matlab basico

Download Matlab Basico

Post on 29-Jun-2015

289 views

Category:

Documents

10 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Curso MATLAB BSICOComandos

Escola de Qumica/UFRJNovembro/2001

NDICE

1. INTRODUO 1.1. Objetivo do texto 1.2. Conceito do software MATLAB 1.3. Notao utilizada

2. AMBIENTE DE TRABALHO 2.1. Janela de comandos 2.2. Acesso aos recursos de ajuda

3. NMEROS, EXPRESSES ARITMTICAS E FUNES 3.1. Apresentao de nmeros 3.2. Expresses aritmticas 3.3. Operaes com nmeros complexos 3.4. Funes

4. VARIVEIS 4.1. Atribuio de variveis 4.2. Entrada e sada de valores para as variveis 4.3. Gerenciamento das variveis

5. PROCESSAMENTO MATRICIAL 5.1. Criao de matrizes e vetores 5.2. Operaes matriciais 5.2.1. Operadores de lgebra linear

5.2.2. Operadores elemento a elemento 5.3. Matrizes especiais 5.4. Manipulao de matrizes 5.4.1. Identificao de dimenses 5.4.2. Gerao de vetores e matrizes 5.4.3. Extrao de elementos 5.4.4. Alterao de matrizes e vetores 5.4.5. Composio de matrizes e vetores 5.4.6. Pesquisando matrizes e vetores 5.5. Matrizes de dimenso superior 5.6. Matrizes de caracteres

6. MATRIZES CELULARES E ESTRUTURAS 6.1. Conceito 6.2. Matrizes celulares 6.2.1. Criao de matrizes celulares 6.2.2. Extrao envolvendo matrizes celulares 6.2.3. Alterao de clulas 6.2.4. Composio de matrizes celulares 6.3. Estruturas 6.3.1. Criao de estruturas 6.3.2. Extrao envolvendo estruturas 6.3.3. Alterao de campos

7. GRFICOS 7.1. Grficos 2-D

7.1.1. Traando grficos 7.1.2. Manipulando grficos 7.1.3. Gerenciando janelas grficas 7.2. Grficos 2-D especiais 7.2.1. Histogramas 7.2.2. Grficos de barra 7.2.3. Grficos tipo torta 7.2.4. Grficos com barras de erro 7.3. Grficos 3-D 7.3.1. Traando grficos de curvas 7.3.2. Traando grficos de superfcies 7.3.3. Traando grficos de curvas de nvel

8. INTRODUO LINGUAGEM MATLAB 8.1. Arquivos de comando 8.2. Comandos de fluxo 8.2.1. Comandos condicionais 8.2.2. Comandos de repetio 8.3. Arquivos de funo 8.3.1. Variveis locais e globais

1. INTRODUO

1.1. Objetivo do texto Este texto busca apresentar os fundamentos do desenvolvimento de rotinas de programao atravs do software MATLAB. Aps a leitura desta apostila, o usurio dever ser capaz de escrever seus prprios programas em linguagem MATLAB, envolvendo noes bsicas de processamento numrico, armazenamento de dados, apresentao de grficos, etc. Os conceitos envolvidos so acompanhados de grande nmero de exemplos, visando facilitar a compreenso das informaes apresentadas. O curso pode ser acompanhado utilizando-se diretamente o MATLAB, uma vez que a interface grfica com o usurio bastante amigvel, com o aluno reproduzindo os exemplos da apostila, ou at mesmo, criando os seus prprios exemplos. Sempre que possvel, ao longo da apostila, sero apresentadas comparaes entre as estruturas computacionais em MATLAB e as estruturas computacionais das linguagens de programao convencionais, estabelecendose semelhanas e diferenas. Ao longo de cada seo da apostila, sero fornecidas no texto instrues de como o leitor pode obter maiores informaes sobre o tpico abordado atravs das pginas de ajuda do MATLAB.

1.2. Conceito do software MATLAB Com o desenvolvimento da indstria de informtica, mquinas cada vez mais poderosas passaram a estar disponveis a um custo cada vez menor. Este fenmeno alterou de forma marcante os rumos das cincias da engenharia, permitindo amplo acesso preciso e velocidade no processamento de informaes. Entre as ferramentas modernas para a resoluo de problemas de engenharia destaca-se o software MATLAB (MAtrix empresa The Mathworks. Este ambienteLABoratory),

desenvolvido pela permite o

de

programao

desenvolvimento de rotinas computacionais semelhantes s linguagens de

programao de alto nvel usuais (FORTRAN, PASCAL, etc.), mas dispondo de vrios diferenciais fundamentais: poderosos recursos de processamento matricial (lgebra matricial), disponibilidade de grande nmero de alternativas para a apresentao grfica de resultados (curvas no plano e no espao, superfcies, curvas de nvel, histogramas, grficos de barras, etc.), presena de vrios algoritmos de mtodos numricos j embutidos (soluo de sistemas lineares, determinao de razes de um polinmio, interpolao, etc.) e existncia de vrias bibliotecas computacionais especializadas que podem ser adquiridas em conjunto com o MATLAB, denominadas toolboxes (otimizao, identificao de sistemas, matemtica financeira, etc.). Apesar da sua grande versatilidade, o

desenvolvimento de programas atravs do MATLAB uma tarefa relativamente simples, graas a uma sintaxe mais enxuta, evitando, por exemplo, a necessidade de declarao de variveis, alocao de memria, etc.

