MATLAB^®是一个用于各种技术计算的环境，如数据分析、仿真和算法开发。本视频将向你们展示基础知识并让你们了解在MATLAB中工作是什么样子的。请务必停留到最后，找出下一步去哪里，以深入学习MATLAB。我们开始吧。 

这是马萨丘塞特州纳蒂克市MathWorks总部的一座建筑。看到那些漂亮的太阳能电池板了吗？好吧，让我们看看他们是否工作正常。有一个理论模型说明了生产应该是什么。让我们实现它，并将其与从面板记录的实际数据进行比较。

首先，我们需要一些常量:纳蒂克的纬度和“太阳赤纬”，“太阳赤纬”只是告诉我们在某一天太阳在天空中的高度的一个角度。这些值我们可以查一下。我们用6月21日的值，这是一年中最长的一天，这样我们就能得到最大的产量。我们的计算被输入到命令窗口并立即执行，我们可以看到我们刚刚在工作区中创建的变量。

我们刚刚输入的角度是以度为单位的，但如果我们要用数学来计算，最好把它们转换成弧度。我们可以进行标准的数学计算，并将结果赋给一个新变量，甚至覆盖相同的变量。这里我们使用pi的内置值手动进行转换。但我们也可以使用许多内置的MATLAB函数之一。

接下来，我们要计算全天的产量，所以我们需要一系列的时间。让我们做一个向量来表示一天中的时间。我们将在日出后的5:30开始，以15分钟为增量，直到日落前的8:00。

我们的公式使用当地的太阳时间。这与时钟上的时间不完全相同，因为时区和夏令时等惯例。所以，我们将取时间向量，并应用移位。

现在我们准备计算太阳和面板之间的角度的影响。这个方程很长，但是MATLAB代码看起来就像数学一样，所以很容易实现。同样，公式的这一部分假设的是度而不是弧度，所以我们可以转换或。。。我们可以在文档中找到更多关于三角函数的信息，我们发现有一个cosd函数，它接受以度而不是弧度为单位的输入。MATLAB有各种各样的功能，从三角函数到异常值检测到曲线拟合到图论到信号滤波。所以检查文档总是很好的。

现在我们知道了cosd，就可以完成这个公式了。让我们在行尾添加一个分号，这样结果就不会显示出来。如果我们想要查看这些值，我们总是可以在工作区中双击sunangle变量:它会打开变量编辑器。但用图形化的方式看可能更有用。我们可以选择变量t和sunangle，然后进入工具条的plot选项卡。选择一个地块，它就在那里。现在我们也有了代码，所以我们知道下次怎么用程序来做。当太阳升起和落下时，由于太阳角度的辐射强度应该是0，并在当地中午达到峰值。当太阳直射在面板上方时，我们应该能得到100%的强度。但在马萨诸塞州，即使在6月，太阳也不会直射到头顶，所以这幅图看起来是正确的。

好吧，这就是太阳的角度。为了完成这个模型，我们需要计算大气的影响。光线穿过的空气越多，进入电池板的能量就越少。让我们输入这个实验式和....哦，出问题了。幸运的是，这个有用的错误消息让我们知道我们犯了一个常见的错误。MATLAB可以很自然地处理向量和矩阵，包括做矩阵数学。默认情况下，MATLAB认为克拉是矩阵指数。但这不是我们的意思——我们想要数组中每个元素的指数，所以让我们使用向上箭头来回忆这个命令，然后按照错误消息所说的做，将指数操作更改为dot-carat。

最后，我们只需要将两个强度因子相乘（我们已经从前面的错误中学习了，所以这次我们将使用点星），然后乘以面板的大小，得到总的理论能量生产。检查图是否合理，结果是：我们应该从太阳能电池板获得的理论最大产量。这是我们在6月21日应该看到的，如果这是一个完美的晴天。接下来，我们需要获得实际数据并比较两者。

