Les bases de Matlab : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Cette instructable couvrira certaines des fonctions les plus élémentaires de matlab. Vous apprendrez comment faire en sorte que matlab exécute une fonction périodique en interne et trace et comment extraire la même fonction périodique d'un fichier Excel à la place et la tracer. Ces fonctions sont parmi les plus basiques et les plus largement utilisées dans matlab. Cette instructable s'adresse à ceux d'entre vous qui n'ont jamais utilisé matlab auparavant et qui ont juste besoin d'effectuer quelques tâches simples avec. Le code mis en évidence dans chaque image est inclus en commentaire afin que vous puissiez copier et coller le code. N'hésitez pas à prendre ce code et à le modifier pour l'adapter à votre application.

Étape 1: Démarrage de Matlab

La première étape consiste à mettre en place Matlab afin que nous puissions commencer à travailler avec. Lorsque vous démarrez matlab pour la première fois, cela devrait ressembler à la capture d'écran ci-dessous. La première étape consiste à attribuer un répertoire à partir duquel matlab travaillera. C'est là que le programme extraira tous les fichiers et c'est là que vous devriez enregistrer tout votre travail matlab. Je vous recommande de créer un nouveau dossier dans un endroit où vous vous en souviendrez et de le nommer quelque chose que vous reconnaîtrez. Une fois que vous avez créé un nouveau dossier, cliquez sur le "…" situé en haut à droite de l'écran comme mis en évidence dans la deuxième image. Cela fera apparaître une boîte de navigation comme le montre la troisième image. Recherchez le nouveau dossier que vous avez créé sur votre ordinateur et sélectionnez-le. Pour cet exemple, le fichier s'appelle "370" et se trouve sur le bureau.

Étape 2: Création d'un M-File

Maintenant, ce que nous devons faire, c'est créer un nouveau fichier M. Un fichier M fonctionne exactement comme la saisie de code directement dans matlab, mais vous pouvez enregistrer et modifier le code et l'exécuter à plusieurs reprises. Lorsque vous entrez du code directement dans matlab, vous tapez chaque ligne de code individuellement. Dans un fichier M, vous écrivez tout votre code puis exécutez-le immédiatement. Pour ouvrir un nouveau fichier M, cliquez sur le fichier. Placez votre curseur sur "Nouveau" puis cliquez sur "Fichier vierge M" comme indiqué sur la première image. Ce qui s'ouvre devrait ressembler à la deuxième image. Étant donné que ce code peut être exécuté à plusieurs reprises, c'est une bonne idée de tout fermer et d'effacer toutes les variables avant de l'exécuter à chaque fois. Ceci est accompli grâce à deux lignes de code:close allclear allComme vu dans la troisième image, garantit que tout est effacé et fermé.

Étape 3: Création d'un vecteur temporel

La première chose que nous allons faire est de créer un graphique d'une fonction dans matlab. La première étape consiste à créer la variable indépendante. Dans ce cas, nous l'appellerons "t" pour le temps. La méthode que nous utiliserons pour créer cette variable consiste à créer un vecteur. Un vecteur est essentiellement une série de nombres. Par exemple, 1, 2, 3, 4 serait un vecteur court. Le code pour créer ce vecteur est: t=0.1:0.01:10;Le premier nombre, 0.1 se réfère au point de départ. Le deuxième nombre, le 0,01 fait référence à la taille du pas. Le troisième chiffre, 10, fait référence au point final. Ce vecteur correspond donc à 0,1, 0,11, 0,12 … jusqu'à 10. Pour voir si la création du vecteur a fonctionné, cliquez sur le bouton d'exécution vert mis en évidence dans la deuxième image. Cela exécute le programme. Pour voir notre vecteur, allez dans la fenêtre principale de matlab. Cliquez sur le bureau, passez la souris sur la disposition du bureau, puis cliquez sur par défaut comme indiqué dans la troisième image. Votre écran devrait maintenant ressembler à la quatrième image. Sur la droite, vous verrez notre variable nouvellement créée, t. Double-cliquez dessus et comme sur la cinquième image, vous verrez la série de nombres créée.

