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Introdução ao Curso de MATLAB
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Introdução ao Curso de MATLAB
Objetivos:
-Apresentar o MATLAB como ferramenta
computacional.
-Relacionar suas funções com aplicações
na engenharia.
Curso:
-16 aulas com duração de 2 horas.
-2 Provas e 75% de Presença
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Introdução ao Curso de MATLAB
Bibliografia:
- MATLAB 6.5-Fundamentos de
Programação. Élia Yathie Matsmoto.
- MATLAB 6 – Curso Completo – Duane
Hanselman, Bruce Littlefield.
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Introdução ao Curso de MATLAB
Ementa: -Aula 1- Introdução ao Curso de MATLAB.
-Aula 2- Vetores, Operações e Funções de Manipulação.
-Aula 3- Estruturas Multidimensionais e Estruturas
Celulares.
-Aula 4- Álgebra Matricial e Sistemas Lineares.
-Aula 5- Gráficos Bidimensionais e Figuras Múltiplas.
-Aula 6- Gráficos Tridimensionais.
-Aula 7- Polinômios.
- Primeira Prova
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Introdução ao Curso de MATLAB
-Aula 8- Operadores Lógicos.
-Aula 9- Espaço de Trabalho de Funções e Arquivos M de
funções.
-Aula 10- Desempenho de arquivos, importação e
exportação de dados.
-Aula 11- Strings de Caracteres.
-Aula 12- Matemática Simbólica.
-Aula 13- Integração e Diferenciação, EDOs.
-Aula 14- Exercícios.
- Segunda Prova
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Introdução ao Curso de MATLAB
MATLAB - MATLAB (MATrix LABoratory – Laboratório de Matrizes)
- Programa inicialmente desenvolvido para trabalhar com matrizes mas que se tornou essencial para trabalhos científicos e de engenharia.
- Possui muitas funções e otimizações que facilitam seu uso.
Desvantagem:
- Licença Cara.
- Maior tempo de compilação que outras linguagens.
- Alternativa: Scilab (124 MB).
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-Command Window:
-Área na qual as instruções são digitadas e exibidos os
resultados.
-O sinal de prompt ‘>>’ indica estado de espera de
entrada de dados.
-As teclas ↑(seta para cima)↓(seta para baixo) repetem
os comandos digitados anteriormente.
-Os textos na janela de comando são exibidos em cores
diferente conforme suas classes sintáticas.
Introdução ao Curso de MATLAB
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Introdução ao Curso de MATLAB
Workspace: - Área na qual são exibidas as variáveis definidas na área
de trabalho do MATLAB.
- Esta janela possui quatro colunas que exibem,
respectivamente, o nome, as dimensões, o número de
bytes e a classe de cada variável.
Command History:
- Área na qual ficam armazenadas todas as
instruções executadas do MATLAB.
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Introdução ao Curso de MATLAB
Definições do MATLAB:
- Sinal ‘-’ para indicar número negativo;
- ‘.’ para indicar casa decimal;
- ‘e’para indicar notação científica;
- ‘i’ e ‘j’ para notação de números complexos;
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Digitar help ou help seguido de um nome de função na Janela de Comandos:
- MATLAB exibirá uma lista de possíveis tópicos de ajuda na Janela de Comandos.
- Se for especificada uma função após o comando, será mostrada uma ajuda direcionada àquela função especificada.
- Digitar lookfor na Janela de Comandos. - Já o comando lookfor pesquisa informação resumida e
rápida para cada função que tenha a palavra digitada pelo usuário.
- Assim, o comando lookfor é muito útil quando não se tem certeza do nome correto da função.
- Pode demorar um pouco
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Constantes Predefinidas:
Constante Valor
pi 3.1415926..
i ou j Raiz imaginária (-√1)
eps Precisão numérica relativa
realmin Menor número real
realmax Maior numero real
Inf Infinito. Exemplo: (1/0)
NaN Not a number. Exxemplo (0/0)
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Conceitos Básicos: - Variáveis: - Deve ser alfanumérico começado com letra. Exemplo:
>>x1=-5.4
x1 =
-5.4000
>>area= 1.23e4
area=
12300
Observação: O MATLAB utiliza apenas os primeiros 31 caracteres para diferenciar nomes de variáveis. É case-sensitive(diferencia letras maiusculas de minusculas).Não se deve por ponto final no nome da variável.
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Vetores e Matrizes.
-Para definição de vetores ou matrizes, os valores devem ser definidos
entre’[ ]’, os valores de coluna são delimitados por ‘ ’ ou ‘,’ e linhas
são delimitados por ‘;’:
Exemplo:
>>vetor1=[1 2 3]
vetor1=
1 2 3
>>matriz1=[1 2 3;4 5 6] matriz1=
1 2 3
4 5 6
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Para consulta das variáveis utiliza-se os comandos:
- who: Lista o nome das variáveis no Workspace.
