М функции. Общие сведения о MATLAB

При программировании обработки деталей на станках с ЧПУ в соответствии со стандартом DIN 66025 (ISO 6983), известном ранее как ISO 7bit, используются следующие операторы:

• N - номер кадра;
• G - подготовительные функции;
• Х, Y, Z, А, В, С - информация о перемещениях по осям;
• М - дополнительные функции;
• S - функции шпинделя;
• T - функции инструмента;
• F - функции подачи;
• Н - вспомогательные функции (блоки данных коррекции инструмента в режиме DIN-ISO). При наличии действительного номера D актуального инструмента он индицируется дополнительно.

Для большей наглядности структуры кадра операторы в кадре должны быть расположены в следующей последовательности: N, G, X, Y, Z, А, В, С, F, S, T, D, M, H.

Управляющая программа состоит из n -го числа кадров, воспроизводимых непрерывно или с заданными паузами (при высокоскоростной обработке деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов даже кратковременная остановка инструмента между смежными кадрами недопустима из-за опасности перегрева или проплавления обработанной поверхности за счет трения). Кроме того, возможен пропуск отдельных кадров и коррекция размеров путем подключения подготовительных функций. Это обеспечивает разработку управляющих программ для типовых технологических процессов.

Кадры управляющей программы состоят из следующих компонентов:

• команды (операторы) по DIN 66025;
• элементы высокоуровневого языка программирования ЧПУ;
• идентификаторы (определенные имена) для:
  • системных переменных;
  • определенных пользователем переменных;
  • подпрограмм;
  • кодовых слов;
  • меток перехода;
  • макросов;
• операторы сравнения;
• логические операторы;
• функции вычисления;
• управляющие структуры.

Так как набора команд по DIN 66025 недостаточно для программирования сложных процессов обработки на современных многоцелевых станках, он был дополнен элементами высокоуровневого языка программирования ЧПУ.

В отличие от команд по DIN 66025 команды высокоуровневого языка программирования ЧПУ состоят из нескольких букв адреса, к примеру:

• OVR - для коррекции скорости (процентовка);
• SPOS - для позиционирования шпинделя.

Структура программы имеет следующий вид: «%» (только для программ, разработанных на ПЭВМ), заголовок программы «О» или «:» с последующим номером программ, содержащим не более четырех цифр. Каждая строка в программе является кадром.

Каждый кадр программы имеет структуру:

• N - порядковый номер кадра (не более четырех знаков, нумерация ведется через 5 или 10 для возможности при отработке программы введения дополнительных кадров);
• подготовительная функция G;
• координаты Х, Y, Z, A, C, В;
• дополнительная функция М;
• функция шпинделя S;
• функция инструмента Т;
• функция подачи F;
• D - номер коррекции инструмента;
• H - блоки данных коррекции инструмента в режиме DIN-ISO. Команды действуют либо модально, либо покадрово.

Модально действующие команды сохраняют свою значимость во всех последующих кадрах с запрограммированным значением до тех пор, пока по тому же адресу не будет запрограммировано новое значение, отменяющее действующую прежде команду.

Действующие покадрово команды сохраняют свою значимость только в том кадре, в котором они программируются.

Каждый кадр заканчивается символом LF, запись символа LF не требуется, он автоматически создается при переключении строки. Программа заканчивается командами М2, М30 или М99. Кадр может состоять максимально из 512 символов (включая комментарий и символ конца кадра LF).

Подготовительные функции G обеспечивают все действия станка.

Х, Y, Z - линейные координатные оси станка, координата Z всегда параллельна оси шпинделя станка или перпендикулярна плоскости закрепления детали для станков с двухповоротной фрезерной головкой; А, С, В - угловые координаты вращения относительно линейных координатных осей. Если станок имеет больше двух шпинделей, а также инструментальных головок, то появляются дополнительные координатные оси Х’, Y’, Z’, А’, С’, В’ и т. д.

Следует отметить, что подготовительные функции позволяют переходить к системе координат детали, что в ряде случаев позволяет отказаться от применения специальных приспособлений.

Дополнительные функции М отвечают за включение, выключение шпинделя, насосных станций для подачи СОЖ, направление вращения шпинделя, конец программы.

Функция шпинделя S задает частоту вращения шпинделя.

Функция инструмента Т задает номер инструмента или инструментальной наладки.

Функция подачи F задает значение подачи.

Рис. 1.

Система координат станка и направления положительных перемещений приведены на рисунке 1.

Управляющие программы могут быть составлены в системе координат станка, в этом случае применяемая станочная оснастка должна быть согласована с координатной сеткой стола станка. Согласование выполняется тем, что опорная плита приспособления имеет центрирующий палец и шпонку. Палец совмещается с втулкой, запрессованной в центре стола станка, а шпонка - с классным пазом. Таким образом, рабочее пространство станка в плоскости Х –Y совмещается с системой координат приспособления. В системе координат приспособления выполнены базовые поверхности, например плоскость и два пальца (цилиндрический и срезанный). Следовательно, погрешности базирования имеют место как при установке приспособления, так и при установке детали.

