با سلام خدمت تمامی کاربران گرامی در زیر آموزش تصویری Matlab 2014 را بررسی میکنیم توجه کنید که شما میتوانید نرم افزار آموزش Matlab 2014 را به همراه چند بخش آموزشی دیگر که بصورت تعاملی و شبیه سازی شده با صدا و متن فارسی درس داده شده است و رایگان نیز میباشد از لینک آموزش Matlab 2014 دانلود کنید. در نرم افزارهای آموزشی کارهای بیان شده را باید در محیط شبیه سازی شده انجام دهید. در ابتدا و انتهای این آموزش تصویری نیز کل آموزش (هم متن و هم تصویری) در فایل PDF و Word موجود است.

 

 

 

 

 

 

به نرم‌افزار آموزش MATLAB خوش آمدید. با کمک MATLAB می‌توانید محاسبات ریاضی پیچیده را به سادگی انجام دهید. این نرم‌افزار دارای محیط قابل انعطاف و یک زبان قدرتمند برای محاسبات تکنیکی است. در این فصل می‌خواهیم با محیط MATLAB آشنا شویم. برای آشنایی با نرم‌افزار Simulink می‌توانید به نرم‌افزار آموزشی Simulink این شرکت مراجعه کنید. برای اجرای این برنامه روی دکمه Start کلیک کنید.
منوی فرعی All Programs را باز کنید.
روی گزینه MATLAB 2014 کلیک کنید.

 

 

اکنون وارد محیط MATLAB شده‌ایم. قسمت مشخص شده با کادر قرمز نوار عنوان یا Title bar نام دارد که نام این نرم‌افزار در این قسمت نوشته شده است.
قسمت مشخص شده با کادر قرمز نوار منو یا Menu Bar نامیده می‌شود که از طریق گزینه‌های این منو می‌توانید اعمال مورد نظر خود را انجام دهید.
قسمت مشخص شده با کادر قرمز نوار ابزار (Tool Bar) نام دارد که شامل یکسری کلیدهای دسترسی سریع است. معمولاً گزینه‌های پر کاربرد منوها مانند ذخیره کردن یک فایل در نوار ابزار قرار دارد تا کاربر با استفاده از یک دکمه و کلیک بر روی آن بتواند عملیات مورد نظر را سریعتر انجام دهد. پس برای راحتی و سرعت بیشتر این دکمه‌ها در این قسمت قرار داده شده‌اند.
پنجره مشخص شده Command Window نام دارد. در این قسمت توابع مختلف MATLAB و
M-Fileها که توسط کاربر نوشته شده است، اجرا می‌شود. (با M-Fileها در آینده آشنا خواهید شد.) در این قسمت با وارد کردن دستور و زدن کلید Enter دستور مورد نظر اجرا می‌شود.
از برگه Current Folder برای رفتن به دایرکتوری یا شاخه دیگر استفاده می‌کنیم.
در قسمت مشخص شده خصوصیات فایل را مشاهده می‌کنید.‌
در این قسمت برگه workspace را مشاهده می‌کنید که برای مشاهده متغیرهای Workspace می‌باشد.
قسمت مشخص شده با کادر قرمز پنجره‌ Command History می‌باشد که جهت مشاهده و اجرای توابع اجرا شده قبلی کاربرد دارد.
تا اینجا تا حدودی با محیط Matlab آشنا شدید. در ادامه می‌خواهیم محیط Matlab را به دلخواه خود تغییر دهیم. از سربرگHome روی دکمه باز شونده ENVIRONMENT کلیک کنید.

روی دکمه باز شونده Layout کلیک کنید.
در منوی باز شده یکسری گزینه مشاهده می‌کنید. این گزینه‌ها حالتهایی از پیش تعریف شده می‌باشند همانطور که از نام گزینه اول مشخص است، با انتخاب این گزینه‌ پنجره‌ها به حالت اولیه باز می‌گردند.
با انتخاب گزینه مشخص شده تمامی پنجره‌ها بسته شده و فقط پنجره Command Window باز خواهد بود.
با انتخاب گزینه Three Column پنجره‌های Workspace، Current Folder و Details را مشاهده کنید که در این حالت هر کدام از پنجره‌ها مقدار از محیط کاری را اشغال می‌کنند.
با انتخاب گزینه مشخص شده همه پنجره‌های MATLAB را به صورت برگه‌ای و پنجره Command Window را در وسط صفحه‌کاری مشاهده می‌کنید. روی گزینه مشخص شده کلیک کنید.

