Resumen: Matlab es un potente software de análisis de datos y cálculo de ingeniería, y Word es un potente software de procesamiento de textos. Mediante la combinación de ambos se puede realizar la visualización de datos en Word, lo que facilita la realización de ilustraciones en informes, artículos y monografías científicas. Luego, al explorar el proceso de aplicación del software MATLAB en el procesamiento de datos de pruebas geotécnicas, se presenta un nuevo software de procesamiento de datos que proporciona una nueva idea para el procesamiento de datos de pruebas futuros.
Palabras clave: cuaderno MatlabWord; procesamiento de datos
1 Introducción
Como todos sabemos, el software Microsoft Word tiene potentes funciones de procesamiento de textos y ha sido ampliamente utilizado en varios campos de la investigación científica. Sin embargo, Word en sí no tiene funciones de manipulación de datos y sus funciones de dibujo son limitadas. Matlab es un conjunto de software de visualización y computación numérica de alto rendimiento desarrollado por MathWorks. Es un sistema altamente integrado que integra computación científica, procesamiento de imágenes y procesamiento de sonido con una alta eficiencia de programación. Cómo combinar las funciones de procesamiento numérico y dibujo de Matlab con Word, expandir las funciones de Word y hacer que los dos funcionen armoniosamente. Este artículo discutirá este tema (tomando Matlab 6.5 y Word 2002 como ejemplos).
En el procesamiento de datos de pruebas geotécnicas, a menudo es necesario utilizar métodos gráficos para describir los resultados de las pruebas y luego obtener los parámetros de prueba requeridos buscando las imágenes. Por ejemplo, en la prueba de análisis de partículas del suelo, es necesario dibujar una curva de gradación para determinar el tamaño máximo de partícula y el tamaño efectivo de partícula del suelo, a fin de calcular el coeficiente desigual y el coeficiente de curvatura del suelo; prueba de compactación, es necesario utilizar la curva de compactación para reflejar los resultados de la prueba y encontrar la densidad seca máxima y el contenido de humedad óptimo consultando el gráfico en la prueba triaxial del suelo, es necesario dibujar un círculo de Mohr para determinar el; cohesión C y ángulo de fricción interna φ del suelo. El método de procesamiento anterior era dibujar manualmente o usar la función de gráfico en la herramienta EXCEL, pero estaba limitado a su función gráfica y no podía usarse para cálculos numéricos. Los cálculos numéricos correspondientes debían completarse manualmente. MATLAB no solo proporciona funciones gráficas, sino que también agrega funciones de cálculo para simplificar aún más el procesamiento de datos.
Vínculo entre MATLAB y Word
2.1 Instalar el cuaderno de Matlab
Hay dos métodos: uno es instalar desde el sistema Matlab: primero inicie Matlab 6.5, Ejecute el comando de función "notebook -setup" en la ventana de comandos (agregue un espacio en el medio). Después de ingresar a la ventana de comandos, aparecerá el siguiente mensaje:
gt gt Notebook-Settings
Bienvenido a la utilidad para configurar cuadernos MATLAB para interconectar MATLAB con Microsoft Word (Bienvenido a crear Programas comunes para Matlab Notebook y Word).
Selecciona tu versión de Microsoft Word: (Selecciona tu versión de Word)
[1]Microsoft Word 97
[2]Microsoft Word 2OOO
[3]Microsoft Word 2002 (XP)
[4]Salir sin realizar ningún cambio
Versión de Microsoft Word: 3 (aquí elegimos 3)
Luego, aparecerá el siguiente mensaje en la ventana de comandos:
La configuración del cuaderno está completa. (Instalación del cuaderno Matlab completada)
Otro método es copiar el archivo C:\Matlab 6p 5\Notebook\PC\m_book.dot directamente al directorio C:\Program files\Microsoft Office\Office 10\ 2052.
Cómo se llaman Matlab y Word entre sí: (también se puede utilizar como método de prueba para determinar si la instalación se realizó correctamente)
(1) Llamar a Word en Matlab: ingrese directamente notebook en el comando de la ventana de comandos de Matlab, el sistema iniciará automáticamente Word y se agregará una barra de cuaderno a su barra de menú principal.
(2) Llame a Matlab en Word: inicie Word, luego seleccione Nuevo en el menú Archivo, seleccione Plantilla general en Nuevo basado en plantilla y luego seleccione Documento M-book. Presione OK y el sistema iniciará automáticamente Matlab.
