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MATLAB Tutorial

MATLAB Tutorial / Übungsaufgaben zu MATLAB 

1. Erstellen einfacher Funktionen in MATLAB:

Öffnen Sie ein neues Skript und erstellen Sie einen Zeitvektor t, der in 0,5-Schritten die Werte von 0 bis 10 enthält. Berechnen Sie für den Zeitvektor die Funktion y = sin(3t) und die Funktion z = ½ t2. Nennen Sie die Datei Aufgabe.m.

Hinweis: MATrix LABoratory rechnet mit Vektoren und Matrizen. Beachten Sie dies bei der Berechnung der Funktion z und setzen Sie an geeigneter Stelle einen Punkt.

2. Erstellen einfacher Matrizen in MATLAB:

Öffnen Sie ein neues Skript und erstellen Sie die Matrizen
Matrizen MATLAB
und eine Zufallsmatrix Z. Berechnen Sie zu den Matrizen die Inverse, die Pseudoinverse, die Determinante, die Eigenwerte, die Transponierte und die Diagonalelemente. Berechnen S zudem die Matrixmultiplikation und die elementweise Matrixmultiplikation zu den Matrizen B und Z. Nennen Sie die Datei Matrizen.m.

Hinweis: Nutzen Sie die Befehle eye(), ones(), zeros(), rand(), inv(), pinv(), transpose() und diag(). Bei der elementweisen Matrixmultiplikation wird Element 1 der Matrix 1 mit Element 1 der Matrix 2 multipliziert, Element 2 der Matrix 1 wird mit Element 2 der Matrix 2 multipliziert, usw.

3. Vektorperationen in MATLAB:

Öffnen Sie ein neues Skript und erstellen Sie eine Zufallsmatrix W mit 80 Zeilen und 80 Spalten. Erzeugen Sie einen Vektor a, der die erste Spalte und einen Vektor b, der die letzte Zeile der Matrix W enthält. Prüfen Sie die Dimensionen der Vektoren a und b und bilden Sie anschließend Skalar- und dyadisches Produkt. Nennen Sie die Datei Vektoren.m

Hinweis: Der Befehl size() zur Ausgabe der Dimension liefert die Anzahl der Zeilen und die Anzahl der Spalten in der genannten Reihenfolge. Das Skalarprodukt liefert aus 2 Vektoren eine Zahl, das dyadische Produkt liefert aus 2 Vektoren eine Matrix.

4. Plotten einfacher Funktionen in MATLAB:

Schreiben Sie ein Skript, dass die mathematische Funktion f(x) = x2-2x+1 grafisch im Definitionsbereich (x-Bereich) von x = -10 bis x = 10 darstellt. Beschriften Sie die Achsen, fügen Sie eine Legende und eine Diagrammüberschrift ein. Zusätzlich soll das Diagramm eine Gitterung zur besseren Übersicht erhalten. Nennen Sie die Datei Plot.m.
Hinweis: Nutzen Sie zur Bearbeitung der Aufgabe sowohl den Befehl plot() als auch den Befehl ezplot(). Im Falle von ezplot() müssen Sie eine symbolische Variable mittels syms einführen.

5. Mehrere Plots in einem Fenster in MATLAB:

Fügen Sie die Plots aus der vorigen Aufgabe in ein gemeinsames Figure ein. Beide Plots sollen horizontal nebeneinander erscheinen.
Hinweis: Nutzen Sie den Befehl subplot().

6. Berechnung einer Kugelfunktion in MATLAB:

Schreiben Sie eine Funktion zur Berechnung der Oberfläche und des Volumens einer Kugel. Die Funktion soll den Kugelradius in Meter als Eingabewert entgegennehmen. Nennen Sie die Datei Kugel.m.

Hinweis: 

Berechnung Kugelfunktion

7. Bestimmung der Dichte eines idealen Gases in MATLAB:

Schreiben Sie eine Funktion mit der Sie die Dichte eines idealen Gases bestimmen können. Als Eingabewerte dienen der Druck p in bar, die Temperatur in ºC und die spezifische Gaskonstante in J/kgK. Nennen Sie die Datei Dichte.m

Hinweis: 

Gaskonstante2

8.  Bestimmung einer mechanischen Leistung in MATLAB:

Schreiben Sie eine Funktion, die aus Drehmoment (Einheit Nm) und Drehzahl (Einheit U/min) eine Leistung (Einheit kW) berechnet. Nennen Sie die Datei Leistung.m.

Hinweis: 

mechanische Leistung

9.  Ermittlung eines Vorzeichens in MATLAB:

Schreiben Sie eine Funktion, die das Vorzeichen einer Zahl ermittelt und einen entsprechenden Text im Command Window ausgibt. Berücksichtigen Sie, dass die Null nicht vorzeichenbehaftet ist. Nennen Sie die Datei Vorzeichen.m.

Hinweis: Nutzen Sie die Befehle sign(), disp() und error()

10.  Bestimmung der Fakultät einer Zahl in MATLAB:

Schreiben Sie eine Funktion, die die Fakultät einer Zahl mittels einer for-Schleife berechnet. Berücksichtigen Sie die Sonderfälle 0!, x! für x‹0 und x! für x= Nicht-Element aller natürlicher Zahlen. Nutzen Sie hierfür eine if-Abfrage. Im Command Window soll für die genannten Sonderfälle eine Textausgabe erfolgen. Nennen Sie die Datei Fak.m.

Hinweis: Für die Fakultät der Zahl 3 gilt 3! = 3 . 2 . 1 = 6. Außerdem gilt 0! = 1. Die Fakutät existiert nur für postive ganze Zahlen. Nutzen Sie die Befehle error() und fix().

Weitere Übungsaufgaben finden Sie hier:

MATLAB-Simulink-Stateflow Tutorial – Wenger Engineering GmbH

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