يعد العمل من سطر أوامر MatLab أمرًا صعبًا إذا كنت بحاجة إلى إدخال الكثير من الأوامر وتغييرها بشكل متكرر. إن الاحتفاظ بمذكرات باستخدام أمر اليوميات وحفظ بيئة العمل يجعل الأمور أسهل قليلاً. الطريقة الأكثر ملاءمة لتنفيذ أوامر MatLab هي الاستخدام ملفات M،حيث يمكنك كتابة الأوامر وتنفيذها كلها مرة واحدة أو في أجزاء وحفظها في ملف واستخدامها في المستقبل. تم تصميم محرر M-file للعمل مع ملفات M. باستخدام هذا المحرر، يمكنك إنشاء وظائفك الخاصة واستدعاءها، بما في ذلك من سطر الأوامر.

قم بتوسيع القائمة ملفنافذة MatLab الرئيسية وفي العنصر جديدحدد العنصر الفرعي ملف M. يتم فتح الملف الجديد في نافذة محرر M-file.

أدخل الأوامر في المحرر التي تؤدي إلى إنشاء رسمين بيانيين في نافذة رسومية واحدة:

س = ;
و = إكسب(-x);
مؤامرة فرعية (1، 2، 1)
مؤامرة (س، و)
ز = الخطيئة(س);
مؤامرة فرعية (1، 2، 2)
مؤامرة (س، ز)

الآن احفظ الملف المسمى mydemo.m في دليل فرعي عملدليل MatLab الرئيسي عن طريق التحديد حفظ باسمقائمة طعام ملفمحرر. لتشغيل كافة الأوامر الموجودة في الملف، حدد يجريعلى القائمة تصحيح.ستظهر نافذة رسومية على الشاشة شكل رقم 1،تحتوي على رسوم بيانية للوظائف. إذا قررت رسم جيب التمام بدلاً من جيب التمام، فما عليك سوى تغيير السطر g = sin(x) في ملف M إلى g = cos(x) وتشغيل كافة الأوامر مرة أخرى.

ملاحظة 1

إذا حدث خطأ أثناء الكتابة ولم يتمكن MatLab من التعرف على الأمر، فسيتم تنفيذ الأوامر حتى الأمر الذي تم إدخاله بشكل غير صحيح، وبعد ذلك يتم عرض رسالة خطأ في نافذة الأوامر.

الميزة المريحة للغاية التي يوفرها محرر M-file هي تنفيذ بعض الأوامر.أغلق نافذة الرسومات شكل رقم 1.حدد باستخدام الماوس أثناء الضغط على الزر الأيسر، أو باستخدام مفاتيح الأسهم أثناء الضغط باستمرار على المفتاح ، الأوامر الأربعة الأولى للبرنامج وتنفيذها من النقطة يقيم اختيارقائمة طعام نص. يرجى ملاحظة أنه تم عرض رسم بياني واحد فقط يتوافق مع الأوامر المنفذة في نافذة الرسومات. تذكر أنه لتنفيذ بعض الأوامر، يجب عليك تحديدها والضغط عليها . قم بتنفيذ أوامر البرنامج الثلاثة المتبقية وراقب حالة نافذة الرسومات. تدرب بنفسك، واكتب بعض الأمثلة من المعامل السابقة في محرر M-file وقم بتشغيلها.

يمكن توفير كتل ملف M فردية تعليقات،والتي يتم تخطيها عند تنفيذها، ولكنها تكون ملائمة عند العمل باستخدام ملف M. تبدأ التعليقات في MatLab بعلامة النسبة المئوية ويتم تمييزها تلقائيًا باللون الأخضر، على سبيل المثال:

% رسم الخطيئة (x) في نافذة منفصلة

يمكن لمحرر M-file أن يفتح عدة ملفات في نفس الوقت. يتم الانتقال بين الملفات باستخدام الإشارات المرجعية بأسماء الملفات الموجودة أسفل نافذة المحرر.

يتم فتح ملف M موجود باستخدام العنصر يفتحقائمة طعام ملفبيئة العمل، أو محرر ملف M. يمكنك أيضًا فتح الملف في المحرر باستخدام أمر التحرير MatLab من سطر الأوامر، مع تحديد اسم الملف كوسيطة، على سبيل المثال:

يقوم أمر التحرير بدون وسيطة بإنشاء ملف جديد.
من الأفضل كتابة جميع الأمثلة التي تظهر في هذا الدرس والمعامل التالية وحفظها في ملفات M، وإكمالها بالتعليقات، وتنفيذها من محرر M-file. يتطلب استخدام الأساليب العددية والبرمجة في MatLab إنشاء ملفات M.

2. أنواع ملفات M

هناك نوعان من ملفات M في MatLab: ملف البرنامج(Script M-Files) الذي يحتوي على سلسلة من الأوامر، و وظيفة الملف(الملفات الوظيفية M)، التي تصف الوظائف المحددة من قبل المستخدم.

لقد قمت بإنشاء برنامج الملفات (إجراء الملف) عند قراءة القسم الفرعي السابق. جميع المتغيرات المعلنة في برنامج الملفات تصبح متاحة في بيئة العمل بعد تنفيذها. قم بتنفيذ برنامج الملفات الوارد في القسم الفرعي 2.1 في محرر الملفات M واكتب أمر whos في سطر الأوامر لعرض محتويات بيئة العمل. سيظهر وصف للمتغيرات في نافذة الأوامر:

"من
فئة حجم الاسم بايت
f 1x71 568 صفيف مزدوج
ز 1x71 568 صفيف مزدوج
× 1x71568 صفيف مزدوج
المجموع الكلي هو 213 عنصرًا باستخدام 1704 بايت

يمكن استخدام المتغيرات المحددة في برنامج ملف واحد في برامج ملفات أخرى وفي الأوامر التي يتم تنفيذها من سطر الأوامر. يتم تنفيذ الأوامر الموجودة في برنامج الملفات بطريقتين:

• من محرر ملف M كما هو موضح أعلاه.
• من سطر الأوامر أو برنامج ملف آخر، باستخدام اسم الملف M كأمر.

يعد استخدام الطريقة الثانية أكثر ملاءمة، خاصة إذا كان برنامج الملف الذي تم إنشاؤه سيتم استخدامه بشكل متكرر في المستقبل. في الواقع، يصبح ملف M الذي تم إنشاؤه أمرًا يفهمه MatLab. أغلق جميع النوافذ الرسومية واكتب mydemo في سطر الأوامر، وستظهر نافذة رسومية تتوافق مع أوامر ملف برنامج mydemo.m. بعد إدخال أمر mydemo، يقوم MatLab بتنفيذ الإجراءات التالية.

• التحقق مما إذا كان الأمر الذي تم إدخاله هو اسم أي من المتغيرات المحددة في وقت التشغيل. إذا تم إدخال متغير، يتم عرض قيمته.
• إذا لم يكن الإدخال متغيرًا، فسيبحث MatLab عن الأمر المُدخل بين الوظائف المضمنة. إذا تبين أن الأمر عبارة عن وظيفة مضمنة، فسيتم تنفيذه.

إذا لم يتم إدخال متغير أو وظيفة مضمنة، فسيبدأ MatLab في البحث عن ملف M باسم الأمر والامتداد م. يبدأ البحث ب الدليل الحالي(الدليل الحالي)، إذا لم يتم العثور على ملف M فيه، فإن MatLab يبحث في الدلائل المثبتة في مسارات البحث(طريق). يتم تنفيذ ملف M الذي تم العثور عليه في MatLab.

إذا لم ينجح أي من الإجراءات المذكورة أعلاه، فسيتم عرض رسالة في نافذة الأوامر، على سبيل المثال:

» بلدي
؟؟؟؟ دالة غير محددة أو متغير "mydem".

عادة، يتم تخزين ملفات M في دليل المستخدم. لكي يتمكن نظام MatLab من العثور عليها، يجب تعيين المسارات للإشارة إلى موقع ملفات M.

ملاحظة 2

هناك سببان لتخزين ملفات M الخاصة بك خارج دليل MatLab الرئيسي. أولاً، عند إعادة تثبيت MatLab، قد يتم إتلاف الملفات الموجودة في الدلائل الفرعية لدليل MatLab الرئيسي. ثانيًا، عند تشغيل MatLab، يتم وضع جميع الملفات الموجودة في الدليل الفرعي لصندوق الأدوات في ذاكرة الكمبيوتر بطريقة مثالية لزيادة الأداء. إذا كتبت ملف M إلى هذا الدليل، فلا يمكنك استخدامه إلا بعد إعادة تشغيل MatLab.

3. تحديد المسارات

في إصدارات ماتلاب 6 .xيتم تحديد الدليل الحالي ومسارات البحث. يتم تعيين هذه الخصائص إما باستخدام مربعات الحوار المقابلة أو باستخدام أوامر من سطر الأوامر.

يتم تحديد الدليل الحالي في مربع الحوار حاضِر الدليلبيئة العمل. النافذة موجودة في بيئة العمل إذا تم تحديد الخيار حاضِر الدليلقائمة طعام منظربيئة العمل.
يتم تحديد الدليل الحالي من القائمة. إذا لم يكن موجودًا في القائمة، فيمكنك إضافته من مربع الحوار تصفح ل مجلد،يتم استدعاؤه من خلال النقر على الزر الموجود على يمين القائمة. يتم عرض محتويات الدليل الحالي في جدول الملفات.

يتم تعريف مسارات البحث في مربع الحوار تعيين طريقمتصفح المسار، يتم الوصول إليه من النقطة تعيين طريققائمة طعام ملفبيئة العمل.

لإضافة كتالوج، انقر فوق الزر يضيف مجلد تصفح ل طريقحدد الدليل المطلوب. تتم إضافة دليل بجميع الأدلة الفرعية الخاصة به عن طريق النقر فوق الزر إضافة مع المجلدات الفرعية. ماتلاب يبحث طريق.يتوافق ترتيب البحث مع موقع المسارات في هذا الحقل؛ حيث يتم البحث في الدليل الذي يقع مساره في أعلى القائمة أولاً. يمكنك تغيير ترتيب البحث أو حتى إزالة المسار إلى الدليل عن طريق تحديد الدليل في الحقل ماتلاب يبحث طريقوتحديد موضعه باستخدام الأزرار التالية:
يتحرك ل قمة - مكان في أعلى القائمة؛
يتحرك أعلى - تحرك للأعلى بمقدار موضع واحد؛
يزيل - ازله من القائمة؛
يتحرك تحت - التحرك لأسفل موقف واحد.
يتحرك ل قاع - مكان في أسفل القائمة.

4. أوامر لتحديد المسارات.

خطوات تعيين المسارات في MatLab 6 .xيتم تكرارها من قبل الفرق. يتم تعيين الدليل الحالي باستخدام الأمر cd، على سبيل المثال cd c:\users\igor. يقوم الأمر cd، الذي تم إصداره بدون وسيطة، بطباعة المسار إلى الدليل الحالي. لتعيين المسارات، استخدم أمر المسار، الذي يتم استدعاؤه باستخدام وسيطتين:

المسار (المسار، "c:\users\igor") - يضيف الدليل c:\users\igor بأولوية البحث الأدنى؛
المسار ("c:\users\igor"،مسار) - يضيف الدليل c:\users\igor مع أعلى أولوية بحث.

يؤدي استخدام أمر المسار بدون وسيطات إلى عرض قائمة بمسارات البحث على الشاشة. يمكنك إزالة مسار من القائمة باستخدام الأمر rmpath:

يقوم rmpath("c:\users\igor") بإزالة المسار إلى الدليل c:\users\igor من قائمة المسارات.

ملاحظة 3

لا تقم بحذف مسارات الدليل دون داعٍ، خاصة تلك التي لست متأكدًا من غرضها. قد تؤدي الإزالة إلى عدم توفر بعض الوظائف المحددة في MatLab.

مثال.قم بالإنشاء في الدليل الجذر للقرص د(أو أي قرص أو دليل آخر حيث يُسمح للطلاب بإنشاء أدلة خاصة بهم) دليل باسمك الأخير، على سبيل المثال، WORK_IVANOV، واكتب M-file mydemo.m هناك تحت الاسم mydemo3.m. قم بتعيين مسارات الملفات وإظهار إمكانية الوصول إلى الملفات من سطر الأوامر. تقديم النتائج في تقرير المختبر الخاص بك.

خيار الحل:

1. في الدليل الجذر للقرص دتم إنشاء دليل WORK_IVANOV.
2. تتم كتابة ملف M-file mydemo.m في دليل WORK_IVANOV تحت اسم mydemo3.m.
3. يتم فتح مربع حوار تعيين طريققائمة طعام ملفبيئة عمل ماتلاب.
4. يتم الضغط على الزر يضيف مجلدوفي مربع الحوار الذي يظهر تصفح ل طريقتم تحديد دليل WORK_IVANOV.
5. تتم إضافة دليل بجميع الأدلة الفرعية الخاصة به عن طريق النقر فوق الزر يضيف مع المجلدات الفرعية.يظهر المسار إلى الدليل المُضاف في الحقل ماتلاب يبحث طريق.
6. لتذكر المسار، اضغط على المفتاح يحفظصندوق المحادثة تعيين طريق.
7. يتم التحقق من صحة جميع الإجراءات عن طريق كتابة الأمر mydemo3 من سطر الأوامر. ستظهر نافذة الرسومات على الشاشة.

5. وظائف الملف

برامج الملفات التي تمت مناقشتها أعلاه هي عبارة عن سلسلة من أوامر MatLab، ولا تحتوي على وسيطات إدخال أو إخراج. لاستخدام الأساليب الرقمية وعند برمجة تطبيقاتك الخاصة في MatLab، يجب أن تكون قادرًا على إنشاء وظائف ملف تنفذ الإجراءات الضرورية باستخدام وسيطات الإدخال وإرجاع النتيجة في وسيطات الإخراج. يحتوي هذا القسم الفرعي على عدة أمثلة بسيطة لمساعدتك على فهم كيفية التعامل مع وظائف الملف. يتم إنشاء وظائف الملف، بالإضافة إلى إجراءات الملف، في محرر M-file.

5.1. وظائف الملف مع وسيطة إدخال واحدة

لنفترض أنه في العمليات الحسابية غالبًا ما يكون من الضروري استخدام الوظيفة

من المنطقي كتابة دالة ملف مرة واحدة، ثم استدعائها أينما تريد حساب هذه الوظيفة. افتح ملفًا جديدًا في محرر M-file واكتب نص القائمة

الدالة و = myfun(x)
f= exp(-x)*sqrt((x^2+1)/(x^4+0.1));

تحدد وظيفة الكلمة في السطر الأول أن هذا الملف يحتوي على ملف وظيفة. السطر الأول هو رأس الوظيفة,الذي المنازل اسم وظيفةوقوائم وسائط الإدخال والإخراج. في المثال الموضح في القائمة، اسم الوظيفة هو myfun، ووسيطة إدخال واحدة هي x ووسيطة إخراج واحدة هي f. بعد أن يأتي العنوان الجسم الوظيفي(في هذا المثال يتكون من سطر واحد)، حيث يتم حساب قيمته. من المهم أن تتم كتابة القيمة المحسوبة إلى f. يتم تضمين الفاصلة المنقوطة لمنع عرض المعلومات غير الضرورية على الشاشة.

الآن احفظ الملف في دليل العمل الخاص بك. يرجى ملاحظة أن اختيار عنصر يحفظأو يحفظ مثلقائمة طعام ملفيؤدي إلى ظهور مربع حوار لحفظ الملف في الحقل ملف اسموالذي يحتوي بالفعل على الاسم myfun. لا تغيره، احفظ ملف الوظيفة في ملف بالاسم المقترح.

الآن يمكن استخدام الدالة التي تم إنشاؤها بنفس طريقة استخدام الدالة sin وcos وغيرها، على سبيل المثال من سطر الأوامر:

» ص =myfun(1.3)
ص =
0.2600

يمكن استدعاء الوظائف الخاصة من برنامج ملف ومن وظيفة ملف أخرى.

تحذير

يجب أن يكون الدليل الذي يحتوي على ملف الوظيفة حديثًا، أو يجب إضافة مساره إلى مسار البحث، وإلا فلن يعثر MatLab على الوظيفة، أو سيستدعي وظيفة أخرى بنفس الاسم بدلاً من ذلك (إذا كانت في أدلة قابلة للبحث).

وظيفة الملف الواردة في القائمة لها عيب واحد مهم. تؤدي محاولة تقييم قيم الوظائف من مصفوفة إلى حدوث خطأ بدلاً من مصفوفة من القيم، كما يحدث عند تقييم الوظائف المضمنة.

" س = ;
» ص = myfun(x)
؟؟؟؟ خطأ في استخدام ==> ^
يجب أن تكون مصفوفة مربعة.
خطأ في ==> C:\MATLABRll\work\myfun.m
في السطر 2 ==> f = exp(-x)*sqrt((x^2+1)/(x^4+1));

إذا تعلمت كيفية العمل مع المصفوفات، فإن القضاء على هذا النقص لن يكون صعبا. كل ما تحتاجه هو استخدام العمليات الحكيمة عند حساب قيمة الوظيفة.
قم بتعديل نص الوظيفة كما هو موضح في القائمة التالية (تذكر حفظ التغييرات في ملف myfun.m).

الدالة و = myfun(x)
f = exp(-x).*sqrt((x.^2+1)./(x.^4+0.1));

الآن يمكن أن تكون وسيطة الدالة myfun إما رقمًا أو متجهًا أو مصفوفة للقيم، على سبيل المثال:

" س = ;
» ص = myfun(x)
ص =
0.2600 0.0001

المتغير y، الذي تتم فيه كتابة نتيجة استدعاء الدالة myfun، يصبح تلقائيًا متجهًا بالحجم المطلوب.

ارسم وظيفة myfun على مقطع من سطر الأوامر أو باستخدام برنامج ملف:

س = ;
y = myfun(x);
مؤامرة (س، ص)

يوفر MatLab طريقة أخرى للعمل مع وظائف الملفات - وذلك باستخدامها كوسيطات لبعض الأوامر. على سبيل المثال، لرسم رسم بياني، استخدم الدالة fplot الخاصة، التي تحل محل تسلسل الأوامر المذكورة أعلاه. عند استدعاء fplot، يكون اسم الوظيفة التي تريد رسم الرسم البياني الخاص بها محاطًا بفواصل عليا، ويتم الإشارة إلى حدود الرسم في متجه صف من عنصرين

fplot ("myfun"، )

قم برسم الرسوم البيانية الممتعة باستخدامplot وfplot على نفس المحاور باستخدام Hold on. يرجى ملاحظة أن الرسم البياني الذي تم إنشاؤه باستخدام fplot يعكس بشكل أكثر دقة سلوك الوظيفة، حيث أن fplot نفسه يحدد خطوة الوسيطة، مما يقللها في مناطق التغيير السريع في الوظيفة المعروضة. تقديم النتائج في تقرير المختبر الخاص بك.

