PDF de programación - Aprenda Matlab 5.2 como si estuviera en primero

Escuela Superior de Ingenieros Industriales

Industri Injineruen Goimailako Eskola

UNIVERSIDAD DE NAVARRA - NAFARROAKO UNIBERTSITATEA

Aprenda Matlab 5.2
como si estuviera en primero

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Javier García de Jalón • José Ignacio Rodríguez
Alfonso Brazález • Patxi Funes • Alberto Larzabal

Índice

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ÍNDICE

1.

INTRODUCCIÓN
1.1 Acerca de este Manual
1.2 El programa MATLAB
1.3 Uso del Help
1.4 El entorno de trabajo de MATLAB

1.4.1 Path Browser: establecer el camino de búsqueda (search path)
1.4.2 Editor&Debugger: editor de ficheros y depurador de errores
1.4.3 Workspace Browser: El espacio de trabajo de MATLAB

1.5 Control de los formatos de salida y de otras opciones de MATLAB

2. OPERACIONES CON MATRICES Y VECTORES

2.1 Definición de matrices desde teclado
2.2 Operaciones con matrices
2.3 Tipos de datos

2.3.1 Números reales de doble precisión
2.3.2 Números complejos
2.3.3 Cadenas de caracteres

2.4 Variables y expresiones matriciales
2.5 Otras formas de definir matrices

Formación de una matriz a partir de otras

2.5.1 Tipos de matrices predefinidos
2.5.2
2.5.3 Direccionamiento de vectores y matrices a partir de vectores
2.5.4 Operador dos puntos (:)
2.5.5 Matriz vacía A[ ]
2.5.6 Definición de vectores y matrices a partir de un fichero
2.5.7 Definición de vectores y matrices mediante funciones y declaraciones

2.6 Operadores relacionales
2.7 Operadores lógicos

3. FUNCIONES DE LIBRERÍA

3.1 Características generales de las funciones de MATLAB
3.2 Equivalencia entre comandos y funciones
3.3 Funciones matemáticas elementales que operan de modo escalar
3.4 Funciones que actúan sobre vectores
3.5 Funciones que actúan sobre matrices

3.5.1
3.5.2
3.5.3

Funciones matriciales elementales:
Funciones matriciales especiales
Funciones de factorización y/o descomposición matricial

3.6 Más sobre operadores relacionales con vectores y matrices
3.7 Otras funciones que actúan sobre vectores y matrices

4. OTROS ASPECTOS DE MATLAB

4.1 Guardar valores de variables y estados de una sesión
4.2 Guardar sesión y copiar salidas
4.3 Líneas de comentarios
4.4 Funciones para cálculos con polinomios
4.5 Fecha y hora: Medida de tiempos y de esfuerzo de cálculo
4.6 Profiler
4.7 Llamada a comandos del sistema operativo y a otras funciones externas
4.8 Funciones de función

Integración numérica

4.8.1
4.8.2 Ecuaciones no lineales y optimización
4.8.3
4.8.4 Las funciones eval, feval y evalin

Integración numérica de ecuaciones diferenciales

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ESIISS: Aprenda Matlab 5.2 como si estuviera en Primero

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5. GRÁFICOS BIDIMENSIONALES

5.1 Funciones gráficas 2D elementales

Función plot

5.1.1
5.1.2 Estilos de línea y marcadores en la función plot
5.1.3 Añadir líneas a un gráfico ya existente
5.1.4 Comando subplot
5.1.5 Control de los ejes

5.2 Control de ventanas gráficas: función figure
5.3 Otras funciones gráficas 2-D

5.3.1
5.3.2

Función fplot
Función fill para polígonos

5.4 Entrada de puntos con el ratón
5.5 Preparación de películas o "movies"
5.6 Impresión de las figuras en impresora láser

6. GRÁFICOS TRIDIMENSIONALES

6.1 Tipos de funciones gráficas tridimensionales

6.1.1 Dibujo de líneas: función plot3
6.1.2 Dibujo de mallados: funciones meshgrid, mesh y surf
6.1.3 Dibujo de líneas de contorno: funciones contour y contour3

6.2 Utilización del color en gráficos 3-D

Imágenes y gráficos en pseudocolor

6.2.1 Mapas de colores
6.2.2
6.2.3 Dibujo de superficies faceteadas
6.2.4 Otras formas de las funciones mesh y surf
6.2.5
6.2.6 Otras funciones gráficas 3D
6.2.7 Elementos generales: ejes, puntos de vista, líneas ocultas, ...

Formas paramétricas de las funciones mesh, surf y pcolor

7. PROGRAMACIÓN DE MATLAB

7.1 Bifurcaciones y bucles

7.1.1
7.1.2
7.1.3
7.1.4
7.1.5
7.1.6

Sentencia if
Sentencia switch
Sentencia for
Sentencia while
Sentencia break
Sentencias try...catch...end

7.2 Lectura y escritura interactiva de variables

7.2.1
7.2.2

función input
función disp

7.3 Ficheros *.m

Ficheros de comandos

7.3.1
7.3.2 Definición de funciones
7.3.3 Help para las funciones de usuario
7.3.4 Help de directorios
7.3.5
7.3.6
7.3.7
7.3.8 Variables persistentes
7.3.9 Variables globales

Sub-funciones
Funciones privadas
Funciones *.p

7.4 Otros tipos de datos de MATLAB

7.4.1 Cadenas de caracteres
7.4.2 Hipermatrices (arrays de más de dos dimensiones)
7.4.3 Estructuras
7.4.4 Vector o Matriz de celdas (Cell Array)

