Minicurso de MATLAB. Programa de Educação Tutorial de Engenharia Elétrica 28/03/15. lmax Rodrigues. lcaroline Pereira.

Transcrição

1 Minicurso de MATLAB Programa de Educação Tutorial de Engenharia Elétrica lmax Rodrigues lcaroline Pereira lnayara Medeiros

2 Ementa do Curso Primeiros Passos no MATLAB Vetores e Matrizes Resolução de sistemas lineares Gráficos Operações com polinômios Criando rotinas Técnicas de programação

3 lementa da aula de hoje: Introdução Janelas Variáveis declaração Representação numérica Formatos de visualização Uso como calculadora Exemplos de aplicação

4 Introdução O que é MATLAB? lo MATLAB é um software de simulação matemática que realiza operações matriciais, constrói gráficos em duas ou três dimensões, auxilia no processamento de sinais,de imagens, pode-se criar interface gráfica(através de uma programação avançada), além de manipular outras funções especializadas.

5 Introdução Trabalha com uma linguagem de programação de altonível, em um ambiente interativo, para o desenvolvimento de algoritmos, análise e visualização de dados e computação numérica.

6 Introdução Próprio para as áreas técnicas e científicas; o software tem funções de tratamento numérico de alto desempenho, capazes de resolver problemas computacionais técnicos, de forma mais eficiente do que as tradicionais linguagens de programação.

7 Introdução Além do ambiente interativo, outra facilidade do Matlab é a possibilidade de execução de arquivos texto contendo uma sequência de instruções definidas pelo usuário. Esses arquivos texto, que têm extensão '.m', podem ser criados e editados dentro ou fora do seu ambiente(podemos editar em um bloco de notas).

8 Vantagens x Desvantagens lvantagens - Linguagem de alto nível; - Código simples; - Implementação rápida e fácil; - Várias bibliotecas com comandos e funcionalidades disponíveis; ldesvantagens - Lentidão devido a ser uma linguagem interpretada; -Má programação deixa o código muito lento; -Laços concatenados geralmente são muito lentos.

9 Janelas A janela principal do Matlab chama-se Command Window (Janela de Comando), onde os dados e instruções são digitados no prompt '>>' pelo usuário e, após a tecla Enter ser pressionada, o programa os processa imediatamente e expõe na tela o resultado.

10 Janelas Command window

11 Janelas Os comandos digitados são armazenados em um buffer de comandos, no qual pode-se navegar usando as teclas setapara-cima e seta-para-baixo.

12 Janelas Vários comandos podem ser digitados na mesma linha, desde que estejam separados por vírgula ou ponto-evírgula(porém com ponto e vírgula o programa não mostra o resultado na tela). Comandos muito longos para uma linha podem ser interrompidos por três pontos '...' e continuados na linha seguinte.

13 Janelas

14 Janelas A Janela de Comando normalmente é usada para testes de comandos e funções ou simples operações. Quando se deseja implementar algum programa, projeto ou trabalho, utiliza-se o M-File Editor. Esta opção irá ser explorada mais adiante no curso.

15 M-File Editor

16 Janelas Além da Janela de Comando e do Editor de Arquivo-M, há ainda as janelas Help, Command History, Current Directory e Workspace, que estão respectivamente relacionadas com ajuda, histórico dos últimos comandos digitados, diretório corrente do programa e o espaço de trabalho onde se visualizam dados e variáveis.

17 Janelas

18 Help/Docs 1.Help: A função mais importante para aprender Matlab por conta própria(podemos acessá-la digitando help ou no ícone aa ) 1.Doc: Versão melhor do help com exemplos. Exemplo: help sin doc sin

19 Ajuda

20 Declaração de Variáveis Para criar e/ou armazenar informações em variáveis definidas pelo usuário, basta digitar o nome da variável seguido do sinal de igual '=' e da expressão desejada.

21 Declaração de Variáveis Na escolha dos nomes das variáveis, devem ser obedecidos os seguintes critérios: Os caracteres podem ser alfanuméricos (letras e números), desde que iniciados por letras; Letras maiúsculas e minúsculas definem nomes diferentes (linguagem case sensitive); O caractere _ (underscore, underline ou sublinhado) pode ser usado no meio do nome; São permitidos nomes com, no máximo, 32 caracteres.