5.2. وظائف الملف مع وسائط الإدخال المتعددة

إن كتابة وظائف الملف باستخدام وسائط إدخال متعددة لا تختلف عمليا عن الكتابة باستخدام وسيطة واحدة. يتم وضع كافة وسائط الإدخال في قائمة مفصولة بفواصل. على سبيل المثال، تحتوي القائمة التالية على دالة ملف تحسب طول متجه نصف القطر لنقطة في الفضاء ثلاثي الأبعاد
إدراج دالة ملف مع عدة وسائط

الدالة ص = نصف القطر3(س، ص، ض)
r = sqrt(x.^2 + y.^2 + z.^2);

» R = نصف القطر3(1، 1، 1)
ص =
1.732

بالإضافة إلى الوظائف التي تحتوي على وسائط إدخال متعددة، يتيح لك MatLab إنشاء وظائف تُرجع قيمًا متعددة، على سبيل المثال. وجود وسائط الإخراج متعددة.

5.3. وظائف الملف مع وسائط الإخراج المتعددة

تعد وظائف الملف التي تحتوي على وسائط إخراج متعددة مفيدة عند تقييم الوظائف التي تُرجع قيمًا متعددة (يطلق عليها في الرياضيات وظائف المتجهات). يتم إلحاق وسيطات الإخراج بقائمة وسيطات الإخراج، مفصولة بفواصل، ويتم وضع القائمة نفسها بين قوسين مربعين. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك الدالة التي تقوم بتحويل الوقت المحدد بالثواني إلى ساعات ودقائق وثواني. تظهر وظيفة الملف هذه في القائمة التالية.

قائمة وظيفة تحويل الثواني إلى ساعات ودقائق وثواني

الدالة = همس (ثانية)
الساعة = الطابق (ثانية/3600)؛
دقيقة = الطابق((ساعة ثانية*3600)/60);
الثانية = ثانية-ساعة*3600-دقيقة*60;

عند استدعاء وظائف ملف باستخدام وسائط إخراج متعددة، يجب كتابة النتيجة إلى متجه بطول مناسب:

» [ن، م، ق] = همس(10000)
ح=
2
م =
46
س=
40

6. أساسيات البرمجة في الماتلاب

وظائف الملف وملف البرنامج المستخدم في الأقسام الفرعية السابقة هي أبسط أمثلة البرامج التي يتم تنفيذها بشكل تسلسلي. لحل العديد من المهام الأكثر خطورة، تحتاج إلى كتابة البرامج التي يتم فيها تنفيذ الإجراءات بشكل دوري أو، اعتمادا على بعض الشروط، يتم تنفيذ أجزاء مختلفة من البرامج. دعونا نلقي نظرة على عوامل التشغيل الرئيسية التي تحدد تسلسل تنفيذ أوامر MatLab. يمكن استخدام العوامل في كل من إجراءات الملفات والوظائف، مما يسمح لك بإنشاء برامج ذات هياكل متفرعة معقدة.

6.1. مشغل الحلقة ل

تم تصميم المشغل لتنفيذ عدد محدد من الإجراءات المتكررة. أبسط استخدام لعبارة for هو كما يلي:

للعد = البداية: الخطوة: النهائية
أوامر ماتلاب
نهاية

هنا count هو متغير حلقة، start هي قيمته الأولية، و Final هي قيمته النهائية، و step هي الخطوة التي يتم من خلالها زيادة العدد في كل مرة يتم فيها إدخال الحلقة. تنتهي الحلقة بمجرد أن يصبح العدد أكبر من العدد النهائي. يمكن لمتغير الحلقة أن يأخذ ليس فقط القيم الصحيحة، ولكن أيضًا القيم الحقيقية لأي علامة. دعونا نلقي نظرة على استخدام عامل تشغيل الحلقة باستخدام بعض الأمثلة النموذجية.
يجب أن يكون من الضروري استخلاص مجموعة من المنحنيات لـ، والتي يتم تحديدها بواسطة دالة تعتمد على المعلمة لقيم المعلمات من -0.1 إلى 0.1.
اكتب نص إجراء الملف في محرر ملف M واحفظه في الملف FORdem1.m، وقم بتشغيله للتنفيذ (من محرر ملف M أو من سطر الأوامر عن طريق كتابة الأمر FORdem1 فيه والضغط على ):

برنامج ملف % لإنشاء عائلة من المنحنيات
س = ;
ل = -0.1:0.02:0.1
y = exp(-a*x).*sin(x);
يتمسك
مؤامرة (س، ص)
نهاية

ملاحظة 4

يقترح محرر M-file تلقائيًا وضع البيانات داخل الحلقة، مع وضع مسافة بادئة من الحافة اليسرى. استخدم هذه الميزة لتسهيل العمل مع نص البرنامج.

نتيجة لتنفيذ FORdem1، ستظهر نافذة رسومية تحتوي على مجموعة المنحنيات المطلوبة.

اكتب برنامج ملف لحساب المبلغ

تستخدم خوارزمية حساب المبلغ تراكم النتيجة، أي. أولا المجموع هو صفر ( س= 0)، ثم إلى متغير كيتم إدخال الوحدة ويتم حساب 1/ ك!، مضاف إليه سويتم إدخال النتيجة مرة أخرى س. إضافي كيزيد بمقدار واحد، وتستمر العملية حتى يصبح الحد الأخير 1/10!. يقوم برنامج الملفات Fordem2 الموضح في القائمة التالية بحساب المبلغ المطلوب.

قائمة برنامج الملفات Fordem2 لحساب المبلغ

برنامج ملف٪ لحساب المبلغ
% 1/1!+1/2!+ … +1/10!

% إعادة تعيين S لتجميع المبلغ
س = 0؛
نسبة تراكم المبلغ في الدورة
ل ك = 1:10
S = S + 1/factorial(k);
نهاية
% إخراج النتيجة إلى نافذة الأوامر S

اكتب ملف البرنامج في محرر M-file، واحفظه في الدليل الحالي في الملف Fordem2.m وقم بالتنفيذ. سيتم عرض النتيجة في نافذة الأوامر، لأن في السطر الأخير من ملف البرنامج سلا يحتوي على فاصلة منقوطة لعرض قيمة المتغير س

لاحظ أن الأسطر الأخرى من برنامج الملفات التي قد تتسبب في طباعة القيم المتوسطة على الشاشة يتم إنهاؤها بفاصلة منقوطة لمنع الإخراج إلى نافذة الأوامر.

ليس من قبيل الصدفة أن يتم فصل أول سطرين من التعليقات بسطر فارغ عن بقية نص البرنامج. وهي التي يتم عرضها عندما يستخدم المستخدم أمر المساعدة من سطر الأوامر للحصول على معلومات حول ما يفعله Fordem2

>> مساعدة Fordem2
برنامج ملف لحساب المبلغ
1/1!+1/2!+ … +1/10!

عند كتابة برامج الملفات ووظائف الملفات، لا تهمل التعليقات!
جميع المتغيرات المستخدمة في برنامج الملفات تصبح متاحة في بيئة العمل. وهي ما يسمى بالمتغيرات العالمية. ومن ناحية أخرى، يمكن لبرنامج الملفات استخدام جميع المتغيرات المدخلة في بيئة العمل.

خذ بعين الاعتبار مشكلة حساب المجموع، مشابهة للمشكلة السابقة، ولكن اعتمادا على المتغير س

لحساب هذا المبلغ في برنامج الملفات Fordem2، تحتاج إلى تغيير الخط الموجود داخل الحلقة إلى

S = S + x.^k/factorial(k);

قبل تشغيل البرنامج، يجب عليك تحديد متغير سفي سطر الأوامر باستخدام الأوامر التالية:

>> س = 1.5؛
>> فورديم2
س=
3.4817

مثل سقد يكون متجهًا أو مصفوفة، حيث أنه في برنامج ملف Fordem2 تم استخدام عمليات عنصر بعنصر عند تجميع المبلغ.

قبل البدء في Fordem2، يجب عليك تعيين متغير سبعض القيمة، ولحساب المجموع، على سبيل المثال، من خمسة عشر مصطلحًا، سيتعين عليك إجراء تغييرات على نص برنامج الملفات. من الأفضل أن تكتب دالة ملف عالمية تأخذ القيمة كوسائط إدخال سوالحد الأعلى للمبلغ، وعطلة نهاية الأسبوع - قيمة المبلغ س(س). يظهر ملف الدالة sumN في القائمة التالية.

قائمة وظيفة الملف لحساب المبلغ

الدالة S = sumN(x, N)
وظيفة الملف٪ لحساب المبلغ
% x/1!+x^2/2!+ … +x^N/N!
نسبة الاستخدام: S = sumN(x, N)

% إعادة تعيين S لتجميع المبلغ
س = 0؛
نسبة تراكم المبلغ في الدورة
ل م = 1:1:ن
S = S + x.^m/factorial(m);
نهاية

يمكن للمستخدم التعرف على استخدام الدالة sumN عن طريق كتابة help sumN في سطر الأوامر. سيتم عرض الأسطر الثلاثة الأولى مع التعليقات في نافذة الأوامر، مفصولة عن نص وظيفة الملف بخط فارغ.

لاحظ أن متغيرات دالة الملف ليست عالمية (m في دالة ملف sumN). محاولة عرض قيمة المتغير m من سطر الأوامر ينتج عنها رسالة مفادها أن m لم يتم تعريفه. إذا كان هناك متغير عام في بيئة العمل بنفس الاسم، تم تعريفه من سطر الأوامر أو في وظيفة ملف، فهو غير مرتبط بأي شكل من الأشكال بالمتغير المحلي في وظيفة الملف. كقاعدة عامة، من الأفضل تنسيق الخوارزميات الخاصة بك كوظائف ملف بحيث لا تغير المتغيرات المستخدمة في الخوارزمية قيم المتغيرات العامة لبيئة العمل التي تحمل الاسم نفسه.

يمكن أن تكون حلقات for متداخلة داخل بعضها البعض، ولكن يجب أن تكون متغيرات الحلقات المتداخلة مختلفة.

تعد حلقة for مفيدة عند تنفيذ إجراءات مماثلة متكررة عندما يكون عددها محددًا مسبقًا. تسمح لك حلقة while الأكثر مرونة بالتغلب على هذا القيد.

6.2. بينما مشغل الحلقة

لنفكر في مثال لحساب المبلغ، على غرار المثال من الفقرة السابقة. تحتاج إلى العثور على مجموع سلسلة معينة س(توسيع السلسلة):
.

يمكن تجميع المبلغ طالما أن المصطلحات ليست صغيرة جدًا، فلنفترض أن المزيد من الوحدات A for لا تكفي هنا، نظرًا لأن عدد المصطلحات غير معروف مسبقًا. الحل هو استخدام حلقة while، والتي تعمل أثناء استيفاء شرط الحلقة:

أثناء حالة الحلقة
أوامر ماتلاب
نهاية

في هذا المثال، ينص شرط الحلقة على أن الحد الحالي أكبر من . لكتابة هذا الشرط، استخدم علامة أكبر من (>). نص وظيفة الملف mysin، التي تحسب مجموع السلسلة، موضحة في القائمة التالية.

قائمة دالة الملف mysin، التي تحسب الجيب من خلال توسيع السلسلة

الدالة S = ميسين(x)
٪ حساب الجيب عن طريق توسيع السلسلة
% الاستخدام: y = mysin(x), -pi

س = 0؛
ك = 0؛
بينما القيمة المطلقة (x.^(2*k+1)/factorial(2*k+1))>1.0e-10
S = S + (-1)^k*x.^(2*k+1)/factorial(2*k+1);
ك = ك + 1؛
نهاية

يرجى ملاحظة أن حلقة while، على عكس حلقة for، لا تحتوي على متغير حلقة، لذلك كان علينا تعيين k إلى صفر قبل بداية الحلقة، وزيادة k بمقدار واحد داخل الحلقة.
يمكن أن يحتوي شرط الحلقة while على أكثر من مجرد علامة >. لتعيين شروط تنفيذ دورة، تكون العمليات العلائقية الأخرى المدرجة في الجدول 1 صالحة أيضًا. 1.

الجدول 1. العمليات العلائقية

يتم تحديد شروط أكثر تعقيدًا باستخدام عوامل التشغيل المنطقية. على سبيل المثال، يتكون الشرط من تحقيق متباينتين و ، ويتم كتابته باستخدام العامل المنطقي و

و(س >= -1، س< 2)

أو ما يعادل &

(س >= -1) & (س< 2)

وترد في الجدول العوامل المنطقية وأمثلة على استخدامها. 2.

الجدول 2. العوامل المنطقية

المشغل أو العامل		الكتابة إلى ماتلاب	دخول معادل
"و" المنطقية		و(x< 3, k == 4)	(x< 3) & (k == 4)
منطقية "أو"		أو (س == 1،س == 2)	(س == 1) | (س == 2)
النفي "لا"

عند حساب مجموع سلسلة لا نهائية، فمن المنطقي تحديد عدد المصطلحات. إذا تباعدت المتسلسلة لأن حدودها لا تميل إلى الصفر، فإن شرط القيمة الصغيرة للحد الحالي قد لا يتم استيفاءه أبدًا وسيدخل البرنامج في حلقة. قم بإجراء الجمع عن طريق إضافة حد لعدد المصطلحات إلى حالة حلقة while الخاصة بوظيفة ملف mysin:

بينما (abs(x.^(2*k+1)/factorial(2*k+1))>1.0e-10)&(k<=10000))

أو في شكل مماثل

بينما و(abs(x.^(2*k+1)/factorial(2*k+1))>1.0e-10), k<=10000)

إن تنظيم الإجراءات المتكررة في شكل دورات يجعل البرنامج بسيطًا ومفهومًا، ولكن غالبًا ما يكون من الضروري تنفيذ مجموعة أو أخرى من الأوامر وفقًا لشروط معينة، أي. استخدام خوارزمية المتفرعة.

6.3. شرط إذا بيان

العامل الشرطي لويسمح لك بإنشاء خوارزمية متفرعة لتنفيذ الأوامر، والتي، عند استيفاء شروط معينة، يتم تشغيل الكتلة المقابلة من مشغلي MatLab أو الأوامر.

يمكن استخدام عبارة if في شكلها البسيط لتنفيذ مجموعة من الأوامر عند استيفاء بعض الشروط، أو في بناء if-elseif-else لكتابة خوارزميات متفرعة.
لنفترض أننا بحاجة إلى تقييم التعبير. لنفترض أنك تجري عملية حسابية في مجال الرقم الحقيقي وتريد عرض تحذير بأن النتيجة هي رقم مركب. قبل حساب الدالة، يجب عليك التحقق من قيمة الوسيطة x، وعرض تحذير في نافذة الأوامر إذا كان معامل x لا يتجاوز واحدًا. هنا تحتاج إلى استخدام عبارة if الشرطية، والتي يبدو استخدامها في أبسط الحالات كما يلي:

إذا كان الشرط
أوامر ماتلاب
نهاية

إذا تم استيفاء الشرط، فسيتم تنفيذ أوامر MatLab الموجودة بين if وend، وإذا لم يتم استيفاء الشرط، فسيتم الانتقال إلى الأوامر الموجودة بعد end. عند كتابة الشرط، يتم استخدام العمليات الواردة في الجدول. 1.

تظهر وظيفة الملف التي تتحقق من قيمة الوسيطة في القائمة التالية. يتم استخدام أمر التحذير لعرض تحذير في نافذة الأوامر.

قائمة دالة ملف Rfun التي تتحقق من قيمة الوسيطة

الدالة و = Rfun(x)
% يحسب sqrt(x^2-1)
% يطبع تحذيرًا إذا كانت النتيجة معقدة
نسبة الاستخدام ص = Rfun(x)

التحقق من الوسيطة٪
إذا القيمة المطلقة (س)<1
تحذير ("نتيجة معقدة")
نهاية
تقييم الوظيفة %
f = sqrt(x^2-1);

سيؤدي الآن استدعاء Rfun من وسيطة أقل من واحد إلى عرض رسالة تحذير في نافذة الأوامر:

>> ص = رفون (0.2)
والنتيجة معقدة
ص =
0+0.97979589711327i

تحذر وظيفة ملف Rfun فقط من أن قيمتها معقدة، وتستمر جميع العمليات الحسابية معها. إذا كانت النتيجة المعقدة تعني خطأ في الحساب، فيجب عليك التوقف عن تنفيذ الوظيفة باستخدام أمر الخطأ بدلاً من التحذير.

6.4. مشغل الفرع إذا-elseif-else

بشكل عام، يبدو تطبيق عامل الفرع if-elseif-else كما يلي:

إذا كان الشرط 1
أوامر ماتلاب
شرط آخر 2
أوامر ماتلاب
شرط آخر 3
أوامر ماتلاب
. . . . . . . . . . .
شرط آخر N
أوامر ماتلاب
آخر
أوامر ماتلاب
نهاية

اعتمادا على تنفيذ واحد أو آخر من نالشروط، سيتم تشغيل الفرع المقابل للبرنامج في حالة عدم وجود أي من الشروط نالشروط، ثم يتم تنفيذ أوامر MatLab بعد ذلك. بعد تنفيذ أي فرع من الفروع يخرج المشغل. يمكن أن يكون هناك العديد من الفروع كما تريد أو فرعين فقط. في حالة وجود فرعين، يتم استخدام الجزء اللاحق else ويتم تخطي elseif. يجب أن ينتهي البيان دائمًا بالنهاية.
يوجد مثال لاستخدام عبارة if-elseif-else في القائمة التالية.

دالة ifdem(أ)
% مثال على استخدام عبارة if-elseif-else

إذا (أ == 0)
تحذير ("أ يساوي صفر")
وإلا إذا كان == 1
تحذير ("a يساوي واحدًا")
وإلا إذا كان == 2
تحذير("أ يساوي اثنين")
وإلا إذا كان >= 3
تحذير ("أ، أكبر من أو يساوي ثلاثة")
آخر
تحذير ("أ أقل من ثلاثة، ولا يساوي صفرًا، واحدًا، اثنان")
نهاية

6.5. مشغل فرع يُحوّل

يمكن استخدام عبارة التبديل لإجراء تحديد متعدد أو تفرع . إنه بديل لعبارة if-elseif-else. بشكل عام، يبدو استخدام عامل التبديل كما يلي:

التبديل Switch_expression
قيمة الحالة 1
أوامر ماتلاب
قيمة الحالة 2
أوامر ماتلاب
. . . . . . . . . . .
قيمة الحالة ن
أوامر ماتلاب
الحالة (القيمة N+1، القيمة N+2، ...)
أوامر ماتلاب
. . . . . . . . . . . .
الحالة (القيمة NM+1، القيمة NM+2،...)
خلاف ذلك
أوامر ماتلاب
نهاية

في هذا البيان، يتم حساب قيمة Switch_expression أولاً (يمكن أن تكون قيمة رقمية عددية أو سلسلة من الأحرف). ثم تتم مقارنة هذه القيمة مع القيم: القيمة 1، القيمة 2، ...، القيمة N، القيمة N+1، القيمة N+2، ...، القيمة NM+1، القيمة NM+2، ... ( والتي يمكن أيضًا أن تكون رقمية أو سلسلة). إذا تم العثور على تطابق، فسيتم تنفيذ أوامر MatLab التي تتبع الكلمة الأساسية للحالة المقابلة. وبخلاف ذلك، سيتم تنفيذ أوامر MatLab الموجودة بين الكلمات الأساسية خلاف ذلك ونهاية.

يمكن أن يكون هناك أي عدد من الأسطر مع حالة الكلمة الأساسية، ولكن يجب أن يكون هناك سطر واحد فقط مع الكلمة الأساسية بخلاف ذلك.

