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Matlab Introduction Summary, Summaries of Matlab skills

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)Matlab skills

this is a basic introduction summary to start with matlab

Typology: Summaries

2021/2022

Uploaded on 10/07/2023

Aikoon
Aikoon 🇨🇭

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bg1
MATLAB = MATrix LABoratory
- Principalmente gestione di matrici
- Analisi numerica
- Simulazione di sistemi dinamici
à PROGRAM: comandi in linea
- GENERAL PURPOSE = nucleo di funzioni di base (=built-in functions)
- TOOLBOXES = estensioni del programma, raccolte di funzioni dedicate ad uno specifico
argomento
1. AMBIENTE DI LAVORO
- PROMPT DEI COMANDI (=Command Window): dove vengono digitate le istruzioni
>> istruzione [INVIO]
à script testo con estensione “.m”: successioni di comandi da eseguire = funzioni di
MATLAB (vengono eseguite digitandone il nome sulla linea di comando)
à file di dati con estensione “.mat”
- WORKSPACE: raccoglie tutte le variabili definite in MATLAB
- Finestre Secondarie
2. COMANDI DI USO GENERALE
a. COMANDI DI AVVIO
matlab: digitato nel terminale per richiamare il prompt di MATLAB
quit/exit: terminare la sessione di lavoro
b. HELP ONLINE
help: tutte le varie categorie di funzioni disponibili (Toolboxes)
help nome_funzione: descrizione della funzione
lookfor stringa: rimanda la lista di tutti i comandi trovati contenenti la stringa
specificata
doc: documentazione degli aspetti di base
demo: esempi significativi
c. COMANDI FONDAMENTALI
who: elenca le variabili del workspace attualmente attive
whos: informazioni su tutte le variabili in memoria attualmente attive
clear all: cancella il valore di tutte le variabili in memoria
clc: pulisce la finestra Command Window
clear nome_variabile: cancella la variabile specificata
save nome_file: salva tutte le variabili in memoria sul file specificato (se non
specificato matlab.m)
save nome_file nome_variabile: salva la variabile specificata sul file specificato
load nome_file: richiama in memoria le variabili salvate sul file specificato
diary: salva sul file di testo ASCII “diary.m” tutto quello che viene digitato sulla
linea di comando da quel momento in poi
diary off: interrompe la scrittura e chiude il file
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MATLAB = MATrix LABoratory

  • Principalmente gestione di matrici
  • Analisi numerica
  • Simulazione di sistemi dinamici à PROGRAM: comandi in linea
  • GENERAL PURPOSE = nucleo di funzioni di base (=built-in functions)
  • TOOLBOXES = estensioni del programma, raccolte di funzioni dedicate ad uno specifico argomento 1. AMBIENTE DI LAVORO
  • PROMPT DEI COMANDI (=Command Window): dove vengono digitate le istruzioni

istruzione [INVIO] à script testo con estensione “.m”: successioni di comandi da eseguire = funzioni di MATLAB (vengono eseguite digitandone il nome sulla linea di comando) à file di dati con estensione “.mat”

  • WORKSPACE: raccoglie tutte le variabili definite in MATLAB
  • Finestre Secondarie 2. COMANDI DI USO GENERALE a. COMANDI DI AVVIO matlab: digitato nel terminale per richiamare il prompt di MATLAB quit/exit: terminare la sessione di lavoro b. HELP ONLINE help: tutte le varie categorie di funzioni disponibili (Toolboxes) help nome_funzione: descrizione della funzione lookfor stringa: rimanda la lista di tutti i comandi trovati contenenti la stringa specificata doc: documentazione degli aspetti di base demo: esempi significativi c. COMANDI FONDAMENTALI who: elenca le variabili del workspace attualmente attive whos: informazioni su tutte le variabili in memoria attualmente attive clear all: cancella il valore di tutte le variabili in memoria clc: pulisce la finestra Command Window clear nome_variabile: cancella la variabile specificata save nome_file: salva tutte le variabili in memoria sul file specificato (se non specificato matlab.m) save nome_file nome_variabile: salva la variabile specificata sul file specificato load nome_file: richiama in memoria le variabili salvate sul file specificato diary: salva sul file di testo ASCII “diary.m” tutto quello che viene digitato sulla linea di comando da quel momento in poi diary off: interrompe la scrittura e chiude il file

d. COMANDI DEL SISTEMA OPERATIVO pwd: mostra la directory corrente di lavoro cd: mostra la directory corrente di lavoro cd : cambia la directory di lavoro dir: elenca i file della directory ls: lista file della directory delete nome_file: elimina il file specificato delete *.m: elimina tutti gli m-files nella directory attuale e. COMANDI DELLE FUNZIONI Edit (path_file) nome_file: viene aperto m-file per essere editato lookfor stringa: vengono cercati tutti i comandi contenenti la stringa which nome_file o nome_variabile: descrizione e path del file / variabile cercato

