Introducción Matlab

Introducci´n
o
a
MATLAB

J.M. Gonz´lez de Durana
a
Dpto. de Ingenier´ de Sistemas
ıa
y Autom´tica
a
EUITI e ITT, UPV-EHU
VITORIA-GASTEIZ
26 de enero de 2004

2

Cap´
ıtulo 1
Los primeros pasos en Matlab
1.1

Caracter´
ısticas

Matlab es un paquete de software orientado hacia el c´lculo num´rico cient´
a
e
ıfico e ingenieril. Integra c´lculo num´rico, computaci´n dematrices y gr´ficos en un entorno de
a
e
o
a
trabajo c´modo para el usuario. Su nombre significa Laboratorio de Matrices y fue escrito
o
inicialmente en base a los ya existentes paquetes de c´lculo matricial LINPACK y EISa
PACK. Posteriormente se han a˜adido librer´ denominadas Toolboxes, especializadas
n
ıas,
en diferentes areas cient´
´
ıficas. De entre ellas podemos destacar
• SimulinkToolbox
• Control System Toolbox
• System Identification Toolbox
• Robust Conntrol Toolbox
• Signal Processing Toolbox
• Filter Design Toolbox
• Symbolic Math Toolbox
por su particular inter´s para nuestra area de conocimiento. La ultima de la lista, Symbolic
e
´
´
Math Toolbox, est´ basada en el programa de c´lculo simb´lico Maple y utiliza una sintaxis
a
a
o
diferente.
Matlab haevolucionado y crecido con las aportaciones de muchos usuarios. En entornos universitarios se ha convertido, junto con Mathematica y Maple, en una herramienta
instructora b´sica para cursos de matem´ticas aplicadas as´ como para cursos avanzados
a
a
ı
en otras areas. En entornos industriales se utiliza para investigar y resolver problemas
´
pr´cticos y c´lculos de ingenier´ Son aplicacionest´
a
a
ıa.
ıpicas el c´lculo num´rico, la realizaa
e
ci´n de algoritmos, la resoluci´n de problemas con formulaci´n matricial, la estad´
o
o
o
ıstica,
la optimizaci´n, etc. Es de destacar la aplicaci´n en el estudio, simulaci´n y dise˜o de los
o
o
o
n
sistemas din´micos y de control.
a
3

CAP´
ITULO 1. LOS PRIMEROS PASOS EN MATLAB

4

1.2

Funcionamiento

Matlab esun programa int´rprete de comandos. Esto quiere decir que es capaz de procesar
e
de modo secuencial una serie de comandos previamente definidos, obteniendo de forma
inmediata los resultados. Los comandos pueden estar ya definidos en el propio Matlab y
pueden tambi´n ser definidos por el usuario. Para que Matlab pueda realizar este proceso
e
el usuario ha de escribir la lista de comandos en laventana de comandos, si su n´mero es
u
reducido, o en un fichero con extensi´n .m, constituyendo entonces un programa.
o
El m´todo que debe seguirse para procesar los datos es muy simple:
e
1. El usuario escribe expresiones en la ventana de comandos, o bien en un archivo de
texto apropiado (archivo.m).
2. Tras la orden de ejecuci´n enter (o escribir el nombre del fichero), Matlab procesa
ola informaci´n.
o
3. Matlab Escribe los resultados en la ventana de comandos y los gr´ficos (si los hua
biere) en otras ventanas gr´ficas.
a

1.3

Sintaxis

Para escribir las expresiones es preciso respetar ciertas reglas sint´cticas propias de Mata
lab. Algunas se parecen bastante a las de otros lenguajes de programaci´n por lo que no
o
resultan extra˜as.
n

1.3.1

Expresionesalgebraicas

Est´n formadas por cadenas de caracteres, n´meros y operadores algebraicos. Las cadenas
a
u
de caracteres pueden ser s´
ımbolos de variables (matrices) o funciones de Matlab. Las
may´sculas y min´sculas son distintas.
u
u
Podemos distinguir dos tipos de expresiones: num´ricas (propias de Matlab) y simb´licas
e
o
(propias de Maple). Una expresi´n num´rica puede conterner s´
oe
ımbolos (nombres de variables) pero ´stos han de estar previamente asignadas a valores num´ricos. Las expresiones
e
e
>> a = 2; b = 3;
>> a + b
son num´ricas; el valor de a + b es hallado y mostrado por Matlab inmediatamene
te: ans = 5. Sin embargo, una expresi´n simb´lica puede contener s´
o
o
ımbolos sin valor
num´rico asignado. Si escribimos
e
>> syms x
>> p = 2*x^2 - 7;
la...