Einführung in MATLAB

Transkript

1 Einführung in MATLAB

2 Warum MATLAB? Messdaten sammeln Datenverarbeitung Graphische Darstellung EINFÜHRUNG IN MATLAB 2

3 Warum MATLAB? t = [1.0, 2.0, 3.0, ] v = [2.1, 4.2, 6.3, ] m = 3.14 E = ½ * m * v² [6.9, 27.7, 62.3, ] EINFÜHRUNG IN MATLAB 3

4 Inhalt 1. Grundlegendes 2. Installation/Nutzung 3. Aufbau 4. Variablen 5. Daten importieren 6. Daten verarbeiten 7. Plotten 8. Diagrammanpassung 9. Fitten 10. Fehlerbalken 11. Diagramme exportieren EINFÜHRUNG IN MATLAB 4

5 Installation/Nutzung Lokale Installation: TUMonline Dienste Software Weitere Produkte MathWorks Matlab für Studierende (ausführliche Anleitung) CIP-Pool: MATLAB mit allen Toolboxen bereits installiert AppServer: EINFÜHRUNG IN MATLAB 5

6 Grundlagen MATLAB = MATrix LABoratory Datenauswertung und Visualisierung numerische Berechnungen viele Erweiterungen (Toolboxen): symbolische Mathematik, Simulationen, Alternativen: Origin, QtiPlot, Mathematica EINFÜHRUNG IN MATLAB 6

7 Aufbau Aktuelles Arbeitsverzeichnis Editor Workspace Command Window EINFÜHRUNG IN MATLAB 7

8 Aufbau Aktuelles Arbeitsverzeichnis: Schnellzugriff auf Skripte und andere Dateien Workspace: Liste von festgelegten Variablen Command Window: Eingabe von MATLAB-Befehlen Editor: z.b. zum Schreiben von Skripten EINFÜHRUNG IN MATLAB 8

9 Variabeln Speicher für Daten z.b. Zahlen, Vektoren, Matrizen Benennung: erstes Zeichen muss ein Buchstabe sein; danach Buchstaben, Zahlen und Unterstrich möglich Im Command Window: > var1 = 123; Im Workspace: Auslesen per Doppelklick EINFÜHRUNG IN MATLAB 9

10 Daten importieren Große Datensätze können aus externen Dateien importiert werden (z.b. Exel- Sheets, CSV-Dateien, txt-datei, ) 1. HOME Import Data Datei öffnen 2. Relevante Zeilen und Spalten auswählen 3. Variablenname für Spalten festlegen 4. Als Output Type Column vectors festlegen 5. Import Selection Im Workspace erscheint die neue Variable EINFÜHRUNG IN MATLAB 10

11 EINFÜHRUNG IN MATLAB 11

12 Datenverarbeitung Rechenoperationen sind im Command Window möglich jedoch vom Variablentyp abhängig bei skalaren Größen: + - * / ^ bei Vektoren:.^ > E = ½ m * v.^2 eingebaute Funktionen: sqrt, sin, cos, tan, log, EINFÜHRUNG IN MATLAB 12

13 Daten plotten Workspace: Variablen auswählen PLOTS plot, scatter, Command Window: > plot (x,y) plot: Liniendiagramm scatter: Punktdiagramm errorbar: Fehlerbalken (dazu später mehr) EINFÜHRUNG IN MATLAB 13

14 Diagramm anpassen View Property-Editor auswählen Um Plot zu bearbeiten: Plot-Fenster Tools Edit Plot durch Anklicken der Bereiche können nun im Property-Editor diverse Eigenschaften verändert werden EINFÜHRUNG IN MATLAB 14

15 EINFÜHRUNG IN MATLAB 15

16 Diagramm anpassen Inneren Bereich anklicken: Titel, Gitternetzlinien Achsenbeschriftung, -skalierung Daten anklicken: Eigenschaften der Linie und Datenmarkierungen anpassen Datenauswahl anpassen (Refresh Data) Legende einblenden und anpassen EINFÜHRUNG IN MATLAB 16

17 Daten fitten Direkt im Plot: Plot-Fenster Tools Basic Fitting (nicht alle Fits möglich!) APPS: Curve Fitting (muss ggf. noch installiert werden) Daten und Funktion auswählen (auch Custom Equation möglich) Print to Figure Diagramm kann wie beim Plot bearbeitet werden EINFÜHRUNG IN MATLAB 17

18 EINFÜHRUNG IN MATLAB 18

19 Fehlerbalken Bei einem Plot: > errorbar( X, Y, F) erzeugt ein Liniendiagramm mit den X- und Y-Werten und den Unsicherheiten F als Fehlerbalken in Y-Richtung bei einem zusätzlichen o nach dem Fehler wird ein Punktdiagramm erzeugt EINFÜHRUNG IN MATLAB 19

20 Fehlerbalken Bei einem Fit: Fit im Curve-Fitting-Tool erzeugen File Generate Code Erhalten des Quellcodes, der hinter dem Fit steckt und Möglichkeit zur Änderung: definieren für den Fehler eine neue Variable fügen errorbar hinzu und verbinden es mit hold on mit dem Plot der Fitfunktion führen das Skript über das Command Window aus EINFÜHRUNG IN MATLAB 20

21 EINFÜHRUNG IN MATLAB 21

22 Diagramme exportieren Plot-Fenster Export Setup Apply to Figure Plot-Fenster Print Preview Größe anpassen (weißen Rand entfernen) Plot-Fenster Export Setup Export Speichern (z.b. als.pdf,.png, ) EINFÜHRUNG IN MATLAB 22

23 Beispiel EINFÜHRUNG IN MATLAB 23

24 Fragen? EINFÜHRUNG IN MATLAB 24