Automatización y Control de Sistemas Dinámicos

Tutorial Octave

Automatización y Control de Sistemas Dinámicos

Laboratorio: Entrada 1

¿Qué es Octave?

GNU Octave es un lenguaje de alto nivel destinado para el cálculo numérico. Provee una interfaz sencilla, orientada a la línea de comandos, que permite la resolución de problemas numéricos, lineales y no lineales, además permite la ejecución de scripts.

Octave posee una gran cantidad de herramientas que permiten resolver problemas de álgebra lineal, cálculo de raíces de ecuaciones no lineales, integración de funciones ordinarias, manipulación de polinomios, integración de ecuaciones diferenciales ordinarias y ecuaciones diferenciales algebraicas. Sus funciones también se pueden extender mediante funciones definidas por el usuario escritas en el lenguaje propio de Octave.

Ir a la página principal de Octave.

Características de Octave:

• La sintaxis es similar a la utilizada en MATLAB, por lo que se le considera precisamente la versión libre de MATLAB.

• Es un lenguaje interpretado.

• No permite punteros.

• Se pueden generar scripts.

• Soporta gran parte de las funciones de la biblioteca estándar de C.

• El lenguaje está pensado para trabajar con matrices y provee mucha funcionalidad para trabajar con éstas.

Instalación

Usando Ubuntu como sistema operativo, Octave puede ser instalado desde el instalador de paquetes synaptic o desde línea de comandos con apt-get. El nombre del paquete a instalar se llama octave3.2, en una de sus versiones más estables.

esteban@presario:~$ sudo apt-get install octave3.2

Correr octave

Para hacer uso de octave, abrimos una terminal o consola de comandos, y escribimos octave.

esteban@presario:~$ octave

Esto nos desplegará información de la versión que tenemos instalada actualmente en nuestra computadora y así entramos a la consola de octave, muy parecida a la usada en python, y es aquí donde empezaremos a escribir cálculos matemáticos para nuestro primer ejemplo.

GNU Octave, version 3.2.4

Copyright (C) 2009 John W. Eaton and others.

This is free software; see the source code for copying conditions.

There is ABSOLUTELY NO WARRANTY; not even for MERCHANTABILITY or

FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. For details, type `warranty'.

Octave was configured for "i686-pc-linux-gnu".

Additional information about Octave is available at http://www.octave.org.

Please contribute if you find this software useful.

For more information, visit http://www.octave.org/help-wanted.html

Report bugs to (but first, please read

http://www.octave.org/bugs.html to learn how to write a helpful report).

For information about changes from previous versions, type `news'.

octave:1>

Salir de octave

Para salir de la línea de comandos dentro de octave, basta con escribir quit o exit y presionar enter.

octave:1> exit

esteban@presario:~$

Nociones básicas

Lo siguiente es una sesión simple que realice en octave. En ella podemos ver como es posible asignar valores a las variables, hacer operaciones fundamentales sencillas, uso de vectores, y multiplicación básica de un vector, así como ver de nuevo el valor que tenemos en una variable y como es posible cambiar su valor.

Pero todo esto lo explico más a detalle en las siguientes secciones.

octave:1> a = 2*3

a = 6

octave:2> b=[1 2 3 4]

b =

1 2 3 4

octave:3> c = a*b

c =

6 12 18 24

octave:4> d = c/2

d =

3 6 9 12

octave:5> a

a = 6

octave:6> a = a*5

a = 30

octave:7> quit

Cambe mencionar que cuando salimos de octave, todas las variables usadas son liberadas, por lo que al entrar de nuevo, no se habrá guardado nada de nuestra sesión anterior.

Guardar una sesión

Octave almacena los comandos ejecutados previamente por el usuario, incluso órdenes ejecutadas en sesiones anteriores, el archivo donde se guarda el historial se encuentra en el directorio home del usuario y lleva el nombre de .octave_hist. Gracias a esta característica podemos buscar un comando ejecutado previamente.

Pero al salir de Octave se perderán todas las variables que se han creado. Para eso existen los comandos save y load, que sirven para guardar una sesión y así recuperar las variables que ya teníamos asignadas.

Enseguida podemos ver la asignación de algunas variables, y como al terminar de usarlas se guardan en una sesión llamada "prueba".

octave:1> a = 5

a = 5

octave:2> b = 3

b = 3

octave:3> c = a*b

c = 15

octave:4> save prueba

octave:5> quit

Si en una siguiente ocasión regresamos a octave, si queremos ver alguna variable que habíamos usado anteriormente, vemos que esta ya no existe y se lanza un error. Pero después de cargar la sesión "prueba", previamente guardada, podemos recuperar todas las variables usadas.

octave:1> c

error: `c' undefined near line 1 column 1

octave:1> load prueba

octave:2> c

c = 15

octave:3>

También es posible recuperar específicamente alguna o algunas variables.

octave:1> load prueba a c

octave:2> a

a = 5

octave:3> b

error: `b' undefined near line 3 column 1

octave:3> c

c = 15

octave:4>

Vemos que solo recuperamos la variable "a" y "c", por lo tanto "b" lanza error, ya que no esta definida aún.

Operaciones aritméticas y cosas útiles

En la siguiente sesión de octave muestro el uso de operaciones aritméticas comunes. Agregue el signo "#", usado para comentarios, para explicar lo que se hace en cada línea.

octave:1> # Se respetan las reglas para el orden de operaciones

octave:1> 4 + 10 / 5 - 3

ans = 3

octave:2> # Es buena practica usar paréntesis para evitar conflictos

octave:2> (4 + 10) / (5 - 3)

ans = 7

octave:3> # Para calcular potencias existen dos formas

octave:3> 2^8

ans = 256

octave:4> 2**8

ans = 256

octave:5> # Negación de una

...