Giáo trình Matlab phần cơ bản

Giáo trình Matlab phần cơ bản

Phần 1 - Cơ sở Matlab Chương 1 – Khái niệm chung

Các ứng dụng điển hình là: - Toán học và tính toán

- Phát triển thuật toán

- Tạo mô hình, mô phỏng và tạo giao thức

- Khảo sát, phân tích số liệu

- Đồ hoạ khoa học kỹ thuật

- Phát triển ứng dụng, gồm cả xây dựng giao diện người dùng đồ hoạ GUI

Matlab là một hệ thống tương tác mà phần tử dữ liệu cơ bản là một mảng (array) không cần khai báo kích thước Điều này cho phép bạn giải nhiều bài toán tính toán kỹ thuật đặc biệt là các bài toán liên quan đến ma trận và véc tơ

Matlab là viết tắt của hai từ tiếng Anh Matrix Laboratory (Phòng thí nghiệm ma trận) Ban đầu Matlab được viết chỉ để phục vụ cho việc tính toán ma trận Trải qua thời gian dài, nó đã được phát triển thành một công cụ hữu ích, một ngôn ngữ của kỹ thuật Trong môi trường đại học, nó là một công cụ chuẩn cho các khoá học mở đầu và cao cấp về toán học, khoa học và kỹ thuật Trong công nghiệp, nó là công cụ được lựa chọn cho việc phân tích, phát triển và nghiên cứu hiệu suất cao

Matlab cung cấp một họ các giải pháp theo hướng chuyên dụng hoá được gọi là các Toolbox (hộp công cụ) Các toolbox cho phép người sử dụng học và áp dụng

các kỹ thuật chuyên dụng cho một lĩnh vực nào đó Toolbox là một tập hợp toàn diện các hàm của Matlab (M-file) cho phép mở rộng môi trường Matlab để giải các lớp bài toán cụ thể Các lĩnh vực trong đó có sẵn các toolbox bao gồm: Xử lý tín hiệu, hệ thống điều khiển, logic mờ, mô phỏng,

Hệ thống Matlab gồm có 5 phần chính:

- Ngôn ngữ Matlab: là một ngôn ngữ ma trận/ mảng cấp cao với các câu lệnh, hàm, cấu trúc dữ liệu, vào/ ra, các tính năng lập trình hướng đối tượng Nó cho phép lập trình các ứng dụng từ nhỏ đến các ứng dụng lớn và phức tạp

- Môi trường làm việc Matlab: Đây là một bộ các công cụ và phương tiện mà bạn sử dụng với tư cách là người dùng hoặc người lập trình Matlab Nó bao gồm các phương tiện cho việc quản lý các biến trong không gian làm việc Workspace cũng như xuất nhập khẩu dữ liệu Nó cũng bao gồm các công cụ phát triển, quản

lý, gỡ rối và định hình M-file, ứng dụng của Matlab

- Xử lý đồ hoạ: Đây là hệ thống đồ hoạ của Matlab Nó bao gồm các lệnh cao cấp cho trực quan hoá dữ liệu hai chiều và ba chiều, xử lý ảnh, ảnh động, Nó cũng cung cấp các lệnh cấp thấp cho phép bạn tuỳ biến giao diện đồ hoạ cũng như xây dựng một giao diện đồ hoạ hoàn chỉnh cho ứng dụng Matlab của mình

- Thư viện toán học Matlab: Đây là tập hợp khổng lồ các thuật toán tính toán từ các hàm cơ bản như cộng, sin, cos, số học phức, tới các hàm phức tạp hơn như nghịch đảo ma trận, tìm trị riêng của ma trận, phép biến đổi Fourier nhanh

- Giao diện chương trình ứng dụng Matlab API (Application Program Interface):

Đây là một thư viện cho phép bạn viết các chương trình C và Fortran tương thích với Matlab

Simulink, một chương trình đi kèm với Matlab, là một hệ thống tương tác với việc mô phỏng các hệ thống động học phi tuyến Nó là một chương trình đồ hoạ

sử dụng chuột để thao tác cho phép mô hình hoá một hệ thống bằng cách vẽ một

sơ đồ khối trên màn hình Nó có thể làm việc với các hệ thống tuyến tính, phi tuyến, hệ thống liên tục theo thời gian, hệ gián đoạn theo thời gian, hệ đa biến,

