Matlab FUNDAMENTOS Y USO EN ELECTRÓNICA

Transcripción

1 Matlab FUNDAMENTOS Y USO EN ELECTRÓNICA

2 Contenido 1. Introducción. 2. Variables y operadores. 3. Funciones. 4. Programación. 5. Graficas. 6. Análisis y modelado de sistemas electrónicos.

3 Introducción.

4 Introducción. Cálculos matemáticos Graficas Matlab Algoritmos Modelado

5 Introducción. Matrix Laboratory

6 Introducción.

7 Introducción.

8 Introducción.

9 Introducción. clc borra los comandos escritos en la ventana de comandos clear all borra todas las variables del workspace clear nombre_var borra solo la variable nombre_var

10 Variables y operadores. Matlab puede realizar cálculos simples como si se tratara de una calculadora: >> 3+7 ans = 10

11 Variables y operadores.

12 Variables y operadores.

13 Variables y operadores.. Mas ejercicios

14 Variables y operadores. Como en casi todos los lenguajes de programación, en MATLAB las matrices y vectores son variables que tienen nombres. El nombre de una variable puede incluir letras, números y guion bajo, además debe iniciar con una letra. Los nombres de variables deben tener máximo 63 caracteres. >> a=35 a = 35

15 Variables y operadores. Las variables no necesitan declararse. Matlab es sensible a mayúsculas y minúsculas. El numero de dígitos con los que Matlab escribe una cantidad numérica puede cambiar usando los siguientes formatos:

16 Variables y operadores. Formatos en que se muestran los valores numéricos.

17 Variables y operadores. Por teclado. Mediante funciones que generan matrices. Cargando un archivo de datos.

18 Variables y operadores. Un vector lo podemos definir manualmente, utilizando : o mediante la función linspace >> V=[ ] V = >> V=1:2:6 V = Los elementos de una matriz puede ser de diferente tipo: real, complejo, escrito en notación científica, etc. >> V=linspace(1,10,6) V =

19 Variables y operadores. Las matrices se definen o introducen por renglones; los elementos de una misma fila están separados por espacios o comas, mientras que las filas están separadas por punto y coma(;). Por ejemplo, el siguiente comando define una matriz A de dimensión (3 3): A=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] A = Se puede utilizar un archivo.m para escribir comandados de Matlab (script).

20 Variables y operadores. Como acceder a elementos específicos de un vector o matriz? >>V=linspace(1,20,6) V = >> V(2) ans =

21 Variables y operadores. >> M=[3 5 7; 2 9 0; 2 2 2] M = >> M(2,2) ans = 9 >> M(2,2:3) ans = 9 0

22 Variables y operadores.

23 Variables y operadores.

24 Variables y operadores. - Z o = - By using Matlab compute the characteristic impedance, the attenuation factor and phase factor of a infinite transmission line which operates at 1kHz. R + jωl G + jωc α + jβ = (R + jωl)(g + jωc) R=0.1 Ω/m; L=0.22 uh/m; G=0.12 us/m; C=1 uf/m;

25 Variables y operadores. - Now, compute the characteristic impedance and the attenuation and phase factor of a infinite transmission line for frequency values from 0Hz to 1MHz in steps of 0.5 khz. Please show the values of Z o, y for the first ten values of frequency. Z o = R + jωl G + jωc α + jβ = (R + jωl)(g + jωc)

26 Funciones. Predefinidas por Matlab Definidas por el usuario La entrada (argumento) puede ser un escalar, vector o matriz, y la salida es un valor o valores calculados. Casi todas las funciones tienen tres componentes: nombre, entrada y salida.

27 Funciones. Predefinidas por Matlab Trigonométricas Estadística Graficas Mecatrónica Electrónica

28 Funciones.

29 Funciones. Definidas por el usuario. Utilizar un archivo.m forma: La primera línea de un archivo llamado nombre.m que define una función tiene la function [lista de valores de retorno] = nombre (lista de argumentos) Donde name es el nombre de la función. Entre corchetes y separados por comas van los valores de retorno (siempre que haya más de uno), y entre paréntesis también separados por comas los argumentos. Puede haber funciones sin valor de retorno y también sin argumentos. Recuérdese que los argumentos son los datos de la función y los valores de retorno sus resultados. Si no hay valores de retorno se omiten los corchetes y el signo igual (=); si sólo hay un valor de retorno no hace falta poner corchetes. Tampoco hace falta poner paréntesis si no hay argumentos.

30 Funciones. function [ resultado ] = suma( a,b ) % Esta función hace una suma % Recibe dos argumentos de entrada y entrega un resultado resultado=a+b; end >> x=suma(12,34) x = 46 >>

31 Funciones.. - Write a script to calculate the magnitud and phase of a RC low pass filter for a frequency range given by the user - Write a function to calculate the characterisc impedance of a infinite transmission line. The arguments are resistance, conductance, inductance, capacitance and frequency.

32 Funciones. -

33 Programación. Las bifurcaciones permiten realizar una u otra operación según se cumpla o no una determinada condición.

