erin byrne,mathworks
开始使用matlab®通过一个例子。这个视频向你们展示了基础知识,让你们了解在MATLAB中工作是什么样子的。
该视频介绍了如何计算太阳能电池板的能量生产。您将看到如何导入数据、定义变量和使用MATLAB桌面环境的各种元素执行计算,包括命令窗口、工作区浏览器和变量编辑器。使用预构建的图可视化数据,然后自定义这些可视化。您还将学习如何使用文档查找内置函数、关于它们的语法指导以及演示如何使用这些函数的代码示例。
最后,您将看到如何使用Live Editor创建脚本,将代码、输出和格式化文本组合到可执行笔记本中,并与他人共享。
MATLAB®是各种技术计算的数据分析,仿真和算法开发的环境。此视频将向您展示基础知识,并为您了解Matlab在Matlab的样子。一定要留在最后,了解旁边的地方学习matlab深度。所以,让我们开始。
这是MathWorks位于马萨诸塞州纳蒂克的总部大楼之一。看到那些漂亮的太阳能电池板了吗?让我们看看它们是否能正常工作。有一个理论模型告诉我们生产应该是怎样的。让我们实现它,并将它与面板中记录的实际数据进行比较。
首先,我们需要一些常数:纳尼克的纬度和“太阳倾斜”,这只是一个角度,告诉我们太阳在给定的一天的天空中有多高。这些是我们可以查找的值。让我们使用6月21日的价值,这是一年中最长的一天,所以这将使我们提供最大的生产量。我们的计算输入命令窗口并立即执行,我们可以看到我们在工作区中刚刚在此处创建的变量。
我们刚进入的角度是度数,但如果我们要与他们一起做数学,那么将它们转换为弧度可能会更好。我们可以做标准的数学计算,并将结果分配给新变量,甚至会覆盖相同的变量。在这里,我们正在使用PI的内置值来手动进行转换。但我们也可以使用众多内置MATLAB功能之一。
接下来,我们想要计算一整天的产量,所以我们需要一个时间范围。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,然后在日落前的8点开始15分钟。
我们的公式使用当地太阳时。这和时钟上的时间不完全一样,因为时区和夏令时等惯例。我们取乘向量,并进行平移。
现在我们准备计算太阳和电池板之间的角度的影响。这个等式很长,但是MATLAB代码看起来就像数学,所以很容易实现。同样,公式的这一部分假设的是角度而不是弧度,所以我们可以转换或者。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函数可以接受角度而不是弧度的输入。MATLAB具有各种功能,从三角函数到离群点检测到曲线拟合到图论到信号滤波。所以检查文档总是好的。
现在我们知道COSD,我们可以完成我们的公式。让我们将分号添加到行的末尾,以便显示结果。如果我们想查看值,我们始终可以双击工作空间中的Sunangle变量:它打开了变量编辑器。但是要以图形方式查看它可能更有信息。我们可以选择变量T和SANANGLE,然后转到ToolStrip中的“绘图”选项卡。选择一个绘图,它是。现在我们也有代码,所以我们知道下次如何编程方式。由于太阳的角度,由于太阳升起并在当地中午升起并达到峰值,因此辐射强度应该为0。当太阳直接在面板上时,我们应该得到100%的强度。但在马萨诸塞州,太阳从来没有直接过于开销,即使在6月份也是如此,因此情节看起来对。
好的,这就是太阳的角度占了。要完成模型,我们需要计算大气的效果。光的空气越多,能量越少的能量使其到面板。让我们输入这个经验方程式和....哎呀,出了问题。幸运的是,这种有用的错误消息让我们知道我们犯了一个常见的错误。Matlab自然地与矩阵自然地工作,包括做矩阵数学。因此,默认情况下,Matlab认为这克拉是一个矩阵指数。但这不是我们的意思 - 我们想要对数组的每个元素的指数,因此让我们使用向上箭头来调用该命令,然后执行错误消息并将指数操作更改为dot-carat。
最后,我们只需要将两个强度因子乘以(我们从前一个错误中学到了,所以我们将使用Dot-Star这个时间),并乘以面板的大小来获得总理论能源生产.检查情节看起来合理,所以它是:我们应该从太阳能电池板上获得的理论最大产量。这就是我们应该在6月21日看的话,如果这是一个完美的阳光灿烂的日子。接下来,我们需要获取实际数据并比较两者。
但在这样做之前,它可能是一个好主意,可以保存我们在脚本中所做的事情。让我们返回通过命令历史记录,然后选择我们用于到达这里的命令,右键单击,然后选择创建实时脚本。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直播脚本,我们可以通过拆分进入部分,添加文本,评论,标题,图像,等式等来使这更可用。现在我们可以运行代码或整个脚本的部分,并且输出显示在代码旁边的输出面板中。我们可以使用交互式工具清理我们的情节。并且,我们再次获取代码,以便我们可以将其添加到我们的脚本中。
现在用于数据。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月的录制生产。让我们导入该数据。导入工具查看文件的内容。它将第一列识别为时间戳,因此想要将这些数据类型导入适合日期和时间的数据类型。它还希望将所有数据作为表一起导入,这是一种为这种电子表格数据而设计的数据类型,我们具有几个不同变量的观察。所以,让我们只是以此形式导入数据,但可能使用略微更简单的变量名称。现在我们拥有这个变量,生产,这是一个表,其中三个变量为2,880个观察。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。
导入了一些数据,良好的第一步是往往会策略,了解你正在处理的内容。所以,让我们使用绘图函数。要在表格中获取单个变量,我们使用DOT表示法 - 表的名称,点和变量名称。并注意建议完成的有用编程辅助工具。运行脚本的此部分以查看结果。由于时间戳被导入DateTime变量,因此我们的情节的X轴被标记为日期,因此我们可以在6月份看到30个每日尖峰。我们可以使用交互式工具探索绘图一点。我们可以看到有一些阴天,包括21岁,不幸的是。但在这里,你可以看到第26架是完美的。
那么我们如何得到某一天的产量呢?好吧,有几种不同的方法可以做到这一点,但如果我们感兴趣的是按天或每天的时间切片数据,它可能是有用的重新安排我们的数据从一个连续的时间序列到网格的时间和天。这种方法对于每15分钟记录一次的数据来说是有意义的,所以6月份的2880次测量值对应着该月30天中的每一天的96次测量值——每小时4次。那么,让我们用重塑函数把这个长向量变成96 × 30的矩阵。
现在可以轻松提取任何给定日的数据。要获取21日的数据,我们进入我们的矩阵并采取21栏的所有行。这数据录制了一天,所以我们需要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数据点。
现在我们可以把理论和数据结合到绘图函数中,这样我们就能同时看到它们了。正如预期的那样,21世纪的数据不是很好。但是记住,26号看起来不错,几天也不会改变太阳的角度,所以让我们看看这一天。幸运的是,更改日期并重新运行该部分是很容易的。
现在我们可以看到数据同意该模型,嗯,最多的逆变器可以处理多少阈值。对于我们的系统,面板可以产生高达270千瓦,但逆变器的限制为207千瓦。我们可以返回并使用Min功能将此限制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很好地同意。
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。
而且你也可以。这些文件可供您下载。
而且,现在您对Matlab工作的感觉就像是这样的,是时候了解它了。没有更好的方法来学习matlab而不是与之合作。所以,前往Matlab ondramp,它将交互地教授Matlab的基础 - 您实际上在我们的在线培训环境中进入Matlab命令并获得即时反馈。它是免费的,应该只需要几个小时。你可以随时留下并以后回来。欢迎来到Matlab!
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