Introdução ao Scilab: Práticas e Conceitos Básicos

Introdução ao Scilab 2018 Introdução ao SciLab CHARLES WAY HUN FUNG Práticas SciLab 1 Eng Charles Way Hun Fung MSc Sumário Introdução ao SciLab 2 Constantes 2 Variáveis 3 Vetores 5 Sinais básicos no SciLab 7 Referências 14 Práticas SciLab 2 Eng Charles Way Hun Fung MSc Introdução ao SciLab SciLab é um ambiente de programação voltado a resolver problemas matemáticos há diversos softwares que foram desenvolvidos com este fim exemplo Matlab e Octave Este software foi desenvolvido em 1990 por pesquisadores do INRIA Institut de Recherche em Informatique et en Automatique SciLab é gratuito e pode ser baixado no site httpswwwscilaborgendownload601 Os objetivos da ferramenta são Geração de gráficos de uma duas ou três dimensões Manipulação de vetores e matrizes Permite trabalhar com sistemas de equações polinômios sistemas e funções de transferência Definição de funções Processamento de sinais contínuos e discretos Constantes O SciLab pode comportar três tipos de constantes Numéricos São valores numéricos que se encontram no conjunto dos números reais ou seja números positivos negativos e com casas decimais Exemplo Práticas SciLab 3 Eng Charles Way Hun Fung MSc Lógicos Uma constante lógica pode assumir dois valores possíveis verdadeiro t e falso f Exemplo Literais Constante literais são compostas de letras ou um conjunto de letras Estas constantes devem ser usadas entre aspas simples ou entre aspas duplas Exemplo Variáveis São posições de memória usadas para armazenar dados para a identificação da variável é atribuído um nome para esta variável No SciLab há regras para a nomenclatura de variáveis que são apresentadas na tabela a seguir Tabela 1 Regras para a nomenclatura de variáveis Disponível em 1 Práticas SciLab 4 Eng Charles Way Hun Fung MSc Comando de Atribuição O SciLab faz o reconhecimento do tipo das variáveis baseado no resultado das expressões Para isto o resultado da expressão é avaliado e depois atribuído a variável através do comando de atribuição A sintaxe do comando é nomevariável expressão Exemplo Figura 1 Navegador de variáveis do SciLab Fonte Autor Caso seja colocado no final da expressão o resultado não é apresentado no terminal Variáveis Especiais No SciLab há variáveis prédefinidas que não podem nem ser removidas ou alteradas estas são constantes matemáticas ou expressão muito usadas na matemática Para fazer uso destas variáveis é necessário apenas escrevêlas da forma mostrada na tabela a seguir Práticas SciLab 5 Eng Charles Way Hun Fung MSc Tabela 2 Variáveis Especiais Disponível em 1 Exemplo Vetores São um conjunto de variáveis de mesmo tipo homogenias que se diferenciam por sua posição no vetor está determinada por uma variável chamada índice Para definir um vetor há algumas possibilidades Uma das formas para declarar um vetor é vetor e1 e2 en Onde vetor é o nome do vetor a ser declarado e ei são os elementos do vetor Os elementos do vetor são sempre colocados entre colchetes Os elementos do vetor podem ser separados por vírgula ou espaço em branco Exemplo Práticas SciLab 6 Eng Charles Way Hun Fung MSc Outra forma de declarar um vetor é vetor valorinicialincrementovalorfinal Exemplo Também é possível ocultar o campo de incremento neste caso o incremento será considerado 1 exemplo É possível também criar um vetor entre dois números com uma quantidade de elementos determinada vetor linspacevalorinicialvalorfinalnúmerodeelementos Exemplo Uae ASCE unintercom 0800 702 0500 Sinais basicos no SciLab Na disciplina de Sinais e Sistemas sao usados diversos sinais basicos para compor um sinal mais complexo a seguir apresentada a forma de implementar os sinais basicos no SciLab Impulso Unitario O impulso unitario consiste em um sinal que tem todos os valores em zero e no ponto de origem com valor um A representagao matematica do impulso é dada por 0n0 dn ty n0 E sua representagao grafica é fn ee 0 n Figura 2 Impulso unitario Disponivel em 2 Para implementar este sinal no SciLab faremos uso do SciNotes esta é a ferramenta para implementacao de scripts