bilgiz.org

Matlab’a Giriş




Sayfa2/4
Tarih01.10.2017
Büyüklüğü271.57 Kb.

Indir 271.57 Kb.
1   2   3   4

A B S T R A C T


In this work especialy in technical areas



  • Math and computation

  • Algorithm development

  • Modeling, simulation, and prototyping

  • Data analysis, exploration, and visualization

  • Scientific and engineering graphics

  • Application development, including Graphical User Interface building

the ones who are making design and data analysis, this MATLAB has been briefly and generally explained so as to constitute a significant source.
In the five section of the thesis, the use of MATLAB, basic operations conditioned expressions, graphic and SIMULINK oprations have been explained with splendid examples. In these operations the ones who want to make use of this thesis ,the most needed basic subjects have been told in a non-boring way.

Ş E K İ L L İ S T E S İ :
Şekil1.1-Matlab Ailesi........................................................................2

Şekil1.2-Matlab Komut Penceresi........................................................5

Şekil4.1-plot fonksiyonuna bir örnek..................................................30

Şekil4.2-loglog fonksiyonuna bir örnek...............................................31

Şekil4.3-semilog7 fonksiyonuna bir örnek...........................................32

Şekil4.4-title fonksiyonuna bir örnek..................................................33

Şekil4.5-text fonksiyonuna bir örnek..................................................34

Şekil4.6-Bir matrisin çizimi...............................................................37

Şekil4.7-plot3 fonksiyonuna bir örnek................................................38

Şekil4.8-meshc fonksiyonuna bir örnek..............................................39

Şekil4.9-meshz fonksiyonuna bir örnek..............................................40

Şekil4.10-surface fonksiyonuna bir örnek...........................................41

Şekil4.11-3 boyutlu bir grafiğe bakış açısı...........................................42

Şekil4.12-3 boyutlu bir grafiğin normal görünümü...............................42

Şekil4.13-Aynı grafiğin farklı bir yönden görünümü..............................43

Şekil4.14-Aynı grafiğin farklı bir yönden görünümü.............................43

Şekil4.15-Aynı grafiğin farklı bir yönden görünümü.............................43

Şekil5.1-Simulink Blokları.................................................................44

Şekil5.2-Yeni bir simulink çalışma penceresi........................................45

Şekil5.3 Yeni bir simulink çalışma penceresinin açılması........................46

Şekil5.4-Bir eleman kümesi..............................................................46

Şekil5.5-Elemanların taşınması.........................................................47

Şekil5.6-Elemanların taşınmış hali.....................................................47

Şekil5.7-Multiplexirın ayak sayısının ayarlanması.................................47

Şekil5.8-Bağlantı yapımı..................................................................48

Şekil5.9-Bağlantıların yapılması.........................................................48

Şekil5.10-Bir modelin tamamlanmış hali.............................................48

Şekil5.11-Bir modelin scope çıkısı......................................................49



T A B L O L İ S T E S İ:
Tablo1.1..........................................................................................8

Tablo1.2..........................................................................................8

Tablo1.3.......................................................................................12

Tablo2.1.......................................................................................15

Tablo2.2.......................................................................................16

Tablo2.3.......................................................................................18

Tablo3.1.......................................................................................21

Tablo3.2.......................................................................................27

Tablo3.3.......................................................................................27

Tablo4.1.......................................................................................35

Tablo4.2.......................................................................................36

BÖLÜM 1

1. MATLAB’A GİRİŞ:
MATLAB; (MATrix LABoratory); ilk defa 1985’de C.B Moler tarafından matematik ve özellikle de matris esaslı matematik ortamında kullanılmak üzere geliştirilmiş etkileşimli bir paket programlama dilidir. İlk sürümleri FORTRAN diliyle yazılmış olmakla beraber son sürümleri (2000 yılı itibariyle 5.1 dir) C dilinde hazırlanmıştır. MATLAB mühendislik alanında; sayısal hesaplama, veri çözümleri ve grafik işlemlerinde kullanılabilecek genel amaçlı bir program olmakla beraber özel amaçlı modüler paketlere de sahiptir. Control Toolbox, Signal Toolbox gibi paket programlar (bilgisayar destekli denetim sistemi tasarımı) paketler olup bunlar denetim sistemlerinin tasarımında çok etkili araçlardır. Ayrıca WINDOWS ortamında çalışan SIMULINK, etkileşimli benzetim programlarının hazırlanması ve çalıştırılmasında büyük kolaylıklar sağlamaktadır.
Bugün (2000 yılı itibariyle) 5.2 sürümüne ulaşan MATLAB’ın değişik bilgisayar sistemlerinde çalışan çok çeşitli sürümleri vardır. En basiti Öğrenci sürümü olup bu sürüm Profesyonel MATLAB benzeri özelliklere sahiptir. Yalnız bazı sınırlamalar vardır.
1.1 MATLAB ürün ailesi

