Â
MATLAB VE GENEL UYGULAMALARI
Â
AHMET ALTINTAÅž
Â
Mikroişlemcili sistemlerin yaygınlaşmaya başlamış olduğu 1980’li yıllarda bu tarafa, bilgisayar teknolojisinde önemli gelişmeler yaşanmıştır; günümüz çalışmaları, daha hızlı ve daha ekonomik bilgisayar üretme üzerine yoğunlaşmıştır. Bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak, kolay kullanımlı bilgisayar paket programları üretiminde de büyük bir patlama yaşanmıştır. Bu süreçte; anlamayı kolaylaştırmak, öğrenme oranını arttırmak, etkin bir eğitim sunmak ve dolayısıyla eğitim sürecini hızlandırmak için de birçok bilgisayar paket programı geliştirilmiştir. Bu amaç için kullanılabilecek programlardan bir tanesi de MATLAB programıdır. Matlab programı yüksek performanslı bir tenlik programlama dilidir. Mathworks firmasının üretmiş olduğu Matlab programının, eğitim sürecini destekleyen çeşitli ‘öğrenci versiyonları’ da piyasaya sürülmüştür; öğrenci versiyonları daha ekonomik olup diğerlerinden farkı, bir matris içinde kullanılabilecek eleman sayısının sınırlı olmasıdır; Matlab 5.0 öğrenci versiyonu için sınırlı eleman sayısı 2 gibi büyük bir değerdir.
Â
Bu kitabın ilk beş bölümünde öncelikle temel komut ve fonksiyonlar incelenerek Matlab programının genel kullanım biçimi ortaya konmuştur. Daha sonraki bölümlerde, programın çeşitli fen ve mühendislik (Elektrik, Elektronik, Mekanik, Fizik, Matematik)bilim dallarındaki farklı uygulama alanlarına değinilmiştir. Son iki bölümünde ‘Kontrol Sistemleri’ ve ’Sayısal Sinyal İşleme’ konuları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu sayede kitap, Matlab programının birçok alanındaki farklı kullanım biçimlerini ortaya koymayı ve söz konusu bilim dallarındaki öğrenme sürecini hızlandırmayı amaçlamaktadır. Kitap, Matlab programın esnek bir yapıya sahip olması nedeniyle farklı bilim dallarına uygulanabilirliğini de göstermektedir.
Â
Uzun bir akademik çalışma sürecinde karşılaşılan problemlerin çözümünden derlenen bu kitabın, öğrencilere ve söz konusu bilim dallarındaki meslektaşlarıma da faydalı olacağına inanıyorum. Bu süreçte beni destekleyen tüm arkadaş ve meslektaşlarıma teşekkürü bir borç bilirim. Bu vesile ile beni sabırla destekleyen Eşim ve Aileme de teşekkür ederim.
Â
İlk baskısı çıkarılan bu kitap, sizlerden gelen öneri ve eleştiriler doğrultusunda, sonraki baskılarda daha mükemmel bir hale getirilmeye çalışılacaktır. Elektronik posta adresine bildirilecek olan öneri ve eleştiriler mutlaka dikkate alınacaktır. Kitabın yazım ve basım aşamasında oluşabilecek teknik hatalar nedeniyle okuyuculardan şimdiden özür dilerim.
Â
Kitabın faydalı olması dileklerimle…
Â
İÇİNDEKİLER
Â
GİRİŞ
 Matlab Hakkında
 Kitap Hakkında
Â
TEMEL İŞLEMLER
 GİRİŞ
 GENEL MATLAB KULLANIMI
      Aritmetik İşlemler ve İşlem Sırası
      Daha Önce Yazılmış Olan İfadeleri Çağırmak
      Sabit ve Değişkenlerin İsimlendirilmesi
      Dizilerin Oluşturulması
      Çalışma Sayfası Genel Komutları
Â
 TEMEL FONKSİYONLAR
      Trigonometrik Fonksiyonlar
      Üstel Fonksiyonlar
      Sayısal Format
      Matlab Sabitleri
Â
VEKTÖRLER VE MATRİSLER
  GİRİŞ
  VEKTÖR VE MATRİS İŞLEMLERİ
        Vektör tanımlama
        Matris tanımlama
        Vektör ve Matris İndisleri
        Matrislerin biriktirilmesi
        Tablo oluşturma
        Özel Matrisler
        Aritmetik İşlemler
                Toplama ve Çıkarma İşlemleri
                Çarpma ve Üst Alma İşlemleri
                Bölme İşlemleri
       Yuvarlama ve işaret fonksiyonları
        Rasgele sayı ve matris üretme fonksiyonları
