matlab入門：簡単な紹介

MATLAB（Matrix Laboratory）は、MathWorksによって開発されたプログラミングプラットフォームであり、独自のMATLABプログラミング言語を使用しています。MATLABプログラミング言語は、マトリックス操作、関数とデータのプロット、アルゴリズムの実装、ユーザーインターフェイスの作成、およびC、C ++、C#、Java、Fortran、その他の言語で記述されたプログラムとのインターフェイスを可能にするマトリックスベースの言語です。 Python。組み込みシステムからAIまで、主にデータの分析、アルゴリズムの開発、モデルやアプリケーションの作成など、幅広いアプリケーションドメインで使用されています。

MATLABメインウィンドウ

MATLABソフトウェアを起動すると、MATLABデスクトップに、MATLABに関連するツール、変数、およびアプリケーションが含まれているように見えます。デスクトップはどういうわけか下の画像のようになります。必要に応じて、ツールやドキュメントの配置をカスタマイズすることもできます。画面に表示される3つの主要な部分は、コマンドウィンドウ、ワークスペース、および履歴です。

MATLABのデスクトップツール

MATLABのデスクトップツールは、コマンドウィンドウ、コマンド履歴、作業スペース、エディター、ヘルプ、配列エディター、および現在のディレクトリブラウザーです。ここでは、すべてのツールを1つずつ説明します。

1.コマンドウィンドウ

コマンドウィンドウは、変数の入力、関数およびMファイルスクリプトの実行に使用されます。上（↑）矢印キーは、以前に入力されたステートメントを呼び出すために使用されます。呼び出した後、その関数を編集し、Enterキーを押して実行できます。

コマンドウィンドウで実行できるいくつかの基本的な操作：

以下のための行ベクトルを作成し、「X」を任意の数の1、2、3、4、5とし、変数に割り当てます

»x = x = 1 2 3 4 5

数値6、7、8、9の列ベクトルを作成し、それを変数 'y'に割り当てるには、

»y = y = 6 7 8 9

また、行ベクトル（行列のプロパティ）を使用して列ベクトルを作成することもできます。

»y = y = 6 7 89 » y'ans = 6 7 8 9

0、1、2、3、4、5、6、7、8から行ベクトルを作成する場合は、次のように記述できます。

»a = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

2ずつインクリメントする行ベクトルを作成する場合は、次のように記述します。

»u = u = 0 2 4 6 8

そして2のデクリメントのために

»u = u = 12 10 8 6 4 2

ここで、足し算や引き算などの簡単な数学演算を実行するために、任意の2つの数値12と14を取りましょう。

さらに、

»u = 12 + 14 ans = 26

減算用

»u = 12-14 ans = -2

2.コマンド履歴

コマンド履歴とは、コマンドウィンドウの履歴を意味します。

これは、コマンドウィンドウに入力した1つまたは複数の関数が[コマンド履歴]ウィンドウにも表示されることを意味します。以前に入力した関数または行を選択して実行することもできます。また、選択したステートメントのMファイルを作成することもできます。M-Fileは、MATLABコードを含むテキストファイルに他なりません。

3.ワークスペース

MATLABワークスペースは、数学演算の実行、保存されたMファイルの実行、および保存されたワークスペースのロード中に作成された変数のセットで構成されます。ワークスペースから変数を削除するために、上の任意の特定の変数をクリック選択し、[編集]を、その後DELETE。MATLABを終了すると、ワークスペースが自動的にクリアされます。後のMATLABセッションのためにそれを保存するために、をクリックしてワークスペースアクションアイコンその後、SAVE、これはの拡張子を持つ、MAT-ファイルにワークスペースを保存します「.MAT」。次のセッションでそれを読み込むため、あなたはをクリックして、そのファイルをインポートする必要がありFILEその後、データのインポート。

4.エディターウィンドウ

エディタは、Mファイルの作成とデバッグ用に特別に設計されたワードプロセッサです。Mファイルは、実行する1つ以上のコマンドで構成されます。Mファイルを保存した後、コマンド履歴にファイル名を入力して直接呼び出すこともできます。

5.ヘルプ

ヘルプブラウザを開くには、MATLABデスクトップツールの[ヘルプ]ボタンをクリックするか、ヘルプブラウザの代わりにコマンドウィンドウに移動してヘルプブラウザと入力します。情報の検索、インデックス作成、検索、およびデモには、ヘルプブラウザを使用してください。ドキュメントを読みながら、任意のページをブックマークしたり、ページを印刷したり、ページ内の任意の用語を検索したり、選択内容をコピーまたは評価したりできます。

6.アレイエディタ

ワークスペースブラウザで変数をダブルクリックして、配列エディタに表示します。配列エディターは、ワークスペース内の変数の視覚的表現を表示および編集するために使用されます。

7.現在のディレクトリブラウザ

MATLABファイル操作では、検索パスと現在のディレクトリを参照ポイントとして使用します。MATLABファイルを参照する簡単な方法は、Current DirectoryBrowserを使用することです。MファイルまたはMATLABファイルの検索、表示、編集には、Current DirectoryBrowserを使用できます。

ここで、3つ以上のファイルを保存すると、1つはグラフのプロット用で、もう1つはMATLABファイルでの行列操作用であるため、コマンドウィンドウを使用してこれらの保存済みファイルにアクセスできます。

