық операторлар мен операциялар….

2. 3 Функциялар мен командаларға сипаттама………. .

2. 4 Панельдік басқару. .

ІІІ.

3. 1 Matlab программалау пакетін қолданып

сигналдарды қалыптастыру.

3. 2 Қарастырылған мәселелерге байланысты

тапсырма орындау

Қортынды.

Қолданылған әдебиеттер.

Кіріспе

Қазіргі біздің жаңа ғасырларымызда адам әрекетінің көптеген облыстары компьютерді қолданумен байланысты. Бұл машиналар біздің өмірімізге тұтастай енді. Олар зор мүмкіндіктерге ие. Сол арқылы адамзат миын ең қажетті және жауапты мүмкіндіктерден босатады. Компьютерлер өте үлкен мөлшерде ақпараттарды өңдеп және сақтай алады. Бұл қазіргі таңда ең маңызды ресурс болып отыр. ХХІ ғасыр басы адамзаттық индустриялық эрадан информациялық эраға өтумен ерекшеленеді. Осыған байланысты информацияна алу қабілеттігі оны жөндеу күнделікті істе пайдалану өркениетті дамудың басты шарты болып табылады. Менің курстық жұмысым Matlab жүйесі болғандықтан Matlab жүйесіне көшейік.

Matlab жүйесіне бірінші пікір Нью-Мексико мен Станфорд университетінде 70-жылдардың аяғында жазылған болатын және сызықтық алгебра мен сандық анализді тағайындап үйрету де осыған кірді.

Matlab - ол инженерлік жоғарғы эффекті және ғылыми, математикалық есептеуді жинаған. Ол ғылыми графикалық көрнекілеу мен операциялық айналуды оңфй түсінуге арналған. Мұндағы бағдарламалық тапсырмалар мен олардың жауабы нотация түрінде берілуі мүсмкін.

Математикаға тақау көптеген белгілі облыста Matlab жүйесінің қолдануы:

• Математика және есептеу
• Алгоритмді жасау
• Есептеу эксперименттері, информациялық модельдеу-макеттеу
• Ғылыми және инженерлік графика
• Графикалық интерфейсті қолданып жұмыс жасау

Matlab - интерактивті жүйе. Негізгі обьект массив болып табылады. Оған өлшемді көрсетудің қажеті жоқ. Бұл көптеген есептеулік тапсырмаларды шешуге рұқсат береді, ол векторлы-матрицалық тұжырымдармен байланысты және де ол уақытты қысмқартады, бағдарламалау және скалярлық тіл типі немесе Fortran үшін керек болады.

Matlab өзгерістің бар болуын қарастырып және де әр бөлімнің жақсаруын, математикалық функциялардың басынан бастап және жаңа бағдарламалауды конструкциялау, жаңа құралдарды көрнекілеу және графикалық интерфейсте қолданады.

Операциялық жүйе Matlab - көптеген интерфейс, ол командалық жолмен және графикалық интерфейс арқылы қолданатын диалог жұмыстық облыстарын қарастырып және де мәлімет алу жолы. Редактор және М-файлының жөндеуі, файлдармен жұмыс және Dos қабықшасымен экспорт және импорттық берілумен анықтамалық информацияларға интерактивтік мәнімен алу мүмкііндігі.

Өз курстық жұмысымда осы Matlab-ты қолдану құрамы, есептер туралы қарастырамын.

1. 1 Жұмыс атқару ортасымен танысу

Matlab ортасындағы жұмыс екі режимде жүреді:

• Калькулятор режимінде
• Matlab тілінде жазылған программаны шақыру жолымен.

Сонымен қатар Matlab-тың төмедегідей мүмкіндіктері бар:

• Аналогтық және цифрлық сигналдармен жұмыс істей алады;
• Жиіліктік импульсік және өтпелі сипаттамалырды құру үшін аналогтық, цифрлық фильтрларды жобалау және олардың есебін жүргізеді;
• Ақпараттың қолданбалы теориясы пәніне оқытылатын сигнал кодтарын құруды жүргізеді.

