พื้นฐาน Matlab: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

คำแนะนำนี้จะครอบคลุมฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดของ MATLAB คุณจะได้เรียนรู้วิธีทำให้ MATLAB เรียกใช้ฟังก์ชันแบบกำหนดระยะเวลาภายในและพล็อต ตลอดจนวิธีดึงฟังก์ชันธาตุแบบเดียวกันจากไฟล์ excel แทนและลงจุด ฟังก์ชันเหล่านี้เป็นฟังก์ชันพื้นฐานบางส่วนและใช้กันอย่างแพร่หลายใน MATLAB คำแนะนำนี้เหมาะสำหรับผู้ที่ไม่เคยใช้ MATLAB มาก่อนและเพียงแค่ต้องทำงานง่ายๆด้วย โค้ดที่ไฮไลต์ในแต่ละภาพจะรวมอยู่ในความคิดเห็นเพื่อให้คุณสามารถคัดลอกและวางโค้ดได้ อย่าลังเลที่จะใช้รหัสนี้และแก้ไขให้เหมาะสมกับแอปพลิเคชันของคุณ

ขั้นตอนที่ 1: เริ่มต้น Matlab

ขั้นตอนแรกคือการทำให้ MATLAB เริ่มทำงานเพื่อให้เราสามารถเริ่มทำงานกับมันได้ เมื่อคุณเริ่ม MATLAB ครั้งแรก ควรมีลักษณะเหมือนภาพหน้าจอด้านล่าง ขั้นตอนแรกคือการกำหนดไดเร็กทอรีสำหรับ MATLAB ให้ทำงาน นี่คือที่ที่โปรแกรมจะดึงไฟล์ทั้งหมดและเป็นที่ที่คุณควรบันทึกงาน matlab ทั้งหมดของคุณ ฉันแนะนำให้สร้างโฟลเดอร์ใหม่ที่ไหนสักแห่งที่คุณจะจำมันได้ และตั้งชื่อมันสิ่งที่คุณจะจำได้ เมื่อคุณสร้างโฟลเดอร์ใหม่แล้ว ให้คลิกที่ "…" ที่ด้านบนขวาของหน้าจอตามที่ไฮไลต์ไว้ในภาพที่สอง นี้จะปรากฏขึ้นกล่องเรียกดูตามที่เห็นในภาพที่สาม ค้นหาโฟลเดอร์ใหม่ที่คุณสร้างขึ้นบนคอมพิวเตอร์ของคุณและเลือก สำหรับตัวอย่างนี้ ไฟล์นี้มีชื่อว่า "370" และอยู่บนเดสก์ท็อป

ขั้นตอนที่ 2: การสร้าง M-File

ตอนนี้สิ่งที่เราต้องทำคือสร้างไฟล์ M ใหม่ ไฟล์ M ทำงานเหมือนกับการพิมพ์โค้ดลงใน matlab โดยตรง แต่คุณสามารถบันทึกและแก้ไขโค้ด และเรียกใช้ซ้ำได้ เมื่อป้อนโค้ดลงใน MATLAB โดยตรง คุณต้องพิมพ์โค้ดแต่ละบรรทัดแยกกัน ในไฟล์ M คุณเขียนโค้ดทั้งหมดแล้วเรียกใช้พร้อมกัน หากต้องการเปิดไฟล์ M ใหม่ ให้คลิกที่ไฟล์ วางเคอร์เซอร์ของคุณบน "ใหม่" จากนั้นคลิกที่ "ไฟล์ว่าง M" ดังแสดงในภาพแรก สิ่งที่เปิดขึ้นควรมีลักษณะเหมือนภาพที่สอง เนื่องจากโค้ดนี้สามารถเรียกใช้ซ้ำได้ จึงเป็นความคิดที่ดีที่จะปิดทุกอย่างและล้างตัวแปรทั้งหมดก่อนที่จะรันในแต่ละครั้ง ทำได้โดยใช้รหัสสองบรรทัด:ปิดทั้งหมดล้างทั้งหมดดังที่เห็นในภาพที่สาม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างถูกล้างและปิด