При интенсивной эксплуатации в условиях многономенклатурного производства, т. е. при частой смене приспособлений необходимо выполнять перепроверку не только оснастки, но и направляющих базовых поверхностей стола станка, а именно центрирующую втулку и классный паз.

С учетом этого целесообразно обработку выполнять в системе координат детали. Приспособление ориентируется только по одной оси, а привязка к системе координат детали выполняется измерительными датчиками. В этом случае кроме исключения погрешности базирования снижаются требования к срокам перепроверки оснастки, более того, появляется возможность шире применять нормализованные приспособления или наладки из них без привязки к системе координат станка.

Подготовительные функции G, дополнительные функции М приведены в таблицах 1, 2.

Так, на фрезерных станках смена инструмента выполняется в следующей последовательности: с помощью команды Т выбирается инструмент, а его смена происходит только по команде M6.

Для револьверных головок токарных станков для смены инструмента достаточно команды Т.

Функция шпинделя S задает частоту вращения шпинделя, функция инструмента Т задает номер инструментальной наладки или инструмента, функция подачи F задает значение подачи.

Таблица 1. Подготовительные функции G

Примечание . Для каждой системы управления некоторые значения подготовительных функций могут иметь разные значения в зависимости от изготовителя станка. Следует отметить, что для расширения технологических возможностей оборудования у изготовителей систем ЧПУ имеет место тенденция увеличения подготовительных функций.

Таблица 2. Дополнительные функции М

Примечакие . Для разных систем управления и типов станков дополнительные функции могут иметь другие значения, например активировать перемещение задней бабки, функции загрузочного устройства, люнета и т. д.

При создании программы ЧПУ само программирование, т. е. преобразование отдельных рабочих переходов в язык ЧПУ, часто является лишь небольшой частью работы по программированию.

Перед программированием необходимо осуществить планирование и подготовку рабочих переходов. Чем точнее будет спланировано начало и структура программы ЧПУ, тем быстрее и проще будет осуществляться само программирование и тем более наглядной и менее подверженной ошибкам будет готовая программа ЧПУ.

Преимущество наглядных программ особо проявляется тогда, когда позднее необходимо вносить изменения.

Так как не каждая программа имеет такую же структуру, то не имеет смысла работать по типовому шаблону. Однако для большинства случаев целесообразно придерживаться следующей последовательности.

1. Подготовка чертежа детали заключается:

• а) в определении нулевой точки детали;
• б) в нанесении системы координат;
• в) в вычислении возможно отсутствующих координат.

2. Определение процесса обработки:

• а) Когда будут использоваться, какие инструменты и для обработки каких контуров?
• б) В какой последовательности будут изготовляться отдельные элементы детали?
• в) Какие отдельные элементы повторяются (возможно, в повернутом виде) и должны быть сохранены в подпрограмме?
• г) Имеются ли в других программах обработки деталей или подпрограммах контуры деталей, которые могут быть повторно использованы для актуальной детали?
• д) Где целесообразны или необходимы смещения нулевой точки, вращение, отражение, масштабирование (концепция фрейма)?

3. Создание технологической карты. Определить поочередно все процессы обработки станка, к примеру:

• а) движения ускоренным ходом для позиционирования;
• б) смена инструмента;
• в) определение плоскости обработки;
• г) свободный ход для дополнительного измерения;
• д) включение/выключение шпинделя, СОЖ;
• е) вызов данных инструмента;
• ж) подача;
• з) коррекция траектории;
• и) подвод к контуру;
• к) отвод от контура и т. д.

4. Перевод переходов на язык программирования: запись каждого перехода как кадра ЧПУ (или кадров ЧПУ).

5. Соединение всех отдельных переходов в операцию, как правило, в одной программе. Иногда, особенно при обработке крупногабаритных деталей в программу, могут быть выделены переходы черновой, получистовой и чистовой обработки. Это имело место при ограниченном объеме памяти, характерном для устаревших систем ЧПУ. Для современных систем программного управления объем памяти практически не ограничивает технологические возможности станков.

В современных системах программного управления широко применяются стандартные циклы обработки. Их использование значительно сокращает затраты времени на программирование.

Некоторые постоянные цикла для систем управления, используемые в программном обеспечении WIN NC SINUMERIK, приведены ниже:

• CYCLE81 - сверление, центрование;
• CYCLE82 - сверление, зенкерование;
• CYCLE83 - сверление глубоких отверстий спиральными сверлами;
• CYCLE84 - нарезание внутренней резьбы без компенсирующего патрона;
• CYCLE840 - нарезание внутренней резьбы с компенсирующим патроном для метчика;
• CYCLE85 - растачивание 1;
• CYCLE86 - растачивание 2;
• CYCLE87 - растачивание 3;
• CYCLE88 - растачивание 4;
• CYCLE89 - растачивание 5;
• CYCLE93 - проточка;
• CYCLE94 - внутренняя выточка;
• CYCLE95 - цикл снятия припуска;
• CYCLE96 - резьбовая выточка;
• CYCLE97 - цикл нарезания резьбы.

Следует отметить, что системы программного управления высокого уровня являются открытыми, что позволяет расширить библиотеку стандартных циклов обработки типовых поверхностей характерных для производства данного типа продукции и тем самым сократить сроки подготовки производства.