Программаның жұмысқа және кезекті команданы орындауға дайын екенін экрандағы шақырудың (>>) көруге болады.

Меню қатары:

• М-файл (M-File) командасын шақыру - текст енгізуге, яғни Matlab файл ортасында программалауға арналған жаңа жаңа активті терезенің ашылуына мүмкіндік береді.

• Рисунок (Figure) командасын шақыру - графикалық тереземен жұмыс істеуге мүмкіндік береді (график тұрғызу) .
• Модель (Model) командасы - әр түрлі процестерді моделдеуге болатын Simulink (имитация связи) пакетінің интерактивтік режимде жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
• Preferences (Свойства) командасы - 3 бөлімнен тұратын диалогтық терезені шақырады:

GENERAL (общие), COMMANDWINDOW TO NTS (шрифт командного окна), COPYING OPTIONS GENERAL бөлімі бірнеше облыстардан тұрады:

SHORT Қысқаша жазба (форматтардан) тұрады

LONG Ұзақ жазба

HEX Он алтылық сан түрінде жазу

BANK Жүздік үлеске дейін жазу

SHORTE Қалқымалы үтір форматындағы қысқаша жазба

LONGE Қалқымалы үтір форматындағы ұзын жазба

SHORTG Қалқымалы үтір форматындағы қысқаша жазбаның

екінші формасы

LONGG Қалқымалы үтір форматындағы ұзын жазбаның

екінші формасы

RATIONAL Рационалдық бөлшек түріндегі жазба

LOOSE Жазба формасын анықтайды. Жекешеленген жолдар

бір жолдан кейін шығып отырады.

COMPACT Ақпаратты командалық терезеге жол қалдырмай

жазады.

Matlab тілінің арифметикалық өрнектерінде келесі арифметикалық операциялар қолданылады:

Командалық терезелерде келесі ерекшеліктер бар:

• Оператор жазбасы <<; >> символынан аяқтамаса, нәтиже командалық терезеге шығады;
• Оператор жазбасы <<:>> символымен аяқталса, нәтиже нәтиже командалық жолға шықпайды;
• Егер операторды (=) меншіктеу таңбасы болмаса, онда нәтиже командалық терезеге ans арнайы айнымалысымен шығады.

Matlab жүйесінде өзгермейтін айнымалы аттары бар:

Арифметикалық операвциялармен қатар double типті операндпен қатынас және операциялар жүргізілуі.

Қатынас операциялары:

Логикалық операциялар келесі таңбалармен жүргізіледі:

Осы операциялардың алғашқы екеуі екі операндты (бинарлы), ал ЕМЕС операциясы унарлы (бір операндты), ~ таңбасы операндтың алдына, ал & және / таңбалары оператор ортасына қойылады.

1. 2 Комплексті сандар мен функциялар

және матрицалармен, векторлармен жұмыс

Matlab жүйесінде нақты осы комплекстік сандармен есептеулер жүргізіледі. Олардың барлығының типтері автоматты түрда double болады. Matlab -та комплекстік сандар келесі түрде жазылады:

2+3і ; -6. 789+0. 824і-2*1 ; 4-2j

Matlab жүйесі айнымалылар мен функциялар аргументтеріне комплекстік есептеулер жүргізеді. Бірақ, Matlab комплекстік мәндері қолданушының көрсетуінсіз нақты есептеуден комплексті есептеуге өздігінен көшуі мүмкін.

Барлық қарапайым функциялар комплекстік аргументтермен жұмыс істей алады. Мысалы:

res=sin(2+3i) *atan(4i) /(1-6i) ;

res=

-1. 8009-1. 9190i ;

Комплекстік сандармен жұмыс істеу үшін арнайы түрде келесі функциялар белгіленген: abs (комплексті санның абсолютті мәні), conj (комплексті қиылысқан сан), imag (комплексті санның жалған бөлігі), isreal (“ақиқат” егер сан нақты болса), real (комплексті санның нақты бөлігі), angl (комплексті сан аргументі) . Комплексті сандарды нақты сандар сияқты бөлуге, алуға, көбейтуге, қосуға болады.

