MATLAB 7.0 1 MATLAB 7.0 Chương I : I - Căn bản về MatLAB - MATLAB là một phần mềm tính toán dùng cho các kĩ sư hay các nhà khoa học. Tên gọi MATLAB bắt nguồn từ từ viết tắt của MATRIX LABORATORY. MATLAB là công cụ cơ bản để tính toán ma trận. Nó được phát triển bới John Litle và Cleve Moler của MathWorks, Inc. MATLAB được viết để phục vụ dễ dàng hơn trong việc truy cập tới các gói phần mềm LINPACK và EISPACK - MATLAB là ngôn ngữ lập trình cao cấp mà cơ sở dữ liệu của nó là ma trận không phụ thuộc vào kích cỡ. MATLAB không cần phiên dịch hay liên kết giống như các ngôn ngữ lập trình cao cấp khác như C hay FORTRAN. Mỗi giải pháp tính toán trong MATLAB được thực hiện nhanh hơn so với các ngôn ngữ khác như C hay FORTRAN. Tất cả các phép tính được thực hiện trong giá trị là số phức với độ chính xác gấp đôi. - Trong MATLAB đã tích hợp một lương lớn đồ thị và giản đồ. Không những thế MATLAB cũng là môi trường lập trình, vì thế mà người sử dụng có thể mở rộng những hàm có sẵn trong MATLAB để tạo ra Môđun mới. - MATLAB còn hỗ trợ sử dụng nhiều chức năng khác như : Điều khiển hệ thống, sử lí tín hiệu, mạng thần kinh, sử lí ảnh và nhận dạng hệ thống. Bộ công cụ bao gồm những hàm có khả năng thực hiện những tính toán trong những miền đặc biệt. II - Thao tác căn bản - Khi chương trình được chạy thì trong cửa số command dấu nhắc sẽ xuất hiện sau dấu >>. Khi đó MATLAB đã sẵn sàng để cho bạn nhập và sử lí dòng lệnh. Để thoát khỏi MATLAB thì từ cửa command bạn đánh vào lệnh : Exit hay Quit - Để sử dụng trợ giúp trong MATLAB bạn đánh vào lệnh : Help - Bạn cũng có thể xem trợ giúp về một mục cụ thể nào đó bằng cách đánh help tên_mục. - Cơ sở dữ liệu trong MATLAB là những ma trận vuông gồm phần tử thực và phần tử ảo. Các đại lượng vô hướng là 1 phần tử trong ma trận. Còn véctơ được coi như là 1 hàng hoặc 1 cột của ma trận. MATLAB không hiển thị kích thước ma trận hoặc loại ma trận. Những dữ liệu hay biến số được lưu trữ theo nhưng dữ liệu hay biến đã được chỉ định trước. - Thông thường trong MATLAB thì : Biến số = biểu thức - Một biểu thức do người sử dụng nhập vào sẽ được MATLAB định dạng và tiếp nhận. Nếu như sau khi nhập ma trận ở cuối dòng lệnh có dấu ( ; ) thì MATLAB sẽ ghi nhận giá trị đó nhưng không hiển thị kết quả. MATLAB cũng có khả năng thực hiện lệnh trong những file được lưu trữ. III – Một số lệnh cơ bản về Ma trận trong MATLAB - Để nhập ma trận trong MATLAB có nhiều cách khác nhau. Ví dụ để nhập một ma trận A(2x3) thì trong cửa sổ command các bạn nhập : Phạm Triển MATLAB 7.0 2 Nếu các bạn không muốn MATLAB hiển thị ra ma trận A thì sau >>A = [ 1 2 3; 4 5 6] các bạn thêm vào dấu ( ; ) Một cách khác để nhập ma trận A(2x3) nữa là các bạn nhập theo dòng : Như các bạn đã thấy, khi nhập theo dòng thì thay vì dấu ; để ngăn cách các dòng thì các bạn nhấn Enter đề nhập dòng tiếp theo và phải luôn nhớ là giá trị các phần thử phải nằm trong [ ]. - Để phân biệt phần tử của các hàng và các cột các bạn có thể dùng dấu ( , ) hay dùng Spacebar ( khoảng trống ). Ví dụ : Như vậy dù nhập theo cách nào thì MATLAB cũng cho ra kết quả giống nhau. - Bây giờ ta thao tác với ma trận chuyển vị. Để có ma trận chuyển vị của một ma trận đã cho ta chỉ cần nhập vào sau ma trận đã cho dấu ( ‘ ) Ví dụ : Kết quả MATLAB cho ta một ma trận C là ma trận chuyển vị của ma trận B. - Để nhập ma trận theo cột thì các bạn nhập như sau : Phạm Triển MATLAB 7.0 3 - Trong nhiều trường hợp tên biền , dòng lệnh hay tên hàm không trùng nhau thì sẽ làm ảnh hưởng đến kết quả. Vì dụ trong MATLAB thì b và B là 2 biến khác nhau. Để tránh trường hợp này các bạn sử dụng lệnh casesen off. - Để biết được kích thước của ma trận bạn nhập