        Matris Analizi
        Matris biçimlendirme fonksiyonları
        Genel sayısal analiz fonksiyonları
        Lineer Denkle Sistemleri Çözümü
Â
 SEYREK MATRİSLER
        Seyrek matris tanımlamak
        Seyrek matris işlemleri
Â
 ÇOK BOYUTLU MATRİSLER
Â
GRAFİK İŞLEMLERİ
  GİRİŞ
  İKİ BOYUTLU GRAFİKLER
        İki Boyutlu Grafik İşlemleri
           Yazı (text) komutları
            Grafik alanı komutları
            Eksen (axis)komutları
       İki Boyutlu Temel Grafikler
        İki Boyutlu Özel Grafikler
             Area fonksiyonu
             Bar fonksiyonu
             Stem fonksiyonu
             Stairs fonksiyonu
             Hist fonksiyonu
             Fill fonksiyonu
             Erorbar fonksiyonu
             Pie fonksiyonu
             Compass fonksiyonu
             Quiver fonksiyonu
Â
  ÜÇ BOYUTLU GRAFİKLER
     Üç Boyutlu Grafik Türleri
            Meshc ve meshz fonksiyonlar
            Surf,surfc, ve surfl fonksiyonları
            Stem3 fonksiyonu
            Contour,contourf,clabel ve contour3 fonksiyonları
            Fill3 fonksiyon
            Waterfall fonksiyonu
            Plot3 fonksiyonu
            Comet ve comet3 fonksiyonu
            Quiver3 fonksiyonu
    Üç Boyutlu Grafik işlemleri
         Yüzeylerin Kırpılması
          Grafiklere Bakış Açısı
          Üç Boyutlu Grafiklerde Renk Denetimi
Â
GRAFİK SAYFASI
       File Mönüsü
       Edit Mönüsü
       Tools Mönüsü
Â
 MATLAB DOSYALARI VE MATLAB İLE PROGRAMLAMA
Â
  GİRİŞ
  MATLAB DOSYALARI
       M-Dosyalar
       M-Fonksiyonlar
       M-Dosyaların birlikte kullanımı
       M-Dosya içinde M-fonksiyon kullanımı
 Â
MATLAB İLE PROGRAMLAMA
       Problem Çözme Adımları
       Akış Şeması Sembolleri
 Â
OPERATÖRLER   Â
      Aritmetik Operatörler
      Karışlaştırma Operatörleri
     Mantıksal Operatörler
Â
GİRİŞ-ÇIKIŞ FONKSİYONLARI
    Temel Giriş-Çıkış Fonksiyonlar
    Fopen Fonksiyonu
    Fclose Fonksiyonu
    Frintf Fonksiyonu
    Fscanf Fonksiyonu
Â
KARŞILAŞTIRILMA VE DÖNGÜ DEYİMLERİ
  If şartlı deyimi
  Swich-case,otherwise deyimleri
  While döngüsü
  For döngüsü
Â
KARAKTER İŞLEMLERİ
 Karakter dizilerini konumlandırma
 Karakter veya karakter grubunu araştırma ve değiştirme
 Sayısal /Karakter ve Karakterler/Sayısal Dönüşümleri
 Karakter Dizilerini Karşılaştırma
 Sayı Sistemleri
Â
KARMA ÖRNEK PROGRAMLAR
VERİ TRANSFERİ
Â
POLİNOMLAR, EĞRİ UYDURMA VE ENTERPOLASYON
Â
  GİRİŞ
  POLİNOMLAR
       Polinomlar ve Kök Hesabı
       Polinom İşlemler
       Matrislerin Karakteristik Polinom ve Öz Değerleri
   Â
EĞRİ UYDURMA (CURVE FITTING)
ENTERPOLASYON (ARA DEÄžER HESABI)
       İnterp 1 fonksiyonu
       Spline fonksiyonu
       İnterpft fonksiyonu
       Interp 2 fonksiyonu
       Griadata fonksiyonu
Â
GEOMETRİK ANALİZ
       Polyarea fonksiyonu
       İnpolygon fonksiyonu
Â
 KOMPLEKS SAYILAR
Â
    GİRİŞ
     KOMPLEKS SAYI VE İŞLEMLERİ
         Kompleks sayı işlemleri
         Kompleks sayı fonksiyonları
     KONFORMAL GRAFİKLER VE MOBIUS DÖNÜŞÜMLER
     KOMPLEKS FONKSİYONLARIN 3B GRAFİĞİ
Â
LİNEER DÖNÜŞÜMLER VE BİLGİSAYAR GRAFİKLERÂ
    Â
    GİRİŞ
    KOORDİNAT SİSTEMLERİ
   Â
İKİ BOYUTLU UZAYDA LİNEER DÖNÜŞÜM
            Döndürme
            Yansıma
            Ölçekleme
            Sapma
   Â
İKİ BOYUTLU HOMOJEN UZAYDA LİNEER DÖNÜŞÜM
            Öteleme
            Döndürme
            Ölçekleme
            Yansıma
 Â
ÜÇ BOYUTLU HOMOJEN UZAYDA LİNEER DÖNÜŞÜM
            Üç Boyutlu Uzayda Ölçekleme ve Öteleme
            Üç Boyutlu Uzayda Döndürme