Векторлармен және матрицалармен жұмыс.

Matlab ортасы векторлармен, матрицалармен, полиномдармен күрделі есептеулер жүргізуге арналған. Вектор - бір өлшемді массив, матрица - екі өлшемді масиив.

Векторлардың мәндерін клавиатурадан бір-бірлеп енгізеді. Ол үшін алдымен жолда вектор атын, одан соң - меншіктеу белгісін, одан соң ашылатын квадрат жақша, оның ішіне элементтер мәндерін пробелмен немесе үтірмен жазады. Жол аяқталған жақша жабылды (бұл коннатенция әдісі деп аталады) .

Массивтерді келесі жолмен де құруға болады:

А(3/1) =67

А(3/2) =7. 8

А(3/3) =0. 017

Бұл жолмен массивтерді құру коннатенция әдісіне қарағанда тиімсіз, себебі ол көп уақыт алады.

Векторлар мен матрицаларды тарату.

Zeros(M, N) Нөлдік элементті (M*N) өлшемді матрица тұрғызу

Ones(M, N) Бірлік элементті матрицаны тұрғызу

Eye(M, N) Басты диагональ бойынша бірліктермен және қалған

нөлдік элементтермен матрица құрады.

Rand(M, N) 0-ден 1-ге дейін бір қалыпты таратылған кездейсоқ

сандардан матрица құрады.

Hadamard(N) (N*N) Адамдар матрицасын құрады.

Hilb(N) Гильберт матрицасын құрады.

Inhilb(N) Гильберттің кері матрицасын құрады.

Pascal(N) Паскаль матрицасын құрады.

Fliplr(A) Вертикаль өске салыстырмалы белгілі А матрицасын

бағаналарын қайта қойып матрица тұрғызады.

Flipud(A) Горизонталь өске салыстырмалы белгілі А матрицасын

бағаналарын қайта қойып матрица тұрғызады.

ROT90(A) Белгілі А матрицасын сағат тіліне қарсы 90 ⁰ -қа бұру

жолымен матрица тұрғызу.

Tril(A) А матрицасының негізінде оның элементтерін басты

диагональдан жоғарғы нөлге теңестіру жолымен

төменгі үшбұрыш матрицаны тудырады.

Triu(A) А матрицасының негізінде оның элементтерін

басты диагоналдан төмен нөлге теңестіру жолымен

жоғары үшбұрышты матрицаны тудырады.

Hankel(V) Бірінші бағанасы берілген V векторымен сәйкес

келетін Ганнельдің квадратты матрицасын тудырады.

Жоғарыда қарастырылған мысалды тездету жолдары бар. Бірінщіден массивтер тұрғызу. Екіншіден соңғы элемент нөмірінен бастап, бастапқы элементпен аяқтап массив элементтеріне мәнді меншіктеуді жүргізуге болады.

Біз массивтерді тұрғызудың негізгі жолдарымен танысайық. Тағы бір жалы <<:>> қос нүктені қолданып массивтер тұрғызу. Бөлу операцияны сандық мәндердің диапазонын тарату операциясы деп аталады.

Екі өлшемді массивтер мен векторлармен жұмыс.

Математикада екі өлшемді массивтерді Массивтер деп аталады. Matlab жүйесінде барлық бір өлшемді маввивтер вектор-ноль, немесе вектор-бағана түрінде беріледі. Вектор-бағана Matlab жүйесінде вектор-бағана келесі түрде жазылады:

В=[1; 2; 3]

Екі өлшемді массивтің өлшемдерін анықтау үшін size функциясы қолданылады.

>>size(a)

ans=

3. 2

бірінші көрсетілген жол саны, екіншісі-бағана саны.

Матрицаның жол және баған сандарының орындарын ауыстыру үшін транспонирлеу операциясы қолданылады.

Векторларды қосу-ұзындықтары бір векторлармен жүргізіледі:

Z1=X+Y;

Z2=X-Y

Векторды транспонирлеу.