Рис. 2.

Применение CAM систем привело к необходимости для каждой системы программного управления разрабатывать постпроцессоры, без которых оборудование не понимает программы без их перевода в машинные коды (рис. 2).

Программирование современных систем ЧПУ выполняется в соответствии со стандартом ISO 6983 (DIN 66025), которому уже более 50 лет и который, как считают программисты, якобы тормозит развитие ЧПУ-технологий. Термин «ЧПУ-технологии», по мнению автора, не правомерен, обработка деталей на станках с ЧПУ подчиняется всем закономерностям технологии машиностроения и обработки металлов резанием или других методов формообразования.

Нарушение закономерностей технологических наук приводит:

• к повышенному короблению деталей;
• к снижению точности линейных размеров;
• к росту трудоемкости обработки деталей и т. д.

Основным отличием для многоцелевых станков является предельно выраженная концентрация операций, не только характерная для данного вида оборудования, но и реализуемая приводным инструментом и специальной шпиндельной оснасткой, а также методы обеспечения точности с использованием станочных измерительных систем. Стандарт поддерживает простые команды для элементарных перемещений и логических операций. В настоящее время для решения сложных геометрических и логических задач в системах программного управления кроме машинных кодов в соответствии с DIN 66025 (ISO 7bit) применяют языки программирования высокого уровня. Управляющие программы в стандарте ISO 6983 содержат незначительное количество информации, полученной на уровне CAD-CAM систем. Однако более серьезным недостатком, как считают разработчики систем программного управления, является невозможность двустороннего обмена информацией с этими системами, что означает, что любые изменения в управляющей программе не могут быть отображены в восходящем информационном потоке к системам CAD-CAM. Необходимо отметить, что это целесообразно не для всех отраслей промышленности. Так, например, сглаживание плавного сопряжений теоретических контуров сплайнами допустимо, а сопряжение двух поверхностей требует анализа возможных методов их формообразования, для ряда конструкционных материалов могут иметь место технологические ограничения, например, минимально допустимые радиусы сопряжения конструктивных элементов деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов и т. д.

В отличие от DIN 66025 (ISO 6983) разрабатываемый стандарт STEP-NC ISO 14649 (на данный период разработаны не все его модули) определяет специальную структуру управляющей программы ЧПУ - program structure, которую используют для построения логических блоков в рамках структурного программирования обработки. Структура управляющей программы не является списком типовых обрабатываемых форм (features); она определяет план операции (workplan), который представляет собой последовательность исполняемых объектов (executables). STEP-NC предполагает широкий обмен информацией между инженерными службами, в том числе подготовки и планирования производства, а также цеховым уровнем.

Структура предполагаемого обмена информацией приведена на рисунке 3.

Структура планируемого информационного обмена вызывает массу вопросов:

• недостаточный уровень формализации инженерных работ затрудняет создание баз знаний;
• большое количество каталогов режущего инструмента, в которых приведена недостаточная информация для выбора инструмента для обработки специальных материалов и условий его применения, что требует в большинстве случаев экспериментальной проверки;
• в каталогах оборудования часто отсутствует информация о позиционной точности управляемых осей станка, динамические характеристики приводов и т. д.;
• устаревшие технологические справочники, разработанные еще для универсального оборудования и систематически переиздаваемые практически без обновления технологической информации;
• отсутствие систематизированной информации о прогрессивной технологической оснастке.

Рис. 3. Планируемый обмен информацией между инженерными службами и цеховым уровнем

Дополнительно необходимо отметить, что не существует типовых методов оптимизации программирования станков по параметрам, позволяющих выбрать наилучший станок или группу станков для выполнения того или иного технологической операции или процесса.

На эти проблемы много раз указывали пользователи различных станков, вовлеченные в процесс стандартизации STEP-NC. Производители оборудования и разработчики программного обеспечения стараются учесть требования пользователей и реализуют некоторые из указанных функций в своей продукции. Однако часто их работа не подчиняется единому стандарту, что, по существующему мнению, может тормозить обновление промышленных систем. Также нельзя не упомянуть о том, что выпускаемое оборудование редко пользуется всеми современными технологиями и в результате производственная база оказывается не такой эффективной и совершенной. С учетом этого изготовители систем программного управления выбрали компромиссный вариант, позволяющий работать как по DIN 66025 (ISO 6983), так и по ISO 14649 (рис. 4).

Рис. 4. Смешанная архитектура системы ЧПУ, поддерживающая стандарты DIN 66025 (ISO 6983) и ISO 14649 (STEP-NC)

Все это свидетельствует о том, что кроме совершенствования систем программного управления и методов программирования необходимо заниматься на системной основе и подготовкой технологической информации:

• инструмент, обеспечивающий интенсификацию режимов обработки;
• рекомендации по применению различных конструкций инструмента;
• зависимости для расчета резания;
• зависимости для расчета составляющих усилий резания;
• базы данных по оборудованию с ЧПУ и их технологические возможности, в том числе и в случаях оснащения разными системами управления;
• алгоритмы расчета режимов резания для станков, где в качестве привода главного движения применены электрошпинделя;
• стратегия обработки различных конструктивных элементов деталей на станках с ЧПУ;
• базы данных по применению серийно выпускаемой оснастки для станков с ЧПУ;
• измерительные системы для станков, включая датчики нулевого отсчета и измерительные;
• производственные инструкции по сборке инструментальных наладок и их балансировке;
• технологические регламенты по проверке точности станков с ЧПУ, перепроверки шпиндельной оснастки, особенно оправок и втулок типа HSK и многое другое.

