МИНОБРНАУКИ РОССИИ

__________________________________________

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет «ЛЭТИ»

__________________________________________

Применение математических пакетов в инженерно-технических расчетах

Методические указания

к лабораторным работам по дисциплине

«Математические пакеты в инженерно-технических расчетах»

Санкт-Петербург

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

2012

УДК 004.42(075)+624.131.8(075)

Применение математических пакетов в инженерно-технических расчетах: методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Матема-тические пакеты в инженерно-технических расчетах» / cост.: Е. С. Анушина, Д. М. Филатов, А. В. Никоза. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. 32 с.

Содержат программы и методики выполнения лабораторных работ, посвященных практическим вопросам применения математического пакета MATLAB как инструмента решения инженерно-технических задач.

Предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Управление в технических системах».

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний

 СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012

Лабораторная работа 1 Интерфейс MatLab и основы проведения вычислений в командном режиме

Цель работы: знакомство с интерфейсом математического пакета MATLAB, работа с MATLAB из командной строки.

1.1. Основные сведения

Математический пакет MATLAB (сокр. от Matrix Laboratory – матричная лаборатория) – один из старейших универсальных пакетов для автоматизации математических и инженерных расчетов. Он предоставляет широчайший инструментарий для решения многих вычислительных задач в различных областях науки и техники. Мощная графика позволяет осуществлять качественную визуализацию производимых вычислений.

Помимо стандартных математических операций MATLAB содержит множество расширений – toolbox, которые определяют конкретную специфическую область вычислительных операций и содержат свои функции и процедуры.

MATLAB имеет свой внутренний язык программирования, напоминающий язык С. MATLAB как открытая система позволяет пользователю писать свои функции и добавлять их в уже имеющиеся системные библиотеки.

Операционная среда системы MATLAB – это множество интерфейсов, которые поддерживают диалог с пользователем. Реализуются такие интерфейсы через командное окно, инструментальную панель, системы просмотра рабочей области и путей доступа, редактор/отладчик М-файлов, специальные меню и т. п.

Главное окно MATLAB состоит из пяти рабочих областей:

1. Меню и панель инструментов.

2. Текущая папка (Current Directory) – отображает содержимое папки, являющейся в настоящий момент текущей.

3. Рабочее пространство (Workspace) – отображает содержимое памяти текущей сессии вычислений, где хранятся переменные и их значения.

4. История команд (Command History) – отображает последовательность вводимых команд текущей и предыдущих сессий.

5. Командное окно (Command Window) – окно для ввода команд и отображения результатов вычислений.

Каждую область можно отключить или подключить при помощи меню Desktop.

1.2. Программа работы

1.2.1. Работа в командном окне

1. Запустите MATLAB из директории Пуск \ Все программы \ MATLAB или при помощи ярлыка на рабочем столе. После загрузки главного окна MATLAB сделайте текущей для данной сессии свою личную папку.

Внимание! Всегда устанавливайте свою папку для каждой проводимой вами вычислительной сессии!

2. Перейдите в командное окно. Если в последней строке стоит значок >>, значит программа готова к работе. Введите в командном окне две команды:

>> clear;

>> clc;

Результатом выполнения первой команды станет очистка рабочей области, результатом второй – очистка командного окна. Можно пользоваться этими командами по мере необходимости. Помните, что очистка рабочего пространства будет безвозвратной, а введенные команды всегда можно посмотреть в окне истории команд.

Точка с запятой в конце команды не является обязательной. Например, введите команду сложения двух любых чисел в двух вариантах – с точкой с запятой в конце и без нее. По результатам выполнения двух команд опишите назначения этого знака в конце команды.

MATLAB позволяет просмотреть предыдущие введенные команды с помощью клавиш «стрелка вверх и вниз». Так можно внести изменения в эти команды и повторно их выполнить.

3. Перейдите в рабочее пространство. Там находится переменная ans, в которую записан результат произведенного сложения. Это переменная, создаваемая по умолчанию. Для создания новой переменной (например, sum), в которую будет записан результат, необходимо набрать:

>> sum=345+890;

В результате выполнения этой операции сумма будет записана в переменную sum, которая автоматически появится в рабочем пространстве.

Внимание! В именах переменных, функций и файлов могут быть использованы только латинские символы! Регистр имеет значение!

Создайте несколько переменных и присвойте им различные значения, а также результаты различных вычислений. Для просмотра созданных переменных используйте команду who или whos. Опишите разницу в выполнении этих двух команд.