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Migracion de Matlab a Scilab

Dudas, comentarios sobre simulacion con Scilab en Regulacion Automatica

Migracion de Matlab a Scilab

Notapor blas » Jue, 19 Jul 2012, 11:49



1. Scilab 5
1.1. >Que es Scilab? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2. Instalacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1. Instalacion para usuarios Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.2. Instalacion para usuarios de Ubuntu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3. Primeros pasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.1. Comandos y shortcuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2. Instalacion de modulos externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.3. Editor de texto integrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2. Introduccion a Scilab 11
2.1. Objetos Scilab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.1. Construccion de matrices y manipulacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.2. Operaciones elementales con matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.3. Arreglos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.4. Matrices polinomiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.5. Matrices sparse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.6. Listas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.1.7. Funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2. Programacion en Scilab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2.1. Rami cacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2.2. Iteraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3. Funciones en Scilab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.1. Programas de depuracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3.2. Funciones de entrada y de salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.3. Visualizacion de variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.4. Formato de entrada y de salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.5. Entrada y Retorno de un binario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.6. Acceso al Sistema Host . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3.7. Interfaz gra ca del usuario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4. Gra cas en Scilab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.4.1. Dos dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.4.2. Gra cas en tres dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.4.3. El arreglo gra co gca() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.5. Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5.1. Vinculacion de codigos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5.2. Escritura de una interfaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.5.3. Carga dinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3. Conversion de archivos Matlab a Scilab 47
3.1. Uso de las herramientas M2SCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2. Ejemplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3. Limitantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4. Analisis de datos en Scilab 51
4.1. Coleccion de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.1. Funcion fscanfMat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.2. Funcion fprintfMat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.2. Gra cas y estadsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
34

INDICE GENERAL
4.2.1. Histogramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.2.2. Stickbars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.2.3. Isolineas o curvas de nivel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5. Diferencias nitas: fundamentos teoricos 57
5.1. Ejemplos de ecuaciones diferenciales en una dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.2. Aproximaciones via Diferencias Finitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3. Algunas formulas comunes de diferencias nitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3.1. Aproximacion de derivadas de orden superior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.4. Aproximaciones con Diferencias Finitas para problemas modelo . . . . . . . . . . . . . . 59
5.4.1. Modelo de enfriamiento de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.4.2. Ecuacion general parabolica en 1D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.4.3. La ecuacion de onda en una direccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.4.4. Ecuaciones elptica en una dimension. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.5. El Error de Truncamiento local y la Consistencia de un esquema de Diferencias Finitas . . 60
5.5.1. El error de truncamiento del metodo de diferencias nitas para el modelo de enfri-
amiento de Newton (25) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.5.2. El error de truncamiento del metodo de diferencias nitas para una equacion Hiper-
bolica (27) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.5.3. El error de truncamiento del metodo de diferencias nitas de la ecuacion de ondas
en 1D en una sola direccion (29) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.6. La estabilidad de un esquema de diferencias nitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.7. Discretizacion Implcita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.7.1. Euler Regresivo para PVI de un sistema EDO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.7.2. La ecuacion del calor en 1D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.7.3. Discretizacion Central de ut ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.7.4. El esquema de Crank-Nicolson para la ecuacion del calor en 1D. . . . . . . . . . . 63
5.7.5. Metodo Implcito para las ecuaciones de onda 1D en una direccion . . . . . . . . . 64
6. Ejemplos y teora 65
6.1. Codigos comparados entre Scilab y Matlab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.1.1. Metodo de la biseccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.1.2. Aproximacion polinomial por mnimos cuadrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.2. Ejemplos EDO y EDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.2.1. Resolucion Numerica para una EDP, La ecuacion del calor con el metodo de Euler 70
6.2.2. Resolucion Numerica para la ecuacion de onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.2.3. Resolucion Numerica para una EDP con el algoritmo de Crank-Nicolson . . . . . 75
6.2.4. Apendice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
6.3. Lotka-Volterra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.4. Movimiento Browniano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
6.5. Transformada de Fourier en Scilab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
6.5.1. Teora: Transformada de Fourier Discreta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
6.5.2. Transformada rapida de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
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