- whos: Lista o nome e o tipo das variáveis no Workspace ou da variável fornecida.
- clear: Elimina as variáveis listadas do Workspace ou elimina todas as variáveis. Ao se eliminar uma variável ela deixa de aparecer quando se digita o comando who ou o comando whos.
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Para operações entre escalares utiliza-se:
Operador Forma no MATLAB
Soma A+B
Subtração A-B
Multiplicação A*B
Divisão A/B (A*B-¹) ou A\B (A-¹*B)
Potenciação A^B
Raiz Quadrada (sqrt) sqrt(A)
Prioridade entre as operações Operação
1° Parenteses
2° Exponenciação
3° Multiplicação ou Divisão
4° Adição e Subtração
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Execução de Funções:
Sintaxe Básica:
[saida1,..., saidaN]= Função (entrada1,..., entradaN).
Exemplo: Função Trigonométrica
x= 0.5; % repare que o uso do ‘;’ inibe a exibição do resultado na tela
>>sin(x) % Em radianos
ans=
0.4794
>>cos(x)
ans=
0.8776
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Funções Matemáticas:
>> sqrt(x)
ans=
0.7071
>> exp(x)
ans=
1.6487
Observação: Você pode utilizar o comando help para listar as classes de funções disponíveis no MATLAB.
A instrução help elfun listas as funções elementares do MATLAB.
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Principais Funções Matemáticas
exp Exponencial;
abs Valor absoluto;
log Logaritmo natural (Neperiano);
log10 Logaritmo base 10;
sqrt Raiz quadrada;
sin Seno;
asin Arco seno;
cos Coseno;
acos Arco coseno;
tan Tangente;
atan Arco tangente;
Round Arredondamento ao inteiro mais próximo;
floor Arredondamento ao inteiro mais próximo na direção de menos infinito (- ∞);
ceil Arredondamento ao inteiro mais próximo na direção de mais infinito (+ ∞);
rem Resto da divisão;
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Ferramentas Gráficas Crie um domínio para o seu gráfico (Eixo das abscissas) x=-pi:0.1:pi; % a variável x receberá o vetor de -1 até 1 espaçados de 0.1 Crie uma variável que receberá os valores da sua função (Eixo das ordenadas) y=sin(x); % a variável y receberá os valores calculados para essa expressão em cada ponto de x Para criar o gráfico basta plotar utilizando a função plot plot(x,y) % ou plot(x, sin(x), ‘r+’) % gera o gráfico com marcador + de cor vermelha
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Criando títulos, legendas e eixos:
title(‘Gráfico de seno’); legend(‘seno de x’); xlabel(‘valores de x’); ylabel(‘valores de seno de x’); grid on % ativa a grade Digite help plot
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Como criar um arquivo M-file
-Utilizado para a programação em linhas
-O usuário constrói o programa no editor, grava em um diretório e depois
aponta esse diretório para o MATLAB
-Para executar o programa basta escrever seu nome no Command Window.
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Programas e Expressões:
Comandos Básicos:
- Comentário: Muito útil para deixar o programa mais claro, o
comentário é iniciado pelo símbolo %. Exemplo:
>>x=3; % variável x recebe 3
- clc : Limpa os comandos da tela, sem apagar a memória.
- clf : Limpa a Janela de Figuras.
- y=input(‘Entre com o valor de y’) - Armazena na variável y um
valor digitado pelo usuário.
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- z=z input(‘Entre com o valor de z’,’s’) – Armazena na
variável z um dado de entrada string, digitado pelo
usuário.
- sprintf (‘’) - Imprime uma frase seguida de um
determinado valor. Deve-se especificar se deseja-se
imprimir em notação de ponto fixo , “%.f”, exponencial,
“%e”, ou o que seja mais curto, “%.ng”, (n representa a
quantidade de casas que serão mostradas).
- disp(‘’) – Imprime uma frase.
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Exemplo:
Deseja-se calcular o custo médio de um conjunto de
materiais. O programa deve receber o valor e a quantidade de cada material (borracha, blocos,fitas), e calcular o custo médio.
Algoritmo:
clear all; clc; close all; clf
disp('Cálculo do custo médio:')
bloco=input('digite a quantidade de blocos \n ')
fita=input('digite a quantidade de fitas \n ')
borracha=input('digite a quantidade de borrachas \n ')
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vborracha=input('digite o valor da borracha \n ')
vbloco=input('digite o valor do bloco \n ')
vfita=input('digite o valor da fita \n ')
custo=borracha*vborracha + bloco*vbloco + fita*vfita;
custo_medio = custo/(borracha + bloco + fita);
sprintf('Custo medio = %.f',custo_medio)
sprintf('Custo medio = %.5g',custo_medio)
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FIM
PET – Engenharia Mecânica - UNIFEI