            Üç Boyutlu Uzayda Yansıma
AFİN DÖNÜŞÜMLER
DÖNEL YÜZEYLER
ANİMASYONLAR
DİFERANSİYEL DENKLEMLER
      GİRİŞ
      DİFERANSİYEL DENKLEMLER
             Diferansiyel Denklem Tanımı ve Sınıflandırılması
             Diferansiyel Denklem Çözümü
             Adi Diferansiyel Denklemlerin Sayısal Çözümü
                Euler Metodu
                Runge-kutta Metodu
Â
   Yüksek Mertebeden Diferansiyel Denklemlerin Birinci Mertebeden Diferansiyel Denklemlere İndirgenmesi
MATLAB İLE DİFERANSİYEL DENKLEM ÇÖZÜMÜ
   ODE Çözümleyici
    Çeşitli Mertebeden Lineer Diferansiyel Denklem Çözümleri
    Fizik Problemleri
    Elektrik Problemleri             Â
    Stiff Diferansiyel Denklem Çözümü
DİFERANSİYEL DENKLEM SİSTEMLERİNİN ÇÖZÜMÜ
    Lineer Diferansiyel Denklem Sistemleri
    Denklem Sistemlerinin Çözümü
ODE ÇIKIŞ FONKSİYONLARI
ODE ÇÖZÜMLEYİCİLERİN M-DOSYA İLE KULLANIMI
Â
Â
FONKSİYON FONKSİYONLARI VE OPTİMİZASYON
Â
  GİRİŞ
  FONKSİYON FONKSİYONLARI
     Fminbnd Fonksiyonu
      Fpolt Fonksiyonu
      Fzero Fonksiyonu
      Fsolve Fonksiyonu
      Fminsearch Fonksiyonu
      Ezplot Fonksiyonu
      Optimset Fonksiyonu
Â
SAYISAL ANALİZ
Â
 GİRİŞ
 SAYISAL INTEGRAL
        Sayısal Çözümleme Yöntemleri
             Yamuk yöntemi
              Parabol yönetimi
        Tek Katlı İntegraller
               Trapz,cumtrapz Fonksiyonları
               Quad,quad8 Fonksiyonları
        Çift Katlı Integraller
SAYISAL TÜREV
        Diff Fonksiyonu
        Gradient Fonksiyonu
    Â
LİNEER SİSTEMLER VE KONTROL
 Â
GİRİŞ
  LİNEER SİSTEMLERİN MATEMATİKSEL MODELİ
         Transfer Fonksiyonu ile modelleme
         Transfer Fonksiyonu Gösterim Biçimleri
         Durum Denklemleri ile Modelleme
         Matlab ile Sürekli Zamanlı Sistem Modeli Oluşturmak
         Matlab ile Ayrık Zamanlı Sistem Modeli Oluşturmak
         Model Dönüşümleri
         Matematiksel İşlemler ve Blok Diyagramları Sadeleştirme
Â
MODEL DİNAMİĞİ
PERFORMANS ANALİZİ
        Zaman Bölgesi Performans Analizi
                Step Fonksiyonu
                Impulse Fonksiyonu
                Inıtial Fonksiyon
                Isim Fonksiyonu
                Gensig Fonksiyonu
                Stepfun Fonksiyonu
       Frekans Bölgesi Preformans Analizi
                Bode Fonksiyonu
                Myquist Fonksiyonu
                Nichols Fonksiyonu
                Margin Fonksiyonu
                Freqresp Fonksiyonu
                Itiview Fonksiyonu
KONTROL SİSTEMLERİ VE KÖK-YER EĞRİLERİ
   Klasik Kontrol Sistemleri
   Kök-Yer Eğrileri
   Rlocus Fonksiyonu
   Rlocfınd Fonksiyonu
   Rltool Fonksiyonu
Â
SAYISAL SİNYAL İŞLEME
Â
  GİRİŞ
     Analog ve Sayısal Sinyal
     Örnekleme ve Veri Kaybı
 Â
FİLTRELEME
    Filtre Performans Kriterleri
    Fark Denklemleri
    Non-Recursive (FIR) ve Recursive (IIR) Filtreler
    Fitler Fonksiyonu
Â
  SAYISAL FİLTRE TASARIMI
    FIR Filtre Tasarımı
      Fır 1 Fonksiyonu İle FIR Filtre Tasarımı
      Remez Fonksiyonu ile FIR Filtre Tasarımı
   IIR Filtre Tasarımı
      Butter Fonksiyonun ile IIR Filtre Tasarımı
      Yulewalk Fonksiyonu ile IIR Filtre Tasarımı
 Filtre Transfer Fonksiyonu
 Filtre Kararılık TestiÂ
FOURRIER DÖNÜŞÜMLERİ Â
   Fourier Serileri
   Çizgi (Harmonik) Sektrumu
FONKSİYON GENERATÖRÜ OLARAK MATLAB
   Hazır Fonksiyonu Generetörleri
   Çeşitli Dalga Şekillerini Matlab ile Oluşturmak
AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMLERİ (DFT) VE FFT
   Fff Fonksiyonu
   Güç spectrumu (Power Spectrumu)
   Harmonik Spektrumu