MATLAB ,

bütün mathworks ürünleri için bir alyapıdır. MATLABta , kullanımı kolay olan tek bir ortamda sayısal hesaplama , 2-d ve 3-d grafikleri ve dil yeteneklerini birleştirilmiştir. MATLAB eklentileri, MATLABta geliştirilen sistemlerin gerçekleştirmesini destekleyen seçimli araçlardırlar .



Araç kutuları,

özel sorunların çözümü için MATLABa uyarlanan MATLAB işlevlerinin bir tür kitaplıklarıdır. Araç kutuları, açık ve eklenebilir olup; kendi algoritmalarını ve ekini görebilirsiniz.



Simulink,

Blok diyagram arayüzü ile doğrusal olmayan simulasyonu ve “canlı” simulasyon yetenekleriyle öz sayıları, MATLAB’ın grafiklerini ve dil fonksiyonlarını birleştiren bir sistemdir.




Şekil 1.1
Simulink eklentileri ,

simulinkte geliştirilen sistemlerin gerçekleştirmesini destekleyen seçime dayalı araçlardır.



Bloksetler,

özgül uygulama alanlarında kullanım için tasarlanmış sımulink bloğunun

toplamlarıdır.
1.2 MATLAB araç kutuları(Toolboxs):

MATLAB’ınn kullanılırlığı ve çok yönlülüğü, uygulamalara özgü çeşitli araç-kutuları eklemekle geliştirilebilir. Araç kutuları, çeşitli bilimsel alan ve konularda yazılan MATLAB fonksiyon dosyalarından oluşurlar. Aşağıda kısaca açıklanan, değişik bilim dalları ile ilgili olarak yazılmış hazır araç-kutuları yer almaktadır.


Signal Processing Toolbox (Sinyal İşleme Araç kutusu): 1-boyutlu ve 2-boyutlu sayısal sinyal işleme (zaman serilerinin analizi) ile ilgili fonksiyonlardan oluşmaktadır. Ayrıca, sayısal filtreler için ge­liştirilen analiz ve tasarım fonksiyonları ile güç spektrumu analizine iliş­kin fonksiyonları da içermektedir.
Control Systems Toolbox (Kontrol Sistemleri Araç kutusu): Durum uzayı tekniklerini kullanarak kontrol mühendisliği ve sistemler teorisi ile ilgili fonksiyonlardan oluşmaktadır.
System Idendification Toolbox (Sistem Tanımlama Araç kutusu): Parametrik modelleme ve sistem tanımlama ile ilgili fonksiyonlardan oluşmaktadır.
Neural Network Toolbox (Yapay Sinir Ağları Araç kutusu):

Yapay sinir ağları için tasarım ve benzetim (simülasyon) fonksiyonlarından oluşmaktadır. Bu fonksiyonlar birkaç kategoriye ayrılırlar. Bunlar; 1) ağ ben­zetimi için transfer fonksiyonlarının belirtilmesi, 2) ağ parametrelerini gün­celleştirmek için ‘kuralların belirtilmesi, 3) veriler üzerinde ağın işlem ya­pabilmesi için fonksiyonların belirtilmesi. Bazı fonksiyonlar, lineer ve Hap­field ağlarının doğrudan tasarımı için kullanılabilirler.


