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Introducción a MATLAB y Graficación en Procesamiento de Señales, Apuntes de Programación Java

Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM)Programación Java

Documento que presenta el objetivo, equipos y marco teórico de un laboratorio sobre el procesamiento digital de señales en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica. El documento se enfoca en la introducción a MATLAB y su uso para graficar funciones continuas y discretas. Se explican los objetivos, el equipo necesario, el entorno de MATLAB y cómo graficar funciones con este software.

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 30/08/2021

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darwin-darius-usccachi-valencia 🇵🇪

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LABORATORIO DE PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES EXPERIENCIA 1
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRICA
EXPERIENCIA 1
INTRODUCCION A MATLAB Y GRAFICACION DE FUNCIONES
I. OBJETIVOS
a) Conocer el entorno y herramientas básicas de MATLAB
b) Definir variables y funciones
c) Graficar funciones continuas y discretas
II. EQUIPOS Y MATERIALES
Computador con Matlab
III. MARCO TEORICO
MATLAB (MATrix LABoratory – Laboratorio de matrices)
Sistema basado en matrices que permite resolver problemas numéricos aplicados a múltiples áreas
de las ciencias e ingeniería.
Creado por la compañía The MathWorks en 1984 y es ampliamente usado en los ambientes
académicos y empresariales.
Consta de los siguientes elementos y prestaciones:
a) Entorno de desarrollo integrado IDE.
b) Lenguaje de programación propio (lenguaje M).
c) Paquete de simulación gráfica SIMULINK.
d) Editor de interfaces de usuario GUIDE.
e) Cajas de herramientas para diversos campos de aplicación (TOOLBOXes, usados con
MatLab)
f) Paquetes de bloques BLOCKSETs (usados con Simulink)
VENTANAS DE MATLAB
El IDE de MATLAB consta de tres ventanas principales (ver Figura 1.1).
- Command Window
- Workspace
- Command History
a) Command Window
Permite el ingreso de comandos a ser ejecutados por MATLAB.
FLECHA ARRIBA
En la ventana Command Window, repite los últimos comandos ingresados en la misma
sesión.
b) Workspace
Es el espacio u hoja de trabajo.
Toda variable creada en el Command Window es almacenada temporalmente en el
Workspace.
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¡Descarga Introducción a MATLAB y Graficación en Procesamiento de Señales y más Apuntes en PDF de Programación Java solo en Docsity!

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRICA

EXPERIENCIA 1

INTRODUCCION A MATLAB Y GRAFICACION DE FUNCIONES

I. OBJETIVOS

a) Conocer el entorno y herramientas básicas de MATLAB b) Definir variables y funciones c) Graficar funciones continuas y discretas II. EQUIPOS Y MATERIALES Computador con Matlab III. MARCO TEORICO MATLAB (MATrix LABoratory – Laboratorio de matrices) Sistema basado en matrices que permite resolver problemas numéricos aplicados a múltiples áreas de las ciencias e ingeniería. Creado por la compañía The MathWorks en 1984 y es ampliamente usado en los ambientes académicos y empresariales. Consta de los siguientes elementos y prestaciones: a) Entorno de desarrollo integrado IDE. b) Lenguaje de programación propio (lenguaje M). c) Paquete de simulación gráfica SIMULINK. d) Editor de interfaces de usuario GUIDE. e) Cajas de herramientas para diversos campos de aplicación (TOOLBOXes, usados con MatLab) f) Paquetes de bloques BLOCKSETs (usados con Simulink) VENTANAS DE MATLAB El IDE de MATLAB consta de tres ventanas principales (ver Figura 1.1).

  • Command Window
  • Workspace
  • Command History a) Command Window Permite el ingreso de comandos a ser ejecutados por MATLAB. FLECHA ARRIBA En la ventana Command Window, repite los últimos comandos ingresados en la misma sesión. b) Workspace Es el espacio u hoja de trabajo. Toda variable creada en el Command Window es almacenada temporalmente en el Workspace.

