ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.05.2024
Просмотров: 33
Скачиваний: 0
Лабораторна робота №2 Тема: Прості обчислення та візуалізація результатів в середовищі matlab.|
Мета: вивчити системне меню редактора MATLAB|, основні системні команди, правила введення команд і даних, правила виведення результатів, правила виведення результатів у вигляді двовимірних графіків, правила відладки програм; розробити алгоритми і скласти програми вирішення завдань з варіанту завдання.
Література, що рекомендується:
-
Дьяконов В. MATLAB| 6. Спб: Пітер, 2001, 592 с.
-
Дьяконов В. і ін. MATLAB|. Аналіз, ідентифікація і моделювання систем. Спб: Пітер, 2002, 448 с.
-
Дьяконов В. і ін. MATLAB|. Обробка сигналів і зображень. Спб: Пітер, 2002, 608 с.
-
Дьяконов В. і ін. MATLAB|. Математичні пакети розширення. Спб: Пітер, 2001, 480 с.
-
Гультяєв А.. Візуальне моделювання в середовищі MATLAB| Спб: Пітер, 2000, 432 с.
Теоретична частина.
1. Робота в режимі редагування і відладки m-файлів|
Інтерфейс редактора/відладчика m-файлів| Для підготовки, редагування і відладки m-файлів| служить спеціальний багатовіконний редактор. Він виконаний як типовий додаток Windows|. Редактор можна викликати командою edit| з командного рядка або командою New| > M-file| з меню File|. Після цього у вікні редактора можна створювати свій файл, користуватися засобами його відладки і запуску. Перед запуском файлу його необхідно записати на диск, використовуючи команду Filе| > Save| as| в меню редактора.
Мал. 2.1. Редактор/відладчик файлів при записі файлу на диск
Підготовлений текст файлу треба записати на диск. Для цього використовується команда Save| As|, вікно якої видно на малюнку 9 усередині вікна системи редактора/ відладчика. Після запису файлу на диск можна відмітити, що команда Run| в меню Tools| (Інструменти) редактора стає активною (до запису файлу на диск вона пасивна) і дозволяє провести запуск файлу.
На перший погляд може здатися, що редактор/відладчик — просто зайва ланка в ланцюжку «користувач — MATLAB|». І справді, текст файлу можна було б ввести у вікно системи і отримати той же результат. Проте на ділі редактор/відладчик виконує важливу роль. Він дозволяє створити m-файл| (програму) без того численного «лушпиння», яке супроводжує роботу в командному режимі. Далі ми переконаємося, що текст такого файлу піддається ретельній синтаксичній перевірці, в ході якої виявляються і відсіваються багато помилок користувача. Таким чином, редактор забезпечує синтаксичний контроль файлу.
2. Файли сценарії і файли-функції
Є два типи m-файлів|: файли-сценарії і файли-функції. Важливо, що в процесі свого створення вони проходять синтаксичний контроль за допомогою вбудованого в систему MATLAB| редактора/відладчика m-файлів|.
Файл-сценарій, що іменується також Script-файлом|, є просто записом серії команд без вхідних і вихідних параметрів.
Властивості файлів-сценаріїв:
-
вони не мають вхідних і вихідних аргументів;
-
працюють з даними з робочої області;
-
в процесі виконання не компілюються;
-
є зафіксованою у вигляді файлу послідовністю операцій, повністю аналогічною тій, що використовується в сесії.
Для запуску файлу-сценарію з командного рядка MATLAB| досить вказати його ім'я в цьому рядку.
Файл-функція відрізняється від файлу-сценарію перш за все тим, що створена ним функція має вхідні параметри, список яких указується в круглих дужках. Використовувані у файлі-функції змінні є локальними змінними, зміна значень яких в тілі функції жодним чином не впливає на значення, які ті ж самі змінні можуть мати за межами функції.
Завдання до роботи
Завдання 1.
-
Ввести текст у вигляді коментаря, як заголовок програми.
-
Ввести початкові дані.
-
Задати зміну аргументу.
-
Обчислити значення функцій 1 і 2 для аргументу в заданому інтервалі.
-
Вивести графіки функцій одночасно на одному графіку в декартових координатах. Для різних графіків використовувати різний тип ліній.
Завдання 2 .
-
Пункти 1...4 завдань 1.
-
Вивести графіки функцій в двох підвікнах на одному графіку. Графіки в стовпчиковому форматі.
