aplikační počítačové prostředky x15app matlab
DESCRIPTION
Aplikační počítačové prostředky X15APP MATLAB. Ing. Zbyněk Brettschneider http://heat.feld.cvut.cz/ http://k315.feld.cvut.cz/download/ http://k315.feld.cvut.cz/vyuka/matlab/ Brettsz @fel.cvut.cz. Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, 166 27 Praha 6. 2. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Aplikační počítačové prostředkyX15APP
MATLAB
Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, 166 27 Praha 6
Ing. Zbyněk Brettschneider
http://heat.feld.cvut.cz/
http://k315.feld.cvut.cz/download/
http://k315.feld.cvut.cz/vyuka/matlab/
Funkce a subfunkce
• První řádek souboru tvořícího funkci obsahuje hlavičku funkce, která zajišťuje přenos dat do a z funkce
function [out1,out2,...] = jmeno_funkce(inp1,inp2,...)– Proměnné uvnitř funkce jsou lokální
• Funkce nargin a nargout zjistí počet vstupních a výstupních parametrů fce• Obsahuje-li soubor další funkci je brána jako subfunkce• length(x) určí délku vektoru
2
Funkce a subfunkce
• Příklad• Mějme funkci definovanou matlabem randn
Tato funkce generuje pole náhodných čísel, jehož prvky mají normální rozdělení se střední hodnotou E=0 a směrodatnou odchylkou σ=1 (viz. Help)
randn(m,n) vrací matici m x n náhodných čísel
• Vytvořme vektor náhodných čísel délky 1000
x=randn (1,1000)• Přesvědčme se výpočtem o velikosti střední hodnoty E a směrodatné odchylce σ
definováním funkce pro výpočet těchto parametrů
3
Normální rozdělení
4
Cykly, podmíněné příkazy
• Cykly s podmínkou na začátkuwhile výraz
příkaz
end
5
• Cykly s pevným počtem opakovánífor index=start:krok:konec
příkaz
end
• Podmíněný příkazif logický výraz
příkaz
end
if logický výraz
příkaz 1
else
příkaz 2
end
if logický výraz
příkaz 1
elseif
příkaz 2
else
příkaz 3
end
• Přepínačswitch výraz
case hodnota 1
příkaz 1
case hodnota 2
příkaz 2
otherwise
příkaz 3
end
Cykly, podmíněné příkazy
• Pokračování příklad• Nyní se budeme snažit zjistit průběh normálního rozdělení• Vezmeme v úvahu že dostatečný rozsah všech generovaných náhodných čísel bude
od – 4 do 4 (což je 4xσ)• Tento rozsah rozdělíme na intervaly (např. o délce 0.2), v kterých budeme zjišťovat
zastoupení jednotlivých generovaných náhodných čísel
6
Vizualizace
• plot(x,y) vykreslení dvourozměrného grafu, závislost y na x– délka x a y musí být stejná
– help plot
• subplot (m,n,i) rozdělení obrazovky pro vykreslení grafů na mxn polí, umístění následujícího grafu (příkaz plot) do pole i
• title (‘text’) nadpis grafu
• xlabel (‘text’), ylabel (‘text’) popis os
• grid on aktivace mřížky
• axis rozsah os
• plot3 (x,y,z) vykreslení 3D grafů
7
Vizualizace
• Pokračování příklad• Vytvoříme funkci pro vykreslení grafů• První graf vyjadřuje závislost počtu hodnot v daném intervalu• Druhý graf ukáže spočtenou střední hodnotu a velikost směrodatné odchylky
8
Vizualizace
• Pokračování příklad
9
Funkce funkcí
• Nalezení nulové hodnoty funkce jedné proměnné
hodnota_korene = fzero (‘nazev_funkce’,poc_hodnota)
• Nalezení minima funkce
min_x = fminsearch (‘nazev_funkce’,x0)
• Nalezení hodnoty určitého integrálu
hodnota_integralu = quad (‘nazev_funkce’,dolni_mez,horni_mez)
• Řešení soustavy diferenciálních rovnic
[t,y]=ode45(‘nazev_funkce’,casovy_interval,pocatecni_podminky)
10
Funkce funkcí
• Definujme jednoduchou mat. funkci sin x = x/10 a zkusme najít její minimum v okolí bodu 6
11
Funkce funkcí - řešení soustavy dif. rovnic
c c
1 R 1 1i'(t)= u(t)- i(t)- u (t) u '(t) = i(t)
L L L C
• Stavové proměnné:
i = y1
uc=y2
c
c c
u(t)=R i(t)+L i'(t)+u (t) i(0)=0
i(t)=C u '(t) u (0)=0
• Příklad - Obvodové rovnice sériového RLC obvodu:
1 R 1 1
y1'(t)= u(t)- 1(t)- 2(t) y2'(t) = 1(t) L L L C
y y y
Funkce funkcí - řešení soustavy dif. rovnic
Připnutí RLC obvodu ke zdroji napětí 1V – přechodová charakteristika
13
Popis systému
• Vytvoření přenosové funkce
prenos = tf (pol_citatele,pol_jmenovatele)
• Nalezení kořene polynomu
koreny=roots (pol)
• Vykreslení přechodové charakteristiky
step (tf,od:krok:do)
• Zpětné určení přenosové funkce ze znalostí pólů,nul,zesíleníprenos_fce=zpk(nuly,poly,zesileni)
• Frekvenční a fázové charakteristiky
bode (prenos_fce)
14
Popis systému RLC obvod – přechodová, frekvenční a fázová cha-ka
2
Uc(s) 1P(s)= =
U(s) LC s +RC s+1
Příklad - Přenos RLC obvodu v Laplaceově obraze s nulovými počátečními podmínkami:
15
c
c c
u(t)=R i(t)+L i'(t)+u (t) i(0)=0
i(t)=C u '(t) u (0)=0
c
c c
U(s)=R I(s)+L I(s) s+U (s) I(0)=0
I(s)=C U (s) s U (0)=0
Popis systému RLC obvod – přechodová, frekvenční a fázová cha-ka
16