بعد تنفيذ أي فرع من الفروع يخرج السويتش ولا يتم التحقق من القيم المحددة في الحالات الأخرى.

يتم توضيح استخدام التبديل من خلال المثال التالي:

وظيفة ديمسويتش (خ)
أ = 10/5 + س
التبديل أ
حالة 1
تحذير ("أ = -1")
الحالة 0
تحذير ("أ = 0")
حالة 1
تحذير ("أ = 1")
الحالة (2، 3، 4)
تحذير ("أ يساوي 2 أو 3 أو 4")
خلاف ذلك
تحذير ("أ لا يساوي -1، 0، 1، 2، 3، 4")
نهاية

>> س = -4
مفتاح التبديل (x)
أ =
1
تحذير: أ = 1
>> س = 1
مفتاح التبديل (x)
أ =
6
تحذير: أ لا يساوي -1، 0، 1، 2، 3، 4

6.6. عامل كسر الحلقة استراحة

عند تنظيم الحسابات الدورية، يجب توخي الحذر لضمان عدم حدوث أي أخطاء داخل الحلقة. على سبيل المثال، لنفترض أنك حصلت على مصفوفة x تتكون من أعداد صحيحة، وتريد إنشاء مصفوفة جديدة y وفقًا للقاعدة y(i) = x(i+1)/x(i). من الواضح أنه يمكن حل المشكلة باستخدام حلقة for. ولكن إذا كان أحد عناصر المصفوفة الأصلية صفرًا، فسيؤدي القسمة إلى inf، وقد تكون الحسابات اللاحقة عديمة الفائدة. يمكن منع هذا الموقف عن طريق الخروج من الحلقة إذا كانت القيمة الحالية لـ x(i) هي صفر. يوضح جزء البرنامج التالي استخدام عبارة Break لمقاطعة الحلقة:

ل س = 1:20
ض = س-8؛
إذا ض ==0
استراحة
نهاية
ص = س/ض
نهاية

بمجرد أن يصبح المتغير z 0، يتم إنهاء الحلقة.

تسمح لك عبارة Break بإنهاء تنفيذ حلقات for و while مبكرًا. خارج هذه الحلقات، لا تعمل عبارة Break.

عند استخدام عبارة Break في حلقة متداخلة، فإنها تخرج فقط من الحلقة الداخلية.

تعليمات

تحتوي بيئة MATLAB على عدة أوضاع تشغيل. أبسطها هو إدخال الأوامر مباشرة في نافذة الأوامر ( نافذة الأوامر).
إذا لم يكن مرئيا في واجهة البرنامج، فأنت بحاجة إلى فتحه. يمكنك العثور على نافذة الأوامر من خلال القائمة سطح المكتب -> نافذة الأوامر.
على سبيل المثال، دعنا ندخل الأوامر "x = y = sqrt(x);plot(y);" في هذه النافذة بالتتابع واحدًا تلو الآخر ثم اضغط على مفتاح "Enter" ( يدخل). سيقوم البرنامج على الفور بإنشاء المتغيرات X، وإنشاء المتغير Y وحساب قيمه لدالة معينة، ثم إنشاء الرسم البياني الخاص بها.
باستخدام أسهم لوحة المفاتيح "لأعلى" و"لأسفل" في نافذة الأوامر، يمكننا التبديل بين جميع الأوامر المدخلة، وتغييرها فورًا إذا لزم الأمر، وبالضغط على Enter مرة أخرى، نرسلها إلى بيئة MATLAB للتنفيذ.
مريح؟ مما لا شك فيه. والأهم من ذلك - بسرعة كبيرة. كل هذه الإجراءات تستغرق بضع ثوان.
ولكن ماذا لو كنت بحاجة إلى تنظيم فريق أكثر تعقيدًا؟ إذا كنت بحاجة إلى تنفيذ دوري لبعض الأوامر؟ قد يكون إدخال الأوامر يدويًا واحدًا تلو الآخر ثم البحث في السجل لفترة طويلة أمرًا مملاً للغاية.

لتسهيل الحياة على عالم أو مهندس أو طالب، نافذة المحرر ( محرر). لنفتح نافذة المحرر من خلال القائمة سطح المكتب -> محرر.
هنا يمكنك إنشاء متغيرات جديدة، وإنشاء رسوم بيانية، وكتابة برامج (برامج نصية)، وإنشاء مكونات للتبادل مع بيئات أخرى، وإنشاء تطبيقات بواجهة مستخدم (GUI)، وتحرير التطبيقات الموجودة. لكننا مهتمون حاليًا بكتابة برنامج يحتوي على وظائف لإعادة استخدامها في المستقبل. لذلك دعونا نذهب إلى القائمة ملفو اختار جديد -> ملف M.

في حقل المحرر سنكتب برنامجًا بسيطًا، ولكن سنعقده قليلاً:

دالة draw_plot(x)
ص = سجل(س); % اضبط الوظيفة الأولى
مؤامرة فرعية (1، 2، 1)، مؤامرة (س، ص)؛ % بناء الرسم البياني الأول
ذ = sqrt(x); % اضبط الوظيفة الثانية
مؤامرة فرعية (1، 2، 2)، مؤامرة (س، ص)؛ ٪ بناء الرسم البياني الثاني

لقد أضفنا وظيفة ثانية وسنعرض رسمين بيانيين بجوار بعضهما البعض في وقت واحد. تشير علامة النسبة المئوية إلى التعليقات في MATLAB.
ولا تنسى حفظ البرنامج. امتداد الملف القياسي لبرنامج Matlab هو *.م.
الآن أغلق المحرر والنافذة بالرسم البياني الذي أنشأناه سابقًا.

دعنا نعود إلى نافذة الأوامر.
يمكنك مسح سجل الأوامر حتى لا تشتت المعلومات غير الضرورية انتباهنا. للقيام بذلك، انقر بزر الماوس الأيمن فوق حقل إدخال الأوامر وحدد العنصر في قائمة السياق التي تفتح مسح نافذة الأوامر.
لا يزال لدينا المتغير X من التجربة السابقة، ولم نغيره أو نحذفه. لذلك، يمكنك الدخول على الفور إلى نافذة الأوامر:
draw_plot(x);
سترى أن MATLAB سوف يقرأ وظيفتنا من الملف وينفذها، ويرسم رسمًا بيانيًا.

تشتمل بيئة MATLAB على مترجم أوامر بلغة عالية المستوى، ونظام رسومي، وحزم ملحقة، ويتم تنفيذه بلغة C. ويتم تنظيم جميع الأعمال من خلال نافذة الأوامر، التي تظهر عند تشغيل برنامج matlab.exe. أثناء التشغيل، توجد البيانات في الذاكرة (مساحة العمل)، ويتم إنشاء نوافذ رسومية لعرض المنحنيات والأسطح والرسوم البيانية الأخرى.

يتم إجراء الحسابات في نافذة الأوامر في وضع الحوار. يقوم المستخدم بإدخال الأوامر أو تنفيذ الملفات النصية في MATLAB. يقوم المترجم بمعالجة المدخلات وينتج النتائج: البيانات الرقمية والسلسلة والتحذيرات ورسائل الخطأ. يتم وضع علامة على سطر الإدخال بـ >>. تعرض نافذة الأوامر الأرقام والمتغيرات التي تم إدخالها من لوحة المفاتيح، بالإضافة إلى نتائج العمليات الحسابية. يجب أن تبدأ أسماء المتغيرات بحرف. تتوافق العلامة = مع عملية الإسناد. يؤدي الضغط على مفتاح Enter إلى قيام النظام بتقييم التعبير وعرض النتيجة. اكتب من لوحة المفاتيح في سطر الإدخال:

اضغط على مفتاح Enter، وستظهر نتيجة الحساب على الشاشة في منطقة العرض:

يتم تخزين جميع القيم المتغيرة المحسوبة أثناء جلسة العمل الحالية في منطقة محجوزة خصيصًا من ذاكرة الكمبيوتر تسمى مساحة عمل نظام MATLAB (مساحة العمل). يمكن للأمر clc مسح محتويات نافذة الأوامر، لكن هذا لن يؤثر على محتويات مساحة العمل. عندما لا تكون هناك حاجة لتخزين عدد من المتغيرات في جلسة العمل الحالية، يمكن محوها من ذاكرة الكمبيوتر باستخدام الأمر واضح أو واضح (name1، name2، ...). يقوم الأمر الأول بحذف كافة المتغيرات من الذاكرة، بينما يقوم الأمر الثاني بحذف المتغيرات المسماة name1 وname2. يمكن لأمر who عرض قائمة بجميع المتغيرات المضمنة حاليًا في مساحة عمل النظام. لعرض قيمة أي متغير من مساحة عمل النظام الحالية، ما عليك سوى كتابة اسمه والضغط على Enter.

بعد الانتهاء من جلسة MATLAB، يتم فقدان جميع المتغيرات المحسوبة مسبقًا. لحفظ محتويات مساحة عمل نظام MATLAB في ملف على قرص الكمبيوتر، تحتاج إلى تنفيذ أمر القائمة File / Save Workspace As .... افتراضيًا، يكون امتداد اسم الملف mat، ولهذا السبب عادةً ما تكون هذه الملفات تسمى ملفات MAT. لتحميل مساحة عمل محفوظة مسبقًا على القرص إلى ذاكرة الكمبيوتر، تحتاج إلى تنفيذ أمر القائمة: ملف / تحميل مساحة العمل ....

الأعداد الحقيقية ونوع البيانات المزدوج

يمثل نظام MATLAB على مستوى الآلة جميع الأعداد الحقيقية المحددة بواسطة الجزء العشري والأس، على سبيل المثال، 2.85093E+11، حيث يشير الحرف E إلى أساس الأس يساوي 10. ويسمى هذا النوع الأساسي من البيانات مزدوج. يستخدم MATLAB بشكل افتراضي التنسيق القصير لعرض الأرقام الحقيقية، والذي يعرض فقط الأرقام العشرية الأربعة بعد العلامة العشرية.

أدخل مثالاً من لوحة المفاتيح:

» الدقة=5.345*2.868/3.14-99.455+1.274

الحصول على نتيجة الحساب:

إذا كنت بحاجة إلى تمثيل كامل للعدد الحقيقي، فأدخل الأمر من لوحة المفاتيح:

اضغط على Enter واحصل على معلومات أكثر تفصيلاً:

الدقة = -93.29900636942675

سيتم الآن عرض جميع نتائج الحسابات بدقة عالية خلال جلسة معينة في بيئة نظام MATLAB. إذا كنت تريد العودة إلى الدقة القديمة للتمثيل المرئي للأرقام الحقيقية في نافذة الأوامر قبل إنهاء جلسة العمل الحالية، فأنت بحاجة إلى إدخال الأمر وتنفيذه (بالضغط على مفتاح Enter):

يتم عرض الأعداد الصحيحة بواسطة النظام في نافذة الأوامر كأعداد صحيحة.

يتم تنفيذ العمليات الحسابية على الأعداد الحقيقية والمتغيرات المزدوجة: الجمع + والطرح - والضرب * والقسمة / والأسي ^. الأولوية في إجراء العمليات الحسابية أمر طبيعي. يتم تنفيذ العمليات ذات الأولوية نفسها بالترتيب من اليسار إلى اليمين، ولكن يمكن للأقواس تغيير هذا الترتيب.

إذا لم تكن هناك حاجة لرؤية نتيجة حساب تعبير معين في نافذة الأوامر، في نهاية التعبير الذي تم إدخاله، يجب عليك وضع فاصلة منقوطة ثم اضغط على Enter فقط.

يحتوي نظام MATLAB على جميع الوظائف الأولية الأساسية للحسابات ذات الأعداد الحقيقية. تتميز أي وظيفة باسمها، وقائمة وسيطات الإدخال (مدرجة مفصولة بفواصل وموضعة بين قوسين بعد اسم الوظيفة) وقيمة محسوبة (تم إرجاعها). يمكن الحصول على قائمة بجميع الوظائف الرياضية الأولية المتوفرة في النظام باستخدام أمر help elfun. يسرد الملحق 1 وظائف الوسيطة الحقيقية القياسية.

تقييم تعبير يتضمن تقييم دالة أركسين:

تأكد من حصولك على النتيجة التالية:

الموافق للرقم "بي". في MATLAB، هناك تدوين خاص لحساب pi: pi. (قائمة متغيرات نظام MATLAB موجودة في الملحق 2).

يحتوي MATLAB أيضًا على وظائف منطقية، وهي وظائف تتعلق بحساب الأعداد الصحيحة (التقريب إلى أقرب عدد صحيح: التقريب، اقتطاع الجزء الكسري من الرقم: الإصلاح). هناك أيضًا وظيفة mod - ما تبقى من القسمة مع مراعاة الإشارة، والعلامة - علامة الرقم، وlcm - المضاعف الأقل شيوعًا، والتجعيدات - حساب عدد التباديل وnchoosek - عدد المجموعات وغيرها الكثير. العديد من الوظائف لها مجال آخر غير مجموعة الأعداد الحقيقية.

بالإضافة إلى العمليات الحسابية على المعاملات المزدوجة، يتم أيضًا تنفيذ العمليات العلائقية والمنطقية. يقوم مشغلو العلاقات بمقارنة معاملين على أساس الحجم. تتم كتابة هذه العمليات بالأحرف أو مجموعات الأحرف التالية (الجدول 1):

الجدول 1

إذا كانت العملية العلائقية صحيحة، فقيمتها هي 1، وإذا كانت خاطئة، فقيمتها 0. العمليات العلائقية لها أولوية أقل من العمليات الحسابية.

اكتب تعبيرًا يحتوي على عمليات علائقية من لوحة المفاتيح وقم بالحساب

» أ = 1؛ ب=2; ج=3;

» الدقة = (أ

سوف تحصل على النتيجة التالية:

تتم الإشارة إلى العمليات المنطقية على الأعداد الحقيقية من خلال العلامات المذكورة في الجدول 2:

الجدول 2

&	|	~
و	أو	لا

أول عمليتين من هذه العمليات تكون ثنائية (معاملين)، والأخيرة أحادية (معامل واحد). تتعامل العمليات المنطقية مع معاملاتها إما على أنها "صحيحة" (لا تساوي الصفر) أو "خطأ" (تساوي الصفر). إذا كان كلا معاملي العملية AND صحيحين (لا يساوي الصفر)، فإن نتيجة هذه العملية هي 1 ("صحيح")؛ وفي جميع الحالات الأخرى، تنتج العملية AND القيمة 0 ("خطأ"). تنتج عملية OR 0 ("خطأ") فقط إذا كان كلا المعاملين خطأ (صفر). تقوم عملية "NOT" بتحويل "خطأ" إلى "صحيح". العمليات المنطقية لها الأولوية الدنيا.

الأعداد المركبة والدوال المعقدة

المتغيرات المعقدة، مثل المتغيرات الحقيقية، تكون تلقائيًا من النوع المزدوج ولا تتطلب أي وصف أولي. الحروف i أو j مخصصة لكتابة الوحدة التخيلية. في حالة أن المعامل الموجود أمام الوحدة التخيلية ليس رقمًا، بل متغيرًا، فيجب استخدام علامة الضرب بينهما. لذلك يمكن كتابة الأعداد المركبة على النحو التالي:

» 2+3i; -6.789+0.834e-2*i; 4-2 ي؛ x+y*i;

تسمح جميع الوظائف الأولية تقريبًا بإجراء عمليات حسابية باستخدام وسائط معقدة. تقييم التعبير:

» الدقة = الخطيئة (2 + 3i) * أتان (4i) / (1 -6i)

ستكون النتيجة:

1.8009 - 1.91901

تم تصميم الوظائف التالية خصيصًا للتعامل مع الأعداد المركبة: abs (القيمة المطلقة لعدد مركب)، conj (رقم مرافق مركب)، imag (جزء وهمي من عدد مركب)، حقيقي (جزء حقيقي من عدد مركب)، زاوية (وسيطة عدد مركب)، غير حقيقي ( "صحيح" إذا كان الرقم حقيقيا). يتم سرد وظائف المتغير المعقد في الملحق 1.

فيما يتعلق بالعمليات الحسابية، لا يمكن قول أي شيء جديد عن الأعداد المركبة (مقارنة بالأعداد الحقيقية). الأمر نفسه ينطبق على العوامل العلائقية "يساوي" و"غير متساوي". تنتج العمليات العلائقية المتبقية نتائج تعتمد فقط على الأجزاء الحقيقية من هذه المعاملات.

أدخل تعبيرًا واحصل على النتيجة واشرحه:

» ج=2+3i; د=2i; » ج> د

تتعامل العمليات المنطقية مع المعاملات على أنها خاطئة إذا كانت صفرًا. إذا كان المعامل المعقد يحتوي على جزء واحد على الأقل (حقيقي أو وهمي) ليس صفرًا، فسيتم التعامل مع هذا المعامل على أنه صحيح.

المصفوفات الرقمية

لإنشاء مصفوفة أحادية البعد، يمكنك استخدام عملية التسلسل، والتي تتم الإشارة إليها باستخدام الأقواس المربعة. يتم وضع عناصر المصفوفة بين قوسين ويفصل بينها مسافة أو فاصلة:

"آل =؛ د=;

للوصول إلى عنصر فردي في مصفوفة، تحتاج إلى تطبيق عملية فهرسة، والتي بعد اسم العنصر، حدد فهرس العنصر بين قوسين.

يمكنك تغيير عناصر المصفوفة التي تم تشكيلها بالفعل باستخدام عمليات الفهرسة والتخصيص. على سبيل المثال، عن طريق إدخال:

سوف نقوم بتغيير العنصر الثالث من المصفوفة. أو بعد المقدمة:

» آل(2)=(آل(1)+آل(3))/2;

سيصبح العنصر الثاني في المصفوفة مساوياً للوسط الحسابي للعنصرين الأول والثالث. يعد كتابة عنصر غير موجود أمرًا مقبولًا تمامًا، ويعني إضافة عنصر جديد إلى مصفوفة موجودة بالفعل:

بعد إجراء هذه العملية، بتطبيق دالة الطول على المصفوفة a1، نجد أن عدد العناصر في المصفوفة قد زاد إلى أربعة:

يمكن تنفيذ نفس الإجراء - "توسيع المصفوفة a1" - باستخدام عملية التسلسل:

يمكنك تعريف المصفوفة عن طريق كتابة جميع عناصرها بشكل منفصل:

» a3(1)=67; a3(2)=7.8; a3(3)=0.017;

ومع ذلك، فإن طريقة الإنشاء هذه ليست فعالة. هناك طريقة أخرى لإنشاء مصفوفة أحادية البعد تعتمد على استخدام دالة خاصة، يُشار إليها بنقطتين (عملية تكوين نطاق من القيم الرقمية). مفصولة بنقطتين، أدخل الرقم الأول للنطاق، والخطوة (الزيادة) والرقم النهائي للنطاق. على سبيل المثال:

" diap=3.7:0.3:8.974;

إذا لم تكن بحاجة إلى عرض المصفوفة الناتجة بأكملها، ففي نهاية المجموعة (بعد الرقم النهائي للنطاق) يجب عليك كتابة فاصلة منقوطة. لمعرفة عدد العناصر الموجودة في المصفوفة، قم باستدعاء الدالة length(اسم المصفوفة).