22 Manipulação das Variáveis save: salvar variáveis num arquivo. >> save myfile - a e b estão salvas num arquivo myfile.mat; - myfile.mat fica salvo no diretório atual; clear : Remove as variáveis do ambiente. >> clear a b ou clear all. load: para recuperar as variáveis salvas em arquivo pelo comando save; >> load myfile clc : Limpa a janela de comandos.

23 Arquivos do MATLAB larquivos.m : Utilizados para tipos scripts e funções. 1.Scripts - Sem argumentos; - Nome: qualquer_nome.m 2. Funções - Nome : nome_da_função.m Arquivos.MAT - Arquivos com conteúdos das variáveis Arquivos.fig

24 Arquivos do MATLAB Ao executar um comando: Matlab buscará na pasta local e em todas pastas definidas no PATH. Assim necessitamos adicionar o caminho da nova pasta.

25 Arquivos do MATLAB Podemos também na janela de comando, fazer o seguinte procedimento: path(path, 'C:\Documents\MATLAB') PATH. Devemos por o caminho do diretório utilizado! Com isso conseguimos adicionar o novo diretório no

26 Variáveis Pré definidas Variável ans pi inf NaN ou nan i ou j realmax e realmin exp bitmax Representação Variável padrão para armazenar resultados Razão entre o perímetro da circunferência e seu diâmetro Infinito Not-a-Number ou valor não numérico Unidade numérica imaginária, igual a 1 Maior/Menor número real positivo utilizável e-neperiano Maior número inteiro utilizável

27 Representação Numérica Números negativos, com casas decimais, complexos e sob a forma de notação científica podem ser representados no Matlab usando-se a seguinte simbologia: Números negativos: ' ' ; lex.: 5 Números com casas decimais: '.' ; lex.: 3.2

28 Representação Numérica Números complexos: 'i' ou 'j' (como sufixos, à direita da parte imaginária, ou como funções, equivalentes à raiz quadrada de -1) Ex.: 3 + 5i; 3 + 5j; 3 + 5*i; 3 + 5*sqrt( 1); 3 + sqrt( 1)*5. Notação científica: 'e' ou 'E'. lex.: 5e3 (equivalente a 5 x 10³)

29 Formatos de Visualização Por definição, o Matlab exibe os resultados em três formatos diferentes: inteiro, real com quatro casas decimais ou em notação científica, adotando aquela que melhor convir.

30 Formatos de Visualização Esse comportamento padrão pode ser alterado clicando-se em File > Preferences, ou simplesmente digitando na Janela de Comando a instrução format seguida do formato específico.

31 Formatos de Visualização Comando Comentário format short 5 dígitos (ponto fixo) format long 15 dígitos (ponto fixo) format short e 5 dígitos e expoente (ponto flutuante) format long e 15 dígito e expoente (ponto flutuante) format short g O melhor entre short e short e format long g O melhor entre long e long e format hex Hexadecimal em ponto flutuante format + Positivo +, negativo - ou zero format bank 2 casas decimais representando moeda format rat Aproximação racional

32 Funções básicas:

33 Funções trigonométricas: - Os comandos acima recebem argumento em radiano; - O Sufixo d recebe os argumentos em graus

34 Números complexos:

35 Exemplo de Aplicações

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37 Exemplo de Aplicações Definição de variável simbólica Obs.: Podemos colocar a função dentro do diff

38 Exemplo de Aplicações

39 Exemplo de Aplicações int(função, limite inferior, limite superior) Simplificação da expressão

40 Exemplo de Aplicações int(int(f1,variavel1,intifn,intsup),variavel2,intervinf,intervsup) intervsup intervinf intsup f1 d variavel1 d(variavel2) intinf Obs.: Para mais integrais fazemos o mesmo procedimento.

41 Exemplo de Aplicações

42 Conforme a figura, três forças estão aplicadas num suporte.determine a força total (ou resultante aplicada ao suporte).

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44 Bibliografia: l Matlab 7 fundmentos (Élia Yathie Matsumoto); l Minicurso Matlab(versão 2009, Professor Vicente).