Étape 4: Exécuter et représenter graphiquement une fonction

Nous allons maintenant représenter graphiquement une fonction créée dans matlab. La première étape consiste à créer la fonction. C'est aussi simple que d'écrire la fonction mathématique souhaitée. Un exemple est montré dans la première image. Le code utilisé pour cette fonction est:y=sin(t)+4*cos(5.*t).^2;La période avant la multiplication dans le cosinus et avant le carré du cosinus indique à matlab d'exécuter ces fonctions simplement sur les objets de valeur du vecteur temporel, de ne pas traiter le vecteur temporel comme une matrice et d'essayer de faire des fonctions matricielles dessus. L'étape suivante consiste à créer la figure elle-même. Ceci est accompli en utilisant le code montré dans la deuxième figure. L'ordre des variables dans la commande plot est très important, alors assurez-vous de configurer votre code comme il est configuré ci-dessous.figureh=axes('fontsize', 14);plot(t, y, 'linewidth, 2) xlabel('Time (s)')ylabel('Y Value')Title('Y Value vs Time')grid onEnfin, cliquez à nouveau sur la flèche verte et la figure devrait apparaître comme dans la troisième image.

Étape 5: Extraction des données d'Excel

Nous allons maintenant créer le même graphique que précédemment, mais en important les données de la fonction à partir d'une feuille de calcul Excel. La première image est une capture d'écran de la feuille de calcul Excel qui sera utilisée. Ce sont exactement les mêmes points de données créés dans matlab dans les étapes précédentes, juste créés dans Excel. Pour commencer, nous pouvons supprimer le code créant notre vecteur temporel et le code de notre fonction des étapes précédentes. Votre code devrait maintenant ressembler à la deuxième image. Insérez le code comme indiqué dans la case rouge supérieure de la troisième image. C'est le code pour lire le fichier excel. « A » fait référence à une matrice qui comprendra tous les nombres de la feuille de calcul et « B » comprend tout le texte de la feuille de calcul. Les variables t et y sont extraites de la première et de la deuxième colonne comme indiqué dans le code.[A, B]=xlsread('excelexample.xlsx');t=A(:, 1);y=A(:, 2);Le code de la figure peut également être modifié comme indiqué dans la case rouge inférieure sur la troisième image. Cela va en fait extraire le titre du graphique et les étiquettes des axes de la feuille de calcul et les mettre sur votre graphique.xlabel(B(2))ylabel(B(3))Title(B(1))La dernière chose à faire est d'exécuter le programme à nouveau et vous verrez apparaître le même chiffre que sur la photo finale.

Étape 6: Création d'un Specgramme

Dans cette étape, nous allons utiliser matlab pour créer un specgram en lisant un fichier son wav. Un specgramme est parfois appelé « graphique 2.5D », car il utilise un graphique en deux dimensions, avec l'ajout de couleur pour montrer l'amplitude. La couleur fournit plus de détails qu'un simple graphique 2D, mais pas le détail d'un graphique 3D, d'où le terme "2.5D". points pour déterminer les fréquences présentes dans le signal. Pour cette instructable, il n'est pas important de savoir comment fonctionne une transformée de Fourier, sachez simplement que le specgram tracera quelles fréquences sont présentes et quelle est leur force par rapport au temps. La fonction trace le temps sur l'axe X et la fréquence sur l'axe Y. La force de chaque fréquence est affichée par couleur. Dans ce cas, le fichier wav est un enregistrement sonore d'un morceau de métal frappé, puis les vibrations du métal sont enregistrées sous forme de son. En utilisant le specgram, nous pouvons facilement déterminer la fréquence de résonance du morceau de métal, car ce sera la fréquence qui persistera le plus longtemps avec le temps. Pour effectuer cette tâche, faites d'abord lire le fichier wav par matlab en utilisant le code suivant:[x, fs]=wavread('flex4.wav');Dans ce cas, flex4.wav est le titre de notre fichier wav, la variable x est les points de données dans le fichier et fs fait référence à la fréquence d'échantillonnage. Pour effectuer le specgram, tapez simplement le code suivant: specgram[x(:.1), 256, fs]; Le 256 correspond à la fréquence à laquelle la FFT est effectuée lors de l'analyse des données. Matlab découpe essentiellement le fichier son en morceaux et prend une FFT sur chaque morceau. Le 256 lui indique la taille de chaque morceau. Les détails de ceci ne sont pas importants, et 256 est une valeur sûre à utiliser pour la plupart des applications. Maintenant, si vous exécutez le code, vous verrez une figure apparaître comme le montre la deuxième image. De là, il est facile de voir que la fréquence de résonance correspond au pic rouge dans le coin inférieur droit de la figure. C'est le pic qui persiste le plus longtemps par rapport au temps.