pode ser acessada clicando em Aplicativos SciNotes EE Scilab 601 Console Arquivo Editar Controle Aplicattwos t S os 2 a SciNotes Navegador de arquivas Xcos fo nhariaDisciplinas Figura 3 Acesso ao SciNotes pelo SciLab Fonte Autor O processo de criagao da fungao deve seguir Clicar em Novo Abrira um arquivo de texto no qual podese editar o cddigo fonte A fungao impulso é descrita pela seguinte fungao function yimpulsox y zeros1 lengthx yfindx0 1 endfunction Praticas SciLab 7 Eng Charles Way Hun Fung MSc Práticas SciLab 8 Eng Charles Way Hun Fung MSc Vamos compreender o funcionamento desta função Inicialmente a primeira linha function significa que será uma função criada pelo usuário y Indica que o tipo de retorno é um vetor com nome y Impulso é o nome da função que estamos criando x Tudo que estiver entre parênteses são os parâmetros da função ou seja as variáveis de entrada da função Lembrando que no SciLab qualquer variável pode ser um vetor Na segunda linha length Indica largura de um vetor no caso se for recebido um vetor com 10 elementos esta função irá retornar 10 zeros é uma função que cria um vetor ou uma matriz de zeros com o número de linhas e colunas igual ao passado nos parâmetros zeroslinhascolunas Neste caso foi colocado 1 no número de linhas então será criado um vetor y receberá o vetor de zeros que será criado baseado na largura do vetor de entrada Na terceira linha find é uma função que irá retornar todas as posições onde a condição que está entre parênteses seja satisfeita neste caso x0 ou seja todos os valores zeros do vetor x yfindx01 Em todas as posições que x for igual a zero o vetor y receberá 1 Na quarta linha endfunction Fim de função Depois da implementação desta função devese clicar em executar Se tudo ficou correto irá apenas aparecer uma linha de confirmação no terminal do SciLab Exemplo do uso desta função Práticas SciLab 9 Eng Charles Way Hun Fung MSc Perceba que apenas no ponto onde tem zero no vetor n apareceu o número 1 no vetor x Plotando x teremos Figura 4 Plotagem do impulso unitário no SciLab Fonte Autor Degrau Unitário A função degrau é descrita pelo código function ydegraux y zeros1 lengthx yfindx0 1 endfunction Este código é muito parecido com o impulso unitário a única parte que difere é a linha 3 então vamos compreendêla findx0 Este comando irá retornar todos os números maiores que zero yfindx01 Todas as posições maiores que zero receberam 1 no vetor y Então a ideia é que quando receber um vetor por exemplo 33 as posições 0 1 2 e 3 receberam o valor 1 A seguir um exemplo de uso desta função Práticas SciLab 10 Eng Charles Way Hun Fung MSc Plotando d teremos Figura 5 Plotagem do degrau unitário Fonte Autor Exponencial A função exponencial já é definida no SciLab como a função exp sua sintaxe é vetorexponencial expvetorreferência Exemplo Práticas SciLab 11 Eng Charles Way Hun Fung MSc A plotagem desta curva pode seguir duas perspectivas contínua ou discreta Para a plotagem contínua utilizaremos o comando Figura 6 Exponencial contínua Fonte Autor Perceba na figura 6 que a sequência e possui apenas 7 pontos isto ocasionará em uma curva pouco arredondada A plotagem discreta utilizaremos o comando Figura 7 Exponencial discreta Fonte Autor Práticas SciLab 12 Eng Charles Way Hun Fung MSc Aumentando a quantidade de pontos que formam o sinal temos resultados interessantes nos gráficos contínuo e discreto Para isto fazemos o código Figura 8 Exponencial contínua com mais pontos Fonte Autor Figura 9 Exponencial discreta com mais pontos Fonte Autor Práticas SciLab 13 Eng Charles Way Hun Fung MSc Senoide Como a exponencial a função seno também já está definida no SciLab A sintaxe desta função é apresentada a seguir vetorsenoide sinvetorreferência Exemplo A senoide também pode ser plotada de forma contínua e discreta Contínua Figura 10 Senoide contínua Discreta Figura 11 Senoide discreta Práticas SciLab 14 Eng Charles Way Hun Fung MSc Referências 1 F Frederico F Campos Fundamentos de SCILAB Belo Horizonte UFMG 2010 2 A S W Alan V Oppenheim Sinais e sistemas São Paulo Pearson 2010