1.2- Cài đặt chương trình:

1.2.1- Khởi động windows

Matlab là một phần mềm chạy trong môi trường Windows nên qui trình cài đặt Matlab cũng tương tự như việc cài đặt các chương trình phần mềm khác trong Windows, chỉ cần làm theo các hướng dẫn của chương trình cài đặt

1.2.2- Tiến hành cài đặt

- Đưa đĩa CD vào ổ đĩa (nếu cài từ đĩa CD-ROM)

Do chương trình được cấu hình theo chế độ Autorun (tự chạy) nên khi đưa đĩa

CD vào ổ đĩa thì trình Setup tự động được kích hoạt Trường hợp chế độ Autorun không được kích hoạt (do tập tin Autorun bị lỗi), dùng Hoặc ta có thể kích chuột vào nút Start trên thanh tác vụ (Task bar) của windows, chọn lệnh run, gõ vào đường dẫn của file, nhấn Enter hoặc kích vào nút lệnh Run Sau đó làm theo

các hướng dẫn của trình cài đặt của Windows

- Trường hợp cài đặt Matlab từ đĩa cứng:

Hình 1 Cài đặt Matlab trong Windows và màn hình Welcome

Trường hợp này yêu cầu phải có sẵn bộ cài đặt trong đĩa cứng Khi đó, ta sử dụng Windows Explorer hây My Computer để duyệt ổ cứng, tìm đến thư mục (folder) cài đặt rồi kích đúp chuột vào file (tập tin) Setup.exe Sau đó làm theo các hướng dẫn của trình cài đặt của Windows

Sau khi file setup.exe được kích hoạt, cửa sổ Welcom to MATLAB Setup hiện lên

trong giây lát Kích vào nút lệnh Next để chuyển sang cửa sổ cài đặt kế tiếp

Hình 1.2 Cửa sổ Software License Agreement và cửa sổ thông tin về khách hàng

1.2.3- Nhập thông tin của người dùng và Personal License Password

Cửa sổ thứ hai thể hiện các thông tin về bản quyền của chương trình Kích Yes

để sang cửa sổ cài đặt kế tiếp Trong cửa sổ thông tin về khách hàng Customer Information (hình 1.2), nhập họ tên vào khung Name, địa chỉ hoặc tên công ty vào khung Company Nhập mã khoá (Serial Key) của chương trình vào khung Personal License Password Kích chuột vào Next để tiếp tục quá trình cài đặt

để tiết kiệm dung lượng

đĩa cứng Muốn kiểm tra

dung lượng của chương

trình, kích vào Disk Space

để quan sát Hình 1.3 Lựa chọn các thành phần của Matlab sẽ được cài đặt

Muốn thay đổi thư mục cài đặt Matlab, kích chuột vào nút Browse và tạo đường dẫn tới địa chỉ cần đặt thư mục Matlab Thư mục mặc định là C:\MATLABR11

Để tiếp tục kích Next,

màn hình hiện khung

thông tin Setup và trình

setup bắt đầu copy các

tập tin vào thư mục cài

đặt

1.2.5- Hoàn thành cài

đặt

Sau khi hoàn thành quá

trình Copy các file của

khởi động Help Desk (phần trợ giúp) Bỏ đánh dấu ở ô “Yes, launch Matlab” nếu chưa muốn khởi động Matlab ngay Kích Finish để kết thúc qúa trình cài

đặt

Sau khi kết thúc cài đặt cửa sổ kế tiếp là Internet Explorer (nếu

Note”) Kích Close để trở về cửa sổ nền Desktop của windows, biểu tượng của Matlab sẽ được tự động đưa ra Desktop của windows

1.3- Môi trường làm việc của Matlab

Matlab vừa là một ngôn ngữ vừa là một môi trường làm việc Là một môi trườnglàm việc, Matlab bao gồm các phương tiện để quản lý các biến trong không gian làm việc (Workspace) của bạn và để xuất nhập dữ liệu Matlab cũng bao gồm các công cụ để phát triển và quản lý M-file, các ứng dụng của Matlab