Spline Toolbox (Oluşum Araç kutusu): Oluşumlar ile ilgili M-dosyalarından oluşmaktadır. Oluşum araç kutusu fonksiyonel modellemede kullanılmaktadır. Eğrilerin modellenmesi, ve­rilere göre eğri uydurulması, fonksiyonel denklemlerin çözülmesi vb. için oldukça kullanışlıdır.
Robust-Control Toolbox (Robot Kontrol Araç kutusu): Robot kontrol sistemleri tasarımı ile ilgili fonksiyonlardan oluşmaktadır.
• -Analysis and Synthesis Toolbox (p.Analiz ve Sentez Araç kutusu): -Analiz ve sentez tekniklerinin kullanılarak robot ve lineer kontrol sis­temlerinin incelenmesi ve tasarlanması için yazılmış fonksiyonlardan oluşmaktadır.


    1. MATLAB’ın kullanım amacı ve alanı:

MATLAB tüm mühendislik alnında, sayısal hesaplamalar, veri çözümlenmesi ve grafik işlemlerinde kolaylıkla kullanılabilen bir program dilidir. FORTRAN ve C dili gibi yüksek seviyeli programa dili ile yapılabilen hesaplamaların pek çoğunu MATLAB ile yapmak mümkündür. Ayrıca bunu yanında diğer programlama dillerine göre MATLAB’ta daha az sayıda komutla çözüm üretmek mümkündür. Gerçekte MATLAB, M-dosyaları (M-Files) olarak biline pek çok sayıda fonksiyon dosyalarından, alt programlardan ibarettir. Hazırlanması düşünülen bir program içinde M-dosyalarını kullanmak suretiyle komut sayısını çok kısa tutmak mümkündür.

MATLAB’ın Kullanım Yerleri:

Denklem takımlarının çözümü, doğrusal ve doğrusal olmayan diferansiyel denklerinin çözümü, integral hesabı gibi sayısal hesaplamalar



  • Veri çözümleme işlemleri

  • İstatiksel hesaplamalar ve çözümlemeler

  • Grafik çizimi ve çözümlemeler

  • Bilgisayar destekli denetim sitemi tasarımı

  • Devre analizinde düğüm kol denklemlerinin çözümü


1.4 MATLAB’ı kurulumu ve çalıştırılması:

1.4.1 MATLAB’ın Kurulumu

MATLAB, gerekli kaynak programın bulunduğu disketler ya da CD üzerinden KUR.EXE dosyası çalıştırılarak çok rahat bir şekilde sisteme kurulabilir. Kurulum aşamasında kullanıcıya çeşitli metin ve diğer uyarıcılar ile yardım edilerek kurulum tamamlanır.


1.4.2 MATLAB’ın başlatılması

MATLAB’ı iki şekilde başlatmak mümkündür.



a-Windows program yöneticisinden başlatmak:MATLAB’ı doğrudan program yöneticisi etkinleştirildikten sonra ekranda görünen MATLAB yazılı simgeye çift tıklayarak başlatabiliriz. Bu MATLAB’ı çalıştırarak komut penceresini ekrana getirir.
DOS komut satırından başlatmak: DOS komut satırında MATLAB’ı çalıştırmak için BIN alt dizinine geçmek en uygunudur. Bu durumda Sadece MATLAB yazmak yeterli olacaktır. Bu komut önce Windows’u ardından MATLAB’ı başlatır.


1.4.3 MATLAB komut penceresi

MATLAB açıldığında karşımıza gelen pencere (Şekil1) MATLAB’ın komut penceresidir. Komut penceresi kullanıcı ile MATLAB komut yorumlayıcısı arasında iletişimi sağlayan bit ara yüzdür. Yorumlayıcı hazır hale geldiğinde (>>) iletisi karşımıza gelir. Bu ileti MATLAB’a komut ya da komut dizileri girilebileceğini gösterir.





Şekil 1.2
1.4.4 Genel Komutlar

Demo komutu(demo): Eğer MATLAB ilk defa kullanılıyor ya da belli komutların çalışmasını merak ediliyorsa demo komutu ile demostrasyon listesini görüntülenebilir. Listeden yapacağınız bir seçimle seçtiğimiz işlevin icraatlarını adım adım izleme imkanı bulabilirsiniz.
Saklama ve geri çağırma komutları(save-load):

Bilgisayarınızda MATLAB ile çalışırken bilgisayarınızı kapatmayı arzulayabilirsiniz. Daha sonra geri dönerek kaldığınız yerden etmek isteyebilirsiniz. İşte bunu başarmak için kullanıyor olduğunuz bütün değişkenleri yeniden ayarlamadan bilgisayarınızı kapatmadan önce

>>save

komutunu kulanın.