1.3. Notao utilizada Durante o texto, os comandos do MATLAB ou as informaes relativas entrada e sada de dados diretamente na tela sero representados atravs de uma fonte de texto diferenciada. As alternativas de opes na barra de menu sero apresentadas em itlico, sendo as subopes precedidas por >.

Exemplo 1.1: O comando clc apaga a tela da janela de comando

Exemplo 1.2:>> sin(pi/2) ans = 1

Exemplo 1.3: Pode-se fechar o MATLAB atravs da barra de menu: File > Exit MATLAB.

2. AMBIENTE DE TRABALHO

Quando o MATLAB acionado, surge na tela do computador o MATLAB desktop, formado por vrios componentes grficos que permitem ao usurio gerenciar rotinas computacionais, variveis ou arquivos desenvolvidos no ambiente MATLAB. Nesta tela esto situados os componentes convencionais de todo aplicativo for Windows: barra de ttulo, barra de menu e barra de ferramentas. Na primeira vez que o MATLAB acionado a rea principal de trabalho dominada por trs janelas: Command Window, Launch Pad e Command History. Estas janelas podem ser aumentadas, diminudas, reorganizadas ou fechadas de acordo com as necessidades do usurio. A janela de comandos, Command Window, a principal interface utilizada para o usurio acionar os comandos ou rotinas desenvolvidas em MATLAB. Nesta janela so apresentadas as mensagens de erros, constituindo-se tambm o dispositivo padro para a sada dos resultados gerados. A janela Command History contm um histrico dos comandos digitados at o presente momento. A janela Launch Pad possui atalhos de acesso para demos, arquivos de ajuda, outras ferramentas, etc. Adicionalmente, o usurio tambm pode abrir, atravs da alternativa View na barra de menus, a janela Workspace, que fornece um quadro geral de todas as variveis presentes na memria do MATLAB, e a janela Current Directory, que indica os arquivos existentes no diretrio de trabalho.

Observao: Pode ser que um usurio anterior tenha alterado a disposio das janelas e alguns dos elementos citados aqui no estejam presentes na sua tela. No entanto, caso seja necessrio, todos os componentes apresentados podem ser visualizados atravs da alternativa View na barra de menu.

2.1. Janela de comandos

Todas as operaes desenvolvidas ao longo deste curso sero concentradas na janela de comandos, desta forma, caso o usurio deseje, pode fechar todas as demais janelas para facilitar a visualizao dos resultados. Aps acionar o MATLAB, estar presente na janela de comandos, o smbolo>>

e ao lado o cursor piscando. A linha onde aparece o smbolo apresentado

corresponde linha de comandos, onde o usurio digita as instrues para o MATLAB executar as tarefas desejadas. Aps a digitao de cada instruo na linha de comando, o usurio deve teclar Enter e o computador executar a tarefa.

Exemplo 2.1: Para calcular a raiz quadrada de 2 devemos digitar na linha de comando:>> sqrt(2)

apertar Enter, e, ento, aparecer na tela:ans = 1.414

possvel tambm executar vrios comandos em seqncia na mesma linha, desde que estejam separados por vrgula ou ponto-e-vrgula.

Exemplo 2.2:>> log10(100) , sqrt(144) ans = 2 ans = 12

Caso seja necessrio, uma instruo no Matlab pode ser separada em vrias linhas, utilizando-se a reticncias, conforme ilustra o prximo exemplo:

Exemplo 2.3:>> log10(100) ... , sqrt(144) ans = 2 ans = 12

Observao: Um recurso muito til na utilizao da linha de comandos consiste em apertar as teclas [ ] e [ ]. Estas teclas permitem que os ltimos

comandos digitados retornem tela, podendo ser acionados novamente, ou ento, alterados, movendo-se o cursor com as teclas [ ] e [ ], e novamente acionados, de acordo com a necessidade.

2.2. Acesso aos recursos de ajuda Assim como os demais aplicativos do ambiente Windows, possvel acionar os recursos de ajuda atravs da barra de menu, na opo Help > MATLAB Help. Quando esta alternativa selecionada, surge uma janela, com vrias ferramentas de ajuda no lado esquerdo (Contents, Index, Search e Favorites) e um quadro para apresentao de informaes no lado direito. Atravs das ferramentas de ajuda possvel: navegar atravs dos vrios tpicos de ajuda disponvel (Contents), percorrer e pesquisar uma lista em ordem alfabtica com a descrio de todos os comandos disponveis (Index), pesquisar por palavraschaves (Search) e acionar a documentao disponvel pela Mathworks na Internet e criar uma lista pessoal de tpicos de ajuda (Favorites). Uma outra forma mais rpida e direta para se conseguir a descrio de um comando ou funo atravs do MATLAB, consiste em digitar na linha de comando:help comando

onde comando se refere a dvida a ser esclarecida.

Exemplo 2.4:>> help det DET Determinant.

DET(X) is the determinant of the square matrix X. Use COND instead of DET to test for matrix singularity. See also COND.

Uma busca por palavras-chaves tambm pode ser feita diretamente da linha de comando, digitando-se:lookfor palavra

onde palavra o termo a ser pesquisado.

Exemplo 2.5:>> lookfor integration CUMTRAPZ Cumulative trapezoidal numerical integration. TRAPZ Trapezoidal numerical integration. LOTKADEMO Demonstrate numerical integration of differential equations. ADAMS Simulink 1.x