1.3.1- Khởi động và thoát khỏi Matlab

Start/ Programs/ Matlab/ Matlab 5.3

Sau khi khởi động xong cửa sổ Matlab Command Window hiện ra như hình 1.4

cũng có những thành phần giao diện của chương trình

+ Tận trái là biểu tượng chương trình Khi kích vào biểu tượng này Matlab hiện menu xổ chứa các lệnh liên quan tới việc xử lý khung cửa sổ chương trình cũng như thoát khỏi chương trình

+ Kế tiếp biểu tượng là tên chương trình cùng với cửa sổ chương trình Tận cùng là ba biểu tượng có chức năng phong to, thu nhỏ và thoát khỏi chương trình

trình gồm các menu chính chứa các lệnh liên quan đến việc tạo, xử lý, gán thuộc tính, cho các đối tượng, thiết lập cấu hình phần mềm,

tượng đường tắt (Shortcut) của các lệnh thường sử dụng, giúp người sử dụng truy cập nhanh vào các lệnh của Matlab

• Phần chiếm gần chọn màn hình là cửa sổ lệnh, là nơi nhập các lệnh và hiển thị kết quả cũng như các thông tin khác

Hình 1.4 Cửa sổ Command Windows của Matlab

• Cuối cùng là thanh tác vụ hay thanh trạng thái (status bar) hiện thông

tin về tình trạng đang xử lý, thực hiện đối với đối tượng

1.3.1.2- Thoát khỏi MATLAB:

Trong Windows, có rất nhiều cách để thoát khỏi một chương trình ứng dụng, để thoát khởi Matlab ta có thể sử dụng một trong những cách sau:

Từ cửa sổ lệnh Matlab Command Window đánh lệnh quit hoặc kích biểu tượng

close nằm ngay góc phải trên thanh tiêu đề Matlab Hoặc kích chuột theo

đường dẫn sau:

File / Exit MATLAB

Hoặc nhấn tổ hợp phím : Ctrl + Q

1.3.2- Cửa sổ lệnh của Matlab (Matlab Command Window)

Cửa sổ lệnh là cửa sổ chính trong đó người sử dụng giao tiếp với Matlab Trình dịch của Matlab hiển thị một dấu nhắc >> để biểu thị rằng nó đã sẵn sàng nhận

và thực hiện lệnh của bạn Ví dụ, khi muốn nhập dòng lệnh gán biến x=5, ta gõ như sau:

1.3.2.1- Hiệu chỉnh, sửa đổi dòng lệnh

Các phím mũi tên, các phím điều khiển trên bàn phím cho phép gọi lại, sửa đổi

và tái sử dụng các lệnh đã gõ vào trước đó Ví dụ, giả sử ta gõ vào dòng lệnh:

>>a=(1+sqt(5))/2 %sqrt(x) là hàm tính giá trị căn bậc hai của x

Do ta gõ thiếu chữ r trong cú pháp của hàm sqrt nên Matlab báo lỗi như sau:

Undefined function or variable ‘sqt’ có nghĩa là hàm hoặc biến ‘sqt’ không

được định nghĩa Thay vì gõ lại cả dòng lệnh, đơn giản là ta nhấn phím ↑, câu lệnh bị sai ở trên sẽ được hiển thị lại Sử dụng phím ← (hoặc dùng chuột) để di

chuyển con trỏ đến vị trí giữa chữ q và chữ t rồi chèn vào chữ r sau đó nhấn enter, kết quả là:

>>a ↑

1.3.2.2- Xoá cửa sổ lệnh

Sử dụng lênh clc để xoá cửa sổ lệnh (xoá màn hình) Lệnh này không xoá nội dung trong không gian làm việc Workspace, mà chỉ xoá màn hình Sau khi sử dụng clc ta có thể sử dụng phím ↑ để gọi lại lệnh cũ

1.3.2.3- Dừng một chương trình đang chạy

Về nguyên tắc có thể dừng một chương trình đang chạy trong Matlab tại bất kỳ thời điểm nào bằng cách nhấn tổ hợp phím Ctrl + C Tuy nhiên, ta vẫn có thể phải đợi cho đến khi một hàm đang thực thi bên trong hoặc MEX-file kết thúc hoạt động của nó