但在此之前，最好将我们所做的保存在脚本中。让我们回顾命令历史，选择我们在这里使用的命令，右键单击，并选择Create Live Script。这将使用包含所选命令的脚本打开编辑器。我们现在可以编辑命令，而且因为我们有一个实时脚本，所以我们可以通过将命令分成部分、添加文本、注释、标题、图像、方程等来使其更有用。现在我们可以运行部分代码，或者整个脚本，输出将出现在代码旁边的输出面板中。我们可以使用互动工具来清理我们的情节。同样地，我们得到了代码，所以我们可以将它添加到脚本中。

现在来看看数据。在当前文件夹浏览器中，我们可以看到我们有一个电子表格，其中包含2018年6月录制的产品。让我们导入数据。导入工具查看文件的内容。它将第一列识别为时间戳，因此希望以适合于日期和时间的数据类型导入时间戳。它还希望将所有数据导入到一个表格中，这是一种为电子表格数据设计的数据类型其中我们有一些不同变量的观察。我们导入这个表单中的数据，变量名稍微简单一点。现在我们有了这个变量，production，这是一张包含了2880个三个变量的观察值的表格。这三个变量是时间和两个不同的太阳能电池板阵列产生的电力。

导入一些数据后，一个好的第一步通常是绘制它，以了解您正在处理的是什么。我们用绘图函数。为了获得表中的单个变量，我们使用点表示法——表名、点和变量名。并注意建议完成的有用的编程辅助。运行脚本的这一部分以查看结果。因为时间戳是作为datetime变量导入的，所以我们的图的x轴被标记为日期，所以我们可以看到6月份的30个日峰值。我们可以使用互动工具来探索情节。我们可以看到有一些阴天，不幸的是，包括21日。但在这里，你可以看到26日是完美的。

那么，我们如何获得一天的产量呢？好的，我们有几种不同的方法可以做到这一点，但是如果我们对按天或按时间分割数据感兴趣，那么将数据从一个连续的时间序列重新排列为一个时间和天数的网格可能会很有用。这种方法对于每15分钟统一记录一次的数据是有意义的，因此6月份的2880次测量对应于96次测量——每月30天中的每小时4次。那么，让我们使用重塑函数将长向量更改为96×30矩阵。

现在很容易提取任何一天的数据。为了得到第21列的数据，我们进入我们的矩阵并获取第21列的所有行。这些数据一整天都在记录，所以我们需要做一个从午夜到午夜的时间向量，现在我们可以绘制它。让我们添加一个样式规范来显示实际的数据点。

现在我们可以把理论和数据都给绘图函数，这样我们就可以一起看到它们。正如所料，21日的数据不是很好。但是请记住，26号看起来不错，几天内太阳的角度不会改变那么多，所以让我们看看那天。谢天谢地，换到另一天并重新运行该部分很容易。

现在我们可以看到，数据与模型一致，嗯，直到一个阈值，多少逆变器可以处理。对于我们的系统，面板可以产生高达270kw，但逆变器有207kw的限制。我们可以返回并使用最小函数将这个极限行为添加到我们的模型中。重新运行脚本…现在我们看到数据与理论模型非常吻合。

我们在这里做了一些伟大的工作。所以，我们应该分享它。如果我们只是想与他人分享我们的发现，我们可以将脚本保存为静态文档，比如PDF。但是我们也可以把这个脚本(连同数据文件)给任何使用MATLAB的人，他们可以自己运行它并复制我们的结果。他们可以编辑脚本、研究数据、精炼模型，并执行新的分析。

你也可以。您可以下载这些文件。

现在，你已经有了在MATLAB中工作的感觉，是时候正确学习它了。没有比使用MATLAB更好的学习方法了。所以，去MATLAB Onramp，它将教你的基础MATLAB交互式-你将实际输入MATLAB命令在我们的在线培训环境，并得到即时反馈。这是免费的，应该只需要几个小时。你什么时候走都行，一会儿再来。欢迎来到MATLAB !