Introdução Scilab, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Introdução ao Scilab

Cap Carrilho

Fevereiro de 2004

Objetivos ● Conhecer o software Scilab como ferramenta de CASD. ● Manipular algumas funcionalidades importantes do Scilab, a saber:

• (^) Programação;
• (^) Gráficos;
• (^) Ambiente SCICOS, e
• (^) Interfaceamento com Fortran e C.

Sumário

1. Introdução
2. Tipos de dados
3. Programação
4. Gráficos
5. Aplicações 5.1. Controle automático 5.2. Processamento de sinais
6. Outras aplicações
7. Comentários finais

1. Introdução ● O que é o Scilab?

• (^) Ferramenta para o desenvolvimento de sistemas de controle automático e processamento de sinais.
• (^) Criado e mantido pelo INRIA.

Observações gerais ● Software grátis com código fonte aberto.

• (^) Versão 2.7 disponível em http://scilabsoft.inria.fr/. ● Binários disponíveis para diversas plataformas:
• (^) Diversas versões de Unix e Windows. ● Documentação
• (^) Também disponível no site http://scilabsoft.inria.fr/doc.html

Comentários sobre o uso ● Scilab

• (^) Software com código livre e distribuição gratuita.
• (^) Scilab Consortium : intenção de expansão. ● Matlab
• (^) Software comercial e pago ($$$).
• (^) Padrão no meio acadêmico (ensino e pesquisa) e indústria. ● Relação de compromisso
• (^) Uso legalizado para ensino e para pesquisa.
• (^) Na pesquisa, poder comunicar-se com outros grupos.

Uma sessão inicial ● Introdução à interface. ● Básico de manipulação de números e matrizes. ● Manipulação de polinômios e funções de transferência. ● Sistemas lineares. ● Funções definidas na linha de comando. ● Interface com o sistema e programas em C. ● Solução de EDO e manipulação de funções. ● Arquivos de script sessao0i.sce i=1,...,6.

2. Tipos de dados ● Constantes especiais (constantes_especiais.sce). ● Escalares, Vetores e Matrizes (matrizes.sce). ● Polinômios (polinomios.sce). ● Sistemas lineares (sistema_linear.sce). ● Algumas especificidades:

• (^) Listas (listas.sce).
• (^) Matrizes de booleanos e inteiros (boolean,sce, inteiro.sce).
• (^) Vetores N-dimensionais (vetores_n.sce).
• (^) Indexação de matrizes e listas (indexacao.sce).

Ferramentas de programação ● (^) Operadores ==, <, >, <=, >= e <>. ● (^) Laço for e laço while. ● (^) Condicionais if-then-else e select-case. ● Exemplo: programacao.sce

Estrutura de uma função ● Sintaxe function [y1,...,yn] = foo (x1,...,xm) ... endfunction ● (^) xi são os argumentos de entrada. ● (^) yj são os argumentos de saída.

Exemplo: fatorial ● Implementação do cálculo do fatorial de n: k = 1 Para i de 1 até n faça k = k.i fatorial(n) = k ● Implementação recursiva: fatorial  n = n ⋅ fatorial  n − 1  n  1 fatorial  n = 1 n  1 n != n ⋅ n − 1 ⋅⋅ 2 ⋅ 1

Exemplo: Cálculo do determinante ● Expansão em cofatores e menores:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

=− 1  1  1 ⋅ 1 ⋅

5 6 8 9

− 1  1  2 ⋅ 2 ⋅

4 6 7 9

− 1  1  3 ⋅ 3 ⋅

4 5 7 8

Escala e estilo do gráfico ● Comandos opcionais plot2di:

• (^) i = 1 : logarítmico
• (^) i = 2 : constante por partes
• (^) i = 3 : barras
• (^) i = 4 : setas
• (^) Exemplo: graficos_plot2di.sce ● Estilo de ponto
• (^) Parâmetro style define cores (style > 0) e marcas (style < 0) diferentes
• (^) Identificação de cores e marcas com xset()
• (^) Exemplo: graficos_estilos2d.sce

Molduras, legendas, divisões e subdivisões dos eixos ● Estilos de eixo

• (^) axesflag = 5 (par de eixos passando por (0,0)) ● Legendas para as curvas
• (^) leg = “curva1@curva2@...” ● Limites do gráfico
• (^) rect = [ xmin, ymin, xmax, ymax] ● Número de divisões e subdivisões
• (^) nax = [ nx, Nx, ny, Ny] ● Exemplo: graficos_legendas2d.sce