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MATLAB/Simulink

Eine Einführung

Dieses Handbuch wird im Rahmen der Kooperation von staatl. Hochschulen auf dem Gebiet der IT-Dokumentation an der HS Hannover entwickelt.

Inhaltsverzeichnis   Leseprobe   

Inhaltsangabe

MATLAB/Simulink
Eine Einführung in die Entwicklungsumgebung für wissenschaftlich-technische Berechnungen und die Simulation dynamischer Systeme.

1. Einleitung

2. Erste Schritte

3. MATLAB als intelligenter Tischrechner

4. Vektoren und Matrizen

5. Daten speichern und laden

6. Grafiken

7. Skripte und Funktionen

8. Symbolische Mathematik

9. Simulink

9.1 Modellierung und Simulation

9.2 Numerische Integration

9.3 Erste Schritte mit Simulink

9.4 Ausgewählte Beispiele

9.5 Schnittstelle zu MATLAB

A Lösungen und Übungsaufgaben

B Befehlsübersicht

Stichwortverzeichnis

Umfang der geänderten 6. Auflage: Aufgrund des Umfangs von MATLAB/Simulink kann nur ein Einstieg gegeben werden: 160 Seiten.

Literaturhinweis im xls-Format

Zielgruppe

Studierende der Ingenieurwissenschaften

Lernziele

Der Leser soll die grundlegenden Funktionen und die Arbeitsumgebung von MATLAB kennen lernen. Er soll in die Lage versetzt werden, mit den umfassenden Hilfestellungen und Beispielen die vielfältigen Möglichkeiten weiter zu erkunden und für seine Anwendungen zu nutzen.

Voraussetzungen

Grundsätzliche Kenntnisse im Umgang mit Computern und Programmen. Kenntnisse der Mathematik.

Hinweise

Über jeden der drei Marktführer auf dem Gebiet der mathematischen Software bieten wir jetzt bzw. später ein Handbuch an:

Dieses Buch über MATLAB/Simulink
Mathematica
Maple

Änderungen gegenüber Vorversion

Für die 6. Auflage wurde von den Autoren eine Aktualisierung auf die Version 8.2 (R2013b) von
MATLAB/Simulink für Windows und einige redaktionelle Anpassungen vorgenommen worden.

Neu aufgenommen beim Übergang von der 2. zur 3. Auflage:

  • Polynomfunktionen
  • Symbolic Math Toolbox

Expertenmeinungen

Das Handbuch »MATLAB/Simulink«. Was Hochschulmitglieder dazu meinen:

Beiträge zur 6. veränderten Auflage

 „Das nunmehr in der 6. Auflage vorliegende RRZN-Handbuch überzeugt mit einer strukturierten, umfassenden und didaktisch gelungenen Einführung in das Programmieren mit MATLAB und Simulink.
Angefangen von dem Einsatz MATLABs als „intelligenten Taschenrechner“ über grundlegende Datentypen, Skripte und Funktionen sowie grafische Ausgaben werden die wichtigsten Themen für einen schnellen und erfolgreichen Einstieg in MATLAB abgedeckt. Die behandelten Themen werden jeweils didaktisch sinnvoll aufbereitet. Eine Vielzahl von Übungsaufgaben mit Lösungen führen schnell an das eigenständige Arbeiten heran. Das Handbuch stellt somit eine sehr gute Grundlage dar, um sich auch weitere Funktionen und Themengebiete für den individuellen Umgang mit MATLAB selbst erschließen zu können.
Im Anschluss an die Einführung in MATLAB folgt eine ebenso gelungene Einführung in Simulink. Nach methodischen Grundlagen der Simulation komplexer Systeme wird anhand ausgewählter Beispiele (Federpendel, Populationsdynamik, Regelkreis) exemplarisch die numerische Simulation mittels Simulink vorgestellt. Auch hier vermittelt das Handbuch einen motivierenden, didaktisch durchdachten Einstieg in Simulink, der es dem Leser ermöglicht, schnell eigene Simulationen durchzuführen.
Das Handbuch ist besonders für Ingenieure geeignet, aber auch Naturwissenschaftler und Mathematiker finden mit diesem Buch einen gelungenen Einstieg in das Programmieren mit MATLAB und Simulink.“
Dr. Mark Schüttpelz, Studiendekan Universität Bielefeld, Fakultät für Physik

„Das Handbuch ist (nach wie vor) meine Empfehlung an die Studierenden um einen schnellen und leichten Einstieg in die Anwendung der Software zu erlangen. Insbesondere der Matlab-Teil erlaubt die selbstständige Einarbeitung und ist eine sehr gute Basis für die weitere Vertiefung entsprechend der jeweiligen Studienrichtung.“
Dipl.-Ing. Jens Schönbohm, Fb Ingenieurwissenschaften und Mathematik, Studiengang Mathematik, FH Bielefeld

Beiträge zur 5. Auflage

(Zu beachten: Einige Lektoren haben nur den MATLAB- bzw. den Simulink-Teil gelesen)

