PDF de programación - Nociones de Matlab

Manual de Prácticas
Elementos de Control



Secretaría/División: División de Ingeniería Eléctrica Área/Departamento: Control y Robótica



NOCIONES DE MATLAB



N° de práctica: 1

Tema: Nociones de Matlab

Nombre completo del alumno

Firma



N° de brigada:

Fecha de elaboración:

Grupo:



Elaborado por:

Revisado por:

Autorizado por:

Vigente desde:



Profesor 1

Ing. Benjamín

Ramírez Hernández

Dr. Paul Rolando

Maya Ortiz

28 de noviembre de

2015



Manual de Prácticas
Elementos de Control



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1. Seguridad en la ejecución



Peligro o Fuente de energía

Riesgo asociado

Descargas eléctricas

Daño al equipo



CONTENIDO



I. Objetivo
II. Antecedentes
III. Material y Equipo
IV. Desarrollo de la Práctica
IV.1 Introducción
IV.2 Estructura de los Datos en MatLab
IV.3 Polinomios y Funciones de Transferencia
IV.4 Representaciones Gráficas
V. Hoja de Resultados



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I. Objetivo

Al finalizar la práctica el estudiante utilizará los comandos básicos de MATLAB para el
manejo de funciones de transferencia, para graficar funciones así como para el análisis de
sistemas de control.


II. Antecedentes

El estudiante deberá contar con conocimientos matemáticos relativos a los cursos de
Álgebra, Ecuaciones Diferenciales, conocer el manejo matemático de los sistemas
lineales invariantes en el tiempo así como las bases de la solución numérica de problemas
matemáticos. Deberá contar con conocimientos básicos de programación en algún
lenguaje de alto nivel. Se recomienda que cuente con una computadora con la versión
R2007a de MATLAB.



III. Material y Equipo

Computadora PC y software MatLab versión R2007a.



IV. Desarrollo de la Práctica


I Actividad 1



IV.1 Introducción

MATLAB es una herramienta de simulación y cálculo matemático de tipo numérico
(básicamente matricial) que puede utilizarse para resolver modelos que representan sistemas
dinámicos. La capacidad de cálculo de MATLAB se basa en sus múltiples funciones
(comandos). En esta práctica se mostrará la utilidad de algunas de ellas.
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Al abrir MATLAB hay tres pantallas aparece una pantalla con tres ventanas:
La primera ventana de la izquierda, es la ventana de arranque (launch pad) en donde se
localizan todos los directorios y demos. La segunda ventana a la izquierda, donde se lleva
un registro de los comandos que se han ejecutado, así como de las variables y parámetros
utilizados, ventana de historia de comandos (command history). La tercera ventana a la
derecha, la ventana de comandos (command window) se considera la ventana principal y es
precisamente donde se declaran las variables y comandos de un programa y donde se ubica
el símbolo '»', como se muestra en la figura 1.



Fig. 1 Pantalla de MATLAB R2007a



El indicador o Prompt representado por el símbolo “>>” en la ventana de comandos indica
que MATLAB está en espera de que se introduzca un comando, una variable o la

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asignación de un parámetro. Para salir de MATLAB cuando sea pertinente use los
comandos quit o exit.

La sintaxis general de MATLAB es la siguiente

[salidal,salida2, ... ] = nombre de comando (entradal, entrada2,...);



donde las variables de salida se encierran entre paréntesis cuadrados (corchetes) y las de
entrada entre paréntesis normales. Para una sola salida los corchetes son opcionales. Si no
hubiera al final de la sentencia un punto y coma, el programa nos mostraría el resultado
recogido en cada una de las salidas.

El programa MATLAB hace diferencia entre mayúsculas y minúsculas.

Las variables generadas durante una sesión se van almacenando en el "espacio de trabajo"
del propio programa. Si se saliera de éste sin salvarlas previamente las variables se
perderían. Para guardarlas se utiliza el comando "save + nombre-archivo". Por ejemplo:

» save prac_00

MatLab automáticamente agrega la extensión *.mat. Para recuperar los resultados de una
sesión anterior se teclea el comando:

» load prac_00

y coloca su contenido en el "espacio de trabajo". Para consultar el contenido del "espacio de
trabajo" se teclea el comando:

» who ("whos" proporciona información adicional a cada variable)



Si se desea borrar alguna de las variables del "espacio de trabajo" se utilizará:

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» clear variable 1



Si sólo se teclea » clear se borrarían todas las variables existentes.



