PDF de programación - MATLAB - Curso básico

Introducción Programación Gráficas

Interfaz gráfica Métodos numéricos Computación simbólica Procesamiento de imágenes

MATLAB
Curso básico

Ing. Manuel Felipe Mejía De Alba

Mayo 2011

Introducción Programación Gráficas

Interfaz gráfica Métodos numéricos Computación simbólica Procesamiento de imágenes

Introducción y comandos básicos

Introducción Programación Gráficas

Interfaz gráfica Métodos numéricos Computación simbólica Procesamiento de imágenes

¿Qué es 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-, con cadenas de caracteres y con otras estructuras de información más
complejas.

• MATLAB es un lenguaje de alto nivel y entorno interactivo para el desarrollo de

algoritmos, visualización de datos, análisis de datos y computación numérica.

• Es una herramienta muy versátil y poderosa. En comparación con los lenguajes

tradicionales, muy fácil de usar.

• Cuenta con unos conjuntos de herramientas (toolbox) de temas específicos.

Básicamente ya todo está hecho.

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¿Qué es MATLAB?

Características claves:

• Lenguaje de alto nivel para computación técnica.
• Entorno de desarrollo para manejo fácil de códigos, archivos y datos.
• Herramientas interactivas para la exploración, diseño, y solución de problemas.
• Funciones matemáticas para álgebra, estadística, señales, optimización e

integración numérica, entre muchas más.

• Funciones 2D y 3D para la visualización de datos.
• Herramientas para la construcción de interfaces gráficas propias.
• Funciones para la integración de otras aplicaciones: C, C++, Fortran, Java, Excel.

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Interfaz de MATLAB

La interfaz de MATLAB, inicialmente está se ve como se muestra a continuación.
Pero es adaptable a lo que el usuario requiera. Para restaurar la interfaz de MATLAB,
en la barra de menú View/Desktop Layout/Default.

Ventana de comandos (Command
window)
Es la parte de la ventana que más nos
interesa. En ella se introducen los
comandos que se quieren ejecutar dentro
de MATLAB.

En la interfaz de MATLAB, se cuenta con las siguientes ventanas: la de comandos
(Command Window), el historial de comandos (Command History), el espacio de
trabajo (Workspace), la plataforma de lanzamiento (Launch Pad), el directorio actual
(Current Directory), la ayuda (Help), el editor de ficheros y depurador de errores
(Editor& Debugger), el editor de vectores y matrices (Array Editor) y la que permite
estudiar cómo se emplea el tiempo de ejecución (Profiler).

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Entorno de trabajo

Path El path es una lista de directorios donde MATLAB busca archivos para ejecutar,
leer, etc.

Solo los archivos que están en el path, son ejecutados por MATLAB.

Directorio de trabajo (Working directory)
Es el directorio en el cual se guardan y se
ejecutan los archivos por defecto.

Los comandos a la derecha ayudan a
manejar en que directorio se encuentra
MATLAB, También se puede usar la
interfaz.

• pwd (print work directory) Su

respuesta es el directorio de trabajo.

• cd (change directory) Cambia el

directorio de trabajo.

• dir Lista los archivos contenidos en

el directorio.

El directorio de trabajo es el primero en el path de MATLAB, para ejecutar una
función o un archivo propio, el directorio de trabajo debe ser el directorio contenedor
del archivo.

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Ayuda de MATLAB

El principal objetivo del curso es aprender a usar la ayuda de MATLAB. La “ayuda”
solo es para ayudar, no hay que temerle ni huirle.

Una instalación normal de MATLAB puede tener hasta más de 1000 comandos. Es
imposible recordarlos todos.

El único comando que hay que recordar son los comandos de ayuda:

• help
• helpwin
• doc
• O en la barra de menú help

Tarea:

Buscar en la ayuda de MATLAB, todos los comandos que se han visto hasta ahora.

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Variables

Los nombres de las variables en MATLAB, pueden ser de hasta 24 caracteres, el
primero debe ser una letra y los otros letras, números, y otros caracteres.

• Escalares
• Vectores
• Matrices
• Cadenas de texto

Con los comandos who y whos , se puede ver las variables creadas. También se
puede usar la interfaz.

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Constantes

MATLAB define por defecto valores, que son de uso frecuente en las ciencias y las
ingenierías.

pi

El número π con un valor de 3,1415927.

exp(1) La constante de Euler que es igual a 2,7182818.

eps Epsilon de la máquina, da una idea de la precisión manejada por el

sistema, en un pc es igual a 2−52 = 2,22E − 16.

inf Infinito, un numero mas grande de lo que el programa puede

manejar, inf > 1E 308, también existe -infinito.

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Complejos

En MATLAB se puden trabajar números complejos agregándole i o j a la parte
compleja. Pero hay que tener cuidado de no tener variables con este nombre, cuando
se trabaje con complejos.

Tarea:

Buscar en la ayuda de MATLAB, comandos para operaciones con complejos.

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Operaciones

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Operaciones

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Operaciones

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Operaciones con funciones internas

La mayoría de las funciones comúnmente usadas en ingeniería se encuentran en
MATLAB.

• La mayoría se llaman como las conocemos, de pronto en ingles.
• Es probable sea una contracción o las primeras letras.
• Lo mejor para esto es siempre leer la ayuda.

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Ejercicios

Determinar mediante comandos:

1. El tamaño.

2. El elemento de la fila 3, columna 4.

3. Extraer la primera columna y la tercera fila.

4. Extraer la siguiente submatriz [2 1;3 1].

5. Hallar el numero máximo y el mínimo.

6. Hallar los términos de esta matriz al cuadrado y la matriz al cuadrado.

7. Si la matriz es de coeficientes y los términos independientes son [4 -8 -7 -8]

¿ Cuál es la solución del sistema lineal ?

8. ¿ Realizar gráficas de posición para el lanzamiento de un proyectil ?

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Programación

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Script

1. Es un archivo de texto plano, que se puede editar con cualquier editor.

2. Es lo mismo que ingresar linea por linea..

3. No recibe parámetros de entrada.

4. Las variables creadas son globales, y permanecen después de que se acaba la

ejecución.

Ejecución:

Basta con teclear el nombre de archivo, siempre y cuando este se encuentre en el path.

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Funciones

1. Es un archivo de texto plano, que se puede editar con cualquier editor.

2. Reciben parámetros de entrada y salida.

3. Las variables creadas solo pertenecen a esa función, solo pueden ser vistas dentro

de ésta, por lo tanto mueren cuando las funciones se acaban.

4. Se usan de la misma forma que las funciones internas de MatLab.

5. La primera linea del archivo tiene que ser: function OUT=NombreFuncion(IN)

Ejecución:

Basta con teclear el nombre del archivo, con los argumentos entre paréntesis
NOMBRE(ARGUMENTOS) , siempre y cuando éste se encuentre en el Path.

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Entrada y salida

La forma más sencilla preguntar o mostrar los datos al usuario que ejecuta el
programa es con los siguientes comandos

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Operadores

Es importante anotar que estos operadores trabajan termino a termino si las entradas
son vectores o matrices.

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if-else-end

Si la condición se cumple se ejecuta la instrucción 1, si no la instrucción 2.

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switch-case-end

Dependiendo del caso (case) se ejecuta la instrucción indicada.

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for-end

Se ejecutan, las instrucciones para