MATLABの変数

MATLABでは、いかなる種類の宣言や次元ステートメントも必要ありません。MATLABで新しい変数名を作成すると、変数が自動的に作成され、適切な量のストレージが提供され、ワークスペースに保存されます。同じ名前の変数がすでに存在する場合、MATLABはその内容を変更し、必要に応じて新しいストレージを割り当てます。変数名は文字で構成され、その後に文字、数字、またはアンダースコアが続きます。また、MATLABは大文字と小文字を区別し、小文字と大文字を区別します。

例えば：

»x = 0 x = 0 »y = 1 y = 1

このような単純な変数を使用してベクトルを作成することもできます

»x = x = 0 1 2 3 4 5 6

Mファイル

Mファイルは、ユーザーが作成したMATLABコードを含むテキストファイルです。Mファイルを作成するには、MATLABEDITORまたは別のテキストエディターを使用できます。Mファイルは拡張子「.m」で保存されます。例えば：

»a =

ファイルを test.m という名前で保存すると、コマンドウィンドウのステートメントtestがファイルを読み取り、変数Aを作成します。この変数には、行列またはそのMファイルに保存されているデータが含まれます。

グラフプロット

MATLABには、入力データのタイプに応じて、ベクトルと行列をグラフの形式で表示する機能があります。

例：「x」と「y」の間にグラフをプロットします。

'x'の範囲を0（ゼロ）からπ（pi）とし、 'y'を範囲0からπ（pi）の 'x'の正弦関数とします。

»x = 0：pi / 5：pi; »y = sin（x）;

以下のコマンドは、xとyの間のグラフをプロットするために使用されます

»plot（x、y）;

x軸とy軸のラベル付け用

»xlabel（ '範囲y'）; »ylabel（ 'sin of x'）;

そして、グラフのタイトルは次のように与えられます

»title（ 'sin（x）のプロット'）;

結果

曲線のプロットの別の例

単純なy = x直線をプロットするために、2つの変数をx、yとします。

»x = 0：2：20; »y = x; »plot（x、y）; »xlabel（ 'X'）; »ylabel（ 'Y'）; »title（ 'y = x直線のプロット'）;

結果

また、任意の三角関数、代数関数のグラフ、および行列操作のグラフをプロットすることもできます。

MATLABの条件ステートメント

マイクロコントローラーのプログラミング中にさまざまなソフトウェアで条件ステートメントを使用するように、MATLABプログラミングでも使用できます。MATLABで使用されるいくつかの条件ステートメントは次のとおりです。

for ループ
while ループ
if ステートメント
ステートメントを続ける
break ステートメント
switch ステートメント

場合

論理式を評価し、条件が真の場合にのみステートメントのグループを実行する場合は、「if」ステートメントが使用されます。'elseif'および'else'は、ステートメントの代替グループの実行に使用されます。

» ifa > b fprintf（ 'より大きい）; elseif a == b fprintf（ '等しい'）; elseif a <b fprintf（ 'less'）; それ以外の場合 fprintf（ 'エラー'）; 終わり

スイッチ

switchステートメントでは、ステートメントのグループは変数または式の値に基づいて実行されます。

例：

»x = input（ '番号を入力してください：'）; スイッチx ケース 1disp（ '数値は負です'）ケース2 disp（ 'ゼロ'）ケース3 disp （'数値は正です'）それ以外の場合disp（ 'その他の値'）終了

ブレーク

Breakステートメントは、whileループからの終了またはforループの早期終了に使用されます。ネストされたループでのみ最も内側のループから抜けますが。

例：

»x = 2; while（x <12） fprintf（ 'xの値：％d \ n'、x）; x = x + 1; if（ 'x> 7'） break; エンドエンド

コードの実行後、結果は次のようになります。

xの値：2 xの値：3 xの値：4 xの値：5 xの値：6 xの値：7

継続する

このステートメントはループ内で使用されます。プログラムの現在の反復の本体内でステートメントの実行をスキップすることにより、コントロールは次の反復のループの開始にジャンプします。

例：

»x = 2; while（x <12）if x == 7 x = x + 1; 継続する; end fprintf（ 'xの値：％d \ n'、x）; x = x + 1; 終わり

したがって、結果は次のようになります。

xの値：2 xの値：3 xの値：4 xの値：5 xの値：6 xの値：8 xの値：9 xの値：10 xの値：11

にとって

FORループは、固定番号のステートメントのグループを繰り返します。時の。FORループの構文は次のとおりです。-

にとって ………………。終わり

例：

» forx = disp（x）end 2 1 3 4 5

一方

指定された条件が真の場合、 while ループはステートメントを繰り返し実行します

whileループの構文は次のとおりです。-

一方終わり

例：

»x = 2; while（x <18）fprintf（ 'xの値：％d \ n'、x）; x = x + 1; 終わり

コードが実行されたときのこのループの結果

xの値：2 xの値：3 xの値：4 xの値：5 xの値：6 xの値：7 xの値：8 xの値：9 xの値：10 xの値：11 xの値：12 xの値：13 xの値：14 xの値：15 xの値：16 xの値：17

これはMATLABの紹介に過ぎず、非常に広大で複雑なアプリケーションがあります。初心者は、以下の基本的なプロジェクトでMATLABを開始できます。

ArduinoとMATLABのインターフェース-LEDの点滅
ArduinoとMATLABを使用したGUIベースのホームオートメーションシステム
MATLABを使用したサーボモーター制御