مشاهده می‌کنید که محیط کاری به همان شکلی که انتظار داشتیم تغییر یافته است و تمامی پنجره‌ها به صورت برگه‌ای در دسترس می‌باشند. در ادامه می‌خواهیم نحوه قرارگیری پنجره‌ها به حالت اولیه باز گردد. روی دکمه باز شونده ENVIRONMENT کلیک کنید.
روی دکمه باز شونده Layout کلیک کنید.
با استفاده از ماوس شما می‌توانید محل قرارگیری هر کدام از پنجره‌ها را تغییر داده و سپس با کلیک بر روی گزینه Save Layout آن حالت قرارگیری پنجره‌ها را ذخیره کنید. در اینجا ما یک بار این کار را انجام داده‌ایم و Layout یا حالت قرارگیری پنجره ها را با نام eniac ذخیره کرده‌ایم. برای آن که به حالت ذخیره شده برگردیم روی گزینه eniac کلیک کنید.

مشاهده می‌کنید که محیط کاری به حالت اولیه خود تغییر یافته است. گزینه‌هایی که بررسی کردیم تنظیماتی بود که MATLAB از پیش برای شما طراحی کرده بود. شما نیز می‌توانید محیط کاری را نیز به دلخواه خود تغییر دهید به عنوان مثال در ادامه می‌خواهیم پنجره Command Window را از محیط کاری جدا کنیم. برای این کار ابتدا باید پنجره را انتخاب کنیم. روی این پنجره کلیک کنید تا انتخاب شود.

مشاهده می‌کنید که این پنجره از محیط کاری خارج شده و به صورت یک پنجره جدا می‌باشد که می‌توانید مانند سایر پنجره‌ها آن را تغییر اندازه دهید یا محل آن را تغییر دهید. برای برگرداندن این پنجره به محیط کاری دوباره روی دکمه باز شونده مشخص شده با کادر قرمزکلیک کنید. روی گزینه Dock کلیک کنید.

مشاهده می‌کنید که این پنجره دوباره به محیط کاری MATLAB متصل شده است.
فرض کنید که می‌خواهیم پنجره Workspace بزرگتری داشته باشیم و نیازی به پنجره Command History نداریم. برای بستن پنجره Command History روی دکمه باز شونده مشخص شده کلیک کنید.

برای این که دوباره بتوانید این پنجره را مشاهده کنید روی دکمه باز شونده ENVIRONMENT کلیک کنید.
روی دکمه باز شونده Layout کلیک کنید.
در منوی باز شده در قسمت مشخص شده با کادر قرمز پنج پنجره محیط کاری MATLAB را مشاهده می‌کنید در کنار برگه کاری که قابل رویت می‌باشد علامتی زده شده است که نشان‌دهنده قابل مشاهده بودن پنجره است. اکنون در کنار گزینه‌ Command History علامتی را مشاهده نمی‌کنید. بر روی منوی باز شونده مشخص شده کلیک کنید.تا این پنجره نیز قابل مشاهده باشد.
اکنون گزینه Closed که به معنی بسته بودن این پنجره است فعال است. روی گزینه Docked کلیک کنید.

در ضمن می‌توانید با کلیک بر روی یک پنجره و نگه‌داشتن کلید چپ ماوس مکان و اندازه پنجره را تغییر دهید.
روی دکمه Close کلیک کنید تا از نرم‌افزار خارج شوید.
شما اکنون در پایان این بخش قرار دارید،

رم‌افزار MATLAB پردازش اطلاعات را با کمک ماتریسها انجام می‌دهد. به این جهت درک مفاهیم ماتریس برای یادگیری این نرم‌افزار اساسی می‌باشد و باعث می‌شود بهتر بتوانید با این نرم‌افزار کار کنید در این فصل به بررسی ماتریسها و آرایه‌ها و روش استفاده از آنها می‌پردازیم.
می‌خواهیم با روش وارد کردن یک ماتریس آشنا شویم. ماتریس A بصورت زیر تعریف شده است.
A =
برای واردکردن ماتریس فوق باید عبارت زیر را تایپ کنید.
A= [1 3 5 ; -6 20 10 ; -12 -15 -6]‌
روش تعریف به این صورت است که در ابتدا علامت “[” را وارد می‌کنیم سپس اعداد ردیف اول را وارد می‌کنیم. بین هر دو عدد نیز یک فاصله یا کاراکتر “,” باید وارد شود تا محل پایان عدد و شروع عدد بعدی مشخص گردد. برای وارد کردن ردیف بعدی از کاراکتر “;” استفاده می‌شود. البته از کلید Enter نیز می‌توانید استفاده کنید. در انتها نیز کاراکتر “]” را وارد می‌کنیم.مشاهده می‌کنید که دستور صفحه قبل را وارد کرده‌ایم. با توجه به مطالبی که بیان کردیم برای وارد کردن ماتریس ذکر شده می‌توانید از عبارت زیر نیز استفاده کنید.
A=[1 , 3 , 5‌
-۶,۲۰,۱۰‌
-۱۲,-۵,-۶]‌
دکمه Enter را فشار دهید تا مقدار ماتریس وارد شود.