„Das Handbuch ist verständlich geschrieben und bietet eine hervorragende Einführung in MATLAB und Simulink. Der Leser erarbeitet sich mit dem Buch wichtige grundlegende Befehle und erlangt einen Einblick in das wissenschaftliche Arbeiten mit MATLAB und Simulink. Das Handbuch kommt schnell auf den Punkt, ohne dabei auf Wesentliches zu verzichten. Eine Empfehlung für den Einstieg in MATLAB und Simulink!“
Dr. Mark Schüttpelz, (Veranstalter eines MATLAB-Computerpraktikums für Physik-Studierende), Angewandte Laserphysik & Laserspektroskopie, Uni Bielefeld

„Das RRZN-Handbuch "MATLAB/Simulink" führt auf leicht verständliche Weise in die Arbeit mit MATLAB und dessen Simulationswerkzeug Simulink ein. Obwohl das Handbuch sehr kompakt ist (140 Seiten bei sehr großer Schriftart), werden die wesentlichen Funktionalitäten angesprochen (und für weiterführende Details auf die Hilfe verwiesen). Von der Stoffauswahl her betrachtet, richtet sich das Handbuch vor allem an Leser aus den Ingenieurwissenschaften, kann aber mit gewissen Einschränkungen auch im Bereich der Mathematik oder Physik genutzt werden. Bei den letztgenannten Einschränkungen denke ich vor allem an das etwas knappe Repertoire mathematischer Verfahren (der Linearen Algebra, beispielsweise, sind gerade mal zwei Seiten gewidmet), hier wäre für zukünftige Auflagen ein Ausbau wünschenswert. Insgesamt aber ist das Buch dem MATLAB-Einsteiger unbedingt zu empfehlen!“
Dr. Christian H. Weiß, Fachbereich Mathematik, Technische Universität Darmstadt

"Das Inhaltsverzeichnis lässt erkennen, dass alle notwendigen Themen in den 7 Kapiteln zu Matlab behandelt werden. Darauf, dass das Buch nur eine Einstiegshilfe in die Benutzung des Programmpakets Matlab / Simulink sein soll, wird bereits in der Einleitung hingewiesen und so sind die einzelnen Kapitel auch mehr in dem Stil gehalten „…und das kann Matlab auch..“, als dass ein roter Faden verfolgt wird. Gut gelungen ist die Kennzeichnung von wichtigen Hinweisen und die Angabe von Übungsaufgaben mit den zugehörigen Lösungen. Auf 65 Seiten kann nur ein grober Überblick über die vielfältigen Möglichkeiten von Matlab gegeben werden. Würde jedoch beispielsweise auf ein halbseitige Darstellungen einer Sinus-Kurve oder eine ausführliche Erläuterung der Zeichenfunktion stairs verzichtet oder der Zeichensatz insgesamt etwas kleiner gewählt, so ließen sich noch viele wichtige Informationen über z.B. CellArrays, die Anwendung logischer Operatoren auf Vektoren und Matrizen sowie die 3D Zeichenfunktionen meshgrid, mesh oder surf unterbringen.

Der Simulink-Teil gefällt insbesondere dadurch, dass der Aufbau eines Modells, ausgehend von der Problemstellung über die zugehörige(n) Differentialgleichung(en) bis zur Handhabung und Parametrisierung der Simulink-Blöcke, anhand mehrerer Beispiele erläutert wird. Anfänger, die die Beispiele und Übungsaufgaben (die Lösungen befinden sich im Anhang) durcharbeiten, lernen dabei nicht nur die Einsatzmöglichkeiten der Blöcke kennen, sondern erfahren zudem, wie sie ihre Modelle aus Matlab heraus parametrisieren, Simulationen steuern und die Ergebnisse nachbereiten können.

Das vorliegende Buch ist eine sehr gute Grundlage für die selbstständige Einarbeitung in das Softwarepaket Matlab/Simulink und kann mit entsprechenden Werken größerer Verlage mithalten. Besonders der Teil über Simulink verhilft dem Leser schnell zu einem Erfolgserlebnis.“
Dipl.-Ing. Jens Schönbohm, Fb Ingenieurwissenschaften und Mathematik, Studiengang Mathematik, FH Bielefeld

„Die Einführung in MATLAB/Simulink finde ich gut gelungen.“
Prof. Dr.-Ing. Konrad Wöllhaft, Physikalische Technik, Hochschule Ravensburg-Weingarten  

„Ich habe mir den Simulink-Teil des Handbuches angeschaut und kann mich kurz fassen. Der Text ist gut lesbar und verständlich. Vergleichbare Simulink-Einführungen wie beispielsweise …(von der Redaktion gekürzt) können da nicht mithalten.“
PD Dr.-Ing. habil. Christian Tuttas, FB Elektro- und Informationstechnik, TU Kaiserslautern

„Der MATLAB-Teil, den ich geprüft habe, ist für Anfängers sehr geeignet, die wenig oder keine Programmierkenntnisse haben. Die Autoren gehen auf viele Tücken ein, an denen Novizen sich häufig lange und erfolglos aufhalten.“
Prof. Dr. H. J. Schmid, Department Mathematik, Universität Erlangen-Nürnberg  

„Der MATLAB-Teil ist gut gelungen. Themenauswahl und Tiefgang sind ausgewogen. Alle wesentlichen Themen werden behandelt. Der Simulink-Teil schreckt zunächst durch einen Theorieblock ab. Die ersten Schritte kommen spät. Die Beispiele zu Simulink sind gut gewählt. Gesamturteil: gut!“
Prof. Dr. Martin Pollakowski, Fb Elektrotechnik, FH Gelsenkirchen

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