Presented by Byoung-Kuk Lee, Ph. D., Senior IEEE Energy Mechatronics Lab.

Presented by Byoung-Kuk Lee, Ph. D., Senior IEEE

Energy Mechatronics Lab.

College of Information and Communication Eng.

Sungkyunkwan University Tel: +82-31-299-4581 Fax: +82-31-299-4612 http://seml.skku.ac.kr EML: bkleeskku@skku.edu

Introduction of MATLAB

MATLAB의 개요

 MATrix + LABoratory

 행렬을 기본 데이터로 사용하는 계산환경

 M-file을 사용한 프로그래밍

 심볼로 이루어진 수식을 계산하는 기호 계산

 수치해석, 행렬연산, 신호처리 및 간편한 그래픽 기능 등을 통합

 고성능의 수치계산 및 결과의 가시화 기능을 제공하는 프로그램

 사용자와 쌍방향흐름의 대화식 프로그램 : 명령어 입력하면 바로 결과 출력

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Introduction of MATLAB

▶ MATLAB 코딩 체계 = 수학적인 기호 + 간단한 C문법

▶ MATLAB의 전형적인 이용범위











Introduction of MATLAB

  sin(x ) y

 위의 적분의 프로그래밍에 대해

 MATLAB에서 위와 같은 문제는

>> ezplot(y);

Why use MATLAB

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MATLAB 실행화면

Current Directory

- 작업 디렉토리 표시 및 변경 Workspace

- 사용하고 있는

변수 리스트

Command History

- 사용하였던 MATLAB

명령 리스트

Command Window

MATLAB 실행화면

▶

 New

- 새로운 MATLAB 파일

- M-file, Figure, Model, GUI

※ M-file 선택 : M-file파일 편집을 위한 텍스트 편집 윈도우 생성

 Open

- 저장된 MATLAB 파일 loading

New Open Cut Copy Paste Undo Redo Simulink

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MATLAB 실행화면

▶

 Import Data

- MATALB 파일외의 여러 가지 파일(소리, 영상 문자)을 loading

 Save Workspace As

 Set Path

- Work directory의 Path를 설정

 Close Current Directory

- MATLAB 프로그램 상에 실행된 여러 윈도우를 닫음.

- 한번 선택 할 때마다 다른 윈도우를 닫는 명령으로 변경

 Preferences

 Page setup

 Print

 최근 작업 파일

 Exit MATLAB

MATLAB Menu

MATLAB 실행화면

▶

 Undo

 Redo

 Cut

 Copy

 Paste

 Paste Special

- 클립 보드에 있는 데이터를 분리하여 붙여 넣기

 Select All

 Delete

 Find

 Clear

MATLAB Menu

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MATLAB 실행화면

▶

 Desktop Layout : MATLAB 윈도우 설정(배열)을 선택 - Default

- Command Window Only - Simple

- Short History - Tall History - Five Panel

 Undock Command Window

- Command 윈도우를 독립된 윈도우로 생성

 그 외 MATLB에서 사용 가능한 윈도우를 활성화 또는 비활성화

▶

 Mathworks사 웹 사이트, 업데이트 사이트 등 MATLAB과 관련된 웹 사이트 링크

▶

 Close all

MATLAB Menu

MATLAB 사용을 위한 환경설정

▶

 m파일 (예 : pwm.m)

- Script 형태의 MATLAB코드

- Command Window에 입력할 명령 및 함수들을 순차적으로 작성 - Command Window에 m-file 이름을 입력하면 작성된 명령 수행

 mat파일(사용된 변수들의 저장)

▶

 command window - 명령입력 및 결과 확인

 text window

- 명령입력 및 결과 확인

File & Directory

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MATLAB 사용을 위한 환경설정

▶

 File - Set Path 를 이용하여 path 저장

- Path를 저장하면 디렉토리 변경할 필요 없음

- Path를저장하지않고작업디렉토리변경은툴바의Current Directory에서 변경

 검색 경로의 지정을 고려

- 검색경로 : 실행에 필요한 m파일의 존재를 점검

Set Directory

MATLAB Command

▶

 Clear Command Window

 Command 윈도우에 표시된 내용을 모두 지움 >> clc (enter)

▶

 Clear variables and functions from memory

 변수와 함수를 메모리로부터 삭제

 사용법

>> clear <변수명> (enter) : 해당 변수를 지움 >> clear all (enter) : 모든 변수와 함수를 지움 ※ default = clear all

