Apostila de Matlab

Apostila de Matlab

(Parte 1 de 9)

Material elaborado por:

Prof. Dr. Antônio César Baleeiro Alves (UCG/UFG)

Prof. Dr. Enes Gonçalves Marra (UFG) Prof. Dr. José Wilson Lima Nerys (UFG)

Goiânia – GO 2007

2 SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 5 2 UTILIZANDO O MATLAB 9

2.1 INICIAR O PROGRAMA 9 2.2 PASTA DE TRABALHO 10 2.3 TELA DA LINHA DE COMANDO DO MATLAB 1 2.4 CRIAÇÃO DE ARQUIVOS NO MATLAB 1 2.5 LIMITAÇÕES DO MATLAB 13

3 OPERADORES, CONSTANTES E CARACTERES ESPECIAIS 14

3.1 OPERADORES ARITMÉTICOS 14 3.2 CARACTERES ESPECIAIS 16 3.3 OPERADORES LÓGICOS 18 3.4 OPERADORES RELACIONAIS 19 3.5 CONSTANTES OU VARIÁVEIS 19 3.5.1 INF 20 3.5.2 NAN 20 3.5.3 IEEE 20 3.6 RECURSOS DE APOIO DA TELA DE COMANDO DO MATLAB 20 3.6.1 MENU FILE 20 3.6.2 MENU EDIT 21

4 COMANDOS DE PROPÓSITO GERAL 2

4.1 COMANDOS DE INFORMAÇÃO 2 4.2 COMANDOS DE OPERAÇÃO COM A MEMÓRIA DA ÁREA DE TRABALHO (WORKSPACE) 23 4.3 COMANDOS DE OPERAÇÃO COM FUNÇÕES E COMANDOS 24 4.4 COMANDOS DE OPERAÇÃO COM O CAMINHO DE DIRETÓRIOS 25 4.5 COMANDOS DE OPERAÇÃO COM A JANELA DE COMANDO 26 4.6 COMANDOS DE OPERAÇÃO COM O SISTEMA OPERACIONAL 27

5 COMANDOS BÁSICOS PARA MANIPULAÇÃO DE MATRIZES 29 6 FUNÇÕES MATEMÁTICAS ELEMENTARES 32

7 COMANDOS DE CONTROLE GRÁFICO 36

7.1 GRÁFICOS BIDIMENSIONAIS 36 7.2 GRÁFICOS TRIDIMENSIONAIS 38

8 OUTROS COMANDOS 39

8.1 FUNÇÕES LÓGICAS 39 8.2 FUNÇÕES DE CONTROLE DE FLUXO DE PROGRAMAÇÃO 40 8.3 FUNÇÕES DE CONTROLE DE BAIXO NÍVEL 4 8.4 FUNÇÕES ESPECIALIZADAS: MATEMÁTICAS, MATRICIAIS, ÁLGEBRA LINEAR 45 8.5 FUNÇÕES DE INTEGRAÇÃO, INTERPOLAÇÃO E TRATAMENTO DE DADOS 45 8.6 FUNÇÕES DE CONTROLE DE CORES, IMAGENS E CARACTERES 45

9 PROGRAMANDO EM ARQUIVOS .M 46 9.1 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE PROGRAMA '.M' 46

10 MATEMÁTICA SIMBÓLICA 51

10.1 USO DA MATEMÁTICA SIMBÓLICA 56 10.2 GRÁFICOS EM DUAS DIMENSÕES 57 10.3 GRÁFICOS EM TRÊS DIMENSÕES 58

1 SIMULINK 60 12 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 69 13 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 78 14 BIBLIOGRAFIA 81

1 INTRODUÇÃO

O MATLAB (abreviatura de Matrix Laboratory) é um programa para desenvolvimento e implementação de algoritmos numéricos ou simbólicos que oferece ao usuário um ambiente interativo de programação para estudo e pesquisa nas diversas áreas das ciências exatas.

Esse sistema comporta os recursos de linguagem procedural de programação assemelhados aos do FORTRAN, ANSI C e do Pascal, além de capacidade gráfica e a possibilidade de operar com instruções simbólicas. Um dos aspectos mais poderosos é o fato da linguagem MATLAB permitir construir suas próprias ferramentas reutilizáveis. Isto é feito através da escrita de suas próprias funções e programas especiais conhecidos como arquivos .m.

A primeira versão do MATLAB foi escrita nas Universidades do Novo México e

Stanford, na década de 1970, e destinava-se a cursos de teoria matricial, álgebra linear e análise numérica. Os pacotes para manipulação de sub-rotinas em FORTRAN, denominados LINPACK e EISPACK, foram os precursores do MATLAB.

O MATLAB tem evoluído continuamente, com a contribuição e sugestões de inúmeros usuários. No meio universitário, o MATLAB tornou-se quase que uma ferramenta padrão em cursos introdutórios e avançados de Álgebra Aplicada, Processamento de Sinais, Sistemas de Controle, Estatística e inúmeras outras áreas do conhecimento.

O MATLAB contempla ainda uma grande família de aplicações específicas, as quais são denominadas Toolboxes (caixas de ferramentas), como ilustrado na Fig. 1.1. Estes Toolboxes são conjuntos abrangentes de funções MATLAB cujo objetivo é resolver problemas de áreas específicas, tais como: Processamento de Sinais, Projeto de Sistemas de Controle, Simulação Dinâmica de Sistemas, Identificação de Sistemas, Redes Neuronais, Lógica Fuzzy (nebulosa ou difusa), Otimização de Sistemas, Wavelets, Cálculo Simbólico, e outras áreas. Os usos típicos incluem:

• Cálculos matemáticos;

• Desenvolvimento de algoritmos;

• Modelagem, simulação e confecção de protótipos;

• Análise, exploração e visualização de dados;

• Gráficos científicos e de engenharia;

• Desenvolvimento de aplicações, incluindo a elaboração de interfaces gráficas com o usuário

Fig. 1.1: Diagrama de Blocos do MATLAB

A Fig. 1.1 ilustra alguns componentes do sistema MATLAB. Cabe ressaltar, entretanto, que vários Toolboxes estão disponíveis e a cada nova versão do MATLAB novos Toolboxes são adicionados, incluindo as contribuições de usuários espalhados pelo mundo. O SIMULINK é um acessório que possui bibliotecas adicionais de blocos para aplicações especiais como comunicações e simulações de circuitos elétricos e eletrônicos.

O MATLAB é disponibilizado para praticamente todos os sistemas operacionais atualmente em uso: Macintosh, Windows 95 e NT, Linux, UNIX da Sun, IBM e Open VMS.

A empresa MathWorks é quem negocia/distribui o MATLAB. Seus endereços são:

Toolbox

Toolbox SIMULINK

Biblioteca numérica

Linguagem de programação

Depurador Editor de textos

Para um contato com vistas ao uso do programa na área educacional, tente o endereço:

A necessidade de utilizar um sistema de computação numérica, e a familiarização com os comandos e as funções do MATLAB vão gradualmente aumentando o potencial de quem programa em MATLAB. No entanto, a bibliografia existente pode ser de grande auxílio. Parte desta bibliografia é editada pela The MathWorks, como por exemplo:

• MATLAB User’s Guide (Guia do usuário do MATLAB);

• MATLAB Reference Guide (Guia de referência do MATLAB);

• External Interface Guide (Guia de comunicação externa);

• Installation Guide (Guia de Instalação);

• SIMULINK User’s Guide (Guia do usuário do SIMULINK);

• Online Help (Sistema de auxílio do programa MATLAB).

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