لإنشاء مصفوفة ثنائية الأبعاد (مصفوفة)، يمكنك أيضًا استخدام عملية التسلسل. تتم كتابة عناصر المصفوفة واحدًا تلو الآخر وفقًا لموقعها في الأسطر، باستخدام فاصلة منقوطة كفاصل أسطر.

أدخل من لوحة المفاتيح:

"أ=

اضغط ENTER، نحصل على:

يمكن أيضًا تشكيل المصفوفة الناتجة 3x2 a (يشار إلى عدد الصفوف أولاً، ويشار إلى عدد الأعمدة ثانيًا) عن طريق التسلسل الرأسي لمتجهات الصف:

» أ=[;;];

أو التسلسل الأفقي لمتجهات الأعمدة:

»أ=[,];

يمكن معرفة بنية المصفوفات التي تم إنشاؤها باستخدام الأمر whos(اسم المصفوفة)، وأبعاد المصفوفة - باستخدام وظيفة ndims، وحجم المصفوفة - size.

يمكن أيضًا تعريف المصفوفات ثنائية الأبعاد باستخدام عملية الفهرسة، وتسجيل عناصرها بشكل فردي. تتم الإشارة إلى رقم الصف والعمود عند التقاطع الذي يقع فيه عنصر الصفيف المحدد، مفصولة بفواصل بين قوسين. على سبيل المثال:

» أ(1,1)=1; أ(1,2)=2; أ(2,1)=3; » أ(2,2)=4; أ(3,1)=5; أ(3,2)=6;

ومع ذلك، سيكون الأمر أكثر كفاءة إذا قمت، قبل كتابة عناصر المصفوفة، بإنشاء مصفوفة بالحجم المطلوب باستخدام الوظائف واحد (م، ن) أو أصفار (م، ن)، مملوءة بالآحاد أو الأصفار (م هو الرقم من الصفوف، n هو عدد الأعمدة). عند استدعاء هذه الوظائف، يتم تخصيص الذاكرة أولاً لحجم مصفوفة معين، وبعد ذلك لا يتطلب التعيين التدريجي للعناصر ذات القيم المطلوبة إعادة هيكلة بنية الذاكرة المخصصة للمصفوفة. يمكن أيضًا استخدام هذه الوظائف عند تحديد صفائف ذات أبعاد أخرى.

إذا كنت بحاجة، بعد تشكيل المصفوفة X، إلى تغيير أبعادها دون تغيير عناصر المصفوفة، فيمكنك استخدام دالة إعادة التشكيل (X، M، N)، حيث M و N هما الحجمان الجديدان للمصفوفة X

لا يمكن تفسير تشغيل هذه الوظيفة إلا بناءً على الطريقة التي يقوم بها نظام MATLAB بتخزين عناصر المصفوفة في ذاكرة الكمبيوتر. يقوم بتخزينها في منطقة ذاكرة متجاورة، مرتبة حسب الأعمدة: يتم وضع عناصر العمود الأول أولاً، تليها عناصر العمود الثاني، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى البيانات نفسها (عناصر المصفوفة)، يتم أيضًا تخزين معلومات التحكم في ذاكرة الكمبيوتر: نوع المصفوفة (على سبيل المثال، مزدوج)، وأبعاد المصفوفة وحجمها، ومعلومات الخدمة الأخرى. هذه المعلومات كافية لتحديد حدود الأعمدة. ويترتب على ذلك أنه لإعادة تنسيق مصفوفة باستخدام وظيفة إعادة التشكيل، يكفي تغيير معلومات الخدمة فقط وعدم لمس بياناتك الخاصة.

يمكنك تبديل صفوف المصفوفة بأعمدتها باستخدام عملية النقل، والتي يُشار إليها بالعلامة." (نقطة وفاصلة عليا). على سبيل المثال،

"أ=;

تقوم عملية "(الفاصلة العليا) بإجراء تبديل للمصفوفات الحقيقية وتبديل مع الاقتران المعقد المتزامن للمصفوفات المعقدة.

الكائنات التي يعمل معها MATLAB هي المصفوفات. حتى الرقم الواحد المحدد في التمثيل الداخلي لـ MATLAB هو عبارة عن مصفوفة تتكون من عنصر واحد. يتيح لك MATLAB إجراء عمليات حسابية باستخدام مصفوفات ضخمة من الأرقام بنفس السهولة كما هو الحال مع الأرقام الفردية، وهذه إحدى أهم المزايا الملحوظة لنظام MATLAB مقارنة بحزم البرامج الأخرى التي تركز على الحساب والبرمجة. بالإضافة إلى الذاكرة المطلوبة لتخزين العناصر الرقمية (8 بايت لكل منها في حالة الأرقام الحقيقية و16 بايت لكل منها في حالة الأرقام المركبة)، يقوم MATLAB تلقائيًا بتخصيص الذاكرة لمعلومات التحكم عند إنشاء المصفوفات.

حسابات المصفوفة

في لغات البرمجة التقليدية، تتم حسابات المصفوفة عنصرًا بعنصر، بمعنى أنك تحتاج إلى برمجة كل عملية فردية على عنصر منفصل من المصفوفة. تتيح اللغة M لنظام MATLAB عمليات جماعية قوية على المصفوفة بأكملها مرة واحدة. إن العمليات الجماعية لنظام MATLAB هي التي تجعل من الممكن تحديد التعبيرات بشكل مضغوط للغاية، والتي يتضمن حسابها في الواقع قدرًا هائلاً من العمل.

تتم الإشارة إلى عمليات الجمع والطرح في المصفوفة بواسطة علامتي + و- القياسيتين.

حدد المصفوفتين A وB وقم بإجراء عملية إضافة المصفوفة:

"أ=; ب=;

إذا تم استخدام معاملات بأحجام مختلفة، يتم إصدار رسالة خطأ، ما لم يكن أحد المعاملات عددًا. عند إجراء العملية A + العددية (A - المصفوفة)، سيقوم النظام بتوسيع العددية إلى مصفوفة بالحجم A، والتي تتم بعد ذلك إضافتها عنصرًا تلو الآخر باستخدام A.

بالنسبة لضرب عنصر بعنصر وتقسيم المصفوفات من نفس الحجم عنصرًا بعنصر، بالإضافة إلى الأسي للمصفوفات عنصرًا بعنصر، يتم استخدام العمليات، التي يُشار إليها بمجموعات من رمزين: .*، ./، و.^. يتم تفسير استخدام مجموعات الرموز من خلال حقيقة أن الرموز * و / تشير إلى عمليات جبرية خطية خاصة على المتجهات والمصفوفات.

بالإضافة إلى العملية./، والتي تسمى عملية التقسيم على العناصر اليمنى، هناك أيضًا عملية التقسيم على العناصر اليسرى.\. الفرق بين هذه العمليات: التعبير A./B يؤدي إلى مصفوفة بها عناصر A (k, m) /B (k, m)، والتعبير A.\B يؤدي إلى مصفوفة بها عناصر B (k, m ) /أ (ك، م).

يتم تعيين العلامة * لضرب المصفوفات والمتجهات بمعنى الجبر الخطي.

يتم تعيين العلامة \ في نظام MATLAB لحل مشكلة الجبر الخطي المعقدة إلى حد ما - العثور على جذور نظام المعادلات الخطية. على سبيل المثال، إذا كنت بحاجة إلى حل نظام من المعادلات الخطية Ay = b، حيث A عبارة عن مصفوفة مربعة معينة بحجم N´N، وb هو متجه عمود محدد بطول N، ثم ابحث عن متجه العمود غير المعروف y فهو يكفي لحساب التعبير A\b (وهذا يعادل العملية: A -1 B).

يمكن حل المشكلات النموذجية للهندسة التحليلية في الفضاء المتعلقة بإيجاد أطوال المتجهات والزوايا بينها، مع حساب المنتجات العددية والمتجهات، بسهولة عن طريق وسائل مختلفة لنظام MATLAB. على سبيل المثال، لإيجاد حاصل الضرب الاتجاهي للمتجهات، يتم استخدام دالة تبادلية خاصة، على سبيل المثال:

"ش=; ت=;

يمكن حساب حاصل الضرب النقطي للمتجهات باستخدام دالة مجموع الأغراض العامة، التي تحسب مجموع كل عناصر المتجهات (بالنسبة للمصفوفات، تحسب هذه الدالة مجموع كل الأعمدة). المنتج العددي، كما هو معروف، يساوي مجموع منتجات الإحداثيات (العناصر) المقابلة للمتجهات. وبالتالي فإن التعبير: » sum(u.*v)

يحسب المنتج العددي لمتجهين u و v. يمكن أيضًا حساب منتج النقطة على النحو التالي: u*v".

يتم حساب طول المتجه باستخدام حاصل الضرب النقطي ودالة الجذر التربيعي، على سبيل المثال:

»جذر (مجموع (u.*u))

يتم تنفيذ العمليات العلائقية والمنطقية التي تمت مناقشتها مسبقًا للكميات القياسية عنصرًا تلو الآخر في حالة المصفوفات. يجب أن يكون كلا المعاملين بنفس الحجم حتى تتمكن العملية من إرجاع نتيجة بنفس الحجم. في الحالة التي يكون فيها أحد المعاملات عددًا، يتم تنفيذ توسيعه الأولي، وقد تم بالفعل شرح معناه باستخدام مثال العمليات الحسابية.

من بين الدوال التي تولد مصفوفات ذات خصائص معينة، يتم استخدام الدالة غالبًا عين، والتي تنتج مصفوفات وحدة مربعة، بالإضافة إلى دالة rand، المستخدمة على نطاق واسع في الممارسة العملية، والتي تولد مصفوفة بعناصر عشوائية موزعة بشكل موحد على الفترة من 0 إلى 1. على سبيل المثال، التعبير

ينشئ مصفوفة 3x3 من الأرقام العشوائية مع عناصر موزعة بشكل موحد على الفترة من 0 إلى 1.

إذا قمت باستدعاء هذه الدالة باستخدام وسيطتين، على سبيل المثال R=rand(2,3)، فستحصل على مصفوفة 2x3 R من العناصر العشوائية. يؤدي استدعاء الدالة rand باستخدام ثلاث وسائط عددية أو أكثر إلى إنتاج مصفوفات متعددة الأبعاد من الأرقام العشوائية.

يتم حساب محدد المصفوفة المربعة باستخدام دالة det. من بين الوظائف التي تقوم بأبسط العمليات الحسابية على المصفوفات، بالإضافة إلى وظيفة المجموع التي تمت مناقشتها أعلاه، يتم أيضًا استخدام وظيفة prod، والتي تشبه من جميع النواحي وظيفة المجموع، فهي لا تحسب فقط مجموع العناصر، ولكن منتجها . تبحث الدالتان max وmin عن الحد الأقصى والأدنى لعناصر المصفوفات، على التوالي. بالنسبة للمتجهات فإنها ترجع قيمة رقمية واحدة، وبالنسبة للمصفوفات فإنها تنتج مجموعة من العناصر المتطرفة المحسوبة لكل عمود. تقوم دالة الفرز بفرز عناصر المصفوفات أحادية البعد بترتيب تصاعدي، وبالنسبة للمصفوفات تقوم بإجراء هذا الفرز لكل عمود على حدة.

يتمتع MATLAB بقدرة فريدة على إجراء عمليات حسابية مجمعة على المصفوفات باستخدام وظائف رياضية عادية تعمل في لغات البرمجة التقليدية فقط مع الوسائط العددية. نتيجة لذلك، بمساعدة إدخالات مضغوطة للغاية ملائمة للدخول من لوحة المفاتيح في الوضع التفاعلي للعمل مع نافذة أوامر نظام MATLAB، من الممكن إجراء حجم كبير من العمليات الحسابية. على سبيل المثال، تعبيرين قصيرين فقط

"س=0:0.01:بي/2؛ ص=الخطيئة(x);

احسب قيم دالة الخطيئة عند 158 نقطة دفعة واحدة، مكونًا متجهين x وy يحتوي كل منهما على 158 عنصرًا.

وظائف الرسوم البيانية

قدرات MATLAB الرسومية قوية ومتنوعة. دعنا نستكشف الميزات الأسهل استخدامًا (الرسومات عالية المستوى).

شكل متجهين x و y:

» س = 0:0.01:2؛ ص=الخطيئة(x);

استدعاء الدالة:

وستحصل على رسم بياني للوظيفة على الشاشة (الشكل 1).

أرز. 1. رسم بياني للدالة y=sin(x)

يعرض MATLAB كائنات رسومية في نوافذ رسومات خاصة تحتوي على كلمة "الشكل" في العنوان. بدون إزالة النافذة الرسومية الأولى من شاشة العرض، أدخل التعبيرات من لوحة المفاتيح

واحصل على رسم بياني جديد للوظيفة في نفس نافذة الرسم (في هذه الحالة، تختفي محاور الإحداثيات القديمة والرسم البياني - ويمكن تحقيق ذلك أيضًا باستخدام الأمر clf؛ يحذف الأمر cla فقط الرسم البياني الذي تم إحضار محاور الإحداثيات إليه يتراوح معيارها من 0 إلى 1).

إذا كنت بحاجة إلى رسم رسم بياني ثانٍ "أعلى الرسم البياني الأول"، فقبل استدعاء وظيفة رسم الرسم مرة أخرى، تحتاج إلى تنفيذ أمر الانتظار، المصمم للاحتفاظ بنافذة الرسم الحالية:

» س = 0:0.01:2؛ ص=الخطيئة(x);

سيحدث نفس الشيء تقريبًا (الشكل 2)، إذا كتبت:

» س = 0:0.01:2؛ ص=الخطيئة(x); ض=كوس(س);

» مؤامرة (س، ص، س، ض)

أرز. 2. الرسوم البيانية للوظائف y=sin(x)، z=cos(x)، المرسومة في نافذة رسومية واحدة

إذا كنت بحاجة إلى تصور العديد من الرسوم البيانية في وقت واحد بحيث لا تتداخل مع بعضها البعض، فيمكن القيام بذلك بطريقتين. الحل الأول هو رسمها في نوافذ رسومات مختلفة. للقيام بذلك، قبل استدعاء وظيفة الرسم مرة أخرى، اكتب أمر الشكل، الذي يقوم بإنشاء نافذة رسومات جديدة ويجبر جميع وظائف الرسم اللاحقة على عرضها هناك.

الحل الثاني لعرض مخططات متعددة دون نطاقات محاور متعارضة هو استخدام دالة الرسم الفرعي. تتيح لك هذه الوظيفة تقسيم منطقة إخراج المعلومات الرسومية إلى عدة مناطق فرعية، حيث يمكنك عرض الرسوم البيانية للوظائف المختلفة في كل منها.

على سبيل المثال، بالنسبة للحسابات التي تم إجراؤها مسبقًا باستخدام الدالتين sin وcos، ارسم هاتين الوظيفتين في المنطقة الفرعية الأولى، ثم ارسم الدالة exp(x) في المنطقة الفرعية الثانية من نفس نافذة الرسومات (الشكل 3):

» حبكة فرعية (1،2،1)؛ مؤامرة (س، ص، س، ض)

» حبكة فرعية (1،2،2)؛ مؤامرة (س، ث)

أرز. 3. الرسوم البيانية للوظائف y=sin(x)، z=cos(x) وw=exp(x)، مرسومة في منطقتين فرعيتين من نافذة رسومية واحدة

نطاقات تغير المتغيرات على محاور الإحداثيات لهذه المناطق الفرعية مستقلة عن بعضها البعض. تأخذ دالة الرسم الفرعي ثلاث وسيطات رقمية، أولها يساوي عدد صفوف المناطق الفرعية، والثانية تساوي عدد أعمدة المناطق الفرعية، والوسيطة الثالثة هي رقم المنطقة الفرعية (يتم حساب الرقم على طول الصفوف مع الانتقال إلى صف جديد عند استنفادها). يمكنك تعطيل وظيفة الحبكة الفرعية باستخدام الأمر:

» حبكة فرعية (1،1،1)

إذا كان نطاق التغييرات في المتغيرات على طول أحد محوري الإحداثيات أو كليهما كبيرًا جدًا بالنسبة إلى رسم بياني واحد، فيمكنك استخدام الوظائف لرسم الرسوم البيانية على المقاييس اللوغاريتمية. تم تصميم وظائف Semilogx و Semilogy و Loglog لهذا الغرض.

يمكنك رسم رسم بياني للدالة في الإحداثيات القطبية (الشكل 4) باستخدام وظيفة الرسم القطبية.

» فاي=0:0.01:2*بي; ص=الخطيئة(3*فاي);

أرز. 4. رسم بياني للدالة r=sin(3*phi) في الإحداثيات القطبية

دعونا نفكر في الميزات الإضافية المتعلقة بإدارة مظهر الرسوم البيانية - تحديد لون الخطوط ونمطها، بالإضافة إلى وضع تسميات مختلفة داخل نافذة الرسومات. على سبيل المثال، الأوامر

» س = 0:0.1:3؛ ص=الخطيئة(x);

» مؤامرة (x، y، "r-"، x، y، "ko")

تسمح لك بإعطاء الرسم البياني مظهر الخط الأحمر الصلب (الشكل 5)، حيث يتم رسم دوائر سوداء عند نقاط محسوبة منفصلة. هنا، ترسم دالة الرسم نفس الوظيفة مرتين، ولكن بأسلوبين مختلفين. تم تحديد أول هذه الأنماط بـ "r-"، وهو ما يعني رسم خط باللون الأحمر (الحرف r)، والسكتة الدماغية تعني رسم خط متصل. النمط الثاني المسمى "ko" يعني رسم دوائر (حرف o) باللون الأسود (حرف k) مكان النقاط المحسوبة.

أرز. 5. رسم الدالة y=sin(x) بأسلوبين مختلفين

بشكل عام، يسمح لك مخطط الدالة (x1، y1، s1، x2، y2، s2، ...) بدمج عدة رسوم بيانية للوظائف y1(x1)، y2(x2)، ... في نافذة رسومات واحدة بواسطة ورسمها بالأنماط s1، s2، ... إلخ.

يتم تحديد الأنماط s1، s2،... كمجموعة من ثلاث علامات أحرف محاطة بعلامات اقتباس مفردة (فواصل عليا). تحدد إحدى هذه العلامات نوع الخط (الجدول 3). علامة أخرى تحدد اللون (الجدول 4). تحدد العلامة الأخيرة نوع "النقاط" التي سيتم وضعها (الجدول 5). لا يجوز لك تحديد العلامات الثلاثة جميعها. ثم يتم استخدام العلامات الافتراضية. الترتيب الذي تم تحديد العلامات به ليس مهمًا، أي أن "r+-" و"-+r" ينتجان نفس النتيجة.

الجدول 3. العلامات التي تحدد نوع الخط

الجدول 4: العلامات التي تحدد لون الخط

الجدول 5: علامات تحدد نوع النقطة

إذا قمت بوضع علامة على نوع النقطة في خط النمط، ولكن لم تضع علامة على نوع الخط، فسيتم عرض النقاط المحسوبة فقط، ولن تكون متصلة بخط مستمر.