>> clear (enter)

Basic Command (I)

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MATLAB Command

▶

 MATLAB에서 보여지는 모든 변수의 형태를 결정

 Short 형 : 소수점 이하 5자리까지만 표시

 Long 형 : 소수점 이하 15자리까지만 표시

 사용법

▶

Basic Command (II)

MATLAB Command

▶

 명령과 함수에 대한 도움말

 사용법

>> help <명령 또는 함수> (enter)

Basic Command (III)

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MATLAB Command

▶

 명령수행 결과를 숨김

 요소가 많은 계산시에는 “;”를 사용

- 단, 계산과정의 확인이 필요한 경우에는 “;”없이 사용

Basic Command (IV)

Arithmetic Operation of MATLAB

▶

 등간 증감 연산자

 일정 구간 내 동일한 간격으로 증가 혹은 감소

 사용법 (default 간격 = 1)

>> <시작 값> : <간격> : <종료 값> (enter)

Basic Arithmetic (I)

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Arithmetic Operation of MATLAB

▶

 MATLAB 데이터 처리의 기본형태 ([ ]로 입력)

 행렬에서 행 구분은 “(enter)” 또는 “;”, 열 구분은 “ ” 또는 “,”

 사용법

Basic Arithmetic (II)

Arithmetic Operation of MATLAB

▶

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▶

 MATLAB에서 복소수 표현은 “i”로 표현

 예제 : 아래 행렬 C를 MATLAB에 표현

Arithmetic Operation of MATLAB

1 2 2 3 4 3 2

i i

C i i

 

 

      

Basic Arithmetic (IV)

▶

 “+”, “-”, “*”, “/”, “\”, “.” ...

 C언어와 유사한 형태

 행렬 산술 연산자를 포함 (단, 행렬간 연산 시 행렬의 차원이 같아야 함)

Arithmetic Operation of MATLAB

Arithmetic Operation (I)

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▶

 행렬의 나눗셈 연산자 : “/”, “\”

>> A/B (=AB¹) >> A\B (=A¹B)

Arithmetic Operation of MATLAB

Arithmetic Operation (II)

▶

 Dot Product “.”

 행렬 요소간 곱셈, 나눗셈 : “.*”, “./”

 행렬의 차원이 같아야 연산 가능

Arithmetic Operation of MATLAB

,

.*

a b e f

A B

c d g h

ae bf A B

cg dh

   

     

   

 

  

 

Arithmetic Operation (III)

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▶

Arithmetic Operation of MATLAB

수학 함수

abs(x) x의 절대값을 계산

sqrt(x) x의 근호값을 계산

round(x) x를 가까운 정수로 반올림

sign(x) x가 0보다 작으면 -1, 0이면 0. 0보다 크면 1 rem(x,y) x/y의 나머지를 계산

exp(x) e^x를 계산

삼각함수 (radian 단위)

sin(x) sin(x) 계산

cos(x) cos(x) 계산

tan(x) tan(x) 계산

asin(x) sin^-1(x) 계산 acos(x) cos^-1 (x) 계산 atan(x) tan^-1 (x) 계산 atan2(x,y) tan^-1 (y/x) 계산

Arithmetic Operation (IV)

▶

Arithmetic Operation of MATLAB

Arithmetic Operation (V)

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▶

Arithmetic Operation of MATLAB

Arithmetic Operation (VI)

▶

 2차원 그래픽에 관련된 함수들 - title(‘제목’)

- xlabel(‘제목’), ylabel(‘제목’) - text(x좌표, y좌표, ‘내용’)

- plot( x축, y축, ‘선의 색, 선의 모양’ ) : 꺾은선 그래프 - grid

- hold.

Graphical Function

Graphical Function (I)

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▶

 x축 data와 y축 data의 크기가 일치해야 함

Graphical Function

가능한 선의 Color Matlab

Symbol Color Matlab

Symbol Color

c 하늘 g 초록

m 자주 b 파랑

y 노랑 w 흰색

r 빨강 k 검은색

가능한 선의 Style Matlab

Symbol Style Matlab

Symbol Style - Solid

line : Dotted

line -- Dashed

line -. Dash-dot line

none No Line

가능한 선의 marker Matlab

Symbol

Marker Style

Matlab Symbol

Marker Style

+ + ^ △

o o v ▽

* * > ▷

. ● < ◁

x × pentagra

m ☆

Square □ hexagram ¤

Diamond ◇ none No marker

(default)