Al finalizar la sesión en MATLAB (con los comandos quit o exit ) las variables se borran, a menos que se las grabe previamente. GRABAR VARIABLES Para guardar las variables ingresar el comando save en el Command Window.

save Se guardan, por defecto, en el archivo matlab.mat. CARGAR VARIABLES Para cargar las variables contenidas en el archivo Matlab.mat, usar el comando load. load OBS Con estos dos comandos no se graban o recuperan los comandos, solo variables. c) Command History Contiene una lista o historial de todos los comandos ingresados en el Command Window organizados por fecha. Dando doble clic sobre cualquier de esos comandos será ejecutado por MATLAB. Figura 1.1 - Pantalla de inicio de MATLAB R2007b FUNCIONES DE MATLAB Son de dos tipos: a) Funciones incorporadas (BUILT IN) b) Funciones adicionales (TOOLBOXES) Contienen librerías avanzadas y clasificadas según áreas de aplicación. SECUENCIAS DE COMANDO (llamados usualmente SCRIPTS ) Es un conjunto de comandos contenidos en un archivo de texto, con extensión .m.

VI. PROCEDIMIENTO

Desarrolle el procedimiento en el Command Window de Matlab. GRAFICA DE SEÑALES CONTINUAS

1. Definir variables dependiente e independiente Precisar la función y rango del dominio. VARIABLE DEPENDIENTE f(t) = sen(t) VARIABLE INDEPENDIENTE t = [0, 6] = [t mín, t máx] 2. Definir los valores o espaciamiento de la variable independiente Dado que la computadora realiza operaciones de manera discreta, el dominio debe ser dividido en N partes iguales con un espaciamiento T. Por ejemplo: >>T=0.

  1. Definir una matriz fila conteniendo los valores de la variable independiente.

    t = [0:T:6] ¿Cuántos puntos de muestreo o valores se han definido? Reingrese el comando, pero finalizando en punto y coma. t = [0:T:6]; ¿Cuál es el propósito de ese signo?

  2. Genere una matriz fila conteniendo los valores de la función seno en los puntos del dominio definido previamente.

    f=sin(t) ¿Cuántos puntos de f se han generado? Relacione y obtenga una fórmula entre N, T, t mín y t máx

  3. Graficar la curva de la función.

    plot(t,f) Figura 1.3 – Gráfica de la función seno

  4. Compruebe las distintas opciones de trazado de curvas.

    help plot Ingresar a “Reference page for plot” Various line types, plot symbols and colors may be obtained with PLOT(X,Y,S) where S is a character string made from one element from any or all the following 3 columns:

COLOR MARCA ESTILO

b blue. point - solid g green o circle : dotted r red x x-mark -. dashdot c cyan + plus -- dashed m magenta * star (none) no line y yellow s square k black d diamond w white v triangle (down) ^ triangle (up) < triangle (left)

triangle (right) p pentagram h hexagram For example, PLOT(X,Y,'c+:') plots a cyan dotted line with a plus at each data point; PLOT(X,Y,'bd') plots blue diamond at each data point but does not draw any line.

plot(t,f,’r*-‘) plot(t,f,’b+--‘) Seleccionar un color, una marca y un estilo y presentar la gráfica en la Figura 1.4. Figura 1.4 – Gráfica de la función seno con opciones de trazado

  1. Pruebe el comando indicado.

    clf ¿Cuál es su finalidad? _

  2. Grafique la función siguiente.

    f = sin(t) + cos(t) plot(t, f, ’b+--‘) Luego ingrese el siguiente comando: hold on Y grafique la función: f = sin(t) plot(t, f, ’r+-‘) ¿Cuál es el propósito del comando hold on?

  3. Agregue una cuadrícula a la gráfica.

    grid; Para quitarla, ingrese nuevamente el mismo comando.

