Область наук:
  • Комп'ютер та інформатика
  • Рік видавництва: 2002
    Журнал: Известия Південного федерального університету. Технічні науки

    Наукова стаття на тему 'Проблеми обробки даних в пакеті Matlab при вирішенні інженерних задач '

    Текст наукової роботи на тему «Проблеми обробки даних в пакеті Matlab при вирішенні інженерних задач»

    ?В ході другої серії експериментів отримані значення які в середовищ-

    ньому більше ніж ^ в 5 разів. Час ^ перевищує точне значення інтервалу між перерозподілами файлів не більше ніж на величину т.

    У статті запропоновано ефективний метод розміщення даних по вузлах розподіленої САПР з урахуванням зміни плану розміщення згодом. Наведено результати експериментального дослідження методу.

    Е. Р. Алексєєв, О. В. Чеснокова, Є. В. Павловська, А. А. Тарасов ПРОБЛЕМИ ОБРОБКИ ДАНИХ В ПАКЕТІ MATLAB ПРИ ВИРІШЕННІ ІНЖЕНЕРНИХ ЗАДАЧ

    Можливості Matlab досить великі. Система може бути застосована практично в будь-якій області науки і техніки. Важливою перевагою системи є можливість її інтеграції з різними пакетами.

    Незважаючи на те, що Matlab є досить потужним математичним пакетом, його інтерфейс досить скромний. Залишають бажати кращого і можливості стилізації текстів. З цієї точки зору об'єднання можливостей текстового процесора Word з можливостями системи Matlab досить актуально. Подібне об'єднання дозволяє включати в довільний текст діючі осередки введення виведення, при цьому зміна вихідних даних веде за собою зміну результатів.

    Встановити зв'язок між Word і Matlab можна декількома способами. Якщо користувач знаходиться в середовищі Matlab, то йому достатньо в рядковому редакторі набрати Notebook -setup, після запиту вказати версію Word, а потім шляхи до файлів winword.exe і normal.dot. Доказом того, що зв'язок встановлено, служить поява в головному меню Word опції Notebook, а в меню File-команди New M-File.

    Команда New M-File використовується для створення нової М-книги, правила введення тексту в якій повністю збігаються з правилами Word.

    Опція Notebook, будучи активною, породжує меню з великим списком команд [1]. Зупинимося детальніше лише на деяких з них. Виконання команди Notebook / Define input cell призводить до створення осередку введення. В цей осередок вводиться команда Matlab. Виконання команди Notebook / Evaluate cell (Ctrl + Enter) приводить до появи осередку виведення, що містить результати обчислень. Нижче наведено приклад символьного обчислення невизначеного інтеграла і знайдено значення певного інтеграла. syms x; int (1 / cos (x), x) ans = log (sec (x) + tan (x)) int (1 / x, 0.2,1) ans = log (5)

    Важливо відзначити, що в осередках виведення може відображатися будь-яка інформація - числа, вектори, матриці, малюнки тощо.

    Продовжуючи розмову про можливості інтеграції пакета Matlab, варто відзначити, що існують засоби зв'язку цього пакета з популярним табличним процесором Excel. Звертаємо увагу на те, що це одна з нових можливостей пакету, що з'явилася в шостій версії. Зв'язок між додатками Excel і Matlab користувач може встановити, відкривши в середовищі Excel файл

    '... \ matlab \ toolbox \ exlink \ excllink.xla'. В результаті в стандартному вікні Excel з'являться нові кнопки - putmatrix, getmatrix і evalstring (див. Рис.1), що забезпечують двосторонній обмін даними, перегляд, редагування та обробку даних з середовища Matlab.

    Microsoft Excel - Книга!

    || * У Файл Правка Вид В ставка Формат Сервіс Дані Вікно ?

    Про L& Щ]? §9 ГОЛ V Jt Чй - - - <&, * Г u iH 2

    и Arial Cyr - 1U Ч ЦІ Ж К Ч ш ш ш m е%, и

    putmatrix 1 getmatrix | е valst rin g Жирний

    A \ \ B З D E F G

    1 \

    2

    3

    4

    5

    В

    7

    нові кнопки

    Мал. 1

    Для передачі даних з Excel в Matlab необхідно виділити область даних в Excel, звернутися до кнопки putmatrix і в діалоговому вікні вказати ім'я, під яким дана матриця або масив будуть зберігатися в Matlab. При здійсненні зворотного зв'язку необхідно встановити курсор в вільну комірку Excel і звернутися до кнопки getmatrix. У діалоговому вікні необхідно ввести ім'я, під яким дані зберігаються в Matlab. Кнопка evalstring викликає діалогове вікно, в яке можна ввести і виконати будь-яку команду Matlab, не покидаючи середовища Excel. Треба відзначити, що при здійсненні подібних зв'язків додаток Matlab має бути відкрито.

    Отже, в зв'язку з тим, що інтерфейс передачі даних між Excel і Matlab досить простий і зручний, можна вважати вирішеною завдання зберігання великих масивів інформації (вихідних даних). Зрозуміло, що зручніше зберігати великі масиви в робочих аркушах MS Excel.

