Apuntes matlab 7

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 y programaci´n, donde lainteracci´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´sico de variable con el que trabaja Matlab esuna 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´ficas de usuario. Incluye el espacio de trabajo Matlab y laventana 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 o animaciones. 4. El interfaz de aplicaci´n de Matlab (API). Consiste en una librer´ que oıa 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 han desarrollado para la versi´n de o Matlab 7.0. ellos no impide que puedan funcionar con otrasversiones 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 un ordenador con la versi´n 7.0 instalada, puede fallar en otro ordenador con la misma o versi´n. o Lagesti´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. Para el desarrollo del curso es necesario n ıa 2

tener instalado, aparte del sistema b´sico de Matlab, eldenominado 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, operaciones matem´ticas, a elementos de Matlab y se˜ales predefinidas de todo tipo. n Simulink dispone de una serie...