2.2 Instrucciones de uso del cuaderno
En cierto sentido, el cuaderno es el M-book en Word. Notebook interactúa con Matlab a través de una biblioteca de enlaces dinámicos y la unidad básica de interacción se llama celda (Cel1). La información intercambiada se denomina "célula (grupo)". M-book necesita formar los comandos o declaraciones de Matlab ingresados en Word en celdas (grupos), transferirlos a Matlab para su ejecución y luego transferir los resultados de salida nuevamente a M-book en forma de celdas (grupos). De esta manera, los resultados del cálculo y los gráficos de simulación aparecerán debajo de la celda (grupo) de entrada en Word.
"Celda de entrada" es un comando transmitido por M-book a Matlab. Puede ser de varias líneas, un comando contenido en texto o un programa de Matlab. La "celda de salida" es el resultado del cálculo devuelto por Matlab al M-book. "AutoInit Cel1" es una unidad de entrada definida por el comando [Definir AutoInit Cel1] en el menú [Notebook]. La diferencia entre esta y la celda de entrada es que cada vez que abre M-book, la celda autogenerada se ejecutará automáticamente en lugar de la celda de entrada, los caracteres de la celda autogenerada están marcados en azul oscuro, mientras que los caracteres de; la celda de entrada está marcada en verde. Un "grupo de celdas" es una celda de entrada de varias líneas o una celda autoactivable que contiene varios comandos de Matlab.
Generar celdas de entrada: en Word, ingrese las instrucciones en formato de texto, luego seleccione esta parte y use [Definir celda de entrada 1] en el menú [Cuaderno], para que el M-book cambie del normal. El texto se genera en la "celda de entrada". Incluya la instrucción entre corchetes negros y la instrucción cambiará a fuente verde.
Luego use la opción [Evaluar celda] en el menú [Cuaderno] para transferir las celdas generadas a Matlab para su cálculo. Los resultados del cálculo se devolverán automáticamente a M-book y se mostrarán. en azul. Las poblaciones celulares y las operaciones celulares son similares.
Notebook también proporciona una Zona de Calc, que divide el M-book en varias partes independientes, que incluyen: texto que describe un problema específico o una operación específica, celdas de entrada y celdas de salida. Al definir el área de cálculo, Notebook separa esta parte de otras partes de M-book, y la definición, operación y entrada de sus celdas son similares.
El cuaderno también proporciona operaciones del ciclo celular. Primero, seleccione la celda de entrada que se repetirá (debe ser una celda verde) y luego seleccione la opción [Evaluar bucle] en el menú [Cuaderno]. Las funciones del menú [Notebook] se muestran en la Tabla L a continuación.
Tabla 1 Funciones del menú de Notebook
Elementos del menú
Teclas de acceso directo
Función
Definir celdas de entrada
Función
Definir celdas de entrada
p>
Alt I
Definir celdas de entrada
Definir celdas automáticas
Alt A
Definir celdas automáticas
p>
Definir área de cálculo
Alt Z
Definir área de cálculo
Celdas no definidas
Alt U
Colocar celdas; convertir a texto
Borrar celdas de salida seleccionadas
Alt P
Elimina todas las celdas de salida del espacio seleccionado.
Agrupar celdas
Alt G
Generar población de celdas
Cancelar agrupación de celdas
;
p>
Convierta la población de células en células de entrada y células autogeneradas.
Ocultar (mostrar) marcadores de celda
Alt C
Mostrar (ocultar) corchetes en celdas generativas.
Cambiar la salida gráfica de la celda
;
Si se incrustan los gráficos generados.
Evaluar libro móvil
Alt R
Ejecute todas las celdas de entrada en todo el M-book.
Bucle de evaluación
Alt L
Ejecute la celda de entrada varias veces.
Evaluar celdas
Ctrl Enter
Ejecutar celdas de entrada
Evaluar área de cálculo
Alt Enter
Ejecutar el área de cálculo
Colocar MATLAB al frente
Alt F
Ajustar la ventana de comandos de MATLAB al primer plano.
Opciones del cuaderno...