Bu komut kullanımda olan MAT dosyasını alt dizininde veya MATLAB dosyanızda MATLAB.mat diye yapar veya üstüne yazar. Sonra MATLAB.mat da yer alan çalışma alanını yeniden çağırma ihtiyacı duyduğunuzda

>>load


komutunu girmelisiniz.

MATLAB.mat haricinde başka bir isim ile de değişkenleri saklayabilirsiniz. Örneğin

>>save dosyam

Bunun yanında

>>load dosyam

komutu ile de saklamış olduğunuz değişkenleri geri çağırabilirsiniz.


Büyük ve Küçük harf duyarlılığı(casesen off,casesen):

MATLAB büyük ve küçük harf karakterlerine dutarlı bir dildir. Yani yanı simla verilmiş fakat karakterlerin durumu bakımında faklılık arzeden isimler farklıymış gibi algılanır. Örneğin dscrite, DSCRITE ve Dscrite atamaları farklı şekilde algılanır. Bu durumda bir isme birden fazla değer atamak mümkündür. Eğer istenirse casesen off komutu ile bu durum sona erdirilebilir. Böylece büyük-küçük harf duyarlığı ortadan kalmış olur.


Değikenlerin ve Matrislerin durumu(who, whos, what, size):

MATLAB’da; kullanıcı tarafından program içinde tanımlanan değişkenlerin ve matrislerin durumunu gözden geçirmek için who,whos,what,size gibi kullanışlı komutlar bulunmaktadır.

who;komutu kullanıcı tarafından tanımlanan değişkenlerin lsitesini görüntüler,

whos;komutu bu değişkenleri boyutları ile birlikte ve bu değişkenlerin sıfır olamayan sanal kısımları olup olmadığını da görüntüler,

what;komutu kullanıcı diskinin halihazır dizininde mevcut M-dosyaları listesini verir.
Yardım Komutu(help): Yardım imkanı MATLAB’ta en önemli bir kaynaktır. Çalışma ortamında help komutu ile yardım alınabilecek dosyaların bulunduğu dizinler ve sonrada yardım alınabilecek komutlar

görüntülenir.Ardından help komutunun ardına yardım istediği konuyu peşi sıra yazarak istediği konuda yadım alabilir. Örnek olarak

>>help sin

komutu girilerek

SIN SIN(X) is the sine of the elements of X

şeklinde sinüs ile ilgili bir yardım alınabilir.



Yazım(type): type komutu ile bir dosyanın içeriğini görüntüler. M-dosyalarının görüntülenmesinde dosya adından sonra M uzantısının yazılmasına gerek yoktur. Örneğin type device komutu device.m dosyasında yazılı olan tüm satırları görüntüler. Buna karşılık type device.m komutu ise device dosyasında yer alan % işareti ile belirlenmiş açıklama satırları görüntüler.

Kısaca genel komutların isimleri ve açıklamaları Tablo 1.1 de verilmiştir.



Tablo.1.1



1.4.5 Özel Karakterler

MATLAB’da ifadeler formunda veya MATLAB kontrolünü kullanabilmeniz için özel karakterlere sahiptir. Tablo 1.2’de bu karakterlerin bir özeti verilmiştir.



[ ]:Köşeli parantezler, vektörleri ve matrisleri biçimlendirmek için kullanılır. Örneğin [5.45 9.3 sqrt(-6)] elemanları boşluklarla ayrılmış

Tablo 1.2

üç elemanlı bir vektördür. Bunun yanında [5 6 45;12 91 2], üç satır ve üç sütundan ibaret 3x3 lik bir matrisi gösterir. Burada noktalı virgül (;) matris oluşturulmasında bir satırı sona erdirip bunu izleyen satırın oluşmasını sağlar. A=[ ] biçiminde bir bildirim boş bir matrisi A değişenine atar.