Graphical Function (II)

MATLAB Plot 설정

2. 편집하고자 하는 그래프 더블 클릭 1. Tools → Plot editor

3. 우측 하단에서 그래프 모양,

Plot tools (I)

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MATLAB Plot 설정

1. Plot editor 선택 후 그래프 전체 더블 클릭

3. 변경 하고자 하는 축 선택 후

레이블, 범위, 스케일 설정 4. 글꼴 선택 후에 글자체 및 크

기 설정

Plot tools (II)

2. 좌측 하단 메뉴를 통해서, 그래프 제목,배경색, 그리드 설정

▶

 다중 그래프의 표현

Graphical Function

1 2

3 4

Graphical Function (III)

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▶

 -pi < x < pi 일 때(단 x의 스텝은 0.05)

 subplot(211)의 X축에 x, Y축에 a=cos(x)를 plot 하시오

 subplot(212)에 X축에 x, Y축에 b=sin(x)를 plot 하시오

▶

 실습 1의 각 그래프에 축의 이름을 붙이시오

 실습 1의 각 그래프에 제목을 붙이시오

 실습 1의 각 그래프에 격자를 넣으시오

▶

 실습 1의 cos(x), sin(x) 그래프를 하나의 그래프에 그리시오

Graphical Function

Graphical Function (IV)

Graphical Function

Graphical Function (V)

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▶

Graphical Function

함 수 설 명

plot x와 y축에 대해서 모두 선형 배율로 된 그래프 loglog x와 y축에 대해서 모두 log배율로 된 그래프

semilogx x축에 대해서는 log배율, y축에 대해서는 선형 배율로 된 그래프

semilogy x축에 대해서는 선형 배율, y축에 대해서는 log배율로 된 그래프

▶

Graphical Function

Graphical Function (VII)

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What is Simulink?

▶

▶ 동적 시스템을 시뮬레이션 하는 도구

 그래픽 인터페이스 (Graphic Interface)

 기본적으로 제공하는 100개 이상의 블록들(라이브러리)의 조합으로 시스템의 특성을 표현

 아이콘 화 되어 있는 기능 블록을 이용하여 시각적으로 알기 쉽게 모델링

 동적 시스템 (Dynamics System)

 시간에 따라 응답이 선형이나 비선형으로 변하는 하나의 프로세스  미분 방정식 혹은 차분 방정식으로 표현, 블록선도로도 나타낼 수 있음

Simulink의 특징

What is Simulink?

▶

 Circuit Configuration

- PSIM, PSPICE, SABER..

 Control Strategy

- MATLAB(Simulink)

 토폴로지 설계에 강점 컨버터/인버터 설계 스너버 회로 설계 공진 네트워크 설계

…

 모든 동적 시스템 모델링 가능

Simulink의 특징

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What is Simulink?

Understanding basic usage of SIMULINK

▶

▶

 기초 회로 5개를 모델링 함으로서 기본적인 Simulink 사용방법 이해

 반파 정류 회로 모델링을 통하여 응용능력 향상

Example

Simulink의 시작

①

②

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Simulink의 시작

Library Browser

목록이나 아이콘의 형태로 제공하는 기본 기능을 보여줌

Basic ICON

Find Library

Simulink의 시작

Simulation Time Setting 시뮬레이션의 연산 조건 설정

①

② ③

④

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Simulink의 기초

① 저항회로 ② 저항병렬회로 ③ 저항직렬회로

④ 인덕터 회로 ⑤ RL 회로

5개의 간단한 예제 회로를 Simulink로 모델링 Simulink의 특징



Process

1. 시스템의 분석 2. 수학적 모델링 3. 블록화

4. 가상실험

⑥ 단상 반파 다이오드 정류 회로

Simulink의 기초

① 저항회로: Basic Block의 이해

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Simulink의 기초

>>Plot(t,I)

>>Plot(t,Isum)

② 저항병렬회로: To Workspace의 이해

Simulink의 기초

③ 저항직렬회로: Subsystem의 이해

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Simulink의 기초

④ 인덕터 회로: Continues Library의 이해

Simulink의 기초

1. 시스템의 분석 2. 수학적 모델링 3. 블록화

4. 가상실험

⑤ RL 회로 : Modeling 절차의 이해

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Simulink의 기초

1. 시스템의 분석 2. 수학적 모델링 3. 블록화

4. 가상실험

⑥ 단상 반파 다이오드 정류 회로

60

220*sqrt(2) 10