اکنون پنجره ویرایش این آرایه را مشاهده می‌کنید برای مشاهده این پنجره می‌توانستید روی A راست‌ کلیک کرده و گزینه Open Selection منوی باز شده را انتخاب کنید. در این پنجره می‌توانید تغییرات لازم را بر روی ماتریس وارد کنید در قسمت مشخص شده با کادر آبی نیز اعدادی را که وارد کردیم مشاهده می‌کنید. می‌توانید در صورت نیاز این اعداد را تغییر دهید.
تا اینجا با نحوه وارد کردن آرایه و تغییر آن آشنا شدید. در ادامه این بخش به بررسی عملیات بر روی ماتریسها می‌پردازیم. می‌خواهیم ۳ واحد به تمامی عناصر آرایه A اضافه کنیم و آرایه جدید را در B ذخیره کنیم برای این‌ کار عبارت B=A+3 را در ادامه وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید، تا این دستور اجرا شود.

مشاهده می‌کنید که به تمامی عناصر آرایه A سه واحد افزوده شده و در آرایه B ذخیره شده است. دو آرایه A و B را می‌توانید در قسمت Workspace مشاهده کنید. روی متغیر B در این پنجره دابل کلیک کنید.

در ادامه می‌خواهیم پنجره Array Editor را طوری تنظیم کنیم که مقادیر هر دو متغیر قابل مشاهده باشد. روی سربرگ View کلیک کنید.‌
در قسمت مشخص شده یکسری کلید مشاهده می‌کنید که به کمک آنها می‌توانید نحوه نمایش آرایه را تنظیم کنید. با توجه به شکل هر دکمه مدل مورد نظر خود را می‌توانید انتخاب کنید . برای مثال برای نمایش اطلاعات دو آرایه در دو پنجره به صورت کنار هم، روی دکمه Right / Left کلیک کنید.‌

در ادامه می‌خواهیم ترانهاده ماتریس A را به دست آوریم. برای اینکار دستور A’ را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

مشاهده می‌کنید که جواب دستور وارد شده در یک ماتریس به نام ans ذخیره شده است. در قسمت Workspace نیز مشاهده می‌کنید که یک ماتریس به نام ans و با سایز ۳ x 3 تعریف شده است. در ادامه می‌خواهیم عناصر قطر اصلی ماتریس A را پیدا کنیم برای این کار دستور diag(A) را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

اکنون عناصر اصلی قطر ماتریس A را مشاهده می‌کنید. جواب این دستور نیز در یک آرایه به نام ans ذخیره شده است. در قسمت Workspace مشخص است که ans یک ماتریس با سایز ۳ x 1 است. برای محاسبه مجموع عناصر قطر اصلی ماتریس A از دستور sum(diag(A)) استفاده می‌کنیم. در ادامه این دستور را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید، تا نتیجه را مشاهده کنید.

در Matlab این قابلیت وجود دارد که با فشار دادن دکمه حرکت مکان‌نما به سمت بالا دستور قبلی دوباره تایپ شود. دکمه حرکت مکان‌نما به سمت بالا را فشار دهید.‌‌
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید، تا نتیجه را مشاهده کنید.

مشاهده می‌کنید که مجموع عناصر قطر اصلی نمایش داده شده است و جواب نیز در ماتریس ans ذخیره شده است. در ادامه می‌خواهیم عناصر ستون اول آرایه A را با هم جمع کنیم. برای اینکار دستور A(1,1) + A(2,1) + A(3,1) را باید وارد کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

اکنون مجموع عناصر ستون اول ماتریس A را مشاهده می‌کنید. برای محاسبه مجموع کل عناصر آرایه A از دستور sum(A() استفاده می‌کنیم. در ادامه این دستور را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

مشاهده می‌کنید که مجموع کلیه عناصر آرایه A محاسبه شده است. عملگر “:” کاربردهای دیگری نیز دارد که در ادامه به بررسی آن می‌پردازیم. برای بررسی یکی از این کاربردها دستور۱:۵ را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

مشاهده می‌کنید که خروجی این دستور از اعداد ۱ تا ۵ با قدم یک می‌باشد. حال دستور ۴۰:-۵:۲۰ را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

خروجی این دستور اعداد ۴۰ تا ۲۰ با قدم ۵- می‌باشد. در ادامه دستور فوق را وارد کرده و یک کاراکتر “;” در انتهای آن وارد می‌کنیم. برای اینکار کافیست دکمه حرکت مکان‌نما رو به بالا را فشاردهید تا دستور قبلی ظاهر شود.‌
کلید ; صفحه کلید را ‌فشار دهید.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