يقوم MATLAB بتعيين الحدود على المحور الأفقي للقيم التي يحددها المستخدم للمتغير المستقل. بالنسبة للمتغير التابع على طول المحور الرأسي، يقوم MATLAB بحساب نطاق التغييرات في قيم الدالة بشكل مستقل. إذا كنت بحاجة إلى التخلي عن ميزة القياس هذه عند رسم الرسوم البيانية في MATLAB، فأنت بحاجة إلى فرض حدودك بشكل صريح على تغيير المتغيرات على طول محاور الإحداثيات. ويتم ذلك باستخدام الدالة axis().

لوضع نقوش مختلفة على الصورة الناتجة، استخدم الوظائف xlabel وylabel والعنوان والنص. تقوم وظيفة xlabel بإنشاء تسمية للمحور الأفقي، كما تقوم وظيفة ylabel أيضًا بإنشاء تسمية للمحور الرأسي (وهذه التسميات موجهة على طول محاور الإحداثيات). إذا كنت بحاجة إلى وضع نقش في مكان تعسفي في الصورة، فاستخدم وظيفة النص. يتم إنشاء العنوان العام للرسم البياني بواسطة وظيفة العنوان. بالإضافة إلى ذلك، باستخدام أمر الشبكة، يمكنك تطبيق شبكة قياس على منطقة الرسم بأكملها. على سبيل المثال (الشكل 6):

» س = 0:0.1:3؛ ص=الخطيئة(x);

» مؤامرة (x، y، "r-"، x، y، "ko")

»title("الرسم البياني للدالة sin(x)");

» xlabel("xcoinate"); ylabel("الخطيئة(x)");

» نص (2.1, 0.9, "\leftarrowsin(x)"); الشبكة مفعلة

تضع وظيفة النص نقشًا يبدأ من النقطة بالإحداثيات المحددة بواسطة الوسيطتين الأوليين. افتراضيًا، يتم تحديد الإحداثيات بنفس الوحدات مثل الإحداثيات المحددة على المحورين الأفقي والرأسي. يتم إدخال أحرف التحكم الخاصة داخل النص بعد الحرف \ (الشرطة المائلة العكسية).

رسومات ثلاثية الأبعاد

وتتميز كل نقطة في الفضاء بثلاثة إحداثيات. يجب تحديد مجموعة النقاط التابعة لخط معين في الفضاء على شكل ثلاثة متجهات، يحتوي أولها على الإحداثيات الأولى لهذه النقاط، والمتجه الثاني - إحداثياتها الثانية، والمتجه الثالث - إحداثياتها الثالثة. بعد ذلك، يمكن تغذية هذه المتجهات الثلاثة إلى مدخلات وظيفة Plot3، والتي ستقوم بإسقاط الخط ثلاثي الأبعاد المقابل على المستوى وإنشاء الصورة الناتجة (الشكل 7). أدخل من لوحة المفاتيح:

» ر=0:بي/50:10*بي; س=الخطيئة(ر);

» ص=كوس(ر); مؤامرة3(x,y,t); الشبكة مفعلة

أرز. 7. الرسم البياني الحلزوني المرسوم باستخدام الدالة Plot3

يمكن أيضًا استخدام نفس وظيفة مؤامرة 3 لتصوير الأسطح في الفضاء، إذا قمت بالطبع برسم ليس خطًا واحدًا فحسب، بل العديد من الخطوط. اكتب من لوحة المفاتيح:

» ش=-2:0.1:2; ت=-1:0.1:1;

» =meshgrid(u,v);

» z=exp(-X.^2-Y.^2);

احصل على صورة ثلاثية الأبعاد للرسم البياني للوظيفة (الشكل 8).

ترسم الدالة Plot3 رسمًا بيانيًا على شكل مجموعة من الخطوط في الفضاء، كل منها عبارة عن قسم من سطح ثلاثي الأبعاد بمستويات موازية لمستوى yOz. بالإضافة إلى هذه الوظيفة البسيطة، يحتوي نظام MATLAB على عدد من الوظائف التي تتيح لك تحقيق قدر أكبر من الواقعية في عرض الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد.

أرز. 8. رسم بياني لسطح في الفضاء، تم إنشاؤه باستخدام دالة Plot3

البرامج النصية وملفات m.

بالنسبة للعمليات البسيطة، يكون الوضع التفاعلي مناسبًا، ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى إجراء العمليات الحسابية بشكل متكرر أو كانت هناك حاجة إلى تنفيذ خوارزميات معقدة، فيجب استخدام ملفات MATLAB m (امتداد الملف يتكون من حرف واحد m). ملف script-m (أو البرنامج النصي) هو ملف نصي يحتوي على تعليمات في MATLAB ليتم تنفيذها في الوضع الدفعي التلقائي. يعد إنشاء مثل هذا الملف أكثر ملاءمة باستخدام محرر نظام MATLAB. يتم استدعاؤه من نافذة أوامر MATLAB باستخدام أمر القائمة File/New/M-file (أو الزر الموجود في أقصى اليسار على شريط الأدوات، والذي يعرض ورقة بيضاء فارغة). سيتم تنفيذ الأوامر المكتوبة في ملفات البرامج النصية إذا قمت بإدخال اسم ملف البرنامج النصي (بدون امتداد) في سطر الأوامر. تشكل المتغيرات المحددة في نافذة الأوامر والمتغيرات المحددة في البرامج النصية مساحة عمل واحدة لنظام MATLAB، وتكون المتغيرات المحددة في البرامج النصية عالمية؛ وستحل قيمها محل قيم نفس المتغيرات التي تم استخدامها قبل استدعاء ملف البرنامج النصي هذا .

بعد إنشاء نص البرنامج النصي، يجب حفظه على القرص. يجب أن يكون المسار إلى الدليل الذي يحتوي على الملف معروفًا لنظام MATLAB. يقوم الأمر File/Set Path باستدعاء مربع حوار عارض مسار الدليل. لإضافة دليل جديد إلى قائمة مسارات الوصول، يجب عليك بعد ذلك تنفيذ أمر قائمة المسار/الإضافة إلى المسار.

1. الدرس 23. مقدمة إلى حزم امتداد MATLAB

الدرس رقم 23.

مقدمة إلى حزم التوسع MATLAB

قائمة حزم التوسع

سيمولينك لنظام التشغيل Windows

حزمة الرياضيات الرمزية

حزم الرياضيات

حزم لتحليل وتوليف أنظمة التحكم

حزم تعريف النظام

أدوات Simulinc إضافية

حزم معالجة الإشارات والصور

حزم التطبيقات الأخرى

في هذا الدرس، سوف نتعرف بإيجاز على الوسائل الرئيسية للتوسيع المهني للنظام وتكييفه لحل فئات معينة من المسائل الرياضية والعلمية والتقنية - مع حزم التوسعة لنظام MATLAB. ولا شك أنه ينبغي تخصيص جزء على الأقل من هذه الحزم لدورة تدريبية منفصلة أو كتاب مرجعي، وربما لأكثر من كتاب. وقد تم نشر كتب منفصلة في الخارج عن معظم هذه الامتدادات، ويصل حجم التوثيق الخاص بها إلى مئات الميجابايت. لسوء الحظ، فإن نطاق هذا الكتاب لا يسمح إلا بجولة قصيرة عبر حزم التوسعة من أجل إعطاء القارئ فكرة عن الاتجاهات التي يتطور فيها النظام.

2. قائمة حزم التوسعة

قائمة حزم التوسع

يحتوي التكوين الكامل لنظام MATLAB 6.0 على عدد من المكونات، والتي يمكن عرض الاسم ورقم الإصدار وتاريخ إنشائها باستخدام الأمر ver:

إصدار MATLAB 6.0.0.88 (R12) على رقم ترخيص PCWIN MATLAB: 0

	صندوق أدوات ماتلاب	الإصدار 6.0		06-0ct-2000
		الإصدار 4.0
		الإصدار 4.0		04-0ct-2000
	مبرمج تدفق الحالة	الإصدار 4.0		04-0ct-2000
	ورشة عمل في الوقت الحقيقي	الإصدار 4.0
	مجموعة الكتل المرجعية لـ COMA	الإصدار 1.0.2
	كتلة الاتصالات	الإصدار 2.0
	صندوق أدوات الاتصالات	الإصدار 2.0
	صندوق أدوات نظام التحكم	الإصدار 5.0
	مجموعة DSP	الإصدار 4.0
	أدوات الحصول على البيانات	الإصدار 2.0		05-0ct-2000
	صندوق أدوات قاعدة البيانات	الإصدار 2.1
	صندوق أدوات تغذية البيانات	الإصدار 1.2
	مجموعة الأوجه والمقاييس	الإصدار 1.1
	صندوق أدوات تصميم الفلتر	الإصدار 2.0
	أدوات المشتقات المالية	الإصدار 1.0
	أدوات السلسلة الزمنية المالية	الإصدار 1.0
	صندوق الأدوات المالية	الإصدار 2.1.2
	مجموعة الكتل ذات النقاط الثابتة	الإصدار 3.0
	صندوق أدوات المنطق الغامض	الإصدار 2.1
	صندوق أدوات جارتش	الإصدار 1.0
	صندوق أدوات معالجة الصور	الإصدار 2.2.2

	صندوق أدوات التحكم بالأجهزة	الإصدار 1.0
	صندوق أدوات التحكم LMI	الإصدار 1.0.6
	مترجم MATLAB	الإصدار 2.1
	MATLAB مولد التقارير	الإصدار 1.1
	أدوات رسم الخرائط	الإصدار 1.2
		الإصدار 1.0.5
	مجموعة مطوري Motorola DSP	الإصدار 1.1		أول سبتمبر 2000
	أدوات التحليل والتوليف Mi	الإصدار 3.0.5
	صندوق أدوات الشبكة العصبية	الإصدار 4.0
	مجموعة تصميم التحكم غير الخطية	الإصدار 1.1.4
	صندوق أدوات التحسين	الإصدار 2.1
	أدوات المعادلة التفاضلية الجزئية	الإصدار 1.0.3
	مجموعة كتل نظام الطاقة	الإصدار 2.1
	ورشة عمل في الوقت الحقيقي Ada Coder	الإصدار 4.0
	ورشة عمل في الوقت الحقيقي للمبرمج المضمن	الإصدار 1.0
	واجهة إدارة المتطلبات	الإصدار 1.0.1
	أدوات التحكم القوية	الإصدار 2.0.7
	SB2SL (يحول SystemBuild إلى Simu	الإصدار 2.1
	أدوات معالجة الإشارات	الإصدار 5.0
	مسرع سيمولينك	الإصدار 1.0
	الفرق بين نموذجي Simulink و...	الإصدار 1.0
	أداة تغطية نموذج Simulink	الإصدار 1.0
	مولد تقرير Simulink	الإصدار 1.1
	صندوق أدوات سبلين	الإصدار 3.0
	صندوق أدوات الإحصائيات	الإصدار 3.0
	صندوق أدوات الرياضيات الرمزية	الإصدار 2.1.2
		الإصدار 5.0
	صندوق أدوات المويجات	الإصدار 2.0
		الإصدار 1.1
	خيار xPC المستهدف المضمن	الإصدار 1.1

يرجى ملاحظة أن جميع حزم الامتدادات تقريبًا في MATLAB 6.0 تم تحديثها ويعود تاريخها إلى عام 2000. لقد تم توسيع وصفهم بشكل ملحوظ، والذي يستغرق بالفعل في تنسيق PDF أكثر من عشرة آلاف صفحة. فيما يلي وصف موجز لحزم التوسعة الرئيسية

3. سيمولينك لنظام التشغيل Windows

سيمولينك لنظام التشغيل Windows

يتم استخدام حزمة ملحق Simulink لنمذجة المحاكاة للنماذج التي تتكون من كتل رسومية ذات خصائص (معلمات) محددة. مكونات النموذج، بدورها، عبارة عن كتل ونماذج رسومية موجودة في عدد من المكتبات ويمكن نقلها إلى النافذة الرئيسية باستخدام الماوس وتوصيلها ببعضها البعض بالاتصالات اللازمة. قد تتضمن النماذج مصادر إشارة من أنواع مختلفة، وأدوات تسجيل افتراضية، وأدوات رسومية متحركة. يؤدي النقر المزدوج على كتلة النموذج إلى عرض نافذة تحتوي على قائمة بمعلماتها التي يمكن للمستخدم تغييرها. يوفر تشغيل المحاكاة نمذجة رياضية للنموذج المبني مع تمثيل مرئي واضح للنتائج. تعتمد الحزمة على بناء المخططات الكتلية عن طريق نقل الكتل من مكتبة المكونات إلى نافذة التحرير للنموذج الذي أنشأه المستخدم. ثم يتم إطلاق النموذج. في التين. يوضح الشكل 23.1 عملية نمذجة نظام بسيط - أسطوانة هيدروليكية. تتم المراقبة باستخدام ذبذبات الذبذبات الافتراضية - في الشكل. يوضح الشكل 23.1 شاشات اثنين من راسمات الذبذبات ونافذة نظام فرعي بسيط للنموذج. من الممكن نمذجة أنظمة معقدة تتكون من العديد من الأنظمة الفرعية.

يقوم Simulink بتجميع وحل معادلات الحالة للنموذج ويسمح لك بتوصيل مجموعة متنوعة من أدوات القياس الافتراضية بالنقاط المطلوبة. وضوح عرض نتائج المحاكاة ملفت للنظر. تم بالفعل تقديم عدد من الأمثلة على استخدام حزمة Simulink في الدرس 4. وقد تم وصف الإصدار السابق من الحزمة بتفاصيل كافية في الكتب. الابتكار الرئيسي هو معالجة إشارات المصفوفة. تمت إضافة حزم أداء Simulink منفصلة، ​​مثل Simulink Accelerator لتجميع كود النموذج، وملف تعريف Simulink لتحليل الكود، وما إلى ذلك.

أرز. 23.1.مثال لنمذجة نظام أسطوانة هيدروليكية باستخدام ملحق Simulink

1.gif

صورة:

1ب.gif

صورة:

4. هدف Windows في الوقت الحقيقي وورشة العمل

الوقت الحقيقي ويندوز الهدف وورشة العمل

يعد النظام الفرعي القوي للمحاكاة في الوقت الفعلي المتصل بـ Simulink (مع أجهزة إضافية في شكل بطاقات توسيع الكمبيوتر)، ممثلة في حزم توسيع Real Time Windows Target وWorkshop، أداة قوية لإدارة الكائنات والأنظمة الحقيقية. بالإضافة إلى ذلك، تسمح لك هذه الملحقات بإنشاء رموز نموذجية قابلة للتنفيذ. أرز. يوضح الشكل 4.21 في الدرس 4 مثالاً على مثل هذه النمذجة لنظام تم وصفه بواسطة معادلات فان دير بول التفاضلية غير الخطية. ميزة هذه النمذجة هي وضوحها الرياضي والمادي. في مكونات نموذج Simulink، لا يمكنك تحديد المعلمات الثابتة فحسب، بل يمكنك أيضًا تحديد العلاقات الرياضية التي تصف سلوك النماذج.

5. منشئ التقارير لـ MATLAB وSimulink

مولد التقارير لـ MATLAB وSimulink

توفر مولدات التقارير، وهي أداة تم تقديمها في MATLAB 5.3.1، معلومات حول تشغيل نظام MATLAB وحزمة ملحق Simulink. هذه الأداة مفيدة جدًا عند تصحيح أخطاء الخوارزميات الحسابية المعقدة أو عند محاكاة الأنظمة المعقدة. يتم تشغيل مولدات التقارير باستخدام أمر التقرير. يمكن تقديم التقارير كبرامج وتحريرها.

يمكن لمنشئي التقارير تشغيل الأوامر وأجزاء البرامج المضمنة في التقارير والسماح لك بمراقبة سلوك الحسابات المعقدة.

6. أدوات الشبكات العصبية

صندوق أدوات الشبكات العصبية

مجموعة من البرامج التطبيقية تحتوي على أدوات لبناء شبكات عصبية تعتمد على سلوك النظير الرياضي للخلية العصبية. توفر الحزمة دعمًا فعالاً للتصميم والتدريب والمحاكاة لمجموعة متنوعة من نماذج الشبكات المعروفة، بدءًا من نماذج الإدراك الحسي الأساسية وحتى أحدث الشبكات الترابطية ذاتية التنظيم. يمكن استخدام الحزمة لاستكشاف وتطبيق الشبكات العصبية على مشاكل مثل معالجة الإشارات والتحكم غير الخطي والنمذجة المالية. يتم توفير القدرة على إنشاء رمز C محمول باستخدام Real Time Workshop.

تتضمن الحزمة أكثر من 15 نوعًا معروفًا من الشبكات وقواعد التدريب، مما يسمح للمستخدم باختيار النموذج الأكثر ملاءمة لتطبيق معين أو مشكلة بحثية. لكل نوع من أنواع الهندسة المعمارية وقواعد التعلم، هناك وظائف للتهيئة والتدريب والتكيف والإبداع والمحاكاة والعرض التوضيحي ومثال لتطبيق الشبكة.

بالنسبة للشبكات الخاضعة للإشراف، يمكنك اختيار بنية أمامية أو متكررة باستخدام مجموعة متنوعة من قواعد التعلم وتقنيات التصميم مثل الإدراك الحسي، والانتشار العكسي، والانتشار العكسي Levenberg، والشبكات ذات الأساس الشعاعي، والشبكات المتكررة. يمكنك بسهولة تغيير أي بنية أو قواعد تعلم أو وظائف انتقالية، أو إضافة أخرى جديدة - كل ذلك دون كتابة سطر واحد من لغة C أو FORTRAN. تم تقديم مثال لاستخدام حزمة للتعرف على صورة الحرف في الدرس 4. ويمكن العثور على وصف تفصيلي للإصدار السابق من الحزمة في الكتاب.

7. صندوق أدوات المنطق الغامض

صندوق أدوات المنطق الغامض

تتعلق حزمة تطبيق Fuzzy Logic بنظرية المجموعات الغامضة (الغامضة). يوفر الدعم لأساليب التجميع الغامضة الحديثة والشبكات العصبية الغامضة التكيفية. تتيح لك الأدوات الرسومية الموجودة في الحزمة مراقبة سلوك النظام بشكل تفاعلي.

الميزات الرئيسية للحزمة:

• تعريف المتغيرات والقواعد الغامضة ووظائف العضوية؛
• عرض تفاعلي للاستدلال المنطقي الغامض؛
• الأساليب الحديثة: الاستدلال الضبابي التكيفي باستخدام الشبكات العصبية، والتجمع الغامض؛
• المحاكاة الديناميكية التفاعلية في Simulink؛

إنشاء كود C محمول باستخدام Real-Time Workshop.

يوضح هذا المثال بوضوح الاختلافات في سلوك النموذج عند أخذ المنطق الضبابي في الاعتبار وبدون هذا الاعتبار.

