MATLAB®是一个用于各种技术计算(如数据分析、仿真和算法开发)的环境。本视频将向您展示基础知识，并让您了解在MATLAB中工作是什么样的。一定要坚持到最后，找出接下来要深入学习MATLAB的地方。所以，让我们开始吧，
这是位于马萨诸塞州纳蒂克的MathWorks总部的一座建筑。看到那些漂亮的太阳能板了吗?好吧，让我们看看它们是否正常工作。有一个理论模型告诉我们产量应该是多少。让我们实现它，并将其与面板记录的实际数据进行比较。
首先，我们需要一些常数:纳蒂克的纬度和“太阳赤纬”，这只是一个角度，告诉我们太阳在某一天的天空中有多高。这些是我们可以查到的值。让我们用6月21日的值，这是一年中白天最长的一天，这样我们就能得到最大的产量。我们的计算在命令窗口中输入并立即执行，我们可以在工作区中看到我们刚刚创建的变量。
我们刚刚输入的角度是以角度为单位的，但如果我们要用它们来做数学运算，最好将它们转换为弧度。我们可以进行标准的数学计算，并将结果分配给一个新变量，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。但是我们也可以使用内置的MATLAB函数。
接下来，我们想要计算全天的产量，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。我们将从日出后的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太阳时。这与时钟上的时间并不完全相同，因为时区和夏令时等惯例。所以，我们取时间向量，然后进行移位。
现在我们可以计算太阳和电池板夹角的影响了。这个方程很长，但MATLAB代码看起来就像数学，所以它很容易实现。同样，公式的这部分假设的是角度而不是弧度，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函数接受以度而不是弧度为单位的输入。MATLAB有各种各样的函数，从三角函数到异常值检测到曲线拟合到图论到信号滤波。所以检查文档总是好的。
现在我们知道了cosd，我们可以完成我们的公式。让我们在行末添加一个分号，这样就不会显示结果。如果我们想查看这些值，我们总是可以双击工作区中的sunangle变量:它会打开变量编辑器。但图形化可能更有用。我们可以选择变量t和sunangle，然后在工具条中选择“绘图”选项卡。选择一个图，它就在那里。现在我们也有了代码所以我们知道下次如何通过编程来做。太阳升起和落下时，由太阳角度引起的辐射强度应为0，并在当地中午达到峰值。当太阳直射在面板上时，我们应该得到100%的强度。但在马萨诸塞州，即使在6月，太阳也不会直射头顶，所以这幅图看起来是正确的。
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。光通过的空气越多，到达电池板的能量就越少。让我们输入这个经验方程和....哎呀，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认为这个k是一个矩阵指数。但这不是我们想要的——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收回该命令，然后执行错误消息所说的操作并将指数操作更改为。carat。
最后，我们只需要将两个强度因子相乘(我们已经从之前的错误中吸取了教训，所以这次我们将使用点星号)，然后乘以面板的大小，就可以得到总的理论能量产量。检查图表，看起来很合理，所以这就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，如果天气晴朗的话。接下来，我们需要获得实际数据并对两者进行比较。
但在此之前，将我们所做的保存到一个脚本中可能是个好主意。让我们回到命令历史，选择我们用来到达这里的命令，右键单击，并选择Create Live Script。这将打开编辑器，其中包含所选命令的脚本。现在我们可以编辑命令，因为我们有一个活动脚本，我们可以通过将其分割成部分、添加文本、注释、标题、图像、方程式等来使其更有用。现在我们可以运行部分代码或整个脚本，输出显示在代码旁边的输出面板中。我们可以使用交互工具来清理我们的情节。同样，我们获得代码，以便将其添加到脚本中。
现在来看数据。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。Import Tool查看文件的内容。它将第一列识别为时间戳，因此希望以适合日期和时间的数据类型导入这些时间戳。它还希望将所有数据一起导入为表，这是为这种电子表格数据设计的数据类型，其中我们有对几个不同变量的一系列观察。那么，让我们以这种形式导入数据，但是可能用一个稍微简单的变量名。现在我们有了这个变量，产量，它是一个有三个变量的2880个观察值的表。这三个变量分别是时间和两个不同太阳能电池板阵列产生的电量。
导入一些数据后，第一步通常是将其绘制成图，以了解您正在处理什么。让我们用绘图函数。为了获取表中的各个变量，我们使用点表示法——表名、点和变量名。并注意建议补全的有用编程辅助。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，因此我们可以看到6月份的30个每日峰值。我们可以使用互动工具来探索剧情。我们可以看到有一些阴天，不幸的是，包括21号。但是在这里你可以看到26号是完美的。
那么我们如何得到某一天的产量呢?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时间切片数据，那么将数据从一个连续的时间序列重新排列到一个时间和天的网格中可能会很有用。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——每小时4次——每月30天。因此，让我们使用重塑函数将长向量转换为96 × 30矩阵。
现在可以很容易地提取任意一天的数据。为了得到第21列的数据，我们进入矩阵，取第21列的所有行。这些数据是全天记录的，因此我们需要制作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放到图函数中这样我们就能同时看到它们了。不出所料，21日的数据不太好。但请记住，26日看起来不错，几天后太阳的角度不会改变太多，所以让我们看看那一天。值得庆幸的是，很容易更改到不同的日期并重新运行该部分。
现在我们可以看到，数据与模型一致，直到逆变器可以处理的阈值。对于我们的系统，面板可以产生高达270千瓦，但逆变器有207千瓦的限制。我们可以返回并使用最小函数将这种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。如果我们只是想与某人分享我们的发现，我们可以将脚本的副本保存为静态文档，比如PDF。但是我们也可以将这个脚本(连同数据文件)提供给任何使用MATLAB的人，他们可以自己运行它并重现我们的结果。他们可以编辑脚本，研究数据，改进模型，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，是时候正确地学习它了。学习MATLAB没有比使用它更好的方法了。因此，请前往MATLAB Onramp，它将交互式地教授MATLAB的基础知识-您将在我们的在线培训环境中实际输入MATLAB命令并获得即时反馈。它是免费的，应该只需要几个小时。你可以随时离开，以后再来。欢迎来到MATLAB!