ขั้นตอนที่ 3: การสร้างเวกเตอร์เวลา

สิ่งแรกที่เราจะทำคือสร้างกราฟของฟังก์ชันใน matlab ขั้นตอนแรกคือการสร้างตัวแปรอิสระ ในกรณีนี้เราจะเรียกมันว่า "t" สำหรับเวลา วิธีที่เราจะใช้ในการสร้างตัวแปรนี้คือการสร้างเวกเตอร์ เวกเตอร์นั้นเป็นชุดของตัวเลข ตัวอย่างเช่น 1, 2, 3, 4 จะเป็นเวกเตอร์สั้น รหัสในการสร้างเวกเตอร์นี้คือ:t=0.1:0.01:10;ตัวเลขแรก 0.1 หมายถึงจุดเริ่มต้น ตัวเลขที่สอง 0.01 หมายถึงขนาดขั้นตอน ตัวเลขที่สาม 10 หมายถึงจุดสิ้นสุด เวกเตอร์นี้จึงสอดคล้องกับ 0.1, 0.11, 0.12 … ไปจนถึง 10 หากต้องการดูว่าการสร้างเวกเตอร์ทำงานได้หรือไม่ ให้คลิกปุ่มวิ่งสีเขียวที่ไฮไลต์ในรูปภาพที่สอง นี้รันโปรแกรม หากต้องการดูเวกเตอร์ของเรา ให้ไปที่หน้าต่าง MATLAB หลัก คลิกเดสก์ท็อป จากนั้นวางเมาส์เหนือเค้าโครงเดสก์ท็อป จากนั้นคลิกค่าเริ่มต้นตามที่แสดงไว้ในรูปภาพที่สาม ตอนนี้หน้าจอของคุณควรมีลักษณะเหมือนภาพที่สี่ ทางด้านขวาคุณจะเห็นตัวแปรที่สร้างขึ้นใหม่ของเรา t ดับเบิลคลิกที่มันและชอบในรูปที่ห้าคุณจะเห็นชุดของตัวเลขที่สร้างขึ้น

ขั้นตอนที่ 4: การเรียกใช้และสร้างกราฟของฟังก์ชัน

ตอนนี้เราจะสร้างกราฟฟังก์ชันที่สร้างขึ้นใน MATLAB ขั้นตอนแรกคือการสร้างฟังก์ชัน ง่ายพอๆ กับการเขียนฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่ต้องการ ตัวอย่างแสดงในภาพแรก รหัสที่ใช้สำหรับฟังก์ชันนี้คือ:y=sin(t)+4*cos(5.*t).^2;คาบก่อนการคูณในโคไซน์ และก่อนกำลังสองของโคไซน์ บอก MATLAB ให้ทำหน้าที่เหล่านั้น เกี่ยวกับค่าของเวกเตอร์เวลาเท่านั้น อย่าถือว่าเวกเตอร์เวลาเป็นเมทริกซ์และพยายามใช้ฟังก์ชันเมทริกซ์กับมัน ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างตัวเลขเอง ทำได้โดยใช้รหัสที่แสดงในรูปที่สอง ลำดับของตัวแปรในคำสั่ง plot มีความสำคัญมาก ดังนั้นอย่าลืมตั้งค่าโค้ดของคุณเหมือนกับที่ตั้งค่าไว้ด้านล่าง.figureh=axes('fontsize', 14);plot(t, y, 'linewidth, 2) xlabel('Time (s)')ylabel('Y Value')Title('Y Value vs Time')grid onสุดท้าย เพียงคลิกลูกศรวิ่งสีเขียวอีกครั้งและตัวเลขควรปรากฏขึ้นเหมือนในภาพที่สาม

