Minicurso de MATLAB Programa de Educação Tutorial de Engenharia Elétrica lmax Rodrigues lcaroline Pereira lnayara Medeiros
Ementa do Curso Primeiros Passos no MATLAB Vetores e Matrizes Resolução de sistemas lineares Gráficos Operações com polinômios Criando rotinas Técnicas de programação
lementa da aula de hoje: Introdução Janelas Variáveis declaração Representação numérica Formatos de visualização Uso como calculadora Exemplos de aplicação
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.
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.
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.
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).
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.
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.
Janelas Command window
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.
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.
Janelas
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.
M-File Editor
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.
Janelas
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
Ajuda
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.
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.
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.
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
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.
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
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
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
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)
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.
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.
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
Funções básicas:
Funções trigonométricas: - Os comandos acima recebem argumento em radiano; - O Sufixo d recebe os argumentos em graus
Números complexos:
Exemplo de Aplicações
Exemplo de Aplicações Definição de variável simbólica Obs.: Podemos colocar a função dentro do diff
Exemplo de Aplicações
Exemplo de Aplicações int(função, limite inferior, limite superior) Simplificação da expressão
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.
Exemplo de Aplicações
Conforme a figura, três forças estão aplicadas num suporte.determine a força total (ou resultante aplicada ao suporte).
Bibliografia: l Matlab 7 fundmentos (Élia Yathie Matsumoto); l Minicurso Matlab(versão 2009, Professor Vicente).