1.3.2.4- Định dạng số

Các phép tính trong Matlab được thực hiện với độ chính xác rất cao Ta

có thể định dạng cho các số xuất ra màn hình tuỳ theo ý muốn bằng cách sử dụng lệnh format Lệnh này chỉ ảnh hưởng đến việc hiển thị của các số mà không ảnh hưởng đến việc tính toán và lưu giữ của Matlab nghĩa là không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép tính

Ta lấy ví dụ với số 4/3: tại cửa sổ lệnh gõ vào dòng lệnh >>4/3↵

• format short ( đây là chế độ mặc định ):

Để thay đổi chế độ định dạng mặc định ta có thể Preferences từ menu File,

chọn định dạng số mong muốn từ thẻ (tap) General

Ngoài các định dạng số ở trên, còn có hai định dạng để bỏ đi hoặc thêm vào các dòng trắng giữa các kết quả của lệnh hoặc giữa các dòng lệnh:

lệnh này xoá bỏ các dòng trắng làm cho ta có thể quan sát đ−ợc nhiều thông tin hơn trên màn hình hoặc cửa sổ

1.3.2.5- Ngăn không cho hiển thị kết quả tính toán ra màn hình

Nếu bạn chỉ đơn giản là gõ vào một câu lệnh (phép tính) và nhấn ↵, Matlab sẽ

tự động hiển thị kết quả của câu lệnh (phép tính) đó ra màn hình Tuy nhiên nếu bạn kết thúc dòng lệnh với một dấu (;) thì Matlab sẽ thực hiện việc tính toán

nhưng không hiển thị kết quả ra màn hình Điều này đặc biệt có ích khi thực hiện tính toán với các véc tơ hoặc Matlab trận có số phần từ rất lớn

1.3.3- Không gian làm việc của Matlab (Matlab Workspace)

Không gian làm việc của Matlab chứa một tập các biến (các mảng được đặt tên)

mà bạn có thể thao tác từ dòng lệnh của Matlab Có thể sử dụng lệnh who và whos để xem nội dung của workspace Lệnh who cho một danh sách tóm tắt các biến còn lệnh whos cho biết các thông tin cả về kích thước và kiểu dữ liệu Sau

đây là ví dụ về lệnh whos trên một workspace chứa 8 biến thuộc các kiểu dữ liệu khác nhau:

v 1x14 28 char array Grand total is 93 elements using 984 bytes

Để xoá tất cả các biến đang tồn tại trong Workspace, gõ >>clear ↵

Matlab có các lệnh cho phép người sử dụng lưu nội dung của Workspace ở bất

kỳ thời điểm nào trong phiên làm việc và sau đó có thể nạp dữ liệu trở lại Matlab trong phiên làm việc đó hoặc phiên làm việc sau đó Lưu và nạp dữ liệu cũng có thể xuất nhập các file dữ liệu kiểu text

1.3.3.1- Lưu không gian làm việc (Saving the Workspace)

Để lưu Workspace, chọn lệnh Save Workspace as từ menu File hoặc gõ lệnh trực tiếp từ cửa sổ lệnh Lệnh lưu dữ liệu sẽ lưu nội dung của Workspace thành một file nhị phân có phần mở rộng là mat Ví dụ:

>>save data

lưu toàn bộ nội dung Workspace vào file data.mat Nếu muốn có thể chỉ lưu một

số biến nhất định bằng cách đưa thêm tên các biến vào sau tên file:

>>save data x, y, z

chỉ lưu các biến x, y, z vào file data.mat

1.3.3.2- Nạp không gian làm việc (Loading the Workspace)

Lệnh nạp sẽ nạp một MAT-file đã được tạo ra trước đó bằng lệnh save Ví dụ:

>>load data

nạp nội dung file data.mat vào không gian làm việc Nếu file data.mat chứâ các biến a, b, c thì các biến này sẽ được đưa trở lạ vào Workspace Nếu các biến này

đã tồn tại trong Workspace thì chúng sẽ bị ghi đè

Trong Windows, nạp lại Workspace có thể thực hiện bằng cách chọn lệnh Load Workspace từ menu File