X’

Векторды санға көбейту:

Z=r*X=X*r

Екі векторды көбейту - вектордың ұзындықтары, бір және векторлардың біреуі жол, ал екіншісі бағана болғанда жүреді.

U=X’*Y; V=X*Y’

2. 1 Matlab объектілері мен кластары

Matlab-та және де көптеген бағдарламалауда өзіндік құрылым мәліметтері болады. Олар белгілі бір кластар жиынтығынан тұрады. Бағдарламалау процесінде жаңа тип мәліметтерімен операцияларды айтуға болады. Яғни кластар құру, объектілерді құрып және оларды басқару. Егер олар Matlab кластары болса, осындай бағыт, кең көлемде объект бағдарланған бағдарламалар ретінде танымал.

Объект және кластар.

Класс және объект жаңа мәліметтер типімен жаңа операциялардың қосылуына рұқсат етеді. Класс - тип ауысуын және анықталуын сипаттайды. Олар операциялар мен функцияларда қолдануы мүмкін. Осыған қоса ауысу типіне де. Объект - кластық құрылым немесе үлгісі. Олар мынадай қасиеттерге ие болады:

• Коннатенциялық қасиет;
• Кейінгіге қалтыру қасиеті;
• Полиморфизм қасиеті.

Matlab жүйесінде 37 объектілі кластар бар:

Таблица №1

Мысал:

Matlab жүйесінде реттелген класс inline қолданады. Олар жай есептеуіш квадратура программалары үшін реттелген функция жай әдіс береді.

Шешімі дифференцияалдық және есептеуіш нольдер функциясы.

A=inline(‘a*x^3+b*x^2+c*x+f’; ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘f’, ‘x’)

Inline function

A(a, b, c, f) =a*x^3+b*x^2+c*x+f;

Функцияларға қарау үшін: А(2, 4, 2, 6, 5)

Ans=366.

ППП Symbolic Math Toolbox. Sym класс обьектісінде базаланады, символдық ауыстыру мен матрицалардың орындалуына мүмкіндік береді.

Мысал:

Syms Ts;

W=1/((T*S+1) *S) ;

Лаплас арқылы өрнектейміз. K=ilaplas(W, S, t)

Ans=1-exp(-t/T)

Кластардың қосылуы Matlab жүйесінің ортасында операциялық шекте орналасады. Ол құрылған обьектілерді және ұйымдасқан М-файл каталогын сақтау мүмкіндігін қанағаттандырады. Класс каталогы М-функциясында қосылады. Олар берілген класс обьектісіндегі өңдеу методын анықтайды. Қайта анықтау методы деп - обьект бағдарлану шегінде жаңа класс обьектілері үшін қайта анықтау операторын айтады.

Мысал:

A=zeros(10; 10) ;

S=Hello World;

Тағы да құрылған қатысты ешқандай ауыстыру хабары немесе обьектер керек емес. Динамикалық тәсілдер конструктор класын шақырып обьект құрайды.

Обьект құрылымы. (инкапсулалық қасиет)

Ол жаңа класс обьектісін жобалаудағы бірінші қадам болып табылады. Ол қарастырылып отырған кластық структуралық таңдау түрі обьект класс структура түрінде құрылады. Берілген класс үшін структура өрісі мен операциялар өрісте тек қана көрінетін ішкі метод.

Каталог класы .

М-файлдар берілген класс обьектісін анықтайтын метод, каталог класына біріктіреді. Каталогтың аты мынадан туады. @<класс аты> Ол мынаны білдіреді. М-файлдар @<класс аты> каталогінде сиюы қажет, сондықтан да каталог аты “класс аты” М-файлдар мен дәл келуі қажет. Ол инициалдық құрылған обьектіге жауап береді. Каталог класы міндетті түрде каталогтың астында болуы керек. Осы қайта құру жолына қатысты функция орындалады.

2. 2 Арифметикалық операциялар

мен операторлар.