Прочие функции (М функции)

Прочие функции гидроабразивной резки программируются с помощью буквы М, за которой следуют 2 однозначных числа. Данная система имеет несколько таких функций:

М00 Остановка программы

М02 Завершение программы

М30 Завершение программы с возвращением на начало

М71-79 Неправильное функционирование плюс выход

Теперь мы рассмотрим выполнение функции М подробно

1. М00 - Остановка программы

Пример: Когда система ЧПУ станка гидроабразивной резки считывает код М00 в блоке, она останавливает программу. Для запуска программы необходимо снова нажать кнопку включения.

2. М02 - Завершение программы

Пример: Этот код обозначает завершение программы и осуществляет основную функцию сброса системы ЧПУ гидрорезки.

3. М30 -Завершение программы с возвращением на начало

Пример: Данная функция похожа на функцию М02 плюс возвращение системы ЧПУ установки гидроабразивной резки к первому блоку начала программы.

4. М71-79 Неправильное функционирование плюс выход

Формат: М71 Пример: Система ЧПУ гидроабразивной резки устанавливает данную функцию и последовательность выполнения операций следующая:

контроль соответствующей передачи, соединение

время задержки 400 м/с

поломка №1

M71- остановка масляного насоса станка гидроабразивной резки

M71 обычно возникает перед М02, которая обозначает остановку масляного насоса после резки. Данная функция такая же, как и нажатие кнопки остановки.

M72- остановка водяного насоса

Когда высвечивается M72, двигатель насоса прекращает работу. Данная функция совпадает с функцией кнопки остановки насоса оборудования гидроабразивной резки.

M73- запуск системы подачи воды под высоким давлением

Когда высвечивается M73, открывается клапан подачи воды под высоким давлением. Данная функция совпадает с функцией нажатия кнопки системы подачи воды под высоким давлением.

M74- остановка системы подачи воды под высоким давлением

Когда высвечивается M74, закрывается клапан подачи воды под высоким давлением. Данная функция совпадает с функцией нажатия кнопки остановки системы подачи воды

под высоким давлением.

M75- открытие клапана подачи песка

Появление М 75 означает открытие клапана подачи песка. Данная функция совпадает с функцией нажатия кнопки открытия клапана подачи песка для гидроабразивной резки.

M76- закрытие клапана подачи песка

Появление М 76 означает закрытие клапана подачи песка. Данная функция совпадает с функцией нажатия кнопки закрытия клапана подачи песка.

F, S, T Функции.

1. F-функция выбора подачи.

Функция выбора подачи обычно называется F-функция. При помощи данной функции вы можете непосредственно контролировать скорость подачи на каждой оси. F-функция может обозначаться буквой F и цифрами, которые следуют за буквой, а также обозначением скорости подачи, которое выражается в мм/мин.

Скорость подачи в данной системе изменяется от 9 до 1300 мм/мин. Значения скорости гидроабразивной резки можно выбирать произвольно в зависимости от требуемых условий резки.

2. Т- функция выбора инструмента.

Функция выбора инструмента также называется как функция Т. При помощи данной функции осуществляется выбор инструмента. Функция выбора инструмента обозначается буквой Т цифрами, которые ставятся после обозначения Т. В системе содержится до 20 названий параметров выбора инструмента, от Т01 до Т20. В режиме PARAM нажмите кнопку F2 и на экране высветится 20 параметров выбора инструмента. Оператор может выбрать на экране гидроабразивного станка любую кнопку параметра D в зависимости от диаметра инструмента.

Если в программе необходима коррекция на радиус режущего инструмента гидрорезки, система контроля может обратиться к соответствующему параметру для его корректировки.

Русско-английский перевод М-ФУНКЦИИ

Воскобойников Б.С., Митрович В.Л.. Русско-Английский словарь по машиностроению и автоматизации производства. Russian-English dictionary of mechanical engineering and manufacturing automation. 2003

• Russian-English dictionaries →
• Russian-English dictionary of mechanical engineering and manufacturing automation

Еще значения слова и перевод М-ФУНКЦИИ с английского на русский язык в англо-русских словарях и с русского на английский язык в русско-английских словарях.

More meanings of this word and English-Russian, Russian-English translations for the word «М-ФУНКЦИИ» in dictionaries.