8. أدوات الرياضيات الرمزية

صندوق أدوات الرياضيات الرمزية

حزمة من البرامج التطبيقية التي تمنح نظام MATLAB إمكانات جديدة بشكل أساسي - القدرة على حل المشكلات في شكل رمزي (تحليلي)، بما في ذلك تنفيذ العمليات الحسابية الدقيقة لعمق البت التعسفي. تعتمد الحزمة على استخدام نواة الرياضيات الرمزية لأحد أقوى أنظمة الجبر الحاسوبية - Maple V R4. يوفر التمايز والتكامل الرمزي، وحساب المجاميع والمنتجات، والتوسع في متسلسلة تايلور وماكلورين، والعمليات مع كثيرات حدود القوة (متعددات الحدود)، وحساب جذور كثيرات الحدود، وحل المعادلات غير الخطية في شكل تحليلي، وجميع أنواع التحولات الرمزية، والبدائل، والكثير أكثر. لديه أوامر للوصول المباشر إلى نواة نظام Maple V.

تتيح لك الحزمة إعداد الإجراءات باستخدام بناء جملة لغة برمجة نظام Maple V R4 وتثبيتها في نظام MATLAB. لسوء الحظ، من حيث القدرات الرياضية الرمزية، فإن الحزمة أدنى بكثير من أنظمة الجبر الحاسوبية المتخصصة، مثل أحدث الإصدارات من Maple وMathematica.

9. حزم الرياضيات

حزم الرياضيات

يتضمن MATLAB العديد من حزم التوسعة التي تعمل على تعزيز القدرات الرياضية للنظام، مما يزيد من سرعة وكفاءة ودقة العمليات الحسابية.

10.صندوق أدوات مؤسسة NAG

صندوق أدوات مؤسسة NAG

من أقوى مكتبات الدوال الرياضية التي أنشأتها مجموعة خاصة من شركة The Numerical Algorithms Group, Ltd. تحتوي الحزمة على مئات الميزات الجديدة. أسماء الوظائف وصياغة استدعائها مستعارة من مكتبة NAG Foundation المعروفة. ونتيجة لذلك، يمكن لمستخدمي NAG FORTRAN ذوي الخبرة العمل بسهولة مع حزمة NAG في MATLAB. توفر مكتبة NAG Foundation وظائفها في شكل رموز كائنات وملفات m المقابلة لاستدعائها. يمكن للمستخدم بسهولة تعديل ملفات MEX هذه على مستوى الكود المصدري.

توفر الحزمة الميزات التالية:

جذور كثيرات الحدود وطريقة لاجير المعدلة؛

حساب مجموع المتسلسلة: تحويل فورييه المنفصل والهيرميتي المنفصل؛

المعادلات التفاضلية العادية: طرق آدامز ورونج-كوتا؛

المعادلات التفاضلية الجزئية؛

إقحام؛

حساب القيم الذاتية والمتجهات، الأعداد المفردة، دعم المصفوفات المعقدة والحقيقية؛

تقريب المنحنيات والسطوح: كثيرات الحدود، الخطوط المكعبة، كثيرات حدود تشيبيشيف؛

تقليل وتعظيم الوظائف: البرمجة الخطية والتربيعية، والحدود القصوى لوظائف العديد من المتغيرات؛

تحلل المصفوفة

حل أنظمة المعادلات الخطية.

المعادلات الخطية (LAPACK)؛

الحسابات الإحصائية، بما في ذلك الإحصائيات الوصفية والتوزيعات الاحتمالية؛

تحليل الارتباط والانحدار: النماذج الخطية الخطية والمتعددة المتغيرات والمعممة؛

طرق متعددة الأبعاد: المكونات الرئيسية، والتناوب المتعامد.

توليد الأرقام العشوائية: التوزيع الطبيعي، توزيعات بواسون، ويبول، وكوشي؛

الإحصائيات اللامعلمية: فريدمان، كروسكال واليس، مان ويتني؛ حول السلاسل الزمنية: أحادية المتغير ومتعددة المتغيرات؛

تقريب الدوال الخاصة: التكامل الأسي، دالة جاما، دوال بيسل وهانكل.

وأخيرًا، تسمح هذه الحزمة للمستخدم بإنشاء برامج FORTRAN التي ترتبط ديناميكيًا بـ MATLAB.

11. صندوق الأدوات

حزمة التطبيق للعمل مع الخطوط. يدعم الاستيفاء والتقريب للخط أحادي البعد وثنائي الأبعاد ومتعدد الأبعاد. يوفر عرضًا تقديميًا وعرضًا للبيانات المعقدة ودعم الرسومات.

تسمح لك الحزمة بإجراء الاستيفاء والتقريب وتحويل الخطوط من الشكل B إلى متعدد الحدود متعدد الحدود، والاستيفاء مع الخطوط المكعبة والتجانس، وإجراء العمليات على الشرائح: حساب المشتق والتكامل والعرض.

تم تجهيز حزمة Spline ببرامج للعمل مع B-splines، الموصوفة في عمل "الدليل العملي للخطوط" لكارل ديبور، منشئ الخطوط ومؤلف حزمة Spline. إن ميزات الحزمة، جنبًا إلى جنب مع لغة MATLAB ودليل مستخدم مفصل، تجعل من السهل فهم الخطوط وتطبيقها بفعالية على مجموعة متنوعة من المشكلات.

تتضمن الحزمة برامج للعمل مع الشكلين الأكثر استخدامًا لتمثيل الخط: الشكل B والشكل متعدد الحدود متعدد الحدود. يعتبر الشكل B مناسبًا في مرحلة إنشاء الخطوط، في حين أن الشكل متعدد الحدود متعدد الحدود يكون أكثر فعالية أثناء العمل المستمر مع الشريحة. تتضمن الحزمة وظائف لإنشاء وعرض واستيفاء وتقريب ومعالجة الشرائح في شكل B وكقطاعات متعددة الحدود.

12. أدوات الإحصائيات

صندوق أدوات الإحصائيات

حزمة تطبيقات إحصائية تعمل على توسيع قدرات نظام MATLAB بشكل كبير في تنفيذ الحسابات الإحصائية ومعالجة البيانات الإحصائية. يحتوي على مجموعة تمثيلية للغاية من الأدوات لتوليد أرقام عشوائية ومتجهات ومصفوفات ومصفوفات بقوانين توزيع مختلفة، بالإضافة إلى العديد من الوظائف الإحصائية. تجدر الإشارة إلى أن الوظائف الإحصائية الأكثر شيوعًا مدرجة في جوهر نظام MATLAB (بما في ذلك وظائف توليد البيانات العشوائية ذات التوزيع الموحد والعادي). الميزات الرئيسية للحزمة:

الإحصاء الوصفي؛

التوزيعات الاحتمالية؛

تقدير المعلمة والتقريب؛

اختبار الفرضيات؛

الانحدار المتعدد

الانحدار التفاعلي التدريجي.

محاكاة مونت كارلو؛

التقريب على فترات؛

مراقبة العمليات الإحصائية؛

تخطيط التجربة؛

نمذجة سطح الاستجابة؛

تقريب النموذج غير الخطي؛

تحليل المكون الرئيسي.

الرسوم البيانية الإحصائية.

واجهة المستخدم الرسومية.

تتضمن الحزمة 20 توزيعًا احتماليًا مختلفًا، بما في ذلك t (الطالب)، وF، ومربع تشي. يتم توفير اختيار المعلمة والعرض الرسومي للتوزيعات وطريقة لحساب أفضل التقديرات التقريبية لجميع أنواع التوزيعات. هناك العديد من الأدوات التفاعلية لتصور البيانات الديناميكية وتحليلها. توجد واجهات متخصصة لنمذجة سطح الاستجابة وتصور التوزيعات وتوليد الأرقام العشوائية وخطوط المستوى.

13. أدوات التحسين

صندوق أدوات التحسين

حزمة من المشاكل التطبيقية - لحل مشاكل التحسين وأنظمة المعادلات غير الخطية. يدعم الطرق الأساسية لتحسين وظائف عدد من المتغيرات:

التحسين غير المشروط للوظائف غير الخطية؛

طريقة المربعات الصغرى والاستيفاء غير الخطي؛

حل المعادلات غير الخطية.

البرمجة الخطية؛

البرمجة التربيعية

التقليل المشروط من الوظائف غير الخطية؛

طريقة الحد الأدنى

الأمثل متعدد المعايير.

توضح الأمثلة المختلفة الاستخدام الفعال لوظائف الحزمة. وبمساعدتهم، يمكنك أيضًا مقارنة كيفية حل نفس المشكلة بطرق مختلفة.

14. أدوات المعادلات التفاضلية الجزئية

أدوات المعادلات التفاضلية الجزئية

حزمة تطبيقات مهمة جداً تحتوي على العديد من الدوال لحل أنظمة المعادلات التفاضلية الجزئية. يوفر وسائل فعالة لحل مثل هذه الأنظمة من المعادلات، بما في ذلك المعادلات الجامدة. تستخدم الحزمة طريقة العناصر المحدودة. يمكن استخدام أوامر الحزمة والواجهة الرسومية لوضع نموذج رياضي للمعادلات التفاضلية الجزئية لمجموعة واسعة من التطبيقات الهندسية والعلمية، بما في ذلك مشاكل قوة المواد، وحسابات الأجهزة الكهرومغناطيسية، ومشاكل نقل الحرارة والكتلة، ومشاكل الانتشار. الميزات الرئيسية للحزمة:

واجهة رسومية كاملة لمعالجة المعادلات التفاضلية الجزئية من الدرجة الثانية؛

اختيار الشبكة التلقائي والتكيف؛

وضع شروط الحدود: ديريشليت، نيومان ومختلط؛

صياغة مشكلة مرنة باستخدام بناء جملة MATLAB؛

الربط التلقائي بالكامل واختيار أحجام العناصر المحدودة؛

مخططات التصميم غير الخطية والتكيفية؛

القدرة على تصور مجالات المعلمات والوظائف المختلفة للحل، وإظهار تأثيرات القسم والرسوم المتحركة المقبولة.

تتبع الحزمة بشكل بديهي الخطوات الست لحل مشكلة PDE باستخدام طريقة العناصر المحدودة. هذه الخطوات والأوضاع المقابلة للحزمة هي كما يلي: تحديد الشكل الهندسي (وضع الرسم)، وتحديد شروط الحدود (وضع شروط الحدود)، واختيار المعاملات التي تحدد المشكلة (وضع PDE)، وتمييز العناصر المحدودة (وضع الشبكة)، وتحديد الشروط الأولية، وحل المعادلات (وضع الحل)، والمعالجة اللاحقة للحل (وضع الرسم البياني).

15. حزم تحليل وتوليف أنظمة التحكم

حزم لتحليل وتوليف أنظمة التحكم

صندوق أدوات نظام التحكم

تهدف حزمة نظام التحكم إلى نمذجة وتحليل وتصميم أنظمة التحكم الآلي - المستمرة والمنفصلة. تنفذ وظائف الحزمة طرق وظيفة النقل التقليدية وأساليب مساحة الحالة الحديثة. استجابات التردد والوقت، يمكن حساب المخططات ذات القطب الصفري بسرعة وعرضها على الشاشة. تتضمن الحزمة:

مجموعة كاملة من الأدوات لتحليل أنظمة MIMO (مدخلات متعددة ومخرجات متعددة)؛

خصائص الوقت: وظائف النقل والانتقال، والاستجابة للتأثير التعسفي؛

خصائص التردد: مخططات Bode وNichols وNyquist وما إلى ذلك؛

تطوير حلقات التغذية الراجعة؛

تصميم وحدات تحكم LQR/LQE؛

خصائص النماذج: إمكانية التحكم، وإمكانية الملاحظة، وخفض ترتيب النماذج؛

دعم الأنظمة ذات التأخير.

تتيح لك ميزات بناء النماذج الإضافية إنشاء نماذج أكثر تعقيدًا. يمكن حساب الاستجابة الزمنية لإدخال النبض، أو إدخال خطوة واحدة، أو إشارة إدخال عشوائية. هناك أيضًا وظائف لتحليل الأرقام المفردة.

توفر البيئة التفاعلية لمقارنة استجابة الوقت والتردد للأنظمة للمستخدم عناصر تحكم رسومية لعرض الاستجابات والتبديل بينها في وقت واحد. يمكن حساب خصائص الاستجابة المختلفة مثل وقت التكثيف ووقت التكثيف.

تحتوي حزمة نظام التحكم على أدوات لاختيار معلمات التعليقات. وتشمل الطرق التقليدية: تحليل النقاط الفردية، وتحديد معاملات الكسب والتوهين. ومن الطرق الحديثة: التحكم الخطي التربيعي وغيرها. تتضمن حزمة نظام التحكم عدداً كبيراً من الخوارزميات لتصميم وتحليل أنظمة التحكم. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتمتع ببيئة قابلة للتخصيص ويسمح لك بإنشاء ملفات m الخاصة بك.

16. أدوات تصميم التحكم غير الخطية

أدوات تصميم التحكم غير الخطية

تطبق مجموعة تصميم التحكم غير الخطي (NCD) طريقة التحسين الديناميكي لتصميم نظام التحكم. تم تصميم هذه الأداة للاستخدام مع Simulink، وتقوم تلقائيًا بضبط معلمات النظام بناءً على قيود التوقيت المحددة من قبل المستخدم.

تستخدم الحزمة السحب بالماوس لتغيير قيود التوقيت مباشرة على الرسوم البيانية، مما يسمح لك بإعداد المتغيرات بسهولة وتحديد معلمات غير محددة، وتوفر التحسين التفاعلي، وتنفذ محاكاة مونت كارلو، وتدعم تصميم SISO (إدخال واحد - إخراج واحد) والتحكم في MIMO تسمح الأنظمة بنمذجة منع التداخل والتتبع وأنواع أخرى من الاستجابات، وتدعم مشاكل المعلمات المتكررة ومشاكل التحكم في الأنظمة ذات التأخر، وتسمح بالاختيار بين القيود المرضية والقيود التي لا يمكن تحقيقها.

17. صندوق أدوات التحكم القوي

أدوات التحكم القوية

تتضمن حزمة التحكم القوي أدوات لتصميم وتحليل أنظمة التحكم القوية متعددة المتغيرات. هذه أنظمة بها أخطاء في النمذجة، وديناميكياتها غير معروفة تمامًا أو قد تتغير معلماتها أثناء النمذجة. تتيح لك الخوارزميات القوية للحزمة إجراء حسابات معقدة مع مراعاة التغييرات في العديد من المعلمات. ميزات الحزمة:

توليف وحدات تحكم LQG على أساس تقليل المعايير الموحدة والمتكاملة؛

استجابة تردد متعددة المعلمات.

بناء نموذج فضاء الدولة؛

تحويل النماذج على أساس القيم المفردة؛

خفض ترتيب النموذج؛

التحليل الطيفي.

تعتمد حزمة التحكم القوي على وظائف حزمة نظام التحكم مع توفير مجموعة متقدمة من الخوارزميات لتصميم نظام التحكم. توفر الحزمة جسرًا بين نظرية التحكم الحديثة والتطبيقات العملية. لديها العديد من الوظائف التي تنفذ الأساليب الحديثة لتصميم وتحليل وحدات التحكم القوية متعددة المتغيرات.

تتنوع مظاهر عدم اليقين التي تنتهك استقرار الأنظمة - الضوضاء والاضطرابات في الإشارات، وعدم دقة نموذج دالة النقل، والديناميكيات غير الخطية غير النموذجية. تسمح لك حزمة التحكم القوي بتقدير حد الاستقرار متعدد المعلمات في ظل حالات عدم اليقين المختلفة. ومن الأساليب المستخدمة: خوارزمية بيرون، وتحليل ميزات وظائف النقل، وما إلى ذلك.

توفر حزمة التحكم القوي طرقًا مختلفة لتصميم ردود الفعل، بما في ذلك: LQR، وLQG، وLQG/LTR، وما إلى ذلك. تنشأ الحاجة إلى خفض ترتيب النموذج في عدة حالات: خفض ترتيب كائن، وخفض ترتيب وحدة التحكم، والنمذجة الكبيرة أنظمة. يجب أن يكون الإجراء النوعي لتقليل ترتيب النموذج مستقرًا عدديًا. الإجراءات المضمنة في حزمة التحكم القوي تتعامل بنجاح مع هذه المهمة.

18. نموذج أدوات التحكم التنبؤي

نموذج أدوات التحكم التنبؤية

تحتوي حزمة التحكم التنبؤي النموذجي على مجموعة كاملة من الأدوات لتنفيذ استراتيجية التحكم التنبؤية (الاستباقية). تم تطوير هذه الإستراتيجية لحل المشكلات العملية المتعلقة بالتحكم في العمليات المعقدة متعددة القنوات مع قيود على متغيرات الحالة والتحكم. تُستخدم طرق التحكم التنبؤية في الصناعة الكيميائية وللتحكم في العمليات المستمرة الأخرى. توفر الحزمة:

النمذجة وتحديد وتشخيص النظم؛

دعم MISO (مدخلات متعددة - مخرج واحد)، MIMO، الخصائص العابرة، نماذج مساحة الحالة؛

تحليل النظم؛

تحويل النماذج إلى أشكال مختلفة من التمثيل (مساحة الحالة، وظائف النقل)؛

توفير الدروس والعروض التوضيحية.

يستخدم المنهج التنبؤي للتحكم في المشكلات نموذجًا ديناميكيًا خطيًا واضحًا للنبات للتنبؤ بتأثير التغيرات المستقبلية في متغيرات التحكم على سلوك النبات. تمت صياغة مشكلة التحسين باعتبارها مشكلة برمجة تربيعية ذات قيود، والتي يتم حلها من جديد في كل دورة محاكاة. تسمح لك الحزمة بإنشاء واختبار وحدات التحكم لكل من الكائنات البسيطة والمعقدة.

تحتوي الحزمة على أكثر من خمسين وظيفة متخصصة لتصميم وتحليل ونمذجة الأنظمة الديناميكية باستخدام التحكم التنبئي. وهو يدعم أنواع الأنظمة التالية: الوقت النبضي والمستمر والمنفصل ومساحة الحالة. تتم معالجة أنواع مختلفة من الاضطرابات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تضمين القيود المفروضة على متغيرات المدخلات والمخرجات بشكل واضح في النموذج.

تتيح أدوات المحاكاة التتبع والثبات. تتضمن أدوات التحليل حساب أقطاب الحلقة المغلقة، واستجابة التردد، وخصائص نظام التحكم الأخرى. لتحديد النموذج، تحتوي الحزمة على وظائف للتفاعل مع حزمة تعريف النظام. تتضمن الحزمة أيضًا وظيفتي Simulink التي تسمح لك باختبار النماذج غير الخطية.

19. مو - التحليل والتوليف

(مو)-التحليل والتوليف

تحتوي حزمة التحليل والتوليف p على وظائف لتصميم أنظمة تحكم قوية. تستخدم الحزمة معيارًا موحدًا وتحسينًا للمعلمة المفردة. تتضمن هذه الحزمة واجهة رسومية لتبسيط معالجة الكتلة عند تصميم وحدات التحكم المثالية. خصائص الحزمة:

• تصميم الهيئات التنظيمية الأمثل في المعايير الموحدة والمتكاملة؛
• تقدير المعلمة المفردة الحقيقية والمعقدة مو؛

تكرارات D-K للتقريبية مو-توليف؛

واجهة المستخدم الرسومية لتحليل استجابة الحلقة المغلقة؛

وسائل تقليل ترتيب النموذج؛

الاتصال المباشر للكتل الفردية للأنظمة الكبيرة.