Chương 2 - Các menu của MATLAB

2.1- Menu File

Kích chuột vào File hoặc nhấn tổ hợp

phím Alt-F, xuất hiện menu xổ chứa các lệnh

liên quan đến việc tạo mới, quản lý, gán thuộc

tính cho đối tượng (các tập tin - file) đã có

sắn, thiết lập cấu hình phần mềm

2.1.1- New (hình 2.1): Hiện menu chứa ba

lệnh để tạo đối tượng mới Đối tượng ở đây có

thể là một script, một cửa sổ đồ hoạ hay một

mô hình mô phỏng hệ thống

• M-file: Hiện cửa sổ Editor/

Debugger (hình 1.6) Đây là môi trường bạn

tạo mới cũng như sửa đổi, gỡ rối các tập tin chương trình như M-file hoặc file hoặc các đối tượng nào đó để thực hiện một nhiện vụ nào đó Để có thể tạo

MEX-được các tập tin này, bạn phải dùng ngôn ngữ lập trình C hoặc FORTRAN

Hình 2.1 Menu File và menu con của

lệnh New

• Figure (hình 2.2): Đây là môi trường đồ hoạ để bạn tự vẽ các đối

tượng hoặc để Matlab vẽ các đồ thị theo hàm lệnh bạn nhập từ khung cửa sổ

lệnh của MATLAB hoặc mở đồ thị cũ với lệnh Open của Matlab

• Model (hình 2.4): Gọi trình Simulink (mở cửa sổ th− viện khối

Simulink) phục vụ cho việc thiết kế mô hình mô phỏng hệ thống

Hình 2.6 Cửa sổ Simulink và cửa sổ th− viện Simulink

2.1.2- Open (hình 2.5): Mở tập tin đồ thị hoặc hình ảnh trong cửa sổ Figure để xử lý

windows kích: File/Open Xuất hiện

khung thoại Open

file vào ô file name, nhấn open hoặc kích

chọn tên tập tin cùng kiểu tập tin (file Hình 2.7 Cửa sổ Open files

type) muốn mở và kích Open

2.1.3- Open Selection:

Có chức năng mở những đối tượng đã chọn riêng và lưu thành một tập tin

riêng

2.1.4- Run Script :

Chạy một chương trình đã lưu thành một tập tin

Hình 2.9 Khung thoại Run Script và hộp thoại Browse

màn hình xuất hiện khung thoại Run Script (hình 2.9)

• Go địa chỉ và tên tập tin vào trong khung nhập lệnh Run rồi kích OK

Để tìm kiếm các tập tin đã lưu trong máy, kích vào nút để duyệt

• Từ khung thoại Browse chọn nguồn chứa và tên tập tin cần mở rồi kích

vào Open để về khung thoại Run Script với toàn bộ đường dẫn cùng tên tập tin muốn mở Kích OK

2.1.5- Load Workspace:

Tải (load) tập tin *.mat vào bộ nhớ của

chương trình (được gọi là Workspace)

Windows kích: File/Load Workspace

Màn hình xuất hiện khung thoại Load Hình 2.10 Hộp thoại Load mat file

.mat file

• Từ khung thoại, kích chọn tên tập tin và kích Open

Bạn có thể dùng lệnh Load Workspace để du nhập các tập tin từ những nguồn

chứa khác nhau bằng cách cũng trong khung thoại Load mat file, kích vào mũi

tên của Look in để tìm nguồn chứa, chọn

tập tin muốn du nhập

Ghi chú: Để có thể du nhập các tập tin

khác vào MTALAB, điều bắt buộc là các

tập tin đó phải được soạn theo hệ mã

2.1.6- Save Workspace as :

Lưu các nội dung trong cửa sổ lệnh của MATLAB theo Workspace

Save Workspace as (hình 2.11)

chứa với Save in) Kích Save Nên nhớ là

tập tin này được lưu theo dạng *.mat và

Hình 2.12 Cửa sổ Workspace Browser

2.1.8- Show graphics proprty editor (hình 2.13):

Hiện cửa sổ thay đổi thuộc tính mặc

định của hình ảnh để áp dụng cho tất cả

các hình ảnh sẽ được thiết kế sau này hoặc

chỉ riêng theo từng nhiệm vụ

File/Show Graphics Property Editor

Màn hình xuất hiện cửa sổ Show Graphics

Property Editor

kích Close Thí dụ, thay đổi thuộc tính Echo từ mặc định là on thành off

Hình 2.13 Cửa sổ Graphics Property Editor

2.1.9- Show GUI Layout Tool (hình 2.14):