Варіанти завдань
|
№ |
Функція 1 |
Функція 2 |
а |
b |
h |
|
1 |
у = sin|(x) |
z=| exp|(x+3|) /5000 - 1 |
-2 π |
2 π |
π /20 |
|
2 |
у = cos|(x) |
z = 0.00025e3-x - 0.6 |
-2 π |
2 π |
π /20 |
|
3 |
у = |tg(x)| + 0.1 |
z = (1+x|)6 |
-2 π |
2 π |
π /20 |
|
4 |
у = (x2-1|)/15 |
z = 1+sin|(x) |
-2 π |
2 π |
π /20 |
|
5 |
у = (x3-2|)/15 |
z = 5cos|(x) |
-2 π |
2 π |
π /20 |
|
6 |
у = x2| - 10 |
z = 0.025exp(-1.2x) |
-5 |
5 |
1 |
|
7 |
у = 3sin|(x) |
z=0.015x3 |
-5 |
5 |
1 |
|
8 |
у = 4sin|(x) |
z = 0.05x2 |
1 |
10 |
1 |
|
9 |
у = 6sin|(x) |
z = 0.01x3 |
-10 |
10 |
1 |
|
10 |
у = 2+cos|(x) |
z = - 0.05(x2| + 10cos|(x)) |
-8 |
8 |
1 |
|
11 |
у = sin2|(x/3) |
z = 0.01(x2| - 40sin|(x)) |
-8 |
8 |
1 |
|
12 |
у = cos3|(x) |
z = sin|(x)+ sin|(2x|) |
- π |
π |
π /8 |
|
13 |
у = 0.5x + cos2|(x) |
z = sin2|(x)+ cos|(x) |
- π |
π |
π /8 |
|
14 |
у = sin|(x)+ cos2|(2x|) |
z = x(0.5 + x) exp|(0.1x) |
- π |
π |
π /8 |
|
15 |
у = |sin(x)|exp(x/2) |
z = 5x| - x4+sin(x) |
0 |
5 |
0.5 |
Методичні вказівки
Текстові пояснення в програму вводяться, як коментар. Він починається з символу %, який розташовується в першій позиції рядка. Коментар - це текст! У нього не треба включати символи операцій.
Для формування XY| графіка необхідно:
-
Задати аргумент у форматі x=<поч|. значення>:<крок>:<кінц. значення>.
-
Обчислити функцію, наприклад, y=f|(x).
-
Вивести графік процедурою plot|(x,y,s|). Процедура малює графік прямими лініями між обчисленими точками. Тут s - строкова константа, задаюча параметри лінії, її можна пропускати. Визначені наступні значення s:
|
Колір лінії |
Тип точки |
Тип лінії |
|||
|
у |
жовтий |
. |
точка |
- |
суцільна |
|
m |
фіолетовий |
о |
кружок |
: |
подвійний пунктир |
|
c |
блакитний |
x |
Хрест |
-. |
штрих пунктир |
|
r |
червоний |
+ |
плюс |
-- |
штрих |
|
g |
зелений |
* |
зірочка |
|
|
|
b |
синій |
s |
квадрат |
|
|
|
w |
білий |
d |
ромб |
|
|
|
k |
чорний |
v |
трикутник вгору |
|
|
|
|
|
< |
трикутник вліво |
|
|
|
|
|
> |
трикутник управо |
|
|
|
|
|
p |
п'ятикутник |
|
|
|
|
|
h |
шестикутник |
|
|
-
Якщо на одному графіку потрібно відобразити декілька функцій, наприклад, y1=f|(x) і y2=f|(x)., то вони спочатку обчислюються, а потім виводяться процедурою plot|(x,y1,'s1',x,y2,'s2|...), в якій як параметри для кожної функції слідують групи <аргумент, функція, рядок типу лінії>.
-
Для створення в графічному вікні декількох підвікон для виведення графіків використовується процедура subplot|(m,n,p|), де m - число підвікон у вікні по горизонталі, n - по вертикалі, p - номер використовуваного підвікна (нумерація з 1).
-
Для формування графіка в стовпчиковій формі потрібно використовувати процедуру bar|(x,y|). При виведенні такого графіка в підвікно рядок програми має вид subplot|(m,n,p|), bar|(x,y|).
Приклад виконання
Завдання
Функція 1 у = 2sin|(x)
Функція 2 z = 0.02x3
Початкове значення аргументу а = -2
Кінцеве значення аргументу b = 2
Крок зміни аргументу h = /20
Завдання 1
% Завдання 1
% Діапазон і крок
a=-2*pi|;
b=2*pi|;
h=pi/20;
% Завдання аргументу
X=a:h:b|;
%Розрахунок функцій
Y=2*sin|(X);
Z=0.02*X.^3;
% Виведення графіків з однаковим типом лінії у вікно 1
figure|(1);
plot|(X,Y,X,Z|);
% Включимо координатну сітку
grid| on|
% Виведення графіків з різними типами лінії у вікно 2
figure|(2);
plot|(X,Y,'-',X,Z,|':');
% Включимо координатну сітку
grid| on|
Завдання 2
% Завдання 2
% Діапазон і крок
a=-2*pi|;
b=2*pi|;
h=pi/20;
% Завдання аргументу
X=a:h:b|;
%Розрахунок функцій
Y=2*sin|(X);
Z=0.02*X.^3;
% Виведення графіка 1 у вигляді стовпчиків в підвікно 1
subplot|(2,1,1),bar|(X,Y|);
% Виведення графіка 2 у вигляді стовпчиків в підвікно 2
subplot|(2,1,2),bar|(X,Z|);
%Включимо координатну сітку
grid| on
