apuntes matlaab

Introducci´n a Matlab y Simulink
o
Regulaci´n Autom´tica
o
a
Ingeniero en Electr´nica. Curso 2006/2007.
o
Javier Aracil y Fabio G´mez–Estern
o

1.

Introducci´n
o

Matlab es un programa de gran aceptaci´n en ingenier´ destinado realizar c´lculos
o
ıa
a
t´cnicos cient´
e
ıficos y de prop´sito general. En ´l se integran operaciones de c´lculo,
o
e
a
visualizaci´n yprogramaci´n, donde la interacci´n con el usuario emplea una notaci´n
o
o
o
o
matem´tica cl´sica.
a
a
Los usos y aplicaciones t´
ıpicos de Matlab son:
Matem´ticas y c´lculo.
a
a
Desarrollo de algoritmos.
Adquisici´n de datos.
o
Modelado, simulaci´n y prototipado.
o
An´lisis y procesado de datos.
a
Gr´ficos cient´
a
ıficos y de ingenier´
ıa.
Desarrollo de aplicaciones.
El tipo b´sicode variable con el que trabaja Matlab es una matriz que no requiere
a
ser dimensionada previamente en la declaraci´n. Una de las caracter´
o
ısticas m´s interea
santes consiste en que el algebra vectorial y matricial se expresa con la misma sintaxis
´
que las operaciones aritm´ticas escalares. Por ejemplo, en lenguaje C, para realizar la
e
suma de dos variables enteras o reales b y c,escribiremos:

a=b+c;

Mientras que en Matlab, emplearemos la misma sentencia tanto si b y c son enteros,
reales, vectores o matrices.
1

2.

Componentes de Matlab
Matlab consta de cinco partes fundamentales:

1. Entorno de desarrollo. Se trata de un conjunto de utilidades que permiten el
uso de funciones Matlab y ficheros en general. Muchas de estas utilidades son
interfaces gr´ficasde usuario. Incluye el espacio de trabajo Matlab y la ventana
a
de comandos.
2. La librer´ de funciones matem´ticas Matlab. Se trata de un amplio conıa
a
junto de algoritmos de c´lculo, comprendiendo las funciones m´s elementales
a
a
como la suma, senos y cosenos o la aritm´tica compleja, hasta funciones m´s
e
a
sofisticadas como la inversi´n de matrices, el c´lculo de autovalores,funciones de
o
a
Bessel y transformadas r´pidas de Fourier.
a
3. Gr´ficos. Matlab dispone de un conjunto de utilidades destinadas a visualizar
a
vectores y matrices en forma de gr´ficos. Existe una gran cantidad de posibilia
dades para ajustar el aspecto de los gr´ficos, destacando la visualizaci´n tridia
o
mensional con opciones de iluminaci´n y sombreado, y la posibilidad de crear
oanimaciones.
4. El interfaz de aplicaci´n de Matlab (API). Consiste en una librer´ que
o
ıa
permite escribir programas ejecutables independientes en C y otros lenguajes,
accediendo, mediante DLLs, a las utilidades de c´lculo matricial de Matlab.
a

De estos cuatro puntos, en este cap´
ıtulo trataremos, de forma somera, los dos
primeros.
Los ejemplos que se presentan en este texto, se handesarrollado para la versi´n de
o
Matlab 7.0. ellos no impide que puedan funcionar con otras versiones del programa.
Concretamente, para la versi´n 6.5 y posteriores est´ pr´cticamente garantizado el
o
a a
funcionamiento.
Sin embargo, hay que se˜alar que algunos complementos de Matlab no aparecen
n
incluidos en la instalaci´n b´sica del mismo, por tanto un programa que funciona en
o a
unordenador con la versi´n 7.0 instalada, puede fallar en otro ordenador con la misma
o
versi´n.
o
La gesti´n de complementos de Matlab se realiza mediante lo que se denominan
o
toolboxes (paquetes de herramientas). Un Toolbox de Matlab es un conjunto de funciones y algoritmos de c´lculo especializados en un area de conocimiento: finanzas,
a
´
tratamiento de se˜ales, teor´ de sistemas, etc. Parael desarrollo del curso es necesario
n
ıa
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tener instalado, aparte del sistema b´sico de Matlab, el denominado Control System
a
Toolbox.

3.

Simulink

Simulink es una aplicaci´n que permite construir y simular modelos de sistemas
o
f´
ısicos y sistemas de control mediante diagramas de bloques. El comportamiento de
dichos sistemas se define mediante funciones de transferencia,...