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L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Univ

L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des TP 01 : 1. Introduction - Historique MATLAB est une abréviation de Matrix LABoratory, écrit à l’origine, en Fortran, par C. Moler. MATLAB était destiné à faciliter l’accès au logiciel matriciel développé dans les projets LINPACK et EISPACK. La version actuelle, écrite en C par the MathWorks Inc., existe en version professionnelle et en version étudiant. Sa disponibilité est assurée sur plusieurs plateformes : Sun, Bull, HP, IBM, compatibles PC (DOS, Unix ou Windows), Macintoch, iMac et plusieurs machines parallèles. MATLAB est un environnement puissant, complet et facile à utiliser destiné au calcul scientifique. Il apporte aux ingénieurs, chercheurs et à tout scientifique un système interactif intégrant calcul numérique et visualisation. C'est un environnement performant, ouvert et programmable qui permet de remarquables gains de productivité et de créativité. MATLAB est un environnement complet, ouvert et extensible pour le calcul et la visualisation. Il dispose de plusieurs centaines (voire milliers, selon les versions et les modules optionnels autour du noyau Matlab) de fonctions mathématiques, scientifiques et techniques. L'approche matricielle de MATLAB permet de traiter les données sans aucune limitation de taille et de réaliser des calculs numérique et symbolique de façon fiable et rapide. Grâce aux fonctions graphiques de MATLAB, il devient très facile de modifier interactivement les différents paramètres des graphiques pour les adapter selon nos souhaits. L'approche ouverte de MATLAB permet de construire un outil sur mesure. On peut inspecter le code source et les algorithmes des bibliothèques de fonctions (Toolboxes), modifier des fonctions existantes et ajouter d’autres. MATLAB possède son propre langage, intuitif et naturel qui permet des gains de temps de CPU spectaculaires par rapport à des langages comme le C, le TurboPascal et le Fortran. Avec MATLAB, on peut faire des liaisons de façon dynamique, à des programmes C ou Fortran, échanger des données avec d'autres applications (via la DDE Dynamic Data Exchange : MATLAB serveur ou client) ou utiliser MATLAB comme moteur d'analyse et de visualisation. MATLAB comprend aussi un ensemble d'outils spécifiques à des domaines, appelés Toolboxes (ou Boîtes à Outils). Indispensables à la plupart des utilisateurs, les Boîtes à Outils sont des collections de fonctions qui étendent l'environnement MATLAB pour résoudre des catégories spécifiques de problèmes. 1 Mr :E. HADJAIDJI Mr :H.DIDA Mr :F.HATHAT L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des MATLAB permet le travail interactif soit en mode commande, soit en mode programmation ; tout en ayant toujours la possibilité de faire des visualisations graphiques. Considéré comme l’un des meilleurs langages de programmation, MATLAB possède les particularités suivantes par rapport à ces langages : • la programmation facile, • la continuité parmi les valeurs entières, réelles et complexes, • la gamme étendue des nombres et leur précision, • la bibliothèque mathématique très compréhensive, • l’outil graphique qui inclut les fonctions d’interface graphique et les utilitaires, • la possibilité de liaison avec les autres langages classiques de programmation (C ou Fortran). La bibliothèque des fonctions mathématiques dans MATLAB donne des analyses mathématiques très simples. En effet, l’utilisateur peut exécuter dans le mode commande n’importe quelle fonction mathématique se trouvant dans la bibliothèque sans avoir à recourir à la programmation. Pour l’interface graphique, des représentations scientifiques et même artistiques des objets peuvent être créées sur l’écran en utilisant les expressions mathématiques. Les graphiques sur MATLAB sont simples et attirent l’attention des utilisateurs, vu les possibilités importantes offertes par ce logiciel. MATLAB n’est pas le seul environnement de calcul scientifique, il existe d’autres concurrents dont les plus importants sont Maple et Mathematica. Il existe même des logiciels libres qui sont des clones de MATLAB comme Scilab et Octave. 2 Mr :E. HADJAIDJI Mr :H.DIDA Mr :F.HATHAT L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des 2. L’environnement MATLAB MATLAB affiche au démarrage plusieurs fenêtres. Selon la version on peut trouver les fenêtres suivantes : · Current Folder: indique le répertoire courant ainsi que les fichiers existants. · Workspace: indique toutes les variables existantes avec leurs types et valeurs. · Command History: garde la trace de toutes les commandes entrées par l’utilisateur. · Command Window: utilisée pour formuler nos expressions et interagir avec MATLAB. C’est la fenêtre que nous utilisons tout au long de ce chapitre. Figure I.1: L’environnement MATLAB Partie 01 : 3. Entrés sorties 3 Mr :E. HADJAIDJI Mr :H.DIDA Mr :F.HATHAT L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des Le langage MATLAB n'est pas un langage compilé, à chaque appel d'un SCRIPT (ou d'une FUNCTION), le logiciel lit et exécute les programmes ligne par ligne. L’utilisateur peut grâce à l'invite MATLAB affecter des valeurs à des variables et effectuer des opérations sur ces variables. Par exemple : Question : 1- Quel est le rôle de chacun? << Clc ;clear all ;clear ;% close all ; ‘’ == >> 2- Analyser l’opération ci-dessous 4 Mr :E. HADJAIDJI Mr :H.DIDA Mr :F.HATHAT Remarque: *Ici, il faut noter que lorsque l'utilisateur ne fixe pas de variable de sortie, MATLAB place le résultat d'une opération dans ans. Il est toujours possible de connaître les variables utilisées et leur type à l'aide de la fonction whos. Par exemple, pour les manipulations précédentes : L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des 4. Calcule arithmétique en mode de commande : Soit à calculer le volume suivants : V =4/3πR 3 où R=4 cm. Pour calculer V, on exacte les commandes suivantes : Symboles de calcule arithmétique : + (plus), – (moins) , /(division) , *(multiplication) Exemples : - Evaluer les expressions suivantes : P1 (x )= 4 x 2−2x+3 x 3+1 pour : X=2 5 Mr :E. HADJAIDJI Mr :H.DIDA Mr :F.HATHAT L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des P2 (x )=√x 2−y Pour :x=2 et y=(4,1.5,0) P3 (x )=e −2x Pour :x=(0,1,2) P3 (x )=ln(x−9) Pour : et x=(8,10) Les opérations logiques : Le test if s’emploie souvent dans les programmes. un test if est toujours suivit par un end . Exemple :  Opérateur NON : l’opérateur NON s’emploie souvent dans les programmes. Il noté ou "symbolisé" par "~=" Exemple : if m~=2,v=4/3πR^3 end  Égal dans if : il est noté “symbolisé" par "==" Exemple : if l==13,v=4/3πR^3 end  Opérateur OU : Il noté ou "symbolisé" par " | " Exemple : Pour traduire {Si R=4 ou m=1,alors V=4/3πR 3} en écrit les lignes suivantes : ……………………………….. ………………………………..  Opérateur ET : il est noté “symbolisé" par "&" Exemple : Pour traduire {Si R=4 et m=1, alors V=4/3πR 3} on écrit : ………………………………. ……………………………….  Autres opérateurs : > : supérieur à 6 Mr :E. HADJAIDJI Mr :H.DIDA Mr :F.HATHAT = et == ? L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des < : inferieur à >= : supérieur ou égal à <= : inférieur ou égal à .* :produit élément par élément de matrices .^ :puissance élément par élément de matrices ./ :division élément par élément de matrices Exemples : donner un exemples pour (<= et >=) Partie 02 : 5. Manipulation des vecteurs et matrices : Matlab est spécialement conçu pour manipuler des matrices. Matlab reconnait et manipule les variables matricielles suivantes (pour plus de détails, utiliser le help) : matrices constantes à coefficients réels ou complexes (help matrices), matrices de chaines de caractères (help strings), matrices creuses (help sparse). Les fonctions cell et struct permettent de définir et manipuler des objets plus complexes (help cell). La manière la plus simple d'entrer une matrice est d'utiliser une ligne explicite d'éléments. Dans la liste, les éléments sont séparés par des blancs ou des virgules, et des point virgules (;) sont utilisés pour indiquer la fin de ligne. La liste est encadrée par des crochets [ ]. Par exemple, l'instruction >> A = [1 2 3;4 5 6;7 8 9] La variable A est donc une matrice de dimension 33. Les éléments d'une matrice peuvent être formes de n'importe quelle expression Matlab. Par exemple, l'instruction >> x = [-1.3 sqrt (3) (1+2+3) *4/5] Une matrice avec une seule ligne ou une seule colonne est un vecteur, et une matrice 11 est un scalaire. Les éléments d'une matrice peuvent être référencés par leurs indices placés entre parenthèses. La commande size(A) fournit le nombre de lignes et le nombre de colonnes de A. size(A) est elle-même une matrice de taille 12, mémorisée si nécessaire par [m n] = size(A). 7 Mr :E. HADJAIDJI Mr :H.DIDA Mr :F.HATHAT L2 : Automatique et system/Télécommunication/Electronique TP Informatique3 Université de Kasdi Merbah Ouargla Département d'Electronique et des Les “deux points” On peut utiliser le deux points de di_érentes manières dans Matlab (voir help colon). Il sert fondamentalement à construire un vecteur dont les valeurs des éléments sont incrémentées séquentiellement. Tapez par exemple >> x = 3:9 uploads/Litterature/ tp-matlab.pdf