【無料で読める】MATLAB Simulink 超基本

　MATLAB Simulink の初心者がブロックを接続してプログラムを作成するスクラッチのようには簡単ではありません。かなりクセのある仕様となっており、Helpの説明も初心者には難しく、ブロックもどこにあるの分かりにくいので、投げ出したくなります。実際、数年放置していました。そこで、本書では、MATLAB Simulink超初心者が作成したMATLAB Simulink にこれから取り組もうという方に送る、超初心者向けの本です。

　MATLAB Simulink は、科学技術の計算のための高性能なプログラミング言語です。近年ではAIのツールが導入され、基本的な計算から高度な計算まで行え、AI学習のための必須のツールとなりつつあります。ただし、個人で購入すると高価なのが難点です。

　MATLAB Simulink がすでに導入済みのPCで行うことを前提として、説明していきます。元々は行列計算を簡単に扱うために作成されました。その後、GUIやグラフの描画などの機能も付け加えられ、電気工学、機械工学、数学、物理、情報分野だけでなく、文系の分野である経済、統計などの分野でも使用されています。高価である点と始めの取っ付きが悪いので、敬遠されがちですが、MATLABは強力な演算機能とグラフィカルなGUIにより、企業などでも採用されており、これを使わない手はありません。

　OctaveやSilabなどのMATLABと同等の機能を持つフリーソフトも存在します。特にOctaveはMATLABと互換性があります。

　本書では、MATLAB Simulink 超初心者の私が、MATLAB Simulink の超基本的な使い方から、少し応用的な使い方について、説明していきます。本書での動作はMATLAB 2022aで動作確認をしています。また、本書にはAIに関する内容の記述はありません。

目次

1.まえがき

2.MATLABの基本的な操作
　2.1　四則演算などの基本動作
　(1)MATLABの起動
　(2)HelloWorldの表示
　(3)変数を使ってHelloWorld-1の表示
　(4)信号の伝達の様子を表示
　(5)四則演算
　(6)値の表示のフォーマット
　(7)ビット演算
　(8)10進数をn進数の表示

　2.2　ファイルへ保存
　(1)ファイルの保存と実行
　(2)範囲
　(3)グラフの表示

　2.3　練習問題

3.分岐と繰り返し
　3.1　Switchを使ってみよう（MATLAB　Function ）
　3.2　Switchを使ってみよう（Switch－２）
　3.3　MATLAB　Functionを使う-2
　3.4　MATLAB　Functionを使う-2（while）
　3.5　MATLAB　Functionを使う-3（break）
　3.6　MATLAB　Functionを使う-4（switch）
　3.7　練習問題

4.配列（行列）
　4.1　行列
　4.2　乱数の発生
　4.3　並び替えソート
　4.4　2行の行列
　4.5　2×2の行列の計算
　4.6　ファイルへ出力
　4.7　ファイルに読み書き
　4.8　練習問題

5.数学計算
　5.1 鶴亀算
　5.2 円周率
　5.3 グラフ
　(1)比例、反比例のグラフ
　(2)三次元のグラフ
　5.4ベクトル
　(1)平面ベクトル
　(2)空間ベクトル
　(3)直線の方程式、平面の方程式
　5.5行列
　(1)行列の和、差、積
　(2)単位行列、転置行列、逆行列
　(3)連立1次方程式の解法
　(4)行列式と固有値
　5.6微分・積分
　(1)不定積分・定積分
　(2)多項式の微分
　5.7その他の計算
　(1)因数分解と展開
　(2)微分方程式
　(3)ボード線図
　(4)ボード線図
　(5)位相余裕、ゲイン余裕

　5.8その他の便利な機能
　(1)コマンドウインドウでの上矢印「↑」キー
　(2)スマートインデント
　(3)コメントの自動挿入
　(4)コマンドウインドウでのhelp
　(5)ちょっとだけAI

　6. MATLAB　Simulinkによる現象の計算
　6.1　物理運動
　(1)自由落下
　(2)反発係数
　(3)雨の落下速度
　(4)バネの運動-1
　(5)バネの運動-2
　(6)振り子の運動
　(7)剛体の運動

　6.2　電気回路
　(1)単一DC電源抵抗回路
　(2)単一DC電源直列回路
　(3)単一DC電源並列回路
　(4)キルヒホッフの法則
　(5)ブリッジ回路
　(6)ウィーンブリッジ回路
　(7)マクスウエルブリッジ回路
　(8)RL回路の過渡現象
　(9)RC回路の過渡現象
　(10)RLC回路の過渡現象
　(11)Lだけの回路の位相90°遅れ
　(12)Cだけの回路の位相90°進み
　(13)RCのローパスフィルタ回路
　(14)RLのハイパスフィルタ回路
　(15)電力系統の過渡現象

　6.3　制御工学
　(1)インパルス応答
　(2)ステップ応答
　(3)ステップ応答-2
　(4)ボード線図

　7.参考文献