3. SIMBOLI E OPERATORI ( ) : argomenti [ ] : vettori o matrici 0.x : decimali .. : passare alla directory precedente ... : unire le stringhe (linee) , : dividere i valori in colonna orizzontalmente di un vettore o una matrice ; : dividere i valori in colonna verticalmente di un vettore o una matrice ; : le istruzioni vanno sempre terminate con ; altrimenti viene visualizzato il risultato della stringa ‘ o “ : definisce un testo come vettore (vettore di caratteri) % : inserisce un commento (non viene valutato dal sistema) = : assegna un valore a una variabile 4. VARIABILI In MATLAB qualsiasi dato è trattato come una variabile à Se si digita soltanto un valore e non lo si assegna a una variabile, MATLAB asssegna di default tale valore alla variabile ans (= answer) NOMI DI VARIABILI

  • le variabili sono case-sensitive
  • possono contenere fino a 19 caratteri
  • devono iniziare con una lettera
  • possono contenere lettere, numeri e “_” Variabile = Espressione MATLAB memorizza tutte le variabili utilizzate durante la sessione di lavoro à si rischia facilmente di saturare la memoria: ‘out of memory’ VARIABILE PREDEFINITE IN MATLAB i, j : unità immaginaria i = j = sqrt(-1) pi: π = 3,14159265…

fix(x): arrotondamento verso 0 floor(x): arrotondamento verso - inf round(x): arrotondamento verso il numero intero più vicino sign(x): segno di x (+, - , 0) help fun: lista più ampia di funzioni elementari

7. FORMATO Matlab lavora generalmente come le calcolatrici con 16 cifre significative Standard Output: à variabile intera: formato privo di punto decimale à variabile reale non intera: 4 cifre decimali (format short) Format: modifica il formato di output

  • format short: 4 cifre decimali (formato di default)
  • format long: 16 cifre significative (15 decimali)
  • format short e: notazione scientifica 4 decimali
  • format long e: notazione scientiifica 15 decimali
  • format hex: formato esadecimale
  • format bank: formato per dollari e centesimi
  • format rat: formato frazione à è possibile dare più comandi sulla stessa linea separandoli con ‘ , ’ o ‘ ; ’ 8. VETTORI Le variabili di MATLAB hanno struttura di tipo matriciale, pertanto gli scalari sono considerati come matrici 1x1 (righe x colonne)
  • VETTORE RIGA (1xn) : (elementi delle righe separati da spazi o virgole)

nome_vettore = [1 2 3]; nome_vettore = [1, 2, 3];

  • VETTORE COLONNA (nx1) : (elementi delle colonne separati da punti e virgola)