lệnh : size(tên_ma_trận). Ví dụ : Kết quả MATLAB đưa ra có 2 giá trị : - Giá trị đầu là số hàng. - Giá trị sau là số cột. - Để tìm các biến đã được sử dụng – nhập whos Ví dụ : MATLAB đưa ra kết quả là một bảng đanh sách các biến mà bạn đã sử dụng và những thuộc tính của biến đó. Dưới dùng là dòng tổng kết. IV – Những lện cơ bản của MATLAB : Lệnh Ý nghĩa % Chú thích hay ghi chú – diễn giải Demo Truy cập đến chương trình đã có trong trợ giúp demo Length Xác định chiều dài của ma trận Clear Xoá biến hay hàm đang sử dụng Clc Xoá những dòng lệnh đã nhập Clg Xoá biều đồ Diary Lưu vào đĩa V – Những phép tính của ma trận : - Những phép tính cơ bản của ma trận mà MATLAB cung cấp cho chúng ta là : + phép cộng ( + ) Phạm Triển MATLAB 7.0 4 + phép trừ ( - ) + phép nhận ( * ) + chuyển vị ( ‘ ) - Những ma trận có số hàng và cột bằng nhau thì thực hiện được phép tính cộng ( + ) và trừ ( - ) : Ví dụ : - Một đại lượng vô hướng có thể cộng hoặc trừ với ma trận. Trong trường hợp này, đại lượng vô hướng sẽ được cộng hoặc trừ với từng phần tử của ma trận. Ví dụ : - Phép nhân ma trận với ma trận chỉ thực hiện được khi số hàng của ma trận này bằng với số cột của ma trận kia hay ngược lại. Nếu ma trận A(2x3) và B(3x2) thì A*B = C(2x2) còn B*A = D(3x3) Ví dụ : Phạm Triển MATLAB 7.0 5 - Bất kì một ma trận nào cũng có thể nhận với một đại lượng vô hướng. Ví dụ : - Chú ý : nếu khi thực hiện phép tính mà bạn không khai báo biến, thì kết quả nhận được MATLAB sẽ tự đặt tên biến là ans và gán kết quả vào biến đó. - Trong phép chia ma trận chúng ta lưu ý rằng MATLAB sẽ hiểu theo 2 phép tính khác nhau nếu như bạn dùng sai kí tự. Ví dụ khi bạn viết A/B thì MATLAB sẽ hiểu là B A , còn khi bạn viết là A\B thì MATLAB sẽ hiểu là A B . - Nếu Z*I = V trong đó Z – không đơn trị thì phép chia Z\V sẽ tương đương với biều thức trong MATLAB : I = inv(Z)*V Trong đó hàm inv là một hàm lấy hàm ngược của MATLAB. Còn nếu Z/V thì tương đương với biểu thức trong MATLAB : Phạm Triển MATLAB 7.0 6 I = V*inv(Z) - Những hàm trong MATLAB có thể sử dụng cho những ma trận đặc biết như : Hàm Ý nghĩa Ones(n,m) Thành lập ma trận với tất cả các phần tử là số 1 Eye(n) Ma trận đơn vị Zeros(n,m) Thành lập ma trận với tất cả các phần tử là số 0 Diag(A) Lấy giá trị đường chéo của ma trận vuông A VI – Những phép tính trong mảng : - Như đã biết thì MATLAb cung cấp cho chúng ta những phép tính cơ bản như ( *, \ , / ). Trong phần này chúng ta khảo sát thêm một vài phép tính như ( .* , .\ , ./ , .^ ). Những phép tính này chỉ thực hiện được khi 2 hay nhiều mảng có cùng kích thước. Ví dụ : VII – Số ảo : Trong MATLAB bao gồm cả số ảo. Để thể hiện số ảo ta dùng kí tự i hoặc j. Ví dụ : để viết 2 + 2i thì trong MATLAB ta phải nhập như sau : >> z = 2 + 2*i hoặc >> z = 2 + 2*j Phạm Triển MATLAB 7.0 7 Số ảo dạng : 4 22 π j ez ⋅= trong MATLAB ta nhập như sau : >> z = 2*sqrt(2)*exp(j*(pi/4)); - Việc thiết lập ma trận số ảo và những phép tính đối với ma trận số ảo tương tự như đối với số thực. VII – Dấu ( : ) Dấu ( : ) rất quan trọng trong MATLAB. Nó được sử dụng để : 1. Tạo véctơ và các ma trận. 2. Ma trận con. 3. Thực hiện chia đoạn. Ví dụ : Phạm Triển . MATLAB 7. 0 1 MATLAB 7. 0 Chương I : I - Căn bản về MatLAB - MATLAB là một phần mềm tính toán dùng cho các kĩ sư hay các nhà khoa học. Tên gọi MATLAB bắt nguồn. thức trong MATLAB : I = inv(Z)*V Trong đó hàm inv là một hàm lấy hàm ngược của MATLAB. Còn nếu Z/V thì tương đương với biểu thức trong MATLAB : Phạm Triển MATLAB 7. 0 6 I = V*inv(Z) . trong MATLAB - Để nhập ma trận trong MATLAB có nhiều cách khác nhau. Ví dụ để nhập một ma trận A(2x3) thì trong cửa sổ command các bạn nhập : Phạm Triển MATLAB 7. 0 2 Nếu