يمكن إنشاء نموذج مساحة الحالة وتحليله بناءً على مصفوفات النظام. تدعم الحزمة العمل مع النماذج المستمرة والمنفصلة. تحتوي الحزمة على واجهة رسومية كاملة، والتي تتضمن: القدرة على ضبط نطاق بيانات الإدخال، ونافذة خاصة لتحرير خصائص تكرارات D-K والتمثيل الرسومي لخصائص التردد. لديه وظائف لجمع المصفوفات والضرب والتحويلات المختلفة وغيرها من العمليات على المصفوفات. يوفر القدرة على خفض ترتيب النماذج.

20. تدفق الحالة

Stateflow عبارة عن حزمة لنمذجة الأنظمة التي تعتمد على الأحداث استنادًا إلى نظرية آلات الحالة المحدودة. هذه الحزمة مخصصة للاستخدام مع حزمة نمذجة الأنظمة الديناميكية Simulink. يمكنك إدراج مخطط Stateflow (أو مخطط SF) في أي نموذج Simulink، والذي سيعكس سلوك مكونات كائن النمذجة (أو النظام). مخطط SF متحرك. باستخدام الكتل والوصلات المرمزة بالألوان، يمكنك تتبع جميع مراحل تشغيل النظام أو الجهاز المحاكي وجعل تشغيله يعتمد على أحداث معينة. أرز. يوضح الشكل 23.6 نمذجة سلوك السيارة عند حدوث حالة طوارئ على الطريق. يظهر مخطط SF (بتعبير أدق، إطار واحد من تشغيله) أسفل طراز السيارة.

لإنشاء مخططات SF، تحتوي الحزمة على محرر مناسب وبسيط، بالإضافة إلى أدوات واجهة المستخدم.

21. أدوات نظرية التغذية الراجعة الكمية

صندوق أدوات نظرية التغذية الراجعة الكمية

تحتوي الحزمة على وظائف لإنشاء أنظمة قوية (مستقرة) مع ردود الفعل. QFT (نظرية التغذية المرتدة الكمية) هي طريقة هندسية تستخدم نماذج تمثيل التردد لتلبية متطلبات الجودة المختلفة في ظل وجود خصائص نباتية غير مؤكدة. تعتمد الطريقة على ملاحظة أن التغذية الراجعة ضرورية في الحالات التي تكون فيها بعض خصائص الكائن غير مؤكدة و/أو يتم تطبيق اضطرابات غير معروفة على مدخلاته. ميزات الحزمة:

تقييم حدود تردد عدم اليقين المتأصل في ردود الفعل؛

واجهة المستخدم الرسومية التي تسمح لك بتحسين عملية العثور على معلمات التعليقات المطلوبة؛

وظائف لتحديد تأثير الكتل المختلفة التي تم إدخالها في النموذج (مضاعفات الإرسال، والإضافات، وحلقات التغذية المرتدة) في حالة عدم اليقين؛

دعم نمذجة حلقات التغذية المرتدة التناظرية والرقمية والشلالات والدوائر متعددة الحلقات؛

حل عدم اليقين في معلمات النبات باستخدام النماذج البارامترية وغير البارامترية أو مزيج من هذه الأنواع من النماذج.

نظرية ردود الفعل هي امتداد طبيعي لنهج التردد الكلاسيكي في التصميم. هدفها الرئيسي هو تصميم وحدات تحكم بسيطة وصغيرة الحجم مع الحد الأدنى من عرض النطاق الترددي الذي يلبي خصائص الأداء في ظل وجود حالات عدم اليقين.

تتيح لك الحزمة حساب المعلمات المختلفة للتغذية المرتدة والمرشحات ووحدات التحكم في الاختبار في كل من المساحة المستمرة والمنفصلة. يحتوي على واجهة رسومية مريحة تسمح لك بإنشاء وحدات تحكم بسيطة تلبي متطلبات المستخدم.

يسمح QFT بتصميم وحدات التحكم لتلبية المتطلبات المختلفة على الرغم من التغييرات في معلمات النموذج. يمكن استخدام البيانات المقاسة مباشرة لتصميم وحدة التحكم، دون الحاجة إلى تحديد استجابة النظام المعقدة.

22.LMI أدوات التحكم

صندوق أدوات التحكم LMI

توفر حزمة التحكم LMI (عدم مساواة المصفوفة الخطية) بيئة متكاملة لطرح مشاكل البرمجة الخطية وحلها. تتيح لك الحزمة، المخصصة أصلاً لتصميم أنظمة التحكم، حل أي مشاكل في البرمجة الخطية في أي مجال من مجالات النشاط تقريبًا حيث تنشأ مثل هذه المشكلات. الميزات الرئيسية للحزمة:

حل مشاكل البرمجة الخطية: مشاكل توافق القيود، تقليل الأهداف الخطية في ظل وجود قيود خطية، تقليل القيم الذاتية؛

بحث مشاكل البرمجة الخطية.

محرر رسومي لمشاكل البرمجة الخطية؛

تحديد القيود في شكل رمزي؛

تصميم متعدد المعايير للهيئات التنظيمية؛

التحقق من الاستقرار: الاستقرار التربيعي للأنظمة الخطية، استقرار ليابونوف، التحقق من معيار بوبوف للأنظمة غير الخطية.

تحتوي حزمة LMI Control على خوارزميات بسيطة حديثة لحل مشاكل البرمجة الخطية. يستخدم تمثيلاً منظمًا للقيود الخطية، مما يعمل على تحسين الكفاءة وتقليل متطلبات الذاكرة. تحتوي الحزمة على أدوات متخصصة لتحليل وتصميم أنظمة التحكم المعتمدة على البرمجة الخطية.

يمكن لحلول البرمجة الخطية بسهولة اختبار استقرار الأنظمة الديناميكية والأنظمة ذات المكونات غير الخطية. في السابق، كان هذا النوع من التحليل يعتبر معقدًا للغاية بحيث لا يمكن تنفيذه. تسمح الحزمة أيضًا بمجموعة من المعايير التي كانت تعتبر في السابق معقدة للغاية وقابلة للحل فقط بمساعدة الأساليب الإرشادية.

تعد الحزمة أداة قوية لحل مشكلات التحسين المحدبة التي تنشأ في مجالات مثل التحكم والتحديد والتصفية والتصميم الهيكلي ونظرية الرسم البياني والاستيفاء والجبر الخطي. تتضمن حزمة التحكم LMI نوعين من واجهة المستخدم الرسومية: محرر مشكلات البرمجة الخطية (LMI Editor) وواجهة Magshape Editor تسمح لك بوضع القيود في شكل رمزي، ويوفر Magshape للمستخدم أدوات ملائمة للعمل مع الحزمة.

23. حزم تعريف النظام

حزم تعريف النظام

صندوق أدوات تعريف النظام

تحتوي حزمة تعريف النظام على أدوات لإنشاء نماذج رياضية للأنظمة الديناميكية بناءً على بيانات المدخلات والمخرجات التي تمت ملاحظتها. يحتوي على واجهة رسومية مرنة تساعدك على تنظيم البيانات وإنشاء النماذج. تنطبق طرق تحديد الهوية المضمنة في الحزمة على مجموعة واسعة من المشكلات، بدءًا من تصميم أنظمة التحكم ومعالجة الإشارات وحتى تحليل السلاسل الزمنية والاهتزازات. الخصائص الرئيسية للحزمة:

واجهة بسيطة ومرنة.

المعالجة المسبقة للبيانات، بما في ذلك التصفية المسبقة وإزالة الاتجاهات والتحيزات؛ o اختيار نطاق البيانات للتحليل؛

تحليل الاستجابة في مجال الوقت والتردد؛

عرض الأصفار والأعمدة لوظيفة نقل النظام؛

تحليل المخلفات عند اختبار النموذج؛

بناء الرسوم البيانية المعقدة، مثل مخطط نيكويست، وما إلى ذلك.

تعمل الواجهة الرسومية على تبسيط المعالجة المسبقة للبيانات بالإضافة إلى عملية تحديد النموذج التفاعلي. من الممكن أيضًا العمل مع الحزمة في وضع الأوامر واستخدام ملحق Simulink. يتم تنفيذ عمليات تحميل البيانات وحفظها واختيار النطاق وحذف الإزاحات والاتجاهات بأقل جهد وهي موجودة في القائمة الرئيسية.

يتم تنظيم عرض البيانات والنماذج المحددة بيانيًا بحيث يمكن للمستخدم أثناء عملية التعريف التفاعلية العودة بسهولة إلى خطوة العمل السابقة. بالنسبة للمبتدئين، هناك خيار لعرض الخطوات الممكنة التالية. تتيح الأدوات الرسومية للمتخصص العثور على أي من النماذج التي تم الحصول عليها مسبقًا وتقييم جودتها مقارنة بالنماذج الأخرى.

من خلال البدء بقياس المخرجات والمدخلات، يمكنك إنشاء نموذج حدودي للنظام يصف سلوكه مع مرور الوقت. تدعم الحزمة جميع هياكل النماذج التقليدية، بما في ذلك الانحدار الذاتي، وBox-Jenkins، وما إلى ذلك. وهي تدعم نماذج مساحة الحالة الخطية، والتي يمكن تعريفها في كل من المساحة المنفصلة والمستمرة. يمكن أن تتضمن هذه النماذج عددًا عشوائيًا من المدخلات والمخرجات. تتضمن الحزمة وظائف يمكن استخدامها كبيانات اختبار للنماذج المحددة. يستخدم تحديد النموذج الخطي على نطاق واسع في تصميم أنظمة التحكم عندما يكون من الضروري إنشاء نموذج لكائن ما. في مشاكل معالجة الإشارات، يمكن استخدام النماذج لمعالجة الإشارات التكيفية. كما تم تطبيق أساليب تحديد الهوية بنجاح على التطبيقات المالية.

24. صندوق أدوات تحديد نظام مجال التردد

صندوق أدوات تحديد نظام مجال التردد

توفر حزمة تعريف نظام مجال التردد أدوات متخصصة لتحديد الأنظمة الديناميكية الخطية من خلال استجابتها للوقت أو التردد. تهدف الأساليب المعتمدة على التردد إلى تحديد الأنظمة المستمرة، مما يوفر مكملاً قويًا للتقنية المنفصلة الأكثر تقليدية. يمكن تطبيق أساليب الحزمة على مشاكل مثل نمذجة الأنظمة الكهربائية والميكانيكية والصوتية. خصائص الحزمة:

الاضطرابات الدورية، وعامل الذروة، والطيف الأمثل، والتسلسلات الثنائية العشوائية والمنفصلة؛

حساب فترات الثقة للسعة والمرحلة والأصفار والأعمدة؛

تحديد الأنظمة المستمرة والمنفصلة مع تأخير غير معروف؛

التشخيص النموذجي، بما في ذلك النمذجة وحساب المخلفات؛

تحويل النماذج إلى تنسيق System Identification Toolbox والعكس.

باستخدام نهج المجال الترددي، يمكن تحقيق أفضل نموذج في مجال التردد؛ تجنب أخطاء أخذ العينات؛ من السهل عزل مكون التيار المستمر للإشارة؛ تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل ملحوظ. للحصول على إشارات اضطراب، توفر الحزمة وظائف لتوليد تسلسلات ثنائية، وتقليل حجم الذروة وتحسين الخصائص الطيفية. توفر الحزمة تحديدًا للأنظمة الثابتة الخطية المستمرة والمنفصلة، ​​والتوليد التلقائي لإشارات الإدخال، بالإضافة إلى تمثيل رسومي للأصفار والأعمدة لوظيفة النقل للنظام الناتج. تشمل وظائف اختبار النموذج حساب المخلفات، ووظائف النقل، والأصفار والأقطاب، وتشغيل النموذج باستخدام بيانات الاختبار.

25. حزم ملحق MATLAB الإضافية

حزم ملحق MATLAB الإضافية

صندوق أدوات الاتصالات

مجموعة من البرامج التطبيقية لبناء ونمذجة مجموعة متنوعة من أجهزة الاتصالات: خطوط الاتصالات الرقمية، وأجهزة المودم، ومحولات الإشارات، وما إلى ذلك. وهي تحتوي على مجموعة غنية من النماذج لمجموعة واسعة من أجهزة الاتصالات والاتصالات. يحتوي على عدد من الأمثلة المثيرة للاهتمام لأدوات اتصالات النمذجة، على سبيل المثال، مودم يعمل باستخدام بروتوكول v34، وجهاز تعديل لتوفير تعديل النطاق الجانبي الفردي، وما إلى ذلك.

26. مجموعة معالجة الإشارات الرقمية (DSP).

مجموعة معالجة الإشارات الرقمية (DSP).

مجموعة من البرامج التطبيقية لتصميم الأجهزة باستخدام معالجات الإشارات الرقمية. هذه، أولاً وقبل كل شيء، مرشحات رقمية عالية الكفاءة مع استجابة ترددية (استجابة ترددية) محددة أو مكيفة مع معلمات الإشارات. يمكن استخدام نتائج نمذجة وتصميم الأجهزة الرقمية باستخدام هذه الحزمة لبناء مرشحات رقمية عالية الكفاءة على المعالجات الدقيقة الحديثة لمعالجة الإشارات الرقمية.

27. مجموعة النقاط الثابتة

مجموعة الكتل ذات النقاط الثابتة

تركز هذه الحزمة الخاصة على نمذجة أنظمة التحكم الرقمية والمرشحات الرقمية كجزء من حزمة Simulink. تتيح لك مجموعة خاصة من المكونات التبديل بسرعة بين حسابات النقطة الثابتة والعائمة. يمكنك تحديد طول كلمة 8 أو 16 أو 32 بت. تحتوي الحزمة على عدد من الخصائص المفيدة:

باستخدام الحساب غير الموقع أو الثنائي؛

اختيار المستخدم لموضع النقطة الثنائية؛

الإعداد التلقائي لموضع النقطة الثنائية؛

عرض النطاقات القصوى والدنيا لإشارة النموذج؛

التبديل بين حسابات النقطة الثابتة والعائمة؛

تصحيح الفائض وتوافر المكونات الرئيسية لعمليات النقاط الثابتة؛ العوامل المنطقية، وجداول البحث أحادية وثنائية الأبعاد.

28. حزم معالجة الإشارات والصور

حزم معالجة الإشارات والصور

أدوات معالجة الإشارات

حزمة قوية لتحليل ونمذجة وتصميم أجهزة معالجة جميع أنواع الإشارات وتوفير تصفيتها والعديد من التحولات.

توفر حزمة معالجة الإشارات إمكانات شاملة للغاية لإنشاء برامج معالجة الإشارات للتطبيقات العلمية والهندسية الحديثة. تستخدم الحزمة مجموعة متنوعة من تقنيات التصفية وأحدث خوارزميات التحليل الطيفي. تحتوي الحزمة على وحدات لتطوير الأنظمة الخطية وتحليل السلاسل الزمنية. وستكون الحزمة مفيدة، على وجه الخصوص، في مجالات مثل معالجة المعلومات الصوتية والمرئية، والاتصالات، والجيوفيزياء، ومهام التحكم في الوقت الحقيقي، والاقتصاد، والمالية، والطب. الخصائص الرئيسية للحزمة:

نمذجة الإشارات والأنظمة الخطية؛

تصميم وتحليل وتنفيذ المرشحات الرقمية والتناظرية؛

تحويل فورييه السريع، وجيب التمام المنفصل والتحويلات الأخرى؛

تقييم الأطياف ومعالجة الإشارات الإحصائية؛

المعالجة البارامترية للسلاسل الزمنية؛

توليد إشارات بأشكال مختلفة.

تعد حزمة معالجة الإشارة غلافًا مثاليًا لتحليل الإشارات ومعالجتها. ويستخدم خوارزميات تم اختبارها بالممارسة وتم اختيارها لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والموثوقية. تحتوي الحزمة على مجموعة واسعة من الخوارزميات لتمثيل الإشارات والنماذج الخطية. تتيح هذه المجموعة للمستخدم أسلوبًا مرنًا إلى حد ما لإنشاء برنامج نصي لمعالجة الإشارات. تتضمن الحزمة خوارزميات لتحويل النموذج من تمثيل إلى آخر.

تتضمن حزمة معالجة الإشارات مجموعة كاملة من التقنيات لإنشاء مرشحات رقمية ذات خصائص متنوعة. يتيح لك التطوير السريع لمرشحات التمرير العالي والمنخفض، ومرشحات تمرير النطاق وإيقاف التمرير، والمرشحات متعددة النطاق، بما في ذلك Chebyshev، وYule-Walker، والمرشحات الإهليلجية، وما إلى ذلك.

تتيح لك الواجهة الرسومية تصميم المرشحات عن طريق تحديد متطلباتها في وضع سحب الكائنات باستخدام الماوس. تتضمن الحزمة طرق تصميم المرشح الجديدة التالية:

طريقة Chebyshev المعممة لإنشاء المرشحات ذات استجابة الطور غير الخطية أو المعاملات المعقدة أو الاستجابة التعسفية. تم تطوير الخوارزمية بواسطة ماكلينان وكرم في عام 1995؛

تسمح المربعات الصغرى المقيدة للمستخدم بالتحكم بشكل صريح في الحد الأقصى للخطأ (التجانس)؛

طريقة لحساب الحد الأدنى لترتيب المرشح باستخدام نافذة Kaiser؛

طريقة بتروورث المعممة لتصميم مرشحات الترددات المنخفضة مع نطاقات تمرير وتوهين موحدة إلى أقصى حد.

استنادًا إلى خوارزمية تحويل فورييه السريعة المثالية، توفر معالجة الإشارات أداءً لا مثيل له لتحليل التردد والتقدير الطيفي. تتضمن الحزمة وظائف لحساب تحويل فورييه المنفصل، وتحويل جيب التمام المنفصل، وتحويل هيلبرت، والتحويلات الأخرى المستخدمة غالبًا للتحليل والتشفير والتصفية. تطبق الحزمة طرق التحليل الطيفي مثل طريقة ويلش، وطريقة الإنتروبيا القصوى، وما إلى ذلك.

تتيح لك الواجهة الرسومية الجديدة عرض خصائص الإشارة وتقييمها بصريًا، وتصميم المرشحات وتطبيقها، وإجراء التحليل الطيفي، واستكشاف تأثير الطرق المختلفة ومعلماتها على النتيجة التي تم الحصول عليها. تعد الواجهة الرسومية مفيدة بشكل خاص لتصور السلاسل الزمنية والأطياف وخصائص الوقت والتردد وموقع الأصفار وأقطاب وظائف النقل للأنظمة.

تعتبر حزمة معالجة الإشارات هي الأساس لحل العديد من المشكلات الأخرى. على سبيل المثال، من خلال دمجها مع حزمة معالجة الصور، يمكن معالجة الإشارات والصور ثنائية الأبعاد وتحليلها. عند إقرانها بحزمة تعريف النظام، تتيح حزمة معالجة الإشارة نمذجة النطاق الزمني للأنظمة. عند دمجها مع حزم الشبكة العصبية والمنطق الضبابي، يمكن إنشاء مجموعة متنوعة من الأدوات لمعالجة البيانات أو استخراج ميزات التصنيف. تتيح لك أداة توليد الإشارة إنشاء إشارات نبضية بأشكال مختلفة.

