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Einführung in MATLAB
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Messdaten sammeln Datenverarbeitung Graphische Darstellung
Warum MATLAB?
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 2
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Warum MATLAB?
t = [1.0 , 2.0 , 3.0 , …]
v = [2.1 , 4.2 , 6.3 , …]
m = 3.14
E = ½ * m * v² → [6.9 , 27.7 , 62.3 , …]
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 3
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Inhalt
27.03.2019
1. Grundlegendes
2. Installation/Nutzung
3. Aufbau
4. Variablen
5. Daten importieren
6. Daten verarbeiten
7. Plotten
8. Diagrammanpassung
9. Fitten
10. Fehlerbalken
11. Diagramme exportieren
EINFÜHRUNG IN MATLAB 4
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▪Lokale Installation: TUMonline → Dienste → Software → Weitere Produkte → MathWorks Matlab für Studierende (ausführliche Anleitung)
▪CIP-Pool: MATLAB mit allen Toolboxen bereits installiert
▪AppServer: https://wiki.tum.de/display/tuphcip/Windows+Application+Server
Installation/Nutzung
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 5
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Grundlagen
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 6
▪MATLAB = MATrix LABoratory
▪Datenauswertung und Visualisierung
▪numerische Berechnungen
▪viele Erweiterungen (Toolboxen): symbolische Mathematik, Simulationen, …
▪Alternativen: Origin, QtiPlot, Mathematica
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Aufbau
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 7
Editor
Workspace
Command Window
Aktuelles Arbeitsverzeichnis
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•Aktuelles Arbeitsverzeichnis: Schnellzugriff auf Skripte und andere Dateien
•Workspace: Liste von festgelegten Variablen
•Command Window: Eingabe von MATLAB-Befehlen
•Editor: z.B. zum Schreiben von Skripten
Aufbau
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 8
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• Speicher für Daten
• z.B. Zahlen, Vektoren, Matrizen
• Benennung: erstes Zeichen muss ein Buchstabe sein; danach Buchstaben, Zahlen und Unterstrich möglich
• Im Command Window: > var1 = 123;
• Im Workspace: Auslesen per Doppelklick
Variabeln
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 9
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Große Datensätze können aus externen Dateien importiert werden (z.B. Exel-Sheets, CSV-Dateien, txt-Datei, …)
1. HOME → Import Data → Datei öffnen
2. Relevante Zeilen und Spalten auswählen
3. Variablenname für Spalten festlegen
4. Als Output Type „Column vectors“ festlegen
5. „Import Selection“ → Im Workspace erscheint die neue Variable
Daten importieren
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 10
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27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 11
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• Rechenoperationen sind im Command Window möglich jedoch vom
Variablentyp abhängig
• bei skalaren Größen: + - * / ^
• bei Vektoren: .^
• > E = ½ m * v.^2
• eingebaute Funktionen: sqrt, sin, cos, tan, log, …
Datenverarbeitung
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 12
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• Workspace: Variablen auswählen → „PLOTS“ → plot, scatter, …
• Command Window: > plot (x,y)
• plot: Liniendiagramm
• scatter: Punktdiagramm
• errorbar: Fehlerbalken (dazu später mehr)
Daten plotten
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 13
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• View→ „Property-Editor“ auswählen
• Um Plot zu bearbeiten: Plot-Fenster → Tools → Edit Plot
➔ durch Anklicken der Bereiche können nun im Property-Editor diverse
Eigenschaften verändert werden
Diagramm anpassen
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 14
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27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 15
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Diagramm anpassen
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 16
• Inneren Bereich anklicken:
• Titel, Gitternetzlinien
• Achsenbeschriftung, -skalierung
• Daten anklicken:
• Eigenschaften der Linie und Datenmarkierungen anpassen
• Datenauswahl anpassen (Refresh Data)
• Legende einblenden und anpassen
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•Direkt im Plot: Plot-Fenster → Tools → Basic Fitting (nicht alle Fits möglich!)
• APPS:• Curve Fitting (muss ggf. noch installiert werden)
• Daten und Funktion auswählen (auch Custom Equation möglich)
• Print to Figure
• Diagramm kann wie beim Plot bearbeitet werden
Daten fitten
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 17
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27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 18
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• Bei einem Plot: > errorbar( X, Y, F)
➔ erzeugt ein Liniendiagramm mit den X- und Y-Werten und den Unsicherheiten F als
Fehlerbalken in Y-Richtung
➔ bei einem zusätzlichen ´´o´´ nach dem Fehler wird ein Punktdiagramm erzeugt
Fehlerbalken
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 19
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• Bei einem Fit: Fit im Curve-Fitting-Tool erzeugen → File → Generate Code →
Erhalten des Quellcodes, der hinter dem Fit steckt und Möglichkeit zur Änderung:
• definieren für den Fehler eine neue Variable
• fügen errorbar hinzu und verbinden es mit „hold on“ mit dem Plot der Fitfunktion
• führen das Skript über das Command Window aus
Fehlerbalken
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 20
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27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 21
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• Plot-Fenster → Export Setup → Apply to Figure
• Plot-Fenster → Print Preview → Größe anpassen (weißen Rand entfernen)
• Plot-Fenster → Export Setup → Export → Speichern (z.B. als .pdf, .png, …)
Diagramme exportieren
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 22
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Beispiel
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 23
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Fragen?
27.03.2019 EINFÜHRUNG IN MATLAB 24