Alt O
Establecer el formato de salida numérico y gráfico
Aplicación del software MATLAB en ensayos geotécnicos< /p >
3.1 Formación de gráficos
La prueba de análisis de partículas consiste en medir el porcentaje de varios grupos de partículas en el suelo seco con respecto a la masa total del suelo, para comprender la distribución del tamaño de las partículas. proporcionar clasificación del suelo y juzgar aproximadamente las propiedades de la ingeniería del suelo y los métodos de selección de materiales. Los resultados de la prueba deben proporcionar la curva de gradación, el coeficiente de desigualdad y el coeficiente de curvatura. La Tabla 2 muestra las mediciones de un conjunto de pruebas de análisis de partículas:
Tabla 2 Clasificación de los materiales del suelo
Diámetro de las partículas (mm)
0,1
0.05
0.02
0.01
0.005
0.001
Contenido de partículas ()
100
94,68
72,10
41,82
27,13
11,69
Cuando utilice el software MATLAB para procesar datos, primero llame al archivo de datos existente, adjunte la matriz de tamaño de partícula a X, adjunte la matriz de porcentaje correspondiente a Y, tome el logaritmo del tamaño de partícula y establezca el logaritmo del tamaño de partícula. Relación de la función spline cúbica con porcentaje menor que el tamaño de partícula. Dentro de un rango de tamaño de partícula determinado, refine la matriz de tamaño de partícula, resuelva e interpola el porcentaje correspondiente para el tamaño de partícula logarítmico dado. Luego, el diámetro de la partícula se interpoló utilizando las capacidades gráficas de MATLAB. El proceso de operación es el siguiente: Después de instalar Notebook, inicie Word, luego seleccione Nuevo en el menú Archivo, seleccione la plantilla general en Nueva plantilla basada, luego seleccione el documento M-Book, presione OK, Matlab se iniciará automáticamente y el Se puede utilizar un cuaderno.
Ingrese el siguiente contenido en m-book:
x =[0.1 0.05 0.02 0.01 0.005 0.001];
y =[100 94.68 72.10 41.82 27.13 11.69 ];
x 1 = log 10(x);
y 1 = y;
xx =-3.0:0.04:-1;
pp=spline(x1,y 1);；;; Interpolación spline
y2=ppval(pp,xx);;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;; Función de estimación polinómica por partes
x2=10.
^xx;
semilogx(x, y, '-', x2, y2);
Xlabel('Diámetro de partícula (mm)')
Ylabel ("Pequeño que una cierta granularidad)
Título ("Curva de gradiente")
Seleccione estas palabras, seleccione [Definir entrada Cel1] en el menú [Cuaderno] y luego seleccione [ Evaluar Cel1], dibuje el gráfico que se muestra en la Figura 1 en Word
;
3.2 Cálculo de parámetros
A través del proceso anterior, se obtiene la gradación del material del suelo. curva generada, los parámetros proporcionados por la prueba deben obtenerse mediante cálculo, utilizando la función función proporcionada por el software MATLAB, para restablecer la relación funcional entre el contenido porcentual de partículas menores a un cierto tamaño y el logaritmo de la curva. tamaño de partícula, es decir, la función inversa de la función original, para resolver el contenido dado del valor logarítmico correspondiente del tamaño de partícula, restaurarlo, calcularlo por separado y luego usar la fórmula:
Calcular el coeficiente de desnivel y coeficiente de curvatura
Ingrese lo siguiente en el manual:
pp = spline(y2, xx
x10=ppval(pp, 10);
d10=10^x10
x30 =ppval(pp, 30);
d30=10^x30
x60= ppval(pp, 60);
d60=10^x60
p>
Cu=d60/d10
Cc=d30^2/ ( d60*d10)
Seleccione estas palabras y seleccione [Definición] en el menú [Cuaderno] Ingrese Cel1], y luego seleccione [Evaluar Cel1], puede calcular directamente los resultados de salida en Word: d10=9.4293 e-004, d30 =0.0063, d60 =.
A través del proceso anterior, se utilizó programación MATLAB. El proceso de procesamiento de datos de la prueba de análisis de partículas del suelo se completó en Word.
4 Conclusiones. y explicaciones
Combinó Matlab 6.5 con Word para aprovechar al máximo las ventajas de ambos para realizar el software. La "alianza fuerte" nos brindará una gran comodidad al escribir informes científicos, artículos, monografías y enseñanza. Los programas, los resultados de los cálculos y los gráficos de simulación pueden estar todos en documentos de Word al mismo tiempo, los comandos de cálculo se pueden modificar en cualquier momento y los gráficos se pueden calcular y calcular en cualquier momento. Deficiencias, como que las instrucciones de interacción gráfica del mouse no se pueden ejecutar en documentos M-book y las instrucciones de Matlab se ejecutan lentamente en documentos M-book.
La característica más importante de MATLAB es que es fácil de expandir. Los usuarios pueden crear sus propios archivos M para completar funciones específicas, formando así una caja de herramientas adecuada para otros campos. Para un ingeniero que trabaja en un campo específico, no solo puede utilizar las funciones y funciones básicas de la caja de herramientas proporcionadas por MATLAB. Construido fácilmente, ampliando así enormemente su alcance de aplicación. El lenguaje MATLAB tiene potentes capacidades gráficas y informáticas, especialmente en operaciones matriciales. Este artículo cubre sólo algunos de ellos. Si se pudiera establecer un sistema de simulación digital para simular las pruebas geotécnicas, tendría un gran impacto.