    Одним із завдань, що передбачає використання великих масивів інформації, є завдання обробки експериментальних даних.

    Нехай відома деяка експериментальна залежність струму холостого ходу I0 від напруги намагнічує контуру U0. Необхідно побудувати інтерполюються функцію по заданих експериментальних точок. Дані зберігаються в Excel у вигляді таблиці.

    U0 99.9 100 150 200 250 300 351 399 444 496 550 600 650 700

    I0 3.14 4.69 6.17 7.6 8.98 10.36 11.68 12.97 14.61 16.59 18.83 22.25 25.13 29.63

    Передамо дані з Excel в Matlab, звернувшись до кнопки putmatrix, і дамо масивів імена U0 і I0. Потім за допомогою evalstring задамо команду plot (UO, I0, 'o'). На екрані з'явиться графічна область Matlab із зображенням

    експериментальних точок. Хочемо звернути увагу читача на те, що в попередній, п'ятої версії Matlab, в графічній області були відсутні пункти меню Insert і Tools.

    Розглянемо більш докладно пункт меню Tools \ Basic Fiting. При зверненні до цього пункту меню з'явиться вікно, в якому можна встановлювати або видаляти деякі опції. Наприклад, після установки в пункті Check to display fits on figure і опції spline interpolant (рис.2) до графіка експериментальних точок додасться інтерполяціонная крива. При підборі апроксимуючої лінії існує можливість виведення рівняння цієї лінії, встановлення точності виведених коефіцієнтів і розрахунок середньоквадратичного відхилення (рис. 3).

    Мал. 2

    } Basic Fitting 1 ІІмГ Еї

    Select data: | data 1

    W Center Plot fits___

    Checkto display fits onfigur

    I- spline interpolant I hermite interpolant I linear

    W quadratic T7 cubic

    I 4th ​​degree polynomial

    I 5th degree polynomial

    I 6th degree polynomial

    W Show equations Significant digits: | "4 W Plot residuals [Bar plot -w |

    | Subplot --------- 3

    F7 Show norm of residuals

    Help I Close I

    le Edit View insert Tools Window Help - Ini x

    ? Or Ш m | * A / | j »js o

    30 20

    y = 1.544 * M2 + 7.BB4 * x + 12.33 y = 1,163 ~ x3 + 1,3D4 * x2 + 5.809 * x + 12.4B Про data 1 quadratic cubic

    10

    0 -10

    100 200 300 400 500 residuals 600 700

    1 Quadratic: norm of residuals = 2.9125 Cubic: norm of residuals = 1.229B

    0 -1

    100 200 300 400 500 BOO 700

    Мал. 3

    З усього вище сказаного можна зробити висновок, що в шостій версії Matlab з'явилися нові можливості в області передачі та обробки даних.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Дьяконов В.П., Абраменкова І.В. Matlab 5.0 \ 5.3. Система символьної математики. М .: Нолидж. - 1999 року, 640с.

    Е. Р. Алексєєв, О. В. Чеснокова, О. Ломовцева, М. Вавіч СПІЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПАКЕТІВ MATHCAD, MATHEMATICA І MS EXCEL У ІНЖЕНЕРНОЇ ПРАКТИЦІ

    На сучасному етапі розвитку комп'ютерної техніки при вирішенні інженерних задач користувачеві доводиться працювати з різними прикладними програмами. Для математичної обробки даних сучасний інженер і науковець часто користуються можливостями пакетів MathCAD і Mathe-matica. Всі ці три пакети розроблені різними виробниками ПО, у них різний формат зберігання даних і передача даних з одного пакету в іншій представляє певну проблему. Методам вирішення цієї проблеми і присвячена ця стаття. Одним з недоліків пакета MathCAD є недостатньо зручне зберігання великих масивів інформації (вихідних даних). Великі масиви інформації зручно зберігати в робочих аркушах MS Excel. Механізм передачі даних ми будемо розглядати на прикладі двох масивів Р0 і Uj і матриці Л, що зберігаються в файлі matr.xls (обов'язково в першому аркуші). Масив Р0 зберігається на першому аркуші, в осередках A1: A30, масив Uj - в осередках C3: K3, матриця Л зберігається в осередках C5: K29. MathCAD може вважати ці дані в такий спосіб. Впровадити в MathCAD компонент MS Excel. Для цього вибрати в меню команду Вставка \ Компонент і в діалоговому вікні Excel, потім клацнути по кнопці Next, і в діалоговому вікні вибрати ім'я файлу. У наступному діалоговому вікні в осередку Outputs вказати кількість даних переданих з Excel в MathCAD (в нашому випадку 3), а в осередку Inputs - кількість даних переданих з MathCAD в Excel, і вказати діапазони MS Excel, де зберігаються (або будуть зберігатися) дані. У нашому випадку вікно прийме вигляд, представлений на рис. 1.

    Мал. 1


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити