3. Программные средства автоматизации

ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ПРОЦЕССОВ

НА ПРИМЕРЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПАКЕТА MATLAB

И ЕГО РАСШИРЕНИЙ

3.1. Основы работы в matlab

Matlab – одна из мощных компьютерных систем, предназначенная для решения математических, инженерных и экономических задач. Название MATLAB является сокращением от Matrix Laboratory, и первона­чально пакет MATLAB разрабатывался как средство доступа к библиоте­кам программ UNPACK и EISPACK предназначенных для матричных вы­числений. В настоящее время MATLAB является мощным и универсальным сред­ством решения задач, возникающих в различных областях человеческой деятельности. Спектр проблем, исследование которых может быть осущест­влено при помощи MATLAB и его расширений (Toolbox), охватывает: мат­ричный анализ, обработку сигналов и изображений, задачи математической физики, оптимизационные задачи, финансовые задач и обработку и визуа­лизацию данных, работу с картографическими изображениями, нейронные сети, нечеткую логику и многое другое. Около сорока специализированных Toolbox могут быть выборочно установлены вместе с MATLAB по жела­нию пользователя. В состав многих Toolbox входят приложения с графиче­ским интерфейсом пользователя, которые обеспечивают быстрый и нагляд­ный доступ к основным функциям. Пакет Simulink, поставляемый вместе с MATLAB предназначен для интерактивного моделирования нелинейных динамических систем, состоящих из стандартных блоков. В данной главе для решения задач автоматизации проектирования непрерывных процессов рассмотрен пакет расширения Control System Toolbox. Кроме того, MATLAB предоставляет широкие возможности по созданию и редактированию различных видов графиков и поверхностей.

Язык MATLAB является высокоуровневым интерпретируемым языком программирования, включающим основанные на матрицах структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, объектно-ориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования.

3.1.1. Среда matlab

После запуска Matlab на экране появится основное окно приложения (рис. 3.1.)^*

Главное меню

Рис.3.1. Основное окно Matlab

1. Окно Command Window (Окно команд) является для пользова­теля наиболее важным. Посредством этого окна (рис. 3.1) вводят­ся математические выражения, получаются результаты вычисле­ний, а также выдаются сообщения, посылаемые системой. Данное окно становится доступным пользователю сразу же после запуска программы. Математические выражения пишутся в командной строке после знака приглашения ».

2. Окно Current Directory (Текущий каталог) является аналогом известной программы Проводник, но имеет для MATLAB свое особое предназначение.

3. Окно Workspace (Рабочая область) предоставляет пользователю спи­сок всех переменных, хранящихся в рабочем пространстве (рис. 3.1). Выбрать можно любую переменную, просмотреть ее содержимое или выполнить какие-либо другие действия.

4. Все команды, которые набираются в командной строке Command Window (Окно команд), автоматически образуют спи­сок, который и выводится в окне Command History (История команд). Чем полезен этот список? Если появилась необходи­мость повторить ранее выполненную команду, то она отыскива­ется в списке Command History (История команд), и, дважды щелкнув по ней левой кнопкой мыши, можно команду выпол­нить.

5. Окно Launch Pad (Панель запуска) содержит дерево файловой системы, где отображены только установленные на компьютере программные продукт, входящие в систему MATLAB. С по­мощью этого окна можно запустить любой из них. Те же дейст­вия легко осуществить посредством кнопки Start (Пуск), распо­ложенной в левом нижнем углу окна MATLAB.

Основные команды главного меню MATLAB:

Главное меню системы содержит следующие команды:

■ File - работа с файлами;

■ Edit - редактирование сессии;

■ Debag - отладка программ;

■ Parallel – организация параллельных вычислений на мультиядерных компьютерах

■ Desctop - настройка среды МАТLАВ;

■ Windows -установка свойств окна;

■ Не1р - справочная информация.

Как и в любом приложении Windows, доступ к пунктам команд главного меню осуществляется левой кнопкой мыши.

Работа с файлами

П ункт меню File предназначен для работы с файлами и представлен на рис. Рассмотрим назначение представленных в нем команд:

New - открывает окно для создания М-файла, рисунка или модели;

Ореn - открывает окно для загрузки созданного ранее М-файла, рисунка или модели;

С1оsе - закрывает активное в данный момент окно системы; команда может быть записана как Close Соmmand Window, и это будет означать, что закрывается окно ввода команд, а может выглядеть иначе, например Сlose Workspase, что означает закрытие окна объявленных переменных;

Import Data - открывает окно для загрузки файлов с расширением .гпа1 -это файлы, информация в которых хранится в виде машинных кодов, при их открытии в память компьютера загружаются определенные ранее переменные и функции;

Save Workspase As.. сохранение всех определенных в данной сессии переменных и функций в виде файлов с расширением .mat или иначе сохранение рабочего пространства Workspace системы на диск;

Set Path - выводит окно настройки путей файловой системы;

Prefrences - выводит окно настройки параметров системы;

Page Setup - выводит окно настройки параметров страницы;

Print- выводит окно настройки параметров печати;

Exit MATLAB - выход из системы MATLAB.

Пункт меню Desctop содержит следующие команды:

Undo Command Window

Desktop Layout…- выводит список следующих команд:

• Default – устанавливает настройку среды, принятую по умолчанию, то есть открывает окна Command Wibdow, Workplase, Command History и Current Directory;

• Сommand Windows Only – открывает только окно рабочей среды;

• History and Command Window – открывает окно рабочей среды и список выполненных команд.

• All Tabbet – выводит окно Help, к описанным выше окнам системы добавлено окно справки Не1р и окно управления М-файлами Ргоfilег;

• Save Layout... - позволяет сохранить настройки системы в файле, а затем вызывать их из списка командой Desktop Layout...;

• Organize Layout - выводит список файлов, созданных ко­мандой Sаvе Layout .., файл можно либо переименовать при помощи кнопки Rеnаmе либо удалить с помощью Delete;

• Command Window - выбрать окно рабочей области;

• Command History - выбрать окно со списком команд;

• Current Directory - выбрать окно управления файловой системой;

• Workspace - выбрать окно рабочего пространства;

• Help - выбрать окно справочной системы;

• Profiler - выбрать окно управления М-файлами;

• Toolbar - скрыть или показать панель инструментов;

• Shortcuts Toolbar - скрыть или показать сокращенную панель инстру­ментов (расположена под основной);

• Titles - скрыть или показать заголовки окон.