( ):MATLAB da normal parantez çeşitli çalışmalarla çeşitli yerlerde kullanılır. En önemlisi; aritmetik deyimlerin üstünlüğünü belirmek ve fonksiyon argümanlarını kapatmak için kullanılır. Eğer X ve Y bir vektör ise X(Y) de bir vektördür ve [X(Y(1)),X(Y(2)),...,X(Y(N))] şeklinde ifade edilir.
.:Kesir ayırma işaretidir. 1452/10, 1.452 ve .1452e1 aynı anlama gelir. Bu işaret aynı zamanda elemen elemana çarpma ve bölme işleminde de kullanılabilir. Buna göre kullanış biçimleri .*, .^, ./, .\ veya .’. şeklindedir.

...:Bir tek satıra sığmayan ifadelerin devam ettiğini belirmek için kullanılır.
;:Bu işaret bir bildirimde elde edilen sonuçların programın icrası sonunda akranda görüntülenmesini engellemek için kullanılır.

%:Açıklama yapılacağı zaman ilgili satırlara bu işretle başlanarak yapılır. % işareti ile başlayan MATLAB tarafından dikkate alınmaz ve icraya da sokulmaz.
!:Herhangi bir yazı DOS işlemi görür. Böylece MATLAB içerisinde iken DOS komutları ile çalışılabilir.

::İşaret sütun işareti olarak kullanılır ve her yerde kullanılabilir. Örneğin; J:K dan başlayarak 1 er ler K ya kadar artan bir dizi oluşturur ve [J, J+1,...,K] ile aynı anlama gelir.
‘:Tırnak işareti matrislerin transpozunun alınmasını sağlar. M’, M matrisinin karmaşık eçlenik transpozonu M’. ise eşlenik olmayan transpozunu sonuçlandırır. Devam
İlgili Örnekler:

Aşağıdaki deyimlere göre

syms a b c d;

A = [a b; c d];

A*A/A

A*A-A^2


Entere bastığımızda

[ a, b]


[ c, d] sonucu alınır.

Aşağıdaki deyimlere göre

syms a11 a12 a21 a22 b1 b2;

A = [a11 a12; a21 a22];

B = [b1 b2];

X = B/A;


x1 = X(1)

x2 = X(2)

Entere bastığımızda

x1 =


(a21*b2-b1*a22)/(-a11*a22+a12*a21)

x2 =


(-a11*b2+a12*b1)/(-a11*a22+a12*a21)

sonucu alınır.


1.5 MATLAB Komut Penceresi Menüleri:

Bir çok programda olduğu gibi MATLAB’da da komut penceresi menüleri büyük kolaylıklar sağlar. Buna göre MATLAB’daki menüler ve işlevleri şu şekildedir.


1.5.1 File (Dosya) Menüsü:

File menüsü dosya veya dosyaların oluşturulması ve yazdırma işleminin ayarlamalarının olduğu komutları içerir.



New:Bu komut şu seçenekleri içerir.

M-File, yeni M-dosyası oluşturmak için boş bir pencere açar.

Figure, yeni bir şekil penceresi oluşturur.

Model,ywni bit SIMULINK penceresi oluşturur.



Open M-File: Bir dosya seçebileğiniz pencere ekrana getirerek dosya adı girilmesini veya gereken dosyanın seçilmesini ister ve ardında seçilen yada ismi yazılan dosya metin düzenleyici programı ça­lıştırılarak açılır.

Open Selected:Komut penceresinde seçilerek belirtilen bir M-dosyasını varsayılan dü­zenleyiciyi çalıştırarak açar.

Save Workspace As...:Çalışma alanını kaydetmek için bir iletişim kutusu görüntülenir, yeni bir dosya adı girmeniz gerekmektedir.

Run M-File: Dosya Yöneticisi’nin Çalıştır... komutuna benzer. Bir M-dosyası adı gir­meniz veya seçmeniz için bir iletişim kutusu görüntülenir ve belirtilen M-dosyasını çalıştırır.

Look for Selected: MATLAB’in lookfor komutunu çalıştırır. MATLAB’in arama yolunda bulunan tüm M-dosyalarının içindeki yardım metinlerinin ilk açıklama satırlarını tarayarak komut penceresi içinde seçilen katarı araştırır ve so­nucu ekranda görüntüler.

