Ứng dụng matlab trong xây dựng thư viện một số hàm hỗ trợ giải bài tập lý thuyết mạh

Ứng dụng Matlab trong giải một số d ng bài toán lý thuy t m ch điện .... Với nội dung bản lu n văn : Ứng dụng Matlab trong xây dựng thư viện một số hàm hỗ trợ giải bài tập lý thuyết mạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -    - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ỨNG DỤNG MATLAB TRONG XÂY DỰNG THƯ VIỆN MỘT SỐ HÀM HỖ TRỢ GIẢI BÀI TẬP LÝ THUYẾT MẠCH PHAN VĂN PHÙNG HÀ NỘI - 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113887831000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -    - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ỨNG DỤNG MATLAB TRONG XÂY DỰNG THƯ VIỆN MỘT SỐ HÀM HỖ TRỢ GIẢI BÀI TẬP LÝ THUYẾT MẠCH NGÀNH: ĐO LƯỜNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHAN VĂN PHÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TSKH TRẦN HOÀI LINH HÀ NỘI - 2009 Mục lục Mục lục Lời nói đầu Chương I Cơ sở Matlab 1.1.Tổng quan cấu trúc liệu Matlab, ứng dụng 1.1.1.Dữ liệu 1.1.2.Ứng dụng 1.1.3.Toolbox công cụ quan trọng Matlab 1.2 Hệ thống Matlab 1.3 Một số lệnh Matlab 1.3.1 Các php toán 1.3.2 Các bin (khai báo s dụng) 1.3.3 Các hàm đc biệt 10 1.3.4 Các cấu trúc liệu 10 1.3.5 Các hàm phức tp 12 1.3.6 Cấu trúc lệnh 13 1.4 Lp trnh m.file 15 1.5 Giao diện đồ họa người dùng (GUI Graphical User Interfaces) 17 1.5.1 Các thành phần điều khiển GUI (uicontrol objects) 18 1.5.2 Lp trnh điều khiển với GUI 21 Chương II Ứng dụng Matlab giải số dng toán lý thuyt mch điện 23 2.1 Biểu din số phức ảnh phức tn hiệu xoay chiều điều ha 23 2.1.1 Hàm chuyển đổi hai dng mô tả tn hiệu hnh sin, ảnh phức 23 2.1.2 Cộng, trừ, nhân, chia số phức dng le 24 2.1.3 Giải hệ phương trnh phức 25 2.2 Giải mch điện SCAM (Symbolic Circuit Analysis in MatLab) 26 2.2.1 Cơ sở lý thuyt 26 2.2.2 Bài toán 29 2.3 Mng hai ca tuyn tnh không nguồn 38 2.3.1 Hệ phương trnh dng [A],[B] 38 2.3.2 Hệ phương trnh dng [Z],[Y] 39 2.3.3 Hệ phương trnh dng [H], [G] 39 2.3.4 Mối quan hệ hệ phương trnh: [A],[B],[Z],[Y],[H],[G] 40 2.3.5 Xây dựng mng hnh T  từ thông số mng hai ca 43 2.4 Hỗ trợ giải mch ảnh Laplace 51 2.4.1 Bin đổi thun 51 2.4.2 Bin đổi ngược 52 2.4.3 Một số định lý ảnh-gốc: 52 2.4.4 Giải mch phương pháp toán t: 54 2.5 Đường dây dài 58 2.5.1 Tnh tốn thơng số cho đường dây 58 2.5.2 Hệ phương trnh hyperbolic đường dây dài 59 2.5.2 Tính tốn truyền cơng suất 60 2.5.3 Ảnh Petersen (Quá trnh độ) 61 Chương III Kt 66 3.1 Giao diện tnh toán số phức 66 3.1.1 Giao diện ban đầu 66 3.1.2 Giao diện sau nhp số liệu 66 3.1.3 Giao diện sau có kt quả: 67 3.2 Giao diện ảnh phức tn hiệu hnh sin 68 3.2.1 Giao diện ban đầu 68 3.2.2 Giao diện sau nhp số liệu 69 3.2.3 Giao diện kt 70 3.3 Giao diện tnh toán quan hệ ma trn mng ca 71 3.3.1 Giao diện ban đầu 71 3.3.2 Giao diện sau nhp số liệu 71 3.3.2.Giao diện sau nhp số liệu 72 3.4 Giao diện tnh toán trnh độ 73 3.4.1 Giao diện ban đầu 73 3.4.2 Giao diện sau nhp số liệu 73 3.4.3 Giao diện kt 74 3.5 Giao diện tnh toán thông số đường dây dài 74 3.5.1 Giao diện ban đầu 74 3.5.2 Giao diện sau nhp số liệu 75 