• ФУНКЦИИ — Generic
  
• ФУНКЦИИ — Functions
  Русско-Американский Английский словарь
• — Em
  Русско-Американский Английский словарь
• ФУНКЦИИ — Functions
  Russian Learner"s Dictionary
• ФУНКЦИИ — functions
  Russian Learner"s Dictionary
• — прослушивание телефонное
  Англо-Русско-Английский словарь спецслужб
• — усл. M, m
  
• — усл. M, m
  Большой Русско-Английский словарь
• UNDERTAKE — гл. 1) предпринимать, совершать Syn: launch 2) брать на себя ответственность (за выполнение чего-л.) She undertook to complete the …
  
• NEITHER — 1. мест.; отр. (в функции сущ.) ни один из двух; никто; ничто neither of you can do that ≈ никто …
  Большой Англо-Русский словарь
• FUNCTIONS — Функции functions: cashier ~ обязанности кассира ceremonial ~ формальности custodian ~ функции опекуна по управлению активами несовершеннолетнего functions: cashier ~ …
  Большой Англо-Русский словарь
• FUNCTION — функция, назначение - the * of education is to develop the mind образование имеет своей целью развить умственные способности - …
  Большой Англо-Русский словарь
• FOR — (полная форма); (редуцированная форма) 1. союз 1) ибо; ввиду того, что (вводит придаточное причины) This is no party question, for …
  Большой Англо-Русский словарь
• FOR — (полная форма); fə (редуцированная форма) 1. союз 1) ибо; ввиду того, что (вводит придаточное причины …
  Англо-Русский словарь по общей лексике
• FOR — 1. союз 1) ибо; ввиду того, что (вводит придаточное причины) This is no party question, for it touches us not as Liberals …
  Англо-Русский словарь общей лексики
• РАДИОЛЮБИТЕЛЬ — amateur radio operator; radio ham ~мачта ж. radio-mast, wireless mast; ~маяк м. radio beacon; ~метрист м. radar operator; ~наведение с. …
  Русско-Английский словарь общей тематики
• РАДИОЛЮБИТЕЛЬ — amateur radio operator; radio ham ~мачта ж. radio-mast, wireless mast; ~маяк м. radio beacon; ~метрист м. radar operator; ~наведение с. radio guidance/control; ~оборудование с. wireless/radio equipment; ~очерк …
  Русско-Английский словарь - QD
• ЧИСЛО — Число, приближенно равное 2,718, которое часто встречается в математике и естественных науках. Например, при распаде радиоактивного вещества по истечении времени …
  Русский словарь Colier
• ФУНКЦИЙ — ФУНКЦИЙ ТЕОРИЯ В естественных науках. Аналитические функции широко используются в некоторых областях науки и техники просто потому, что дают в …
  Русский словарь Colier
• ФУНКЦИЙ — ФУНКЦИЙ ТЕОРИЯ Теория меры и интегрирования является важным разделом общей теории математических функций, берущей начало с работ А.Лебега (1906) по …
  Русский словарь Colier
• ТУРЦИЯ — ТУРЦИЯ: ПРИРОДА В рельефе доминируют Понтийские горы (хребты Кюре и Илгаз), которые протягиваются вдоль побережья в восточном направлении. В большинстве …
  Русский словарь Colier
• СССР — СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК, СССР Февральская революция. Военные поражения на фронтах Первой мировой войны и нараставший экономический хаос вызвали общественные …
  Русский словарь Colier
• СЕРДЦЕ — СЕРДЦЕ До начала 16 в. какие-либо представления о болезнях сердца отсутствовали; считалось, что любое повреждение этого органа неминуемо приводит к …
  Русский словарь Colier
• РЯДЫ — Многие задачи в математике приводят к формулам, содержащим бесконечные суммы, например, или Такие суммы называются бесконечными рядами, а их слагаемые …
  Русский словарь Colier
• РОССИЙСКАЯ — РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ: ПРИРОДА Большая часть территории России занята равнинами. Русская (Восточно-Европейская) равнина расположена к западу от Уральских гор. Средняя высота …
  Русский словарь Colier
• МЕКСИКА — МЕКСИКА: ПРИРОДА Бльшую часть Мексики занимает Мексиканское нагорье, переходящее на севере в высокие равнины и плато Техаса и Нью-Мексико; с …
  Русский словарь Colier
• ЛЕДНИКИ — скопления льда, которые медленно движутся по земной поверхности. В некоторых случаях движение льда прекращается, и образуется мертвый лед. Многие ледники …
  Русский словарь Colier
• ЛАСТОНОГИЕ — ЛАСТОНОГИЕ Настоящие тюлени (семейство Phocidae) хорошо приспособлены к жизни в холодных морях: все их тело, включая короткий хвост и ласты, …
  Русский словарь Colier
• КЕНИЯ — Республика Кения, государство в Восточной Африке. В прошлом британская колония и протекторат, в 1963 обрела независимость. На юге граничит с …
  Русский словарь Colier
• КАНАДА — КАНАДА Исполнительная власть. Функции исполнительной власти в Канаде распределены между главой государства и главой правительства. Функции первого носят формальный характер, …
  Русский словарь Colier
• КИТАЙ — КИТАЙ: ПРИРОДА Серия плато и котловин примыкает к Тибетскому плато на севере, северо-востоке и востоке. Эти территории - Синьцзян, Внутренняя …
  Русский словарь Colier
• КИТООБРАЗНЫЕ — КИТООБРАЗНЫЕ К подотряду зубатых китов (Odontoceti) относятся китообразные с зубами - либо на передней части нижней челюсти, либо на обеих …
  Русский словарь Colier
• ИРЛАНДИЯ
  Русский словарь Colier
• ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ — Многие физические законы, которым подчиняются те или иные явления, записываются в виде математического уравнения, выражающего определенную зависимость между какими-то величинами. …
  Русский словарь Colier
• ДЕРЕВО — многолетнее растение с одревесневающим прямостоячим главным стеблем - стволом. Более детальное или четкое определение этой "жизненной форме" дать трудно из-за …
  Русский словарь Colier
• ВЕНЕСУЭЛА — ВЕНЕСУЭЛА: ПРИРОДА Высокий хребет Сьерра-де-Периха образует северо-западный отрог Анд, где проходит граница Венесуэлы и Колумбии. В пределах этой зоны отдельные …
  Русский словарь Colier
• БИБЛИОТЕКИ — особым образом организованные собрания книг, журналов, видеозаписей и т.п. Хотя библиотеки традиционно считались хранилищами книг, библиотечные собрания всегда состояли из …
  Русский словарь Colier
• БААЛЬБЕК — в настоящее время небольшое поселение, в древности - великолепный город-храм на территории Ливана, между хребтами Ливан и Антиливан. Широкая долина, …
  Русский словарь Colier
• БАНКОВСКИЕ — БАНКОВСКИЕ СИСТЕМЫ Коммерческие банки. Наиболее важное место в банковских системах занимают коммерческие банки, которые в своей нынешней форме впервые появились …
  Русский словарь Colier
• АНТИЛОПЫ — общее название для многих парнокопытных млекопитающих, относящихся к семейству полорогих (Bovidae), но отличающихся от других его представителей более изящным телосложением …
  Русский словарь Colier
• АРТИЛЛЕРИЯ — АРТИЛЛЕРИЯ Задачи полевой артиллерии. Две основные задачи полевой артиллерии заключаются в следующем: 1) оказание огневой поддержки пехотным и танковым частям …
  Русский словарь Colier
• АВСТРАЛИЯ — АВСТРАЛИЯ: ПРИРОДА Вдоль восточного берега Австралии от мыса Йорк до центральной Виктории и далее до Тасмании включительно простирается возвышенная полоса …
  Русский словарь Colier
• ЮЖНО-АФРИКАНСКАЯ — государство на юге Африки. 31 мая 1910 был создан Южно-Африканский Союз, в состав которого вошли самоуправляющиеся английские колонии (Капская, Натал) …
  Русский словарь Colier
• ФУНКЦИЯ — термин, используемый в математике для обозначения такой зависимости между двумя величинами, при которой если одна величина задана, то другая может …
  Русский словарь Colier
• ФУНКЦИЙ — ФУНКЦИЙ ТЕОРИЯ Богатство и разнообразие теории функций комплексного переменного обусловлено взаимодействием геометрии и анализа. Когда речь заходит о комплексном числе …
  Русский словарь Colier
• ФУНКЦИЙ — ФУНКЦИЙ ТЕОРИЯ Функции, используемые в элементарном анализе, задаются формулами. Их графики обычно можно начертить, не отрывая карандаш от бумаги, как, …
  Русский словарь Colier
• ФУНКЦИЙ — ФУНКЦИЙ ТЕОРИЯ Пользуясь в основном такими средствами, как степенные ряды, контурный интеграл и дифференцирование, математики в последующие десятилетия сумели достичь …
  Русский словарь Colier
• СОЗВЕЗДИЕ
  Русский словарь Colier
• РАДИОАСТРОНОМИЯ — раздел астрономии, изучающий космические объекты путем анализа приходящего от них радиоизлучения. Многие космические тела излучают радиоволны, достигающие Земли: это, в …
  Русский словарь Colier