34 Programación. SENTENCIA IF En su forma más simple, la sentencia if se escribe en la forma siguiente : if condición end sentencias

35 Programación. if condicion1 sentencias 1 else sentencias 2 end

36 Programación. if condicion1 sentencias 1 elseif condicion2 sentencias 2 elseif else end condicion3 sentencias 3 sentencias 4

37 Programación. La sentencia for repite un conjunto de sentencias un número predeterminado de veces.

38 Programación. La siguiente construcción ejecuta sentencias con valores de i de 1 a n, variando de uno en uno. for i=1:n end sentencias o bien, for i=vectorvalores end sentencias donde vectorvalores es un vector con los distintos valores que tomará la variable i.

39 Programación. La estructura while es muy similar a la estructura for, solo que while repite las sentencia un numero indeterminado de veces. while condicion end sentencias

40 Programación. La sentencia switch realiza una función análoga a un conjunto de if...elseif concatenados. Su forma general es la siguiente: switch switch_expresion case case_expr1, sentencias 1 case {case_expr2, case_expr3, case_expr4,...} sentencias 2 otherwise end sentencias 3

41 Programación Write a script to calculate the magnitud and phase of a RC low pass filter for a frequency range given by the user. If the given value of R is greater than 1 MΩ please show a error message Write a function to calculate the characterisc impedance of a infinite transmission line. The arguments are resistance, conductance, inductance, Capacitance and frequency. The Frequency is a vector that contains 10 different values. Please use FOR, IF, WHILE, SWITCH.

42 Programación. - Please use FOR, IF, WHILE, SWITCH.

43 Gráficas. La función mas básica para graficar es plot(x,y) donde X y Y son vectores de la misma dimensión. Otra forma es plot(x,y,x1,y1,x2,y2 ) semilogx() con escala lineal en el eje de ordenadas y logarítmica en el eje de abscisas. semilogy() con escala lineal en el eje de abscisas y logarítmica en el eje de ordenadas.

44 Gráficas. Existen además otras funciones orientadas a añadir títulos al gráfico, a cada uno de los ejes, a dibujar una cuadrícula auxiliar, a introducir texto, etc: title('título') añade un título al dibujo xlabel('tal') añade una etiqueta al eje de abscisas. Con xlabel off desaparece ylabel('cual') añade una etiqueta al eje de ordenadas. Con ylabel off desaparece text(x,y,'texto') introduce 'texto' en el lugar especificado por las coordenadas x e y. Si x e y son vectores, el texto se repite por cada par de elementos. Si texto es también un vector de cadenas de texto de la misma dimensión, cada elemento se escribe en las coordenadas correspondientes

45 Gráficas. Se pueden agragar algunas otras opciones como color, tipo de línea, etc. plot(x,y,'-.rs )

46 Gráficas. Añadir trazos a un gráfico ya existente. >> plot(x,y) >> hold on >> plot(x1,y1) figure (sin argumentos), se crea una nueva ventana gráfica

47 Gráficas. Comando subplot. Una ventana gráfica se puede dividir en m particiones horizontales y n verticales, con objeto de representar múltiples gráficos en ella. Cada una de estas subventanas tiene sus propios ejes, aunque otras propiedades son comunes a toda la figura. La forma general de este comando es: >> subplot(m,n,i) donde m y n son el número de subdivisiones en filas y columnas, e i es la subdivisión. >> subplot(2,2,1), plot(x,y) >> subplot(2,2,2), plot(x,z) >> subplot(2,2,3), plot(x,w)

48 Gráficas. CONTROL DE LOS EJES: FUNCIÓN AXIS() Por defecto, MATLAB ajusta la escala de cada uno de los ejes de modo que varíe entre el mínimo y el máximo valor de los vectores a representar. Este es el llamado modo "auto", o modo automático. Para definir de modo explícito los valores máximo y mínimo según cada eje, se utiliza el comando: axis([xmin, xmax, ymin, ymax]), mientras que : axis('auto'), devuelve el escalado de los ejes al valor por defecto o automático.

49 Gráficas. - Plot the phase and magnitude response of LP, HP and BP filters, (each one in a different window). - Plot an AM signal for five different modulation indices (all the AM signals in the same window). - Use the plot command to show the Maximum power transfer theorem. - Plot (in the same window) the charge curve of five different capacitors using a resistor of 1kΩ.

50 Análisis y modelado de sistemas electrónicos. Teoría de circuitos. - Find the currents I 1 and I 2 by using matlab

51 Análisis y modelado de sistemas electrónicos. - Find the voltajes V 1 and V 2 by using matlab

52 Análisis y modelado de sistemas electrónicos. Electrónica. - Calculate the voltaje gain and plot the input and output signals, show the voltage gain for =100 and =150.

53 Análisis y modelado de sistemas electrónicos. Sistemas de imagen. - Using the next figure as reference: a) Obtain the negative of the figure. b) Obtain the mirror version of the figure.

54 Análisis y modelado de sistemas electrónicos. Procesamiento de señales. - Obtain the Fourier transform of the next signals and plot the signals in the time and frequency domains. a) (n) c) a(n)=[ ] b) v(t) = sin (2π 1000 t)

55 Análisis y modelado de sistemas electrónicos. Procesamiento de señales.

56 Análisis y modelado de sistemas electrónicos.

57 Análisis y modelado de sistemas electrónicos.