3.5.3 Giao diện kt 75 3.6 Giao diện tnh tốn truyền cơng suất đường dây dài 76 3.6.1 Giao diện ban đầu 76 3.6.2 Giao diện sau nhp số liệu 77 3.6.3 Giao diện kt 78 3.7 Giao diện tnh tốn theo mơ hnh Petersen 78 3.7.1 Giao diện ban đầu 78 3.7.3 Giao diện sau nhp số liệu 79 3.7.3 Giao diện kt 80 Chương IV: Kt lun hướng phát triển lun văn 81 4.1 Kt lun 81 4.2.Hướng phát triển 81 Tài liệu tham khảo 82 Lời nói đầu Đất nước ta trnh hội nhp, cnh tranh với nước th giới tất lĩnh vực quyt liệt, đi hỏi ngành, cấp phải đổi phương pháp quản lý, áp dụng công nghệ tiên tin, đi, để nâng cao chất lượng hiệu Đối với ngành giáo dục vy, để cnh tranh phải nâng cao chất lượng đào to, giữ vững thương hiệu Muốn vy, trường học, đc biệt trường đi học cao đẳng, yu tố lực giảng viên, giáo viên, nhà trường cần phải trọng đn việc s dụng phương tiện dy học đi, ứng dụng phần mềm phục vụ cho trnh giảng dy mơn học Qua sinh viên tip cn với công nghệ tiên tin giúp em nâng cao lực nhn thức, lực tư duy, kỹ ứng dụng, để giải quyt tốt nhiệm vụ mà mơn học u cầu Các ngành học nói chung, ngành điện nói riêng, việc giải tp mơn học, môn học Lý Thuyt Mch lượng thời gian lớn Môn Lý Thuyt Mch không sâu vào việc giải thch tượng vt lý, mà mơn học ý nhiều đn tinh tốn ứng dụng kỹ thut, phục vụ cho chuyên ngành lĩnh vực khoa học kỹ thut khác liên quan đn kỹ thut điện Từ trước đn phương pháp giải tp lý thuyt mch thường là: từ sơ đồ mch điện lp phương trnh, hệ phương trnh, sau tin hành giải phương trnh, hệ phương trnh để tm kt Gp mch điện có nhiều php tnh phương trnh phức tp, việc giải tp mch điện nhiều nhánh, mch điện ch độ độ, đường dây dài… nhiều thời gian Để giải quyt vấn đề này, cần phải ứng dụng phần mềm Có nhiều phần mềm tnh toán với khả ứng dụng cao như: Maple, Mathcad, Athematica, Matlab…Trong Matlab phần mềm có khả ứng dụng cao tiện ch Với nội dung lun văn : Ứng dụng Matlab xây dựng thư viện số hàm hỗ trợ giải tập lý thuyết mạch Qua đó, việc thực lp hàm hỗ trợ việc mô tp mch điện dùng phần mềm Matlab máy tnh giúp cho sinh viên tin hành giải tp cách nhanh chóng, chnh xác hiệu Nội dung lun văn gồm phần sau: Chương I - Cơ sở Matlab: Giới thiệu tổng quan phần mềm Matlab, số đc điểm khả ứng dụng giải toán kỹ thut Chương II - Ứng dụng Matlab giải số dng toán lý thuyt mch điện - tp trung trnh bày khả ứng dụng Matlab giải mch điện toán: tnh toán số phức, ảnh tn hiệu hnh sin, tnh toán quan hệ ma trn mng ca, tnh toán trnh độ, tnh tốn thơng số đường dây dài, tnh tốn truyền công suất đường dây dài Chương III - Kt hàm thư viện giao diện GUI – tổng kt số kt triển khai Matlab phần thư viện hàm giao diện tnh toán số phức, giao diện ảnh tn hiệu hnh sin, giao diện tnh toán quan hệ ma trn mng ca, giao diện tnh toán trnh q độ, giao diện tnh tốn thơng số đường dây dài, giao diện tnh tốn truyền cơng suất đường dây dàivà số giao diện GUI hộ trợ khai thác thư viện hàm vit ChươngIV - Kt lun hướng phát triển, tóm tắt li kt đt lun án đồng thời phân tch số mt cn tồn ti đề xuất số hướng phát triển lun văn Do thời gian trnh độ có hn nên lun văn khơng tránh khỏi sai sót có nhiều vấn đề phải hồn