Көптеген жағдайда операция тәртібі мен Matlab функция жүйесін өзгертуге болады, қайта құру класы көптеген йункцияладың жөндеуде жол ашуға мүмкіндік береді.

Әр оператордың реті Matlab жүйесінде аты болады. Сондықтан әр оператор М-файл каталог класы мен құрылуы мүмкін. Операторлардың қайта құрылуы және де қайта құру әдісіне тиісті Matlab стандарттау болып табылады.

Келесі таблицада Matlab жүйесіндегі көптеген реттелген оператор үшін символдық аттары.

Таблица №2

Қайта құру операциялары кез-келген М-функциясын қайта құруға болады.

Мысалы:

Functiona=plot(obj) ;

Disp(‘обьект өрісінің мәні мынадай’)

Disp(objnumber) ;

Disp(objname) ;

Disp(objmark) ;

Disp(z)

Мұндағы obj- берілген обьект өрісі.

methods Келесі формат алады.

Methods ('класс аты')

немесе

Methods класс аты

Мысал:

Берілген класқа келесі түрде барлық әдіс бойынша экранға шақыру.

Methods(‘List’)

Methods for class List;

Get List nargin Plot set

2. 3 Функциялар мен командаларға

тереңірек сипаттама.

Class -класс обьектісін анықтау және обьект құру.

Синтаксис:

Obj=class('<класс аты>')

Obj=class('s<класс аты>')

Obj=class('s<класс аты>; <ата-ана1>; <ата-ана2>…)

Сипаттама:

Функция Obj=class('<класс аты>') жолға қайтарылады, 1-таблицаға сәйкес келеді.

Функция Obj=class('s<класс аты>') белгіленген атпен обьект класын құру және S структура қолданады. Ол қалыпты жағдайда қолданылады. Мұндағы ('<класс аты>') М-функция жүйесінде «класс аты. m» ретінде түсіндіріледі. «@класс аты» каталог класында орналасады. Функция Obj=class('s<класс аты>; <ата-ана1>; <ата-ана2>…) берілген атпен обьект класын құрайды. S- қалып ретінде * структурада қолданылады.

ISA- берілген класқа қатысты обьект құрамында болуды анықтау.

Синтаксис:

K=class(obj; ’<класс аты>’)

Сипаттама:

Функция K=class(obj; ’<класс аты>’) логикалық TRUE (1) -ні қайтарады, егер обьект берілген класқа жатса және логикалық FALSE(0) қарсы дағдайда болады. Аргумент <класс аты> -ол не класс аты, не Matlab жүйесінің алдыңғы бір анықталған класс аты.

Мысалы:

Isa(rand(3, 4), ’double’)

Ans=1

ISOBJECT- кейбір кластың обьектісін анықтау.

Синтаксис:

K=isobject(A)

Сипаттама:

K=isobject(A) логикалық TRUE (1) -ді қайтарады. Егер А-кейбір кластың обьектісі болмаса және де логикалық FALSE(0) -қарама-қарсы жағдайда болады.

METHODS - берілген класс үшін әдіс тізімінің терминалық шығаруы.

Синтаксис:

Methods<класс аты>

S=methods(‘<класс аты>’)

Сипаттама:

Команда Methods<класс аты> берілген класты әдіс тізімінің терминалына шығарады.

... жалғасы

MATLAB МАТЕМАТИКАЛЫҚ ПАКЕТІНІҢ НЕГІЗГІ МҮМКІНДІКТЕРІ

Математикалық есептеулерге арналған программалық жүйелер

MATLAB бағдарламасы.Simulink пакеті. Ляпунов функциясына жалпы анықтама.

Графикалық объектілердің жарықты өткізу қабілетін басқару

MATLAB бағдарламасының тағайындалуы

Matlab программалау тілінде үшөлшемді графиктерді салуға арналған функциялармен танысып, оларды пайдалана отырып, графиктерді құру және оларды редакциялау

Кәсіпорындағы электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесін жете зерттеп жасау

Дескрипторлық графиканың объектілері

Компьютерлік модельдеу түсінігі

Matlab жүйесі. Үш өлшемді графика

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс