Cours Introduction au logiciel MATLAB

Sommaire: Introduction au logiciel MATLAB

1 Introduction 
2 Méthode de travail
2.1 Edition et sauvegarde des fichiers MATLAB
2.1.1 Editeur PFE
2.2 Aide en ligne
2.3 Création de fichiers de commandes et de fonctions utilisateur
2.3.1 Fichiers de commande (”script files”)
2.3.2 Fonctions
2.4 Sauvegarde de données sur disque
2.4.1 Répertoires de sauvegarde : D :\USERS et compte EINET
3 Les bases de MATLAB
3.1 Création et calcul de vecteurs et matrices
3.1.1 Vecteurs
3.1.2 Matrices
3.1.3 Construction de matrices particulières
3.1.4 Nombres complexes
3.2 Opérations sur les tableaux
3.3 Représentation graphique 2D
3.3.1 Exemple
4 Analyse de systèmes dynamiques linéaires à l’aide de la boıte a
outils control systems
4.1 Introduction de fonctions de transfert
4.1.1 Introduction sous forme polynomiale
4.1.2 Introduction sous forme de zéros, poles et gain (”forme
d’Evans”)
4.2 Introduction de modèles d’état
4.3 Passage d’un modèle àl’autre
4.4 Construction de schémas fonctionnels
4.4.1 Fonctions series, cloop
4.4.2 Fonction feedback
4.5 Calcul et tracé de réponses de systèmes dynamiques linéaires
4.5.1 Réponse temporelle
4.5.2 Réponse fréquentielle
4.6 Analyse des propriétés des systèmes
4.7 Calcul affichage des marges de gain et de phase
4.8 Tracé du lieu d’Evans
4.9 Divers
5 Les structures de contrˆole du ”langage” MATLAB
6 Simulation de systèmes dynamiques linéaires et non-linéaires
avec la boıte àoutils Simulink
6.1 Introduction
6.2 Exemple introductif : simulation d’un système dynamique linéaire
6.2.1 Modélisation
6.2.2 Construction du schéma
6.2.3 Initialisation des paramètres
6.2.4 Simulation
6.2.5 Sauvegarde des signaux puis traitement dans l’espace de
travail MATLAB
6.2.6 Lancement de la simulation à partir de MATLAB
6.3 La bibliothèque standard
6.3.1 Sources
6.3.2 Sinks
6.3.3 Discrete
6.3.4 Linear
6.3.5 Nonlinear
6.3.6 Connections
6.4 Les S-functions de Simulink (version provisoire)
6.4.1 Conventions d’appel des S-functions
6.4.2 Exemple
6.4.3 Autres fonctionnalités de Simulink

Extrait du cours introduction au logiciel MATLAB

1 Introduction
Le présent document a pour but de fournir les bases nécessaires à l’utilisation du logiciel MATLAB, dans le cadre des cours, des exercices et du laboratoire de régulation automatique, pour lequel les boîtes àoutils Control System et Simulink sont employées. Il ne présente donc ce logiciel que sous l’angle de son utilisation en régulation automatique.
Le logiciel MATLAB (MATrix LABoratory ) est spécialisé dans le domaine du calcul matriciel numérique. Tous les objets définis dans MATLAB le sont donc au moyen de vecteurs et de matrices/tableaux de nombres. Un ensemble important d’opérateurs et de fonctions MATLAB de base facilitent leur manipulation et des opérations comme par exemple le produit et l’inversion matricielles (inv), la transposition (’) ou encore le calcul des valeurs propres (eig) font partie de la bibliothèque standard. D’autres fonctions servant àla création et àla manipulation de matrices et de tableaux (diag, fliplr, flipud, rot90, rand, ones, zeros, linspace, logspace) sont également disponibles en nombre.
2 Méthode de travail
2.1 Edition et sauvegarde des fichiers MATLAB
2.1.1 Editeur PFE
Dans un premier temps, on peut se contenter d’introduire ses commandes une àune au niveau de l’espace de travail o`u elles sont interprétées directement. Cependant, par la suite, il est beaucoup plus pratique d’écrire sa séquence de commandes complète au moyen d’un éditeur, puis de sauver le tout dans un fichier avec l’extension .M. Cette séquence pourra alors être exécutée dans MAT- LAB par simple introduction du nom du fichier. Sur les stations du laboratoire d’Automatique (salle C05), ”l’éditeur pour programmeur PFE” est installé et son utilisation est recommandée. On l’appelle soit par son icˆone àpartir du gestionnaire de programmes, soit directement àpartir de MATLAB en sélectionnant File-New-M-file.
2.3 Création de fichiers de commandes et de fonctions utilisateur
2.3.1 Fichiers de commande (”script files”)
Un fichier de commande (script file ) est un fichier ASCII d’extension .M contenant une suite de commandes MATLAB. Il être exécuté directement en tapant simplement son nom dans l’espace de travail MATLAB.
2.3.2 Fonctions
De nouvelles fonctions peuvent être ajoutées àMATLAB par l’utilisateur. Il suffit de créer un fichier de nom nom de fonction.M contenant les commandes àexécuter et dont l’entête a le format :
function [liste des arguments de sortie] = nom de fonction(liste des arguments d’entrée)
2.4 Sauvegarde de données sur disque
Les variables définies dans l’espace de travail MATLAB peuvent être sauvegardées dans des fichiers ASCII par la commande :
save chemin\nom_de_fichier.dat nom_de_variable -ascii
Un tel fichier ASCII peut être ultérieurement relu soit par MATLAB (fonction load) soit par d’autres programmes (Excel, Word, etc). Dans le premier cas, il est cependant conseillé de sauver directement la variable dans un fichier binaire
*.MAT de format spécifique à MATLAB :
save chemin\nom_de_fichier nom_de_variable
La fenêtre graphique peut être soit imprimée directement, soit sauvée dans un fichier, lequel peut être intégré dans un document (menu importation d’image) ou imprimé ultérieurement. Signalons, parmi les différents formats de fichiers disponibles, le format PostScript qui fournit une qualité irréprochable. Par exemple,le sauvetage de la fenêtre graphique courante s’effectue par :
print chemin\ nom_de_fichier.eps –deps
2.4.1 Répertoires de sauvegarde : D :\USERS et compte EINET
Il faut indiquer le chemin correspondant à l’endroit où MATLAB trouvere le fichier de commande ou la fonction écrite par l’utilisateur. Dans le cas de la version MATLAB installée sur le réseau du laboratoire d’Automatique de l’eivd, il suffit à l’utilisateur de sauver ses propres fonctions dans le répertoire :
D :\USERS
qui est dans le chemin de recherche de MATLAB. Le disque D : est local et les données qui s’y trouvent peuvent donc être modifiées voire carrément disparaˆıtre d’un cours à l’autre. A la fin de sa session de travail, on aura donc intérêt à sauvegarder ses fichiers sur disquette ou son compte EINET. Le document s:\regulation\divers\connection_EINET.doc explique la mani`ere de se connecter son disque EINET à partir du domaine iAi.

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