اگر در انتهای دستور علامت; را تایپ ‌کنید خروجی را مشاهده نمی‌کنید، ولی جواب در Workspace ذخیره خواهد شد. در جدول زیر دستورات ساخت ماتریسهای مختلف نمایش داده شده است.
برای حذف ستون دوم ماتریس A دستور A(:,2)=[] را وارد می‌کنیم. در این دستور با استفاده از کاراکتر : تمامی ردیفها را انتخاب کرده‌ایم. سپس بعد از کاما شماره ستون ماتریس را تعیین می‌کنیم. در انتها قسمت انتخاب شده در ماتریس A را برابر یک ماتریس خالی قرار می‌دهیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

مشاهده می‌کنید که ستون دوم ماتریس A حذف شده و چون قبلاً ماتریس A یک ماتریس ۳*۳ بوده است اکنون به یک ماتریس ۳*۲ تبدیل شده است. این ماتریس را در پنجره Workspace نیز می‌توانید مشاهده کنید.‌
همانطور که تا اینجا متوجه شدید در MATLAB احتیاج به تعریف متغیر نداریم. دستورات زیر را در ادامه وارد می‌کنیم.
a=3 ; b=’M’; c=1.78; d= ‘This is a test’;
در این دستورات a و b و c یک ماتریس ۱*۱ و d یک ماتریس ۱۴*۱ می‌باشد. دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید تا مقادیر در Workspace ذخیره شوند.

مشاهده می‌کنید که متغیرها در Workspace قرار دارند. دو متغیر b و d از نوع آرایه کاراکتری می‌باشند ولی بقیه از نوع ماتریس هستند. تا اینجا متوجه شده‌اید که اعداد در MATLAB به صورت صریح مورد استفاده قرار می‌گیرند. اعداد مختلط در MATLAB با استفاده از i یا j نمایش داده می‌شوند.
در جدول زیر عملگرهای MATLAB را می‌توانید مشاهده می‌کنید.‌

البته به این نکته باید توجه کنیدکه برای ضرب آرایه در آرایه قبل از ضرب، از عملگر نقطه استفاده می‌کنیم در ادامه دستورات زیر که دو ماتریس a و b را تعریف کرده و سپس در هم ضرب می‌کند را وارد می‌کنیم.
a=[1 2 3 4]; b=[5 6 7 8]; a*bدکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

مشاهده می‌کنید که این دستور ایراد دارد در ادامه دستور a.*b را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

مشاهده می‌کنید که این بار دو ماتریس a و b در هم ضرب می‌شوند. برای عملیات توان و تقسیم نیز همین روند را باید انجام داد.
در ادامه می‌خواهیم توابع موجود در نرم‌افزار MATLAB را بررسی کنیم برای مشاهده توابع اصلی MATLAB دستور help elfun را وارد می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

اکنون توابع اصلی این نرم‌افزار را مشاهده می‌کنید که توضیح مختصری در جلوی هر کدام نوشته شده است.

یکی دیگر از مباحثی که در MATLAB به آن احتیاج داریم چند جمله‌ایها می‌باشند در ابتدا باید روش شناسایی چند جمله‌ای را بررسی کنیم. در MATLAB چند جمله‌ای براساس بردار ضرایب مشخص می‌شود به عنوان مثال چند جمله‌ای f = 4×4 + 3×2 + 5x – 3به صورت زیر در MATLAB نمایش داده می‌شود.
f= [4 , 0 , 3 , 5, -3]‌
یعنی به ترتیب توانها ضرایب آنها را می‌نویسیم و با استفاده از کاما از یکدیگر جدا می‌کنیم. چند جمله‌ای g = 6×3 – 2×2 + 4x +2 نیز به صورت g = [6,-2,4,2] نمایش داده می‌شود در ادامه این دستورات را وارد می‌کنیم.وظیفه این دستور تعریف دو چند جمله‌ای f و g می‌باشد. دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.
f = 4×4 + 3×2 + 5x – ۳‌
g = 6×3 – 2×2 + 4x +2

در ادامه می‌خواهیم چند جمله‌ای f را با چند جمله‌ای g جمع کنیم. برای این کار باید هر دو چند جمله‌ای دارای درجه‌های برابر باشند. برای این کار باید در چند جمله‌ای g ضریب x4 را برابر صفر تعریف کنیم. پس در ادامه دستور زیر را وارد می‌کنیم. این دستور باعث می‌شود که یک جمله با ضریب صفر در ابتدای چند جمله‌ای اضافه شود.
g = [ 0 , g ];‌
توسط دستور h = f + g نیز دو چند جمله‌ای را با هم جمع کرده و در متغیر h ذخیره می‌کنیم.
دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.

اکنون نتیجه را مشاهده می‌کنید برای ضرب یک عدد در چند جمله‌ای از ضرب یک عدد در ماتریس استفاده می‌شود. در ادامه دستور زیر را وارد می‌کنیم :
۲*g‌دکمه Enter صفحه کلید را فشار دهید.