7.5 Entrada y salida de datos

7.5.1
Importar datos de otras aplicaciones
7.5.2 Exportar datos a otras aplicaciones

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Índice

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7.6 Lectura y escritura de ficheros
Funciones fopen y fclose
Funciones fscanf, sscanf, fprintf y sprintf
Funciones fread y fwrite
Ficheros de acceso directo

7.6.1
7.6.2
7.6.3
7.6.4

7.7 Recomendaciones generales de programación

8. FUNDAMENTOS DE LAS INTERFACES GRÁFICAS CON MATLAB

8.1 Estructura de los gráficos de MATLAB

8.1.1 Objetos gráficos de MATLAB
8.1.2

Identificadores (Handles)

8.2 Propiedades de los objetos

8.2.1
8.2.2
8.2.3

Funciones set() y get()
Propiedades por defecto
Funciones de utilidad

8.3 Creación de controles gráficos: comando uicontrol

8.3.1 Color del objeto (BackgroundColor)
8.3.2 Acción a efectuar por el comando (Callback)
8.3.3 Control Activado/Desactivado (Enable)
8.3.4 Alineamiento Horizontal del titulo (HorizontalAlignment)
8.3.5 Valor Máximo (Max)
8.3.6 Valor Mínimo (Min)
8.3.7
8.3.8
8.3.9 Nombre del Objeto (String)
8.3.10 Tipo de Control (Style)
8.3.11 Unidades (Units)
8.3.12 Valor (Value)
8.3.13 Visible (Visible)

Identificador del objeto padre (Parent)
Posición del Objeto (Position)

8.4 Tipos de uicontrol

Botones (pushbuttons)
8.4.2 Botones de selección (check boxes)
8.4.3 Botones de opción (radio buttons)
8.4.4 Barras de desplazamiento (scrolling bars o sliders)
8.4.5 Cajas de selección desplegables (pop-up menus)
8.4.6 Cajas de texto (static textboxes)
8.4.7 Cajas de texto editables (editable textboxes)
Marcos (frames)

8.5 Creación de menús
8.6 Descripción de las propiedades de los menús

8.6.1 Acelerador (Accelerator)
8.6.2 Acción a efectuar por el menú (Callback)
8.6.3 Creación de submenus (Children)
8.6.4 Menú activado/desactivado (Enable)
8.6.5 Nombre del menú (Label)
8.6.6 Control del objeto padre (Parent)
8.6.7
8.6.8
8.6.9 Visible (Visible)

Posición del Menú (Position)
Separador (Separator)

8.7 Ejemplo de utilización del comando uimenu
8.8 Menús contextuales (uicontextmenu)

9. CONSTRUCCIÓN INTERACTIVA DE INTERFACES DE USUARIO (GUIDE)

9.1 Guide Control Panel
9.2 El Editor de Propiedades (Property Editor)
9.3 El Editor de Llamadas (Callback Editor)
9.4 El Editor de Alineamientos (Alignment Editor)
9.5 El Editor de Menús (Menu Editor)

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9.6 Programación de callbacks

9.6.1 Algunas funciones útiles
9.6.2 Algunas técnicas de programación

10. ANEXO A: DEBUGGER ALFANUMÉRICO DE MATLAB

10.1 ¿Qué es un debugger?
10.2 Comandos del debugger alfanumérico.
10.3 Utilización del debugger.
10.4 Ejemplo de utilización del debugger alfanumérico.

10.4.1 Inicio de una sesión de debugger
10.4.2 Ejecución el fichero *.m
10.4.3 Comprobación del valor de las variables.
10.4.4 Cambio de espacio de trabajo.
10.4.5 Creación de una nueva variable.
10.4.6 Fin del proceso de debug.

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102

Capítulo 1: Introducción

1. Introducción

1.1 Acerca de este Manual

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Este manual está dirigido en primer lugar a los alumnos que inician sus estudios en la Escuela
Superior de Ingenieros Industriales de San Sebastián. La asignatura de Informática 1 se cursa en el
primer semestre de la carrera y el aprendizaje de MATLAB constituye la primera parte de la
asignatura. Se trata pues de un manual introductorio de una aplicación que, para muchos alumnos,
va a constituir su primer contacto con los ordenadores y/o con la programación.

Este manual puede ser útil a un público más amplio, que incluye a alumnos de cursos
superiores de la Escuela, a doctorandos y a profesores que quieren conocer más de cerca las
posibilidades que tendría MATLAB en sus asignaturas.

Se ha pretendido llegar a un equilibrio entre el detalle de las explicaciones, la amplitud de
temas tratados y el número de páginas. En algunos casos, junto con las instrucciones introducidas
por el usuario se incluye la salida de MATLAB; en otros casos no se incluye dicha salida, pero se
espera que el lector disponga de un PC con MATLAB y vaya introduciendo esas instruciones a la
vez que avanza en estas páginas. En muchas ocasiones se anima al lector interesado a ampliar el
tema con la ayuda del programa (toda la documentación de MATLAB está disponible on-line a
través del Help). En cualquier caso recuérdese que la informática moderna, más que en “saber”
consiste en “saber encontrar en pocos segundos lo que se necesita”.

1.2 El programa MATLAB

MATLAB es el nombre abreviado de “MATrix LABoratory”. MATLAB es un programa para
realizar cálculos numéricos con vectores y matrices. Como caso particular puede también trabajar
con números escalares, tanto reales como complejos. Una de las capacidades más atractivas es la de
realizar una amplia variedad de gráficos en dos y tres dimensiones. MATLAB tiene también un
lenguaje de programación propio. Este manual hace referencia a la versión 5.2 de e