29. أدوات التحليل الطيفي عالي الترتيب

صندوق أدوات التحليل الطيفي عالي الترتيب

تحتوي حزمة التحليل الطيفي عالي الترتيب على خوارزميات خاصة لتحليل الإشارات باستخدام لحظات ذات ترتيب أعلى. توفر الحزمة فرصًا كبيرة لتحليل الإشارات غير الغوسية، لأنها تحتوي على خوارزميات ربما تكون أكثر الطرق تقدمًا لتحليل ومعالجة الإشارات. الميزات الرئيسية للحزمة:

تقييم الأطياف عالية الترتيب؛

النهج التقليدي أو البارامترى؛

استعادة السعة والمرحلة.

التنبؤ الخطي التكيفي؛

استعادة توافقية

تقدير التأخر؛

معالجة إشارة الكتلة.

تسمح لك حزمة التحليل الطيفي عالي الترتيب بتحليل الإشارات المتضررة بسبب الضوضاء غير الغوسية والعمليات التي تحدث في الأنظمة غير الخطية. تحتوي الأطياف عالية الترتيب، المحددة من حيث اللحظات عالية الترتيب للإشارة، على معلومات إضافية لا يمكن الحصول عليها باستخدام الارتباط الذاتي أو تحليل طيف قدرة الإشارة وحده. تسمح الأطياف عالية الترتيب بما يلي:

قمع الضوضاء غاوس اللون المضافة.

تحديد إشارات الطور غير الدنيا؛

تسليط الضوء على المعلومات بسبب الطبيعة غير الغوسية للضوضاء؛

كشف وتحليل الخصائص غير الخطية للإشارات.

تشمل التطبيقات المحتملة للتحليل الطيفي عالي الترتيب الصوتيات والطب الحيوي والاقتصاد القياسي وعلم الزلازل وعلم المحيطات وفيزياء البلازما والرادار والرادار. تدعم الوظائف الأساسية للحزمة الأطياف عالية الترتيب، والتقدير عبر الطيف، ونماذج التنبؤ الخطي، وتقدير التأخر.

30. صندوق أدوات معالجة الصور

صندوق أدوات معالجة الصور

توفر معالجة الصور للعلماء والمهندسين وحتى الفنانين مجموعة واسعة من الأدوات لمعالجة الصور الرقمية وتحليلها. يحررك صندوق أدوات معالجة الصور، الذي يقترن بشكل وثيق ببيئة تطوير تطبيق MATLAB، من الترميز وتصحيح أخطاء الخوارزميات الذي يستغرق وقتًا طويلاً، مما يسمح لك بالتركيز على حل المشكلة العلمية أو العملية الرئيسية. الخصائص الرئيسية للحزمة:

ترميم وإبراز تفاصيل الصورة؛

العمل مع منطقة محددة من الصورة؛

تحليل الصور؛

الترشيح الخطي

تحويل الصور.

التحولات الهندسية.

زيادة تباين التفاصيل المهمة؛

التحولات الثنائية.

معالجة الصور والإحصائيات؛

تحولات اللون

تغيير اللوحة

تحويل نوع الصورة.

توفر حزمة معالجة الصور فرصًا كبيرة لإنشاء الصور الرسومية وتحليلها في بيئة MATLAB. توفر هذه الحزمة واجهة مرنة للغاية تسمح لك بمعالجة الصور، وتطوير الرسومات بشكل تفاعلي، وتصور مجموعات البيانات، وإضافة تعليقات توضيحية لنتائج المستندات التقنية والتقارير والمنشورات. المرونة، والجمع بين خوارزميات الحزمة مع ميزة MATLAB مثل وصف ناقل المصفوفة يجعل الحزمة مناسبة تمامًا لحل أي مشكلة تقريبًا في تطوير وعرض الرسومات. تم تقديم أمثلة لاستخدام هذه الحزمة في بيئة نظام MATLAB في الدرس 7. يتضمن MATLAB إجراءات مصممة خصيصًا لتحسين كفاءة الغلاف الرسومي. على وجه الخصوص، يمكن ملاحظة الميزات التالية:

التصحيح التفاعلي عند تطوير الرسومات؛

منشئ ملفات التعريف لتحسين وقت تنفيذ الخوارزمية؛

أدوات لبناء واجهة مستخدم رسومية تفاعلية (GUI Builder) لتسريع تطوير قوالب واجهة المستخدم الرسومية، مما يسمح لك بتخصيصها لتناسب مهام المستخدم.

تتيح هذه الحزمة للمستخدم قضاء وقت وجهد أقل بكثير في إنشاء رسومات قياسية وبالتالي تركيز الجهود على التفاصيل والميزات المهمة للصور.

تم تكييف MATLAB وحزمة معالجة الصور إلى الحد الأقصى لتطوير وتنفيذ أفكار وأساليب جديدة للمستخدم. ولهذا الغرض، هناك مجموعة من الحزم المرتبطة التي تهدف إلى حل جميع أنواع المشكلات والمشكلات المحددة في بيئة غير تقليدية.

تُستخدم معالجة الصور حاليًا على نطاق واسع من قبل أكثر من 4000 شركة وجامعة حول العالم. في الوقت نفسه، هناك مجموعة واسعة جدًا من المشكلات التي يحلها المستخدمون بمساعدة هذه الحزمة، على سبيل المثال، أبحاث الفضاء، والتطوير العسكري، وعلم الفلك، والطب، والأحياء، والروبوتات، وعلوم المواد، وعلم الوراثة، وما إلى ذلك.

31. صندوق أدوات المويجات

توفر حزمة Wavelet للمستخدم مجموعة كاملة من البرامج لدراسة الظواهر غير الثابتة متعددة الأبعاد باستخدام المويجات (حزم الموجات القصيرة). تعمل الأساليب التي تم إنشاؤها مؤخرًا نسبيًا في حزمة Wavelet على توسيع قدرات المستخدم في تلك المناطق التي تُستخدم فيها عادةً تقنية تحلل فورييه. يمكن أن تكون الحزمة مفيدة لتطبيقات مثل معالجة الكلام والصوت والاتصالات والجيوفيزياء والمالية والطب. الخصائص الرئيسية للحزمة:

تحسين واجهة المستخدم الرسومية ومجموعة أوامر التحليل والتوليف وتصفية الإشارات والصور؛

تحويل الإشارات المستمرة متعددة الأبعاد؛

تحويل إشارة منفصلة.

تحليل وتحليل الإشارات والصور؛

مجموعة واسعة من الوظائف الأساسية، بما في ذلك تصحيح تأثيرات الحدود؛

المعالجة المجمعة للإشارات والصور؛

تحليل الحزم على أساس الإنتروبيا؛

التصفية مع القدرة على تحديد عتبات صلبة وناعمة؛

ضغط الإشارة الأمثل.

باستخدام الحزمة، يمكنك تحليل الميزات التي تفتقدها الطرق الأخرى لتحليل الإشارات، مثل الاتجاهات والقيم المتطرفة والفواصل في المشتقات عالية الترتيب. تسمح لك الحزمة بضغط الإشارات وتصفيتها دون خسائر واضحة، حتى في الحالات التي تحتاج فيها إلى الحفاظ على مكونات الإشارة ذات التردد العالي والمنخفض. توجد خوارزميات ضغط وتصفية لمعالجة الإشارات المجمعة. تقوم برامج الضغط بتحديد الحد الأدنى لعدد المعاملات التي تمثل المعلومات الأصلية بدقة أكبر، وهو أمر مهم للغاية للمراحل اللاحقة من نظام الضغط. تتضمن الحزمة مجموعات أساس المويجات التالية: البيورثوغونال، هار، القبعة المكسيكية، ماير، إلخ. يمكنك أيضًا إضافة القواعد الخاصة بك إلى الحزمة.

يشرح دليل المستخدم الشامل كيفية العمل مع أساليب الحزمة، مصحوبًا بالعديد من الأمثلة وقسم مرجعي كامل.

32. حزم التطبيقات الأخرى

حزم التطبيقات الأخرى

صندوق الأدوات المالية

مجموعة من البرامج التطبيقية للحسابات المالية والاقتصادية ذات الصلة تمامًا بفترة إصلاحات السوق لدينا. يحتوي على العديد من الوظائف لحساب الفائدة المركبة ومعاملات الودائع المصرفية وحسابات الأرباح وغير ذلك الكثير. لسوء الحظ، نظرا للعديد من الاختلافات (على الرغم من أنها ليست أساسية للغاية) في الصيغ المالية والاقتصادية، فإن استخدامها في ظروفنا ليس معقولا دائما - هناك العديد من البرامج المحلية لمثل هذه الحسابات، على سبيل المثال "المحاسبة 1C". ولكن إذا كنت ترغب في الاتصال بقواعد بيانات وكالات الأنباء المالية - Bloom-berg، IDC من خلال حزمة Datafeed Toolbox MATLAB، فتأكد بالطبع من استخدام حزم التمديد المالي MATLAB.

الحزمة المالية هي الأساس لحل مجموعة متنوعة من المشاكل المالية في MATLAB، بدءًا من الحسابات البسيطة وحتى التطبيقات الموزعة واسعة النطاق. يمكن استخدام الحزمة المالية لحساب أسعار الفائدة والأرباح، وتحليل دخل المشتقات والودائع، وتحسين المحفظة الاستثمارية. الميزات الرئيسية للحزمة:

معالجة البيانات؛

تحليل التباين لكفاءة المحفظة الاستثمارية.

تحليل السلاسل الزمنية؛

حساب عائد الأوراق المالية وتقييم الأسعار؛

التحليل الإحصائي وتحليل حساسية السوق؛

حساب الدخل السنوي وحساب التدفق النقدي.

طرق حساب الاستهلاك والإطفاء.

نظرًا لأهمية تاريخ معاملة مالية معينة، تتضمن الحزمة المالية عدة وظائف لمعالجة التواريخ والأوقات بتنسيقات مختلفة. تتيح لك الحزمة المالية حساب الأسعار والعوائد لاستثمارات السندات. يتمتع المستخدم بفرصة تعيين جداول غير قياسية، بما في ذلك الجداول الزمنية غير المنتظمة وغير المتسقة لمعاملات الخصم والائتمان والتسوية النهائية عند سداد الفواتير. يمكن حساب وظائف الحساسية الاقتصادية مع الأخذ بعين الاعتبار آجال الاستحقاق المختلفة.

تسمح لك خوارزميات الحزمة المالية لحساب مؤشرات التدفق النقدي والبيانات الأخرى المنعكسة في الحسابات المالية بحساب، على وجه الخصوص، أسعار الفائدة على القروض والائتمانات ونسب الربحية وإيصالات القروض وإجمالي الاستحقاقات وتقييم وتوقع قيمة المحفظة الاستثمارية ، وحساب مؤشرات الاستهلاك وما إلى ذلك. يمكن استخدام وظائف الحزمة مع مراعاة التدفقات النقدية الإيجابية والسلبية (التدفق النقدي) (زيادة المقبوضات النقدية على المدفوعات أو المدفوعات النقدية على المقبوضات، على التوالي).

تحتوي الحزمة المالية على خوارزميات تسمح لك بتحليل المحفظة الاستثمارية والديناميكيات وعوامل الحساسية الاقتصادية. على وجه الخصوص، عند تحديد فعالية الاستثمارات، تتيح لك وظائف الحزمة إنشاء محفظة ترضي المشكلة الكلاسيكية لـ G. Markowitz. يمكن للمستخدم الجمع بين خوارزميات الحزمة لحساب نسب شارب ومعدلات العائد. يتيح تحليل الديناميكيات وعوامل الحساسية الاقتصادية للمستخدم تحديد مراكز الصفقات المتداخلة والتحوط والتداولات ذات الأسعار الثابتة. كما توفر الحزمة المالية إمكانيات واسعة لعرض وعرض البيانات والنتائج على شكل رسوم بيانية ورسوم بيانية تقليدية للمجالات الاقتصادية والمالية. يمكن عرض النقد بالتنسيقات العشرية والبنوك والنسب المئوية وفقًا لتقدير المستخدم.

33. أدوات رسم الخرائط

توفر حزمة الخرائط واجهة رسومية وسطر أوامر لتحليل البيانات الجغرافية وعرض الخرائط والوصول إلى مصادر البيانات الجغرافية الخارجية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحزمة مناسبة للعمل مع العديد من الأطالس المعروفة. كل هذه الأدوات، بالاشتراك مع MATLAB، توفر للمستخدمين جميع الظروف اللازمة للعمل الإنتاجي مع البيانات الجغرافية العلمية. الميزات الرئيسية للحزمة:

تصور ومعالجة وتحليل البيانات الرسومية والعلمية؛

أكثر من 60 خريطة إسقاطات (مباشرة وعكسية)؛

تصميم وعرض الخرائط المتجهة والمصفوفة والخرائط المركبة؛

واجهة رسومية لبناء ومعالجة الخرائط والبيانات؛

وأطالس البيانات العالمية والإقليمية والواجهات مع البيانات الحكومية عالية الدقة؛

الإحصاءات الجغرافية ووظائف الملاحة؛

تمثيل ثلاثي الأبعاد للخرائط مع تمييز وتظليل مدمجين؛

محولات لتنسيقات البيانات الجغرافية الشائعة: DCW، TIGER، ETOPO5.

تشتمل حزمة رسم الخرائط على أكثر من 60 من الإسقاطات الأكثر شهرة على نطاق واسع، بما في ذلك الإسقاطات الأسطوانية، والأسطوانية الزائفة، والمخروطية، والمتعددة الأضلاع، والمخروطية الزائفة، والسمتية، والسمتية الزائفة. الإسقاطات الأمامية والعكسية ممكنة، بالإضافة إلى أنواع الإسقاط غير القياسية التي يحددها المستخدم.

في حزمة الخرائط بالبطاقةهو أي متغير أو مجموعة من المتغيرات التي تمثل أو تحدد قيمة رقمية لنقطة أو منطقة جغرافية. تتيح لك الحزمة العمل مع خرائط البيانات المتجهة والمصفوفة والمختلطة. توفر الواجهة الرسومية القوية تجارب خريطة تفاعلية، مثل القدرة على تحريك المؤشر إلى كائن والنقر عليه للحصول على المعلومات. الواجهة الرسومية MAPTOOL هي بيئة تطوير تطبيقات كاملة للعمل مع الخرائط.

تتضمن الحزمة الأطالس الأكثر شهرة في العالم والولايات المتحدة والأطالس الفلكية. تعمل بنية البيانات الجغرافية على تبسيط عملية استخراج ومعالجة البيانات من الأطالس والخرائط. يتم تجميع بنية البيانات الجغرافية ووظائف التفاعل مع البيانات الجغرافية الخارجية في تنسيقات المخطط الرقمي للعالم (DCW) وTIGER وTBASE وETOPO5 معًا لتوفير أداة قوية ومرنة للوصول إلى قواعد البيانات الجغرافية الحالية والمستقبلية. غالبًا ما يتطلب التحليل الدقيق للبيانات الجغرافية أساليب رياضية تعمل في نظام إحداثيات كروي. توفر حزمة الخرائط مجموعة فرعية من الوظائف الجغرافية والإحصائية والملاحة لتحليل البيانات الجغرافية. توفر ميزات التنقل إمكانات قوية لأداء مهام السفر مثل تحديد المواقع وتخطيط المسار.

34. مجموعة كتل نظام الطاقة

مجموعة أدوات الحصول على البيانات وصندوق أدوات التحكم في الأجهزة

Data Acquisition Toolbox عبارة عن حزمة توسعة تتعلق بمجال الحصول على البيانات من خلال كتل متصلة بالناقل الداخلي للكمبيوتر، ومولدات الوظائف، ومحللات الطيف - باختصار، الأدوات المستخدمة على نطاق واسع لأغراض البحث للحصول على البيانات. وهي مدعومة بقاعدة حاسوبية مناسبة. يتيح لك صندوق أدوات التحكم بالآلات الجديد توصيل الأدوات والأجهزة بواجهة تسلسلية وبواسطة القناة العامة وواجهات VXI.

36. صندوق أدوات قاعدة البيانات وصندوق أدوات الواقع الافتراضي

صندوق أدوات قاعدة البيانات وصندوق أدوات الواقع الافتراضي

تمت زيادة سرعة صندوق أدوات قاعدة البيانات بأكثر من 100 مرة، حيث يتم من خلالها تبادل المعلومات مع عدد من أنظمة إدارة قواعد البيانات عبر برامج تشغيل ODBC أو JDBC:

• الوصول إلى 95 أو 97 مايكروسوفت؛

  مايكروسوفت SQL Server 6.5 أو 7.0؛

  خادم سايبيس التكيفي 11؛

  سايبيس (واتكوم سابقًا) SQL Server Anywhere 5.0؛

  آي بي إم DB2 العالمي 5.0؛

• كمبيوتر أسوشييتس إنجرس (جميع الإصدارات).

يتم تحويل جميع البيانات مسبقًا إلى مصفوفة خلايا في MATLAB 6.0. في MATLAB 6.1 يمكنك أيضًا استخدام مجموعة من الهياكل. يسمح لك Visual Query Builder بإنشاء استعلامات معقدة بشكل تعسفي في لهجات SQL لقواعد البيانات هذه، حتى بدون معرفة SQL. يمكن فتح العديد من قواعد البيانات غير المتجانسة في جلسة واحدة.

يتوفر Virtual Reality Toolbox بدءًا من MATLAB 6.1. يتيح لك تنفيذ الرسوم المتحركة والرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك نماذج Simulink. لغة البرمجة – VRML – لغة نمذجة الواقع الافتراضي (Virtual Reality Modeling Language). يمكن مشاهدة الرسوم المتحركة من أي جهاز كمبيوتر مزود بمتصفح يدعم VRML. يؤكد أن الرياضيات هي علم العلاقات الكمية والأشكال المكانية لأي عوالم حقيقية أو افتراضية.

37. اكسل لينك

يسمح لك باستخدام Microsoft Excel 97 كمعالج MATLAB I/O. للقيام بذلك، ما عليك سوى تثبيت ملف excllinkxla الذي توفره Math Works كوظيفة إضافية في Excel. في Excel تحتاج إلى كتابة الخدمة > الوظائف الإضافية > تصفح، حدد الملف في الدليل \matlabrl2\toolbox\exlink وقم بتثبيته. الآن، في كل مرة تقوم فيها بتشغيل Excel، ستظهر نافذة أوامر MATLAB، وسيتم استكمال لوحة تحكم Excel بأزرار getmatrix وputmatrix وevalstring. لإغلاق MATLAB من Excel، فقط اكتب =MLC1ose() في أي خلية في Excel. للفتح بعد تنفيذ هذا الأمر، يتعين عليك إما النقر فوق أحد أزرار getmatrix أو putmatrix أو evalstring، أو الكتابة في أدوات Excel > Macro > Execute mat! أبي ني ر. مع تحديد الماوس فوق مجموعة من خلايا Excel، يمكنك النقر فوق getmatrix وكتابة اسم متغير MATLAB. سوف تظهر المصفوفة في Excel. بمجرد ملء نطاق من خلايا Excel بالأرقام، يمكنك تمييز النطاق والنقر فوق putmatrix وإدخال اسم متغير MATLAB. وبالتالي فإن العملية بديهية. على عكس MATLAB، فإن Excel Link ليس حساسًا لحالة الأحرف: I وi وJ وj متساويان.

استدعاء العروض التوضيحية لحزم الامتداد.