thiện thêm Tơi mong nhn góp ý, dẫn thầy cô bn đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn hướng dẫn tn tnh PGS – TSKH Trần Hoài Linh, thầy giành cho em thời gian, kin thức phương pháp tư qu báu Chương I: Cơ sở Matlab Matlab ngôn ngữ lp trnh thực hành bc cao s dụng để giải toán kỹ thut Matlab tch hợp việc tnh toán, thể kt quả, cho php lp trnh, giao diện làm việc d dàng cho người s dụng Dữ liệu với thư viện lp trnh sẵn cho php người s dụng có ứng dụng sau  S dụng hàm có sẵn thư viện, php tnh tốn học thơng thường  Cho php lp trnh to ứng dụng  Cho php mô mô hnh thực t  Phân tch, khảo sát hiển thị liệu  Với phần mềm đồ ho cực mnh  Cho php phát triển, giao tip với số phần mềm khác C++, Fortran… 1.1.Tổng quan cấu trúc liệu Matlab, ứng dụng Matlab hệ thống tương giao, phần t liệu mảng ( mảng không đi hỏi kch thước) Chúng cho php giải quyt vấn đề liên quan đn lp trnh máy tnh, đc biệt php tnh ma trn hay vc tor có s dụng ngơn ngữ C hoc Fortran lp trnh thực ứng dụng lp trnh câu lệnh gọi từ Matlab Matlab vit tắt từ chữ matrix laboratory tức thư viện matrn, từ phần mềm Matlab vit nhằm cung cấp cho việc truy cp vào mềm ma trn cách d dàng, phần mềm ma trn phát triển công trnh Linpack Eispack Ngày Matlab phát triển Lapack Artpack to nên nghệ thut phần mềm cho ma trn 1.1.1 Dữ liệu Dữ liệu Matlab thể dng ma trn ( hoc mảng - tổng quát), có kiểu liệu liệt kê sau  Kiểu đơn single, kiểu có lợi nhớ liệu v đi hỏi t byte nhớ hơn, kiểu liệu không s dụng php tnh toán học, độ chnh xác km  Kiểu double, kiểu kiểu thông dụng bin Matlab  Kiểu Sparse  Kiểu int8, uint8, int16…  Kiểu char, v dụ ‘ Hello’  Kiểu cell  Kiểu Structure Trong Matlab kiểu liệu double kiểu mc định s dụng php tnh số học 1.1.2.Ứng dụng Matlab ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực s dụng nhiều php tnh toán học Với đc điểm khả thân thiện với người s dụng nên d dàng s dụng ngôn ngữ lp trnh khác như: Basic, Pascal, C Matlab cung cấp môi trường phong phú cho biểu din liệu có khả mnh mẽ đồ họa, bn to giao diện riêng cho người s dụng (Graphical User Interface - GUIs) để giải quyt vấn đề cho riêng Thêm vào Matlab đưa cơng cụ để giải quyt vấn đề đc biệt, gọi Toolbox (thư viện công cụ) V dụ Student Edition Matlab bao gồm Toolbox điều khiển tự động, Toolbox x l số liệu, Toolbox tnh tốn bin hnh thức Ngồi bn to Toolbox cho riêng mnh 1.1.3.Toolbox công cụ quan trọng Matlab Công cụ Matlab cung cấp cho php bn ứng dụng kỹ thut để phân tch, thit k, mô mơ hình Ta tm thấy toolbox môi trường làm việc của:  Mng nơ ron  Logic mờ  Simulink 1.2 Hệ thống Matlab Hệ thống giao diện Matlab chia thành phần:  Môi trường phát triển Đây nơi đt công cụ, phương tiện giúp s dụng lệnh file, ta liệt kê số sau: + Desktop + Command Window + Command History + Browsers for viewingghelp  Thư viện, hàm toán học Bao gồm cấu trúc tnh tổng, sin, cosin, actan2, etc…, phép tính đơn giản đn php tnh phức tp tnh ma trn nghịch đảo, trị riêng, chuyển đổi furie, laplace, symbolic library  Ngơn ngữ Matlab Đó ngôn ngữ cao ma trn mảng, với dng lệnh, hàm, cấu trúc liệu vào, lp trnh hướng đối tượng  Đồ hoạ Matlab