Laborator știința sistemelor

L1. INTRODUCERE ÎN MEDIUL DE PROGRAMARE MATLAB

Obiectivele lucrării: - familiarizarea studenţilor cu mediul MATLAB şi programul Simulink;

- însuşirea modalităţii de redactare a unui referat de laborator la disciplina

“Ştiinţa sistemelor”.

A. Consideraţii pregătitoare

Mediul de programare MATLAB este destinat analizei, proiectării şi simulării comportării sistemelor

de reglare automată care pot fi descrise prin modele matematice. În urma lansării în execuţie, mediul

MATLAB deschide fereastra “MATLAB Command Window” unde afişează prompterul

>>

Pentru a se informa asupra posibilităţilor oferite de mediul MATLAB utilizatorul are la dispoziţie

următoarele modalităţi:

- accesarea programului demonstrativ demo . Se face din “MATLAB Command Window” sub forma

>>demo

Programul demonstrativ conţine un număr mare de subprograme împărţite pe diverse tipuri de aplicaţii

şi permite vizualizarea simultană a instrucţiunilor (funcţiilor MATLAB) şi a efectului lor.

- utilizarea unei comenzi de forma

>> help nume instructiune

help asociat cu numele unei instrucţiuni MATLAB va afişa informaţii despre instrucţiunea respectivă.

- utilizarea facilităţilor de tip help oferite de sistemul de operare Windows.

Mediul MATLAB permite

- interpretarea imediată a unei instrucţiuni. Astfel, dacă se scrie instrucţiunea după prompter şi se

apasă tasta ENTER la sfârşitul ei, instrucţiunea se va executa imediat.

- executarea unui program editat într-un fişier de tip ASCII (text) cu condiţia ca acesta să aibă

denumirea sub forma nume.m (meta-file). Sub Windows editarea se poate face cu programul

notepad.

În ambele situaţii, dacă instrucţiunea sau instrucţiunile au fost corecte va apărea efectul. În caz contrar

se va semnaliza eroare, indicându-se de cele mai multe ori şi tipul şi locul erorii.

Locul în care mediul MATLAB memorează datele (numele si valorile mărimilor) este denumit

workspace. Vizualizarea numelor mărimilor din workspace se face cu comanda

>> who

Împreună cu mediul MATLAB poate lucra programul SIMULINK. Acesta permite simularea

comportării în timp a sistemelor. Lansarea sa se face din MATLAB utilizînd comanda:

>> simulink

Blocurile cu ajutorul cărora se construiesc schemele de simulare sunt împărţite pe categorii în funcţie

de rolul pe care îl pot indeplini. Schemele de simulare se construiesc în fişiere cu denumirea de forma

nume.mdl .

Ştiinţa Sistemelor - lucrări de laborator Anul universitar 2003-2004

©Dorina Popescu 2 L1. Introducere în mediul de programare MATLAB

B. Programul lucrării

1) Din programul demonstrativ MATLAB se va urmări modul de lucru al componentelor

următoarelor parţi: matrices, numerics, visualization

reţinând cel puţin 10 instrucţiuni (matematice şi grafice) cu explicaţiile necesare utilizării lor (folosiţi

>>help nume instrucţiune pentru obţinerea explicaţiilor de utilizare) şi principalii operatori (>>help

ops).

Ex.1. abs(x) calculează modulul numarului x şi returnează rezultatul în variabila implicită ans

y=abs(x) calculează modulul numarului x si returnează rezultatul in variabila y

Alte funcţii: log10, log, sqrt, inv, exp, atan,…, plot, subplot, semilogx,…, xlabel,…

Alegeţi exemple care să ilustreze faptul că aţi înţeles corect modul de lucru cu instrucţiunile descrise.

2) Se vor scrie scurte programe MATLAB care să traseze grafic următoarele funcţii matematice:

{ }

) ( ) 2 3, [ 3,4]; ) ( ) sin 16(cos ) , [0,2 ].

) ( ) 2 5 1, [ 3,4]; ) ( ) lg 2, [ 3,4] 0 ;

2

4

2

2

3

2

1

= + + − = + π

= + + − = + − −

b y x e e x d y x x x x

a y x x x x c y x x x

x x

Ex.2. x=-3:0.01:4; %descrie domeniul lui x între –3 şi 4 cu pasul 0.01

y1=2*x.^2+5*x+1; %calculează y1

plot(x,y1),grid, title('Graficul functiei y1=2*x.^2+5*x+1 pe domeniul [-3 4]'),xlabel…

('x'), ylabel('y1') %se realizează graficul funcţiei y1=2*x.^2+5*x+1

3) Se va scrie un program MATLAB care să reprezinte grafic în acelaşi sistem de coordonate funcţiile

de la punctul 3). Este recomandabilă o astfel de reprezentare? De ce ?

4) Se va scrie un program care să reprezinte grafic funcţiile de la punctul 3) în aceeaşi fereastră dar în

sisteme de coordonate diferite.

5) Din programul demonstrativ SIMULINK se vor urmări cîte

unul din programele demonstrative din categoriile simple

models respectiv complex models, indicat de cadrul didactic.

Se vor construi scheme SIMULINK (după modelul celei din

fig.1) cu ajutorul cărora să se poată reprezenta grafic funcţiile de

la punctul B2).

C. Conţinutul referatului

Referatul va avea structura conform modelului din ANEXA şi va conţine:

• Cele 10 instrucţii extrase la punctul B.1).,(cu explicaţiile de rigoare).

• Unul din programele scrise la punctele B2), B3),B4).

• Graficele ce se obţin la rularea programului de la punctul B.2).sau prin simularea de la punctul B5).

Concluziile ivite pe parcursul parcurgerii lucrării.

• Schemele de simulare de la punctul B5).