ขั้นตอนที่ 5: การดึงข้อมูลจาก Excel

ตอนนี้เราจะสร้างกราฟเหมือนเดิม แต่ด้วยการนำเข้าข้อมูลฟังก์ชันจากสเปรดชีต excel ภาพแรกเป็นภาพหน้าจอของสเปรดชีต excel ที่จะใช้ เป็นจุดข้อมูลเดียวกันกับที่สร้างใน matlab ในขั้นตอนก่อนหน้า ซึ่งสร้างใน excel ในการเริ่มต้น เราสามารถลบโค้ดที่สร้างเวกเตอร์เวลาและโค้ดสำหรับฟังก์ชันของเราออกจากขั้นตอนก่อนหน้าได้ ตอนนี้รหัสของคุณควรมีลักษณะเหมือนภาพที่สอง ใส่รหัสตามที่แสดงในกรอบสีแดงด้านบนของภาพที่สาม นี่คือรหัสสำหรับอ่านไฟล์ excel "A" หมายถึงเมทริกซ์ที่จะรวมตัวเลขทั้งหมดในสเปรดชีต และ "B" รวมข้อความทั้งหมดจากสเปรดชีต ตัวแปร t และ y ถูกดึงออกจากคอลัมน์ที่หนึ่งและที่สองตามที่แสดงในโค้ด[A, B]=xlsread('excelexample.xlsx');t=A(:, 1);y=A(:, 2);รหัสรูปสามารถแก้ไขได้ตามที่แสดงในกล่องสีแดงด้านล่างของภาพที่สาม สิ่งนี้จะดึงชื่อแผนภูมิและป้ายกำกับแกนจากสเปรดชีตและวางไว้บน graph.xlabel(B(2))ylabel(B(3))Title(B(1)) สิ่งสุดท้ายที่ต้องทำคือเรียกใช้โปรแกรม อีกครั้งและคุณจะเห็นตัวเลขเดียวกันปรากฏขึ้นดังที่เห็นในภาพสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 6: การสร้าง Specgram

ในขั้นตอนนี้ เราจะใช้ matlab เพื่อสร้าง specgram โดยการอ่านไฟล์เสียง wav สเปกแกรมบางครั้งเรียกว่า "กราฟ 2.5D " เนื่องจากใช้กราฟสองมิติ โดยมีการเพิ่มสีเพื่อแสดงแอมพลิจูด สีให้รายละเอียดมากกว่ากราฟ 2D ธรรมดา แต่ไม่ใช่รายละเอียดของกราฟ 3 มิติ ดังนั้นคำว่า "2.5D" ฟังก์ชัน specgram ของ matlab จะนำชุดของจุดข้อมูลจากไฟล์ wav และทำการแปลงฟูริเยร์บน ชี้เพื่อกำหนดความถี่ที่มีอยู่ในสัญญาณ สำหรับคำแนะนำนี้ ไม่สำคัญที่จะรู้ว่าการแปลงฟูริเยร์ทำงานอย่างไร แค่รู้ว่าสเปกแกรมจะพล็อตความถี่ที่มีอยู่และความแรงของความถี่เหล่านั้นเมื่อเทียบกับเวลา ฟังก์ชันพล็อตเวลาบนแกน X และความถี่บนแกน Y ความแรงของแต่ละความถี่จะแสดงเป็นสี ในกรณีนี้ ไฟล์ wav เป็นการบันทึกเสียงของชิ้นส่วนโลหะที่ถูกกระแทก จากนั้นการสั่นสะเทือนของโลหะจะถูกบันทึกเป็นเสียง เมื่อใช้ specgram เราสามารถกำหนดความถี่เรโซแนนซ์ของโลหะได้อย่างง่ายดาย เพราะนั่นจะเป็นความถี่ที่คงอยู่นานที่สุดตามกาลเวลา ในการดำเนินการนี้ ให้ MATLAB อ่านไฟล์ wav ก่อนโดยใช้โค้ดต่อไปนี้:[x, fs]=wavread('flex4.wav');ในกรณีนี้ flex4.wav เป็นชื่อของไฟล์ wav ของเรา ตัวแปร x คือจุดข้อมูลในไฟล์ และ fs หมายถึงความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง เพื่อดำเนินการ specgram เพียงพิมพ์โค้ดต่อไปนี้:specgram[x(:.1), 256, fs];256 จะสอดคล้องกับความถี่ที่ FFT ดำเนินการเมื่อวิเคราะห์ข้อมูล Matlab กำลังตัดไฟล์เสียงเป็นชิ้น ๆ และใช้ FFT ในแต่ละอัน 256 บอกว่าแต่ละอันควรใหญ่แค่ไหน รายละเอียดของสิ่งนี้ไม่สำคัญ และ 256 เป็นค่าที่ปลอดภัยสำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ ตอนนี้ถ้าคุณรันโค้ด คุณจะเห็นตัวเลขปรากฏขึ้นดังที่เห็นในภาพที่สอง จากนี้ จะเห็นได้ง่ายว่าความถี่เรโซแนนซ์สอดคล้องกับยอดสีแดงที่มุมล่างขวามือของภาพ นี่คือจุดสูงสุดที่คงอยู่นานที่สุดเมื่อเทียบกับเวลา