Introducci´on a matlab

Cap´ıtulo 1

INTRODUCCI´ON A MATLAB

1.1 Introducci´on

En estas notas se pretende realizar una introducci´on muy b´asica a matlab, orient´andola

en el siguiente cap´ıtulo al estudio de sistemas de control. En l´ıneas generales, matlab es

una herramienta interactiva basada en matrices para c´alculos cient´ıficos y de ingenier´ıa (de

hecho, el t´ermino matlab procede de matrix laboratory). Desde el punto de vista del control,

matlab se puede considerar un entorno matem´atico de simulaci´on que puede utilizarse para

modelar y analizar sistemas. Permitir´a el estudio de sistemas continuos, discretos, lineales y

no lineales, mediante descripci´on interna y externa, en el dominio temporal y frecuencial.

matlab constituye un entorno abierto, para el cual numerosas paquetes espec´ıficos adicionales

(toolboxes) han sido desarrollados. En el caso que nos ocupa se utilizar´a fundamentalmente

el Control System Toolbox. Estos paquetes espec´ıficos adicionales est´an constituidos por un

conjunto de funciones que pueden ser llamadas desde el programa y mediante las cuales se

pueden realizar multitud de operaciones.

Las referencias al Control System Toolbox se realizar´an directamente en los ejemplos que

acompa˜nan a estas notas.

Las notas se centrar´an fundamentalmente en aquellos aspectos y funciones que m´as inter´es

tengan desde el punto de vista de control, instando al lector a que busque en el manual de

usuario cualquier informaci´on adicional que desee ([4], [3], [2]). Para el desarrollo de las

mismas se ha utilizado asimismo, una serie de referencias b´asicas en control: [1], [5], [6], [7],

etc.

1

2 Instalaci´on

1.2 Instalaci´on

La forma normal en la que se encuentra el sistema una vez instalado es la siguiente (versi´on

3.5.1):

\matlabr11\bin

\extern

\help

\notebook

\simulink

\sys

\toolbox

\control

\local

\matlab

\simulink

\work

El n´ucleo fundamental de matlab se encuentra en los subdirectorios BIN y MATLAB.

En BIN se encuentran los programas ejecutables. El subdirectorio MATLAB contiene los

ficheros .m (aunque ser´an explicados posteriormente, comentamos brevemente que consisten

en ficheros escritos a base de comandos de matlab y que realizan una funci´on determinada),

que contienen las funciones b´asicas para el funcionamiento de matlab. En este sentido, es

necesario comentar que matlab cuenta con dos tipos b´asicos de funciones:

Funciones denominadas built-in functions: Son funciones que matlab tiene incorporadas

internamente y por tanto no son accesibles al usuario.

Funciones llamadas m functions: Son funciones cuyo c´odigo es accesible. Las que se encuentran

en el subdirectorio MATLAB son las b´asicas para el funcionamiento del

sistema.

Como se desprende del ´arbol de directorios, los toolboxes se suelen instalar en forma de subdirectorios

en el disco duro, colgando del subdirectorio TOOLBOX. En ellos se encuentran

tambi´en funciones .m orientadas al control de sistemas. Adem´as, se pueden incorporar otros

toolboxes (signal processing, image processing, robust control, non-linear control,

system identification, etc), e incluso funciones propias del usuario.

INTRODUCCI ´ON A MATLAB 3

matlab\general - Comandos de prop´osito general

matlab\ops - Operadores y caracteres especiales

matlab\lang - Constructores del lenguaje de programaci´on

matlab\elmat - Matrices elementales y manipulaci´on matricial

matlab\elfun - Funciones matem´aticas elementales

matlab\specfun - Funciones matem´aticas especiales

matlab\matfun - Funciones matriciales - ´algebra lineal num´erica

matlab\datafun - An´alisis de datos y transformada de Fourier

matlab\polyfun - Interpolaci´on y polinomios

matlab\funfun - Funciones de funciones y m´etodos para ODE

matlab\sparfun - Funciones para matrices dispersas

matlab\graph2d - Gr´aficos en dos dimensiones

matlab\graph3d - Gr´aficos en tres dimensiones

matlab\specgraph - Gr´aficos especializados

matlab\graphics - Manipulaci´on de gr´aficos

matlab\uitools - Herramientas de interfaz gr´afica de usuario (GUI)

matlab\strfun - Cadenas de caracteres

matlab\iofun - Funciones para entrada/salida de ficheros

matlab\timefun - Hora y fecha

matlab\datatypes - Tipos de datos y estructuras

matlab\winfun - Ficheros de interfaz con Windows (DDE/ActiveX)

matlab\demos - Ejemplos y demostraciones

simulink\simulink - Simulink

simulink\blocks - Librer´ıa de bloques de Simulink

simulink\simdemos - Ejemplos y demostraciones de Simulink

toolbox\control - Paquete de Control de Sistemas

toolbox\local - Librer´ıa de funciones locales

Tabla 1.1: Listado del comando help

4 Primeros pasos

1.3 Primeros pasos

Una vez arrancado matlab , se abre la ventana de comandos en la que aparece el prompt

o l´ınea de comandos (representado con el s´ımbolo
). Este es el momento de comentar

la existencia del comando m´as famoso de cualquier aplicaci´on: help. Introduciendo este comando

aparecer´an todas las citadas built-in functions, tanto las contenidas en el subdirectorio

MATLAB, como otras contenidas en subdirectorios eventualmente a˜nadidos

...