Сейчас возможности системы значительно превосходят возможности первоначальной версии матричной лаборатории Matrix Laboratory. Нынешний MATLAB, детище фирмы The MathWorks, Inc., – это высокоэффективный язык инженерных и научных вычислений. Он поддерживает математические вычисления, визуализацию научной графики и программирование с использованием легко осваиваемого операционного окружения. Наиболее известные области применения системы MATLAB:

Математика и вычисления;

Разработка алгоритмов;

Вычислительный эксперимент, имитационное моделирование, макетирование;

Анализ данных, исследование и визуализация результатов;

Научная и инженерная графика;

Разработка приложений, включая графический интерфейс пользователя.

MATLAB - это интерактивная система, основным объектом которой является массив, для которого не требуется указывать размерность явно. Это позволяет решать многие вычислительные задачи, связанные с векторно-матричными формулировками.

Версия MATLAB 6.1 - это предпоследнее достижение разработчиков (последнее - MATLAB 6.5).

Система MATLAB - это одновременно и операционная среда и язык программирования. Одна из наиболее сильных сторон системы состоит в том, что на языке MATLAB могут быть написаны программы для многократного использования. Пользователь может сам написать специализированные функции и программы, которые оформляются в виде М-файлов. Именно поэтому пакеты прикладных программ - MATLAB Application Toolboxes, входящие в состав семейства продуктов MATLAB, позволяют находиться на уровне самых современных мировых достижений.

Операционная среда системы MATLAB 6.1. Операционная среда системы MATLAB 6.1 - это множество интерфейсов, которые поддерживают связь этой системы с внешним миром через диалог с пользователем через командную строку, редактор М-файлов, взаимодействие с внешними системами Microsoft Word, Excel и др.

После запуска программы MATLAB на дисплее компьютера появляется её главное окно, содержащее меню , инструментальную линейку с кнопками и клиентскую часть окна со знаком приглашения . Это окно принято называть командным окном системы MATLAB (рис. 1).

Меню Файл (рис. 2) объединяет обычные функции: Правка отвечает за изменение содержания Окна команд (отмена, повтор, вырезать, копировать, вставить, выбрать всё, удалить и др.) и за очистку некоторых окон MATLAB; меню Вид – за оформление Рабочего стола; меню Web – запускает Web-страницы из Internet; меню Окно – работает с редактором/отладчиком М-файлов (закрывает все М-файлы, делает текущим один из них); меню Помощь – работает со справочной документацией и демонстрациями.

Особого рассмотрения заслуживает опция Предпочтения ... (выбор характеристик), которая при выборе открывает окно, включающее слева дерево объектов (рис. 3), а справа их возможные характеристики.

Инструментальная панель командного окна системы MATLAB позволяет обеспечить простой доступ к операциям над М-файлами: создание нового М-файла; открытие существующего М-файла; удаление фрагмента; копирование фрагмента; вставка фрагмента; восстановление только выполненной операции и др.

В клиентской части командного окна MATLAB после знака приглашения можно вводить различные числа, имена переменных и знаки операций, что в совокупности составляет некоторые выражения. Нажатие клавиши Enter заставляет систему MATLAB вычислить выражение или, если оно не вычисляется, повторить его. Хотя знак «;» в конце строки гасит вывод результата (эхо-вывод).

Таким образом, в клиентской части командного окна MATLAB пользователь может сразу писать команды, образующие отдельные вычисления или целую программу.

Итак, были подвергнуты разбору структурные части командного окна MATLAB. Но кроме них существуют ещё несколько элементов MATLAB, которые помогают при работе:

Команды - окно, содержащее по порядку введённые ранее команды в Окне команд («история команд»).

Рабочая область – это область памяти MATLAB, в которой размещены переменные системы. Содержимое этой области можно просмотреть из командной строки с помощью команд who (выводит только имена переменных) и whos (выводит информацию о размерах массивов и типе переменной) или в отдельном окне под тем же названием. В нём можно выполнить следующие операции: загрузить файл данных, сохранить Рабочую область как (команды позволяют открыть и сохранить содержимое рабочей области в двоичном MAT-файле), удалить выбранные переменные; открыть выбранные переменные (где можно изменить их значение). Кроме этого в меню Правка можно очистить как Окно команд и Историю команд, так и Рабочую область (или выполнить команду в Окне команд: clear ).

Для сохранения и запуска Рабочей области можно использовать команды load и save.

Пример.

Saving to: matlab.mat

>> save my.mat

>> load my.mat

>> save my2

>> load my2

Текущий каталог – окно, являющееся своеобразным «проводником» по каталогам MATLAB.

Запустить Редактор – окно, отражающее дерево структурных элементов MATLAB и других установленных вместе с ним программных средств, которые можно запускать двойным левым щелчком мыши. Например, это окно может выглядеть, как показано на рис 9.

Редактор/отладчик М-файлов – один из важнейших структурных частей MATLAB, который может быть открыт выбором соответствующей опции в главном меню, на инструментальной панели или вызван из командной строки командой edit или edit <имя М-файла> и позволяющий создавать и редактировать М-файлы.

Редактор/отладчик поддерживает следующие операции: создание нового М-файла; открытие существующего М-файла; сохранение М-файла на диске; удаление фрагмента; копирование фрагмента; вставка фрагмента; помощь; установить/удалить контрольную точку; продолжить выполнение и др.

GUIDE – графический интерфейс пользователя, в котором происходит создание законченных приложений.

Интерактивный сеанс работы. М-файлы . Интерактивный режим – это пользовательский режим ввода с клавиатуры команд и выражений, в результате выполнения которых получаются необходимые числовые результаты, которые можно легко и быстро визуализировать встроенными графическими средствами пакета MATLAB. Но использование этого режима для создания и сохранения конкретной программы невозможно. Поэтому создатели MATLAB кроме Окна команд, в котором реализован интерактивный режим, выделили специальные файлы, содержащие коды языка MATLAB, и назвали M-файлами (*.m). Для создания M-файла используется текстовый редактор (редактор/отладчик М-файлов).

Работа в редакторе M-файлов. Работа из командной строки MatLab затрудняется, если требуется вводить много команд и часто их изменять. Самым удобным способом выполнения команд является использование M -файлов, в которых можно набирать команды, выполнять их все сразу или частями, сохранять в файле и использовать в дальнейшем. Для работы с M -файлами предназначен редактор M -файлов. При помощи редактора можно создавать собственные функции и вызывать их, в том числе и из командной строки.

Раскройте меню File основного окна MatLab и в пункте New выберите подпункт M-file. Новый файл открывается в окне редактора M -файлов (рис. 10). Запишем в файл программу вычисления среднего арифметического пере-

менных a и b, затем сохраним с именем fun1.m. Сравните способы решения задачи, представленные в таблице.

2. Синтаксис определения и вызова M-функций .

Текст M-функции должен начинаться с заголовка , после которого следует тело функции .

Заголовок определяет " интерфейс" функции (способ взаимодействия с ней) и устроен следующим образом:

function [ RetVal1, RetVal2,… ] = FunctionName(par1, par2,…)

Здесь провозглашается функция (с помощью неизменного "ключевого" слова function) с именем FunctionName, которая принимает входные параметры par1, par2,…, и вырабатывает (вычисляет) выходные (возвращаемые) значения RetVal1, RetVal2…

По-другому говорят, что аргументами функции являются переменные par1, par2,.., а значениями функции (их надо вычислить) являются переменные RetVal1, RetVal2,… .

Указанное в заголовке имя функции (в приведённом примере - FunctionName) должно служить именем файла, в который будет записан текст функции. Для данного примера это будет файл FunctionName.m (расширение имени, по-прежнему, должно состоять лишь из одной буквы m). Рассогласования имени функции и имени файла не допускается!

Тело функции состоит из команд, с помощью которых вычисляются возвращаемые значения. Тело функции следует за заголовком функции. Заголовок функции плюс тело функции в совокупности составляют определение функции.

Как входные параметры, так и возвращаемые значения могут быть в общем случае массивами (в частном случае - скалярами) различных размерностей и размеров. Например, функция MatrProc1

function [ A, B ] = MatrProc1(X1, X2, x)

A = X1 .* X2 * x;

B = X1 .* X2 + x;

рассчитана на "приём" двух массивов одинаковых (но произвольных) размеров и одного скаляра.

Эти массивы в теле функции сначала перемножаются поэлементно, после чего результат такого перемножения ещё умножается на скаляр. Таким образом порождается первый из выходных массивов. Одинаковые размеры входных масивов X1 и X2 гарантируют выполнимость операции их поэлементного умножения. Второй выходной массив (с именем B) отличается от первого тем, что получается сложением со скаляром (а не умножением).

Вызов созданной нами функции осуществляется из командного окна системы MATLAB (или из текста какой-либо другой функции) обычным образом: записывается имя функции, после которого в круглых скобках через запятую перечисляются фактические входные параметры , со значениями которых и будут произведены вычисления. Фактические параметры могут быть заданы числами (массивами чисел), именами переменных, уже имеющими конкретные значения, а также выражениями.

Если фактический параметр задан именем некоторой переменной, то реальные вычисления будут производиться с копией этой переменной (а не с ней самой). Это называется передачей параметров по значению .

Ниже показан вызов из командного окна MATLABа ранее созданной нами для примера функции MatrProc1.

Здесь имена фактических входных параметров (W1 и W2) и переменных, в которых записываются результаты вычислений (Res1 и Res2), не совпадают с именами аналогичных переменных в определении функции MatrProc1. Очевидно, что совпадения и не требуется, тем более, что у третьего входного фактического параметра нет имени вообще! Чтобы подчеркнуть это возможное отличие, имена входных параметров и выходных значений в определении функции называют формальными.

В рассмотренном примере вызова функции MatrProc1 из двух входных квадратных матриц 2 x 2 получаются две выходные матрицы Res1 и Res2 точно таких же размеров:

Res1 =
9 6
6 6

Res2 =
6 5
5 5

Вызвав функцию

MatrProc1 = MatrProc1([ 1 2 3; 4 5 6 ], [ 7 7 7; 2 2 2 ], 1);

с двумя входными массивами размера 2x3, получим две выходные матрицы размера 2x3. То есть, одна и та же функция MatrProc1 может обрабатывать входные параметры различных размеров и размерностей! Можно вместо массивов применить эту функцию к скалярам (это всё равно массивы размера 1x1).

Теперь рассмотрим вопрос о том, можно ли использовать эту функцию в составе выражений так, как это делается с функциями, возвращающими единственное значение? Оказывается это делать можно, причём в качестве значения функции, применяемого для дальнейших вычислений, используется первое из возвращаемых функцией значений. Следующее окно системы MATLAB иллюстрирует это положение:

При вызове с параметрами 1,2,1 функция MatrProc1 возвращает два значения: 2 и 3. Для использования в составе выражения используется первое из них.

Так как вызов любой функции можно осуществить, написав произвольное выражение в командном окне MATLABа, то всегда можно совершить ошибку, связанную с несовпадением типов фактических и формальных параметров. MATLAB не выполняет никаких проверок на эту тему, а просто передаёт управление функции. В результате могут возникнуть ошибочные ситуации. Чтобы избежать (по-возможности) возникновения таких ошибочных ситуаций, предлагается в тексте M-функций осуществлять проверку входных параметров. Например, в функции MatrProc1 легко осуществить выявление ситуации, когда размеры первого и второго входных параметров различны. Для написания такого кода требуются конструкции управления, которые мы пока ещё не изучали. Самое время приступить к их изучению!