Apostila matlab

Apostila matlab

(Parte 1 de 10)

MATLAB 6..5

Prof. Silmara Alexandra da Silva Vicente silmara@mackenzie.com.br

Janeiro/2003

Universidade Presbiteriana Mackenzie – Escola de Engenharia

Curso Introdutório de MATLAB 6.5 2

Sumário

1. Introdução 1.1 História do MATLAB 1.2 Toolboxes 1.3 Aprendendo a Utilizar o MATLAB 1.4 MATLAB no Ambiente Windows 1.5 Comandos Básicos e Declarações de Variáveis 1.6 Números e Expressões Aritméticas 1.7 Formato de Saída 1.8 Matrizes Simples 1.9 Elementos das Matrizes 1.10 Indexação de Elementos de Matrizes 1.1 Dimensão de Vetores e Matrizes 1.12 Matrizes Especiais 1.13 Números e Matrizes Complexas 1.14 Funções Matemáticas Elementares 1.15 Facilidades do Help

2. Operações com Matrizes 2.1 Transposta 2.2 Adição e Subtração 2.3 Multiplicação 2.4 Divisão 2.5 Potenciação

3. Operações Relacionais e Lógicas 3.1 Operadores Relacionais 3.2 Operadores Lógicos 3.3 Arquivos M de Comandos

5. Arquivos M de Funções 5.1 Porque usar funções? 5.2 Diferença entre Arquivo M de Funções e Arquivo M de Comandos 5.3 Como escrever uma Função 5.4 Regras e Propriedades

6. Análise Numérica 6.1 Otimização 6.2 Integração Numérica 6.3 Solução de Equações Diferenciais

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7. Polinômios 7.1 Raízes 7.2 Multiplicação 7.3 Adição 7.4 Divisão 7.5 Cálculo de Polinômios 7.6 Derivada de Polinômios

8. Gráficos 8.1 Gráficos Bidimensionais 8.2 Estilos de Linhas e Símbolos 8.3 Números Complexos 8.4 Escala Logarítmica, Coordenada Polar e Gráfico de Barras 8.5 Gráficos Tridimensionais 8.6 Anotações no Gráfico

9. Simulink 9.1 Introdução ao Simulink 9.2 Exemplos

10. Referências Bibliográficas 1. Anexos

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1 INTRODUÇÃO

1.1. HISTÓRIA DO MATLAB

- Desenvolvido no final da década de 70 na Universidade do Novo México e na Universidade de Stanford, onde a primeira versão foi lançada em 1984;

- Atualmente esse software está tão desenvolvido que sua capacidade se estende muito além do "Laboratório de Matrizes" – tradução para a palavra MATLAB;

- MATLAB é um software interativo e uma linguagem de programação aplicada tanto para computação técnica como científica em geral;

- Ele integra a capacidade de fazer cálculos, visualização gráfica e programação em um ambiente fácil de usar. O elemento básico é uma matriz e não requer dimensionamento à priori. Isso permite solucionar muitos problemas numéricos em uma fração de tempo menor do que seria necessário para escrever um programa em uma linguagem como FORTRAN, Basic ou C;

- A forma de expressar a solução de problemas no MATLAB é quase a mesma na qual eles são escritos matematicamente;

- A matemática é a linguagem comum de grande parte das ciências e da engenharia. As matrizes, equações diferenciais, conjuntos de dados, gráficos e diagramas são os blocos básicos tanto da matemática aplicada quanto do MATLAB. Sendo essa base matemática que torna o MATLAB acessível e poderoso;

Alguns exemplos das muitas áreas onde o MATLAB tem sido utilizado:

· Um estudante de pós-graduação em Física analisando e visualizando dados de seus experimentos com campos magnéticos de super condutores;

• Um parque de diversões modelando os sistemas de controle para seus brinquedos;

• Um estudante de primeiro grau aprendendo multiplicação;

- Já existem mais de 500.0 usuários ao redor do mundo, no Brasil o MATLAB tem estado presente nas Universidades e Faculdades de primeira linha bem como nos departamentos de engenharia e desenvolvimento das principais empresas e instituições do país: Companhia Vale do Rio Doce, Embraer, Renault do Brasil, Motorola do Brasil, Petrobrás, BankBoston, Banco do Brasil, Banco Central do Brasil e outros.

- Em todos esses casos e em milhares de outros, o fundamento matemático do MATLAB torna-o útil em locais e aplicações muito além do que se pode imaginar.

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1.2. TOOLBOXES

O MATLAB é tanto um ambiente quanto uma linguagem de programação e um de seus aspectos mais poderosos é o fato de que a linguagem MATLAB permite-lhe construir suas próprias ferramentas reutilizáveis. Pode-se facilmente criar suas próprias funções e programas especiais (conhecidos como arquivos M) em linguagem MATLAB.

· TOOLBOX: uma coleção especializada de arquivos M para trabalhar em classes particulares de problemas, traduzindo, são bibliotecas de rotinas MATLAB (m-files), aplicadas a áreas específicas tais como: controle, estatística, álgebra, lógica nebulosa (lógica fuzzy). Essas bibliotecas são construídas usando a linguagem do MATLAB e isso tem algumas implicações:

• É possível uma integração direta e perfeita com o Simulink e quaisquer outras toolboxes que se tenha disponível;

• Como todas as toolboxes estão escritas em linguagem MATLAB, pode-se tirar proveito da característica de sistema aberto do MATLAB e também examinar os arquivos M, editá-los ou utilizá-los como modelos de referência quando estiver criando suas próprias funções;

Alguns exemplos de toolboxes: - Toolbox de Processamento de Sinais

- Toolbox de Estatística Existem ainda muitas outras toolboxes tais como:

1.3. APRENDENDO A UTILIZAR O MATLAB

Uma maneira fácil de visualizar o MATLAB é pensar (imaginar) que se está trabalhando com uma calculadora científica. Lembrando que nessa calculadora além das operações elementares como: adição, subtração, multiplicação e divisão ela também opera com números complexos, raízes quadradas, potenciações, logaritmos e simulações complexas de sistemas lineares e não lineares entre outras aplicações. Uma grande vantagem do MATLAB é a facilidade em programar na sua própria linguagem e com isso armazenar e recuperar dados, criar, executar e armazenar seqüências de comandos para automatizar os cálculos. Também é possível plotar

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Curso Introdutório de MATLAB 6.5 6 dados de diversas maneiras, manipular polinômios, integrar funções, manipular equações simbolicamente e ainda programar suas próprias funções de acordo com a necessidade.

Na realidade, o MATLAB oferece muitas outras características e é muito mais versátil do que qualquer calculadora:

· É uma ferramenta para fazer cálculos matemáticos; • É uma linguagem de programação com características mais avançadas;

• Fácil de aplicar quando comparado às linguagens de programação como: BASIC, Pascal ou C/C++.

Esse software apresenta um ambiente rico para a visualização de dados graças à sua poderosa capacidade gráfica. É uma plataforma de desenvolvimento de aplicações, na qual conjuntos de ferramentas inteligentes para solução de problemas em aplicações específicas, podem ser desenvolvidos de forma relativamente fácil.

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