nome_vettore = [1; 2; 3] nome_vettore = [ 2 3]; à TRASPOSIZIONE (da vettore riga a vettore colonna) : nome_vettore = [1 2 3] nome_vettore = 1 2 3 length(v): determina la lunghezza di un vettore v whos nome_vettore ACCEDERE E MODIFICARE UN VETTORE nome_vettore(n): n-esima componente del vettore (la numerazione inizia da 1!!) nome_vettore(n)= m: accede al vettore tramite il suo indice e salva una determinata componente in quella posizione nome_vettore(n 1 :n 2 ) = m: accede al vettore e assegna m alle componenti nella posizione da n1 a n nome_vettore(n 1 :n 2 ) = rand: accede al vettore e assegna un valore random alle componenti nella posizione da n1 a n nome_vettore(n+ 1 ) = m: accede al vettore e aggiunge m al vettore nome_vettore(n+x) = m: accede al vettore e aggiunge m al vettore nella posizione n+x aggiungendo valore 0 per le posizioni precedenti non definite nome_vettore (start): primo elemento di un vettore = v(1) nome_vettore (end): ultimo elemento di un vettore size(nome_vettore): dimensioni della variabile v (vettore) OPERAZIONI CON I VETTORI norm(v): modulo del vettore v à |v| = sqrt(v, v) = norm(v, 2): norma 2 del vettore nome_vettore = v.*w: moltiplicazione componente per componente nome_vettore = v./w: divisione componente per componente nome_vettore = v.^w: potenza componente per componente nome_vettore = [v w]: concatenamento di vettori nome_vettore = [v; w]: concatenamento verticale di vettori CREAZIONE AUTOMATIZZATA DI VETTORI zeros(n, 1): genera vettore colonna di dimensione n con elementi tutti nulli zeros(1, n): genera vettore riga di dimensione n con elementi tutti nulli ones(n, 1): genera vettore colonna di dimensione n con elementi tutti pari a 1 ones(1, n): genera vettore riga di dimensione n con elementi tutti pari a 1 v = [1, 1, 1, 1, …, 1] nome_vettore = [a:p:b]: crea un vettore tra due valori estremi tra a e b, i valori interni hanno una distanza (passo, spaziatura tra gli intervalli) fisso p non raggiunge l’ultimo valore se il passo non lo comprende p se tralasciato = linspace(a, b, p): vettore di n elementi equispaziati all’interno di un intervallo tra a e b p (=numero di punti o passo) se tralasciato = 100 p = - n: passo negativo

sum(A): genera un vettore i cui valori sono le somme delle colonne della matrice A sum(v): somma degli elementi del vettore v max(A): genera un vettore contenente il massimo elemento di ogni colonna min(A): genera un vettore contenente il minimo elemento di ogni colonna max(v): indica l’elemento massimo di v min(v): indica l’elemento minimo di v diag(A): produce un vettore di n elementi pari alla diagonale della matrice A(n, n) diag(v): produce una matrice A(n, n) con gli elementi di v sulla diagonale e tutti gli altri valori nulli B = abs(A): restituisce la matrice B con bij = |aij| norm(v): (= norm(v, 2) = modulo del vettore v o norma 2 del vettore v norm(A): (= norm(A, 2) = norma 2 della matrice A tril(A): restituisce la matrice triangolare inferiore tril(A, 1): sopra la diagonale principale tril(A, - 1): sotto la diagonale principlae triv(A): restituisce la matrice triangolare superiore trace(A): somma gli elementi della diagonale di A orth(A): ortogonalizzazione di A sort(A): riordina gli elementi delle colonne in maniera ascendente sort(v): riordina gli elementi del vettore in maniera ascendente prod(A): genera un vettore i cui elementi sono il prodotto di ogni elemento della colonna di A prod(v): prodotto degli elementi di v median(A): vettore con i numeri mediani delle colonne di A median(v): numero mediano degli elementi di v eig(A): produce un vettore contenente gli autovalori di A [U, D] = eig(A): produce una matrice U avente per colonne gli autovalori della matrice A, e una matrice D avente sulla diagonale gli autovalori della matrice A [U, S, V] = svd(A): scomposizione in valori singolari della matrice A cond(A): numero condizionale della matrice A

10. GRAFICI DI FUNZIONI a. Rappresentazione tramite singoli PUNTI à i vettori devono avere la stessa dimensione x = [1 2 3 4 5 6]; y = [11 12 13 14 15 16]; plot(x, y, ‘opzioni’): rappresentazione grafica dei punti x e y, sono collegati b. Rappresentazione tramite definizione di FUNZIONE % Definizione dei valori x e y x = inizio: passo: fine % creazione di x y = mx + q; % creazione della funzione figure(n); % apre una nuova finestra per il grafico % Rappresentazione grafica plot(x, y, ‘opzioni’); % Comandi aggiunti grid on; % attiva la griglia

title(‘Titolo grafico’) % aggiunge il titolo al grafico xlabel(‘Asse x’); % indicazione sull’asse x ylabel(‘Asse y’); % indicazione sull’asse y legend(‘la mia funzione’) % aggiungo la legenda al grafico axis[-3 2, - 1 5 ] % il grafico viene visualizzato per x tra - 3 e 2, per y tra - 1 e 5 doc plot: informazioni help plot: informazioni Opzioni: