Todo estudiante de Ingeniería ha escuchado a sus compañeros de semestres superiores mencionar, alabar y hasta quejarse de este software.

Aquí en Reto Ingeniería, queremos ayudarte a despejar las dudas, tanto como si no conoces, como si te gusta o no este paquete de simulación.

Lo primero a conocer de Matlab es que su nombre resulta de capitalizar las primeras silabas de Matrix Laboratory, es un software traído a nosotros por la empresa Mathworks que puedes visitar haciendo click aquí

Matlab esta soportado por las plataformas UNIX, WINDOWS; MacOS y LINUX, para adquirirlo puedes dirigirte a la pagina de productos de Mathworks. (click aquí)

La versión disponible actualmente es R2018a, al momento de instalar encontrarás la opción personalizada y la típica, te recomiendo que te detengas un momento a analizar que tantos Toolbox vas a requerir.

Si no sabes lo que es un “Toolbox”, se refiere a extensiones de herramientas que Mathworks desarrolló para aplicaciones de áreas mucho más específicas como sería el caso de estadísticas, control, electrónica, electricidad, potencia, hidráulica, mecánica, hardware, redes, entre muchos otros disponibles, aquí puedes ver la lista de adicionales que hay disponibles para complementar tu Matlab de acuerdo a los desarrollos que quieras realizar. Click aquí.

Matlab es altamente versátil, desde el numero de entornos de trabajo incorporados, asi como la visualización de cada una de las componentes del escritorio principal que puedes editar desde la opción de layouts.

 

La forma de presentar el entorno de trabajo queda a gusto del usuario, y esa configuración se mantendrá cada vez que se inicie el programa, y es posible guardar cada configuración por usuario.

Particularmente trabajo con la configuración que viene por defecto, y es la que verán en la serie de tutoriales de Matlab que estarán disponibles en esta web. Ustedes son libres de editar el entorno de trabajo a su gusto, que la idea es estar cómodos.

Lo primero que has de identificar es la ventana de comandos, “command window”, que viene a ser la principal ventana de trabajo en la que vas a especificar las instrucciones de trabajo de acuerdo a las operaciones que quieres desarrollar.

El lenguaje de trabajo, es un lenguaje de alto nivel que obedece a un lenguaje de programación propio conocido como FORTRAN, pero también soporta lenguaje C.

Podemos realizar múltiples operaciones desde cálculos numéricos con vectores matrices, cálculos con escalares que pueden ser reales o complejos, cadenas de caracteres y otras estructuras de información más complejas, y permite la presentación de gráficos en 2 y 3 dimensiones.

Por ahora, puedes iniciar con un ejercicio muy sencillo como la inicialización de variables para operaciones básicas. Notarás que al declarar la variable y teclear enter, el cursor bajará un espacio para demostrar que se ha guardado el valor.

Si no te gusta que se presente demasiado espacio entre las declaraciones puedes resumir toda la instrucción en una única línea haciendo uso del punto y coma (;)

a=3; b=2; c=5; d=a+b+c

al final no colocamos el punto y como para que aparezca en pantalla el resultado.

Para limpiar el command Window, sólo tienes que teclear el comando “clc” y luego enter.

Notarás que además del command window tienes otra ventana llamada workspace, es ahí en donde se almacenaran cada una de la variables que declares en tu código, ahí puedes editarlas, duplicarlas, copiarlas o borrarlas.

Además puedes agregar o borrar columnas de identificación de cada variable que haya sido creada. Por ahora puede que no le veas mucha utilidad a estas columnas pero dependiendo del trabajo que quieras realizar puedes indicarle a Matlab que opere con algunos de esos datos.

Como notarás en la pantalla principal, Matlab tiene una ventana de “Directorio actual” o “current folder” en el cual se presentarán todos los ficheros.

Para que un fichero de Matlab pueda ser ejecutado deben cumplirse dos condiciones, la primera es que el fichero se encuentre en el directorio actual, y la segunda es que dicho fichero esté presente en uno de los directorios del path de Matlab.

El path es una lista de directorios de Matlab en el que el programa busca ficheros o funciones necesarias para ejecutar, el usuario puede editar el path de Matlab. Mas adelante podemos tratar este punto.

El uso del current folder es idéntico a la gestión que haces con los directorios de Windows por lo que su manejo resulta muy intuitivo.

Si quieres agregar una carpeta al path de Matlab tienes que clickear con botón secundario sobre la carpeta que deseas agregar y seleccionar desde el menú “add to path”, te mostrará la opción de añadir la sola carpeta o de incluir las subcarpetas.

Para quitarla del path solo tienes que repetir el proceso pero seleccionando la opción “remove from path”

Las ventajas del Path es que permite que Matlab se ubique en la ruta en la que tienes los ficheros a ejecutar según tu línea de comandos, y Matlab ejecuta ficheros propios como los programados por el usuario.

Para ubicar estas “rutas” hacia los ficheros Matlab se sirve de la función “search path” el cual permite establecer las reglas de cual fichero ejecutar.

El search path es una lista de directorios que puedes modificar a partir de la línea de comandos o haciendo click en “seth path”

En el cuadro de diálogos estarán presentes las rutas en las que Matlab ubicará los ficheros a ejecutar. Desde ahí puedes agregar o eliminar directorios, así como reorganizarlos, ya que el orden de la lista reflejan el orden de la búsqueda.

Por ejemplo, si tienes un fichero con mismo nombre en dos directorios distintos, Matlab ejecutará aquella que encuentre primero según el orden de la lista del Path.


¿Cómo Matlab ejecuta un comando?

Supongamos que tenemos un comando llamado “Soy la comadreja” que intentamos ejecutar desde nuestro workspace, entonces Matlab realiza una serie de pasos en background para ejecutarlo, para ello:

  1. Se comprueba que el comando “soy la comadreja” es una variable definida por usuario
  2. Se comprueba que “soy la comadreja” es una función propia de Matlab
  3. Se comprueba que “soy la comadreja” es una subfunción o función privada
  4. Se comprueba si hay un fichero llamado “soy la comadreja” en el directorio actual.
  5. Se comprueba si hay algún fichero llamado “soy la comadreja” en los directorios incluidos en el search path.

Y todo esto se realiza en este orden, y una vez que Matlab ha ubicado el fichero del comando “soy la comadreja”, se detiene la búsqueda.


¿Cómo edito un fichero?

Matlab tiene una ventana de edición que te permite crear o editar ficheros llamados m-files, para acceder a él puedes presionar crtl+n, o acceder desde el entorno haciendo click en new script.

Desde este editor puedes crear tus programas, y hacer verificación de códigos mediante la opción llamada “debugger”, que te permite hacer una ejecución controlada del programa línea a línea o según los puntos de ruptura que tú indiques para que el compilador haga la pausa y asi puedas observar los cambios que el programa vaya haciendo y sea posible vislumbrar algún error de lógica.

Matlab permite hacer uso de puntos de ruptura condicionales que harán que la ejecución del programa se detenga en caso de que cumpla alguna condición. Más adelante presentaremos algunos ejemplos con programas que les permita entender mejor el uso del debugger.


Simulink

Otra de los espacios de trabajo de Matlab más empleados es “Simulink”, a él puedes acceder desde la pestaña “home”, clickeando sobre “Simulink library”

Desde ahí puedes apreciar todas las herramientas que Simulink tiene para ti. El espacio de trabajo es más “visual” que el entorno “workspace” de Matlab que se emplea a través de comandos y código.

En un siguiente post hablaremos de Simulink a través de ejemplos aplicados a sistemas de control y desarrollo energético para que no solo pongas en práctica conceptos asociados a esos temas, sino también, para que practiques los mismos en este entorno de simulación.

Sí tienes dudas o comentarios, déjanoslos por aquí.

Nos leemos pronto.