無償ソフトで技術計算しよう

無償の工学計算ソフトでも、かなり高度な計算ができる！ 今回はインストール編。工学計算の初心者もぜひチャレンジしよう。

今回は、FreeMatの演算子と関数について説明する。また中心極限定理の実験でグラフをプロットしてみる。

「グラフィックス編」では、FreeMatを使ったグラフの描き方を覚えよう。第1回は、その基本となる2次元グラフの作成から。

今回は、FreeMatによる3次元グラフ作成についての解説となる。「曲線表示」と「曲面表示」の2種類について説明する。

無償の工学計算ソフト「FreeMat」について解説するシリーズ、プログラミング基礎編では、各種コマンドやサブルーチンに相当する「関数mファイル」について説明する。

今回は、FreeMatでプログラムを記載する書式「mファイル」についての解説。数値を渡されて処理結果を返すタイプのプログラム「関数mファイル」や、数式を登録する働きを持つ「無名関数」についても説明する。

「プログラミング処理編」では、ファイル入出力や標準的なアルゴリズムなどソフトウェア開発に必要な方法について取り上げる。今回は、変数データの入出力やCSVファイルの入出力について解説する。

「再帰」とは、「自分で自分を呼び出す」ようなアルゴリズム。再帰アルゴリズムを使うと、有名なパズル「ハノイの塔」のプログラムがシンプルに書ける。

「プログラミング応用編」では、プログラミングコンテストの問題などをFreeMatでプログラム作成していく。今回は、魔方陣を作ってみよう。

「プログラミング応用編」では、プログラミングコンテストの問題などをFreeMatでプログラム作成していく。今回も「オイラープロジェクト」の問題を解こう。

シミュレーション編では、基礎編として、微分方程式の一般的な説明と数値的に解く方法について解説する。FreeMatを使って微分方程式を容易に解くことが可能だ。

4次のルンゲ・クッタ法をベースにした解法「ode45」は微分方程式を数値的に解くコマンド。今回はode45を使って微分方程式を数値的に解いていく。MATLABでの計算と比較もしてみた。

「微分方程式を解く」といえば、無味乾燥なイメージ。そこで今回は、生態系のバランスや、気象など私たちの生活に関わっているような数式や問題を取り上げる。

今回はバネ・マス・ダンパ系の方程式を無償ソフト「FreeMat」で解いてみる。

制御工学は数式が多く、分かりにくい分野の1つ。今回は無償ソフト「FreeMat」で制御の様子を疑似的に体感しながら、学習していこう。

今回は、数式で表されたモデルを信号の流れとして可視化する「ブロック線図」と呼ばれる手法について説明する。

【制御工学応用編】では、制御系の応答性や安定性を評価する方法とPIDコントローラーの設計について説明する。今回は、PIDコントローラー付バネ・マス・ダンパモデルを元に、指示された目標値に「いかに早く安定して」到達させるかについて解説する。

【制御工学応用編】では、制御系の応答性や安定性を評価する方法とPIDコントローラーの設計について説明する。今回はFreeMatを使って、制御系の安定・不安定の状態を判別してみる。