Para consultar los archivos que están contenidos en el "directorio de trabajo" desde el cual se
inicia la sesión de MATLAB ( c:>matlab\trabajo ) se usa el comando:

» d i r



I I A c t i v i d a d 2


IV.2 Estructura de los Datos en MatLab



INGRESO DE DATOS

La forma de ingresar los datos, puede ser de alguno de los tipos siguientes: Un escalar, un
vector o una matriz.

Un sólo dato, por ejemplo A=8.7 es un escalar.

Si una matriz tiene una sola renglón (escribiendo los caracteres separados por comas o
espacios) o una sola columna (escribiendo los caracteres separados por punto y coma),
entonces se ingresó un vector; conocidos como un vector renglón o un vector columna.

B=[12.56 36.47]



MATRIZ

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El tamaño de una matriz se especifica por el número de renglones y de columnas; así,
una matriz de 3x3. Un dato de una matriz se puede identificar por los subíndices; así
representa el dato 90 de la matriz
entonces contiene un total de m x n valores; así,

es

, si una matriz contiene m renglones y n columnas,

es una matriz de tamaño 3x3.



ESTILO

Matlab es sensible a la diferencia entre mayúsculas y minúsculas, así que los nombres “Dato,
DATO y dato” representan tres variables distintas.



DEFINICIÓN DE UNA MATRIZ

La forma más sencilla de definir una matriz es usar una lista de números, como:

A=[8.7]
B=[12.56 36.47]


La matriz W se puede ingresar como:
W = [1 34 90; 59 12 67; 22 -9 37];

W = [1 34 90
59 12 67
22 -9 37]
PUNTOS SUSPENSIVOS

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Si hay demasiados números en un renglón de una matriz para que quepan en una línea,
podemos continuar la instrucción en la siguiente línea, pero se requiere una coma y tres
puntos al final de la línea para indicar que la renglón debe continuar.



Ejemplo:

H=[-2,0,-3,4,-3,-4,5,0,0,2,1,1,1,3,4,-0.2]



Que también se puede escribir como:

H = [-2,0,-3,4,-3,-4,...

5,0,0,2,1,1,1,3,4,-0.2]

MATLAB también permite definir una matriz que ya se definió:

Ejemplo:

B =[1.5,4.1]

D = [-4,B] este comando equivale a

D = [-4,1.5,4.1]

También podemos modificar los valores de una matriz o agregar valores adicionales
usando una referencia a un lugar específico. Por ejemplo:

D(3) = 6 ;Cambia el tercer valor de la matriz D del valor 4.1 por 6, para quedar como:

D = [-4,1.5,6]

Así también logramos extender una matriz definiendo nuevos elementos.

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Si ejecutamos el siguiente comando

D(4)=2.5; La matriz D tendrá cuatro valores en lugar de tres, así D se verá como

D = [-4, 1.5, 6, 2.5];



Escriba las siguientes sentencias:



1.- B=[2;4;6;10]



% Lo que define un vector columna.

2.- C=[5,3,5;6,2,–3]

% Lo que define una matriz de 2x3.

3.- E=[3,5,10,0;0,0,...

0,3;3,9,9,8]

% La coma y tres puntos para

continuar la línea.

4.- T=[4,24,9]

Q=[T,0,T]

% Intercala el valor de 0 entre los dos vectores.

5.- V=[C(2,1);B]

% De la matriz C selecciona el valor de

y lo

agrega al vector B.

6.- A(2,1)=-3

% Crea una matriz A y le asigna el Valor de -3

al elemento

.



El OPERADOR DE DOS PUNTOS

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Es útil para generar matrices nuevas.

Si se usa el operador dos puntos para separar dos enteros, el operador de dos puntos
generara todos los enteros entre los dos enteros especificados.



n=1:10



% Este operador es especialmente útil para generar

los índices de tiempo de una señal en tiempo discreto.



También se usa el operador dos puntos para separar tres números, el operador de dos puntos
generará valores entre el primer número y el tercero, usando el segundo número como
incremento:

t=0.0:0.5:6.0



% Este operador es especialmente útil para generar los

índices de tiempo continuo o un dominio de una

función analógica.



El incremento también puede ser negativo



r =15:-1:0



FUNCIONES ESPECIALES PARA GE