  4. Pruebe el uso del comando figure (k) , k es un entero mayor que 1.

    figure (2)

  1. Definir las siguientes funciones en el dominio de 0 a 4 con espacimiento T = 0.1.

    f1 = abs(t-8) f2 = exp(-2abs(t)) f3 = exp(-t/2) f4 = cos(pit)

  2. Graficar las cuatro funciones anteriores en un solo figure pero dividido en cuatro ventanas (Figura 1.6).

    figure(3) subplot(2,2,1); plot(t,f1) subplot(2,2,2); plot(t,f2) subplot(2,2,3); plot(t,f3) subplot(2,2,4); plot(t,f4) Qué indican los parámetros del comando subplot. Figura 1.6 – Uso del comando subplot (reemplace la figura) GRAFICA DE SEÑALES DISCRETAS

  3. Grafique la función f4 en forma discreta con la función stem.

stem (t, f4) Probar también con bar y stairs: bar (t,f4) stairs (t,f4) Defina una función y su dominio y grafíquela con los tres comandos (stem, bar y stairs), Figura 1.7. Use subplot (una fila, tres columnas). Muestre los comandos ingresados. Figura 1.7 – Gráficas de la función , discreta

  1. Uso del comando clear. Ingrese los siguientes comandos en el COMMAND WINDOW.

f f clear f clear f f f ¿Cuál es la finalidad de este comando, clear? clear ¿Cuál es la finalidad del comando clear sin parámetros?

  1. USO DEL COMNADO fplot Graficar las funciones indicadas, en tiempo continuo.

fplot (@sin, [-4,4]) fplot(@(x)[sin(x)/x], [-25 25]) fplot(@(x)[2sin(x+3), .1humps(x)], [-5 5]) fnch = @tanh; fplot(fnch,[-2 2]) Encuentre la ecuación matemática de la función hump y por qué se le llama así. Qué es una función simbólica.

  1. Comandos varios Comente cada línea del script.

    xlabel (‘Tiempo (s)’) ylabel (‘Amplitud’) axis ([0 12 -2 5]) cd d: cd c: exit quit clc diary version ver demo 17.- Grafique las siguientes funciones en tiempos discreto y continuo superpuestos. Emplear marcas, colores, estilos según considere. f1 = 3 sen(t) exp(t) f2 = log(t) ln(t) f3 = sin(t) + cos(t)

    stem (t, f4) Probar también con bar y stairs: >> bar (t,f4) >> stairs (t,f4) Defina una función y su dominio y grafíquela con los tres comandos (stem, bar y stairs), Figura 1.7. Use subplot (una fila, tres columnas). Muestre los comandos ingresados. Figura 1.7 – Gráficas de la función , discreta 14. Uso del comando clear. Ingrese los siguientes comandos en el COMMAND WINDOW. >> f >> f >> clear f >> clear f >> f >> f ¿Cuál es la finalidad de este comando, clear? >> clear ¿Cuál es la finalidad del comando clear sin parámetros? 15. USO DEL COMNADO fplot Graficar las funciones indicadas, en tiempo continuo. >> fplot (@sin, [-4,4]) >> fplot(@(x)[sin(x)/x], [-25 25]) >> fplot(@(x)[2sin(x+3), .1humps(x)], [-5 5]) >> fnch = @tanh; >> fplot(fnch,[-2 2]) Encuentre la ecuación matemática de la función hump y por qué se le llama así. Qué es una función simbólica. 16. Comandos varios Comente cada línea del script. >> xlabel (‘Tiempo (s)’) >> ylabel (‘Amplitud’) >> axis ([0 12 -2 5]) >> cd d: >> cd c: >> exit >> quit >> clc >> diary >> version >> ver >> demo 17.- Grafique las siguientes funciones en tiempos discreto y continuo superpuestos. Emplear marcas, colores, estilos según considere. f1 = 3 sen(t) exp(t) f2 = log(t) ln(t) f3 = sin(t) + cos(t) f4 = exp(t) + exp(-t) f5 = f1 * f f6 = f3 + f f7 = f1/f f8 = f1 + f2 + f3 + f