Print...: Komut Penceresinde seçilen metni o içn yüklü bulunan bir yazıcıya döker. Eğer seçilen metin yoksa, tüm MATLAB oturumu boyunca girilen metni yazdırır.

Printer Setup...: O andaki yazıcı ayarlarını ve seçeneklerini(renk tonu gibi) değiştirmek için bir iletişim ku­tusunu görüntüler.

Exit MATLAB: MATLAB oturumunu kapatır.
1.5.2 Edit (Düzen) Menüsü:

Edit (Düzen) menüsü komutları kullanıcıya düzenleme fonksiyonlarını uygulamak için büyük kolaylıklar sağlarlar.



Cut: Komut Penceresi’nde seçilen metni ‘keser’ ve ortamda saklar.

Copy: Komut Penceresi’nde seçilen metni ‘kopyalar’ ve ortamda saklar.

Paste: O andaki pano içeriğini komut satırına yapıştırır.

Clear Session: Komut penceresinin içeriğini siler. Bu komut, clc komutu ile aynı görevi icra eder.


1.5.3 Options (Seçenekler) Menüsü:

Bu menü; MATLAB’da pencere seçeneklerini ayarlamak, var­sayılan düzenleme programını seçmek ve MATLAB’in format ve echo komutlarının işlevlerini değiştirmek için kullanılır.



Numeric Format: Ekran çıktı biçimlerini değiştirmek için bu komutu kullanabilirsiniz. Bu komut şu seçeneklerden oluşmaktadır.

Turn Echo On/Off (Yansıma Açık/Kapalı): Yansıma durumu için açık ve kapalı arasında geçiş yapar. Echo on ise verilen bir komutun sonucu ekranda görüntülenmesini sağlar.

Enable/Disable Background Process: Artalan işlemlerinin olup olmaması arasında geçişi sağlar.

Font...: Yazı fontları iletişim kutusunu açarak buradan komut penceresinde kul­lanılan font ve artalan rengini seçebiliriz.

Tablo1.3


Editor Preference...: Bir metin düzenleme komutu işletilmek istendiğinde gereken metin düzenleyici programı varsayılan olarak belirtmemizi sağlar.
1.5.4 Windows Menüsü:

Windows (Pencereler) menüsü, MATLAB komut penceresi ve diğer şekil pencerelerini listeler. Bu menüden bir öğenin seçilmesi, o öğenin

etkin olmasını sağlar.


1.5.5 Help (Yardım) menüsü:

Help (Yardım) menüsü, MATLAB’e ait etkileşimli yardım programına erişimi sağlar. Bu menü, aşağıdaki komutlardan oluşmaktadır.



Table of Contents (İçindekiler Tablosu):

MATLAB için yardım almak mümkün olan konuların listesini görüntüler.



Index (Dizin):

Yardım almak mümkün olan MATLAB fonksiyonlarını alfabetik bir liste olarak görüntüler.



Help Selected (Seçilen için Yardım):

Komut penceresinde seçilen bir öğe için yardım araştırır.



About... (Hakkında...):

MATLAB için tanıtıcı bilgiler içeren Hakkında kutusunu görüntüler.


1.5.6 Şekil Penceresi Menüleri

MATLAB, tüm grafik çıktılarını ‘şekil penceresi’ olarak adlandırılan ayrı grafik pencerelerinde görüntüler. Bu pencerelerin özelliklerini, MATLAB komut ve fonksiyonları ile kontrol etmek mümkündür. MATLAB, kullanıcıların, istedikleri kadar (sistem kaynakları ile sınırlı ola­bilir) şekil pencereleri oluşturmalarına ve komut penceresinden işletilen komutlarla grafiklerin bu pencereler içinde çizdirilmelerini sağlar.


1.5.6.1 File (Dosya):

Şekil pencerelerinin açılması, kapatılması, oluşturulması ve yazıcı çık­tılarının alınması komutlarını içerir.

Komutların kullanımları yukarıda verilmiştir.

1.5.6.2 Edit (Düzen)

Bu menü aşağıdaki seçeneklerden oluşur.



Copy to Metafile

Şekil penceresinin içeriğini Pano’ya Windows metafile (.wmf)

biçiminde kopyalar.

1   2   3   4






    Ana sayfa


Matlab’a Giriş

Indir 271.57 Kb.