Hiển thị danh mục các công cụ phục vụ cho việc thiết kế giao diện người dùng

đồ hoạ GUI (Graphical User Interface) trong cửa sổ Guide Control Panel Từ cửa

sổ này, bạn có thể thêm các biểu tượng công cụ tự tạo mới, gán biểu tượng biểu tượng công cụ vào đối tượng để thực hiện nhanh bằng cách kích chọn biểu tượng trong khung biểu tượng Guide Tool để hiện thông tin và từ đây gán nhãn cũng như các thuộc tính khác cho công cụ vừa chọn và kích Apply

Hình 2.14 Cửa sổ Guide Control Panel và Guide Menu Editor

2.1.10- Set Path:

Gán tập tin vào thư mục bất kỳ trong MATLAB

sổ này liệt kê các danh sách các đường dẫn thư mục nằm trong khung cửa bên

trái và danh sách tên tập tin nằm bên phải

tin muốn thay đổi vị trí chứa trong khung cửa sổ hoặc đánh trực tiếp vào khung

các loại tham số muốn thay

đổi hoặc gán thêm và kích OK

Hình 2.15 Cửa sổ Path Browser

Hình 2.16 Cửa sổ Preferences, thẻ General

• Command Windows Font: Hiện khung danh mục font cùng thuộc

tính để người sử dụng thay đổi font mặc định thành font quen thuộc

• Copy Options : Hiện khung thông tin để người sử dụng tuỳ chọn định

dạng đối tượng muốn sao chép

2.1.12- Print Setup :

Hiện khung thoại Print cùng

các chức năng phụ liên quan đến

2.2.1- Undo: Huỷ lệnh hoặc thao tác đã thực hiện

trước đó Sau khi chọn lệnh Undo để huỷ lệnh, lệnh sẽ đổi

thành Redo để người sử dụng khôi phục những gì đã huỷ trước đó với lệnh Undo

2.2.2- Cut (Ctrl +X):

Xoá tạm thời đối tượng trong khung cửa sổ lệnh hiện hành và đưa vào bộ nhớ

đệm của chương trình, sau đó có thể dán đối tượng trở lại vào vị trí được chọn

Đối tượng được cắt có thể là một công thức, một chuỗi ký tự, hàm lệnh…

Ctrl + X hoặc chọn Cut từ menu Edit Đối tượng sẽ tạm biến mất tại vị trí hiện

hành

• Chọn vị trí cần dán rồi nhấn Ctrl + V hoặc Paste Đối tượng sẽ được

dán vào vị trí đã chọn

2.2.3- Copy (Ctrl + C):

Sao chép đối tượng trong khung cửa sổ lệnh MATLAB và sau đó dán vào vị trí

đã chọn Đối tượng được Copy có thể là một công thức, một chuỗi ký tự, hàm lệnh…

Xoá toàn bộ nội dung của cửa sổ lệnh MATLAB sau khi chọn với lệnh Select

All Lệnh này cho phép xoá tất cả các thông tin trong bộ nhớ của chương trình,

tương tự như việc ta đóng Matlab lại sau đó khởi động lại Matlab

Chương 3 - Các khái niệm cơ bản

3.1-Một số phím chuyên dụng và lệnh thông dụng

- ↑ Hoặc Ctrl + p : Gọi lại các lệnh đã thực hiện trước đó

thúc một biểu thức hoặc câu lệnh mà không hiển thị kết quả ra mà hình

kết thúc

xuống dòng dưới

3.2- Biến trong MATLAB

Đặc điểm của biến trong Matlab:

- Không cần khai báo biến và kiểu của biến Tuy nhiên trước khi gán một biến thành một biến khác thì cần đảm bảo rằng biến ở bên phải của phép gán có một giá trị xác định

- Bất kỳ một phép toán nào gán một giá trị vào một biến sẽ tạo ra biến đó nếu cần (biến đó chưa xác định) hoặc ghi đè lên giá trị hiện tại nếu nó đã tồn tại trong Workspace

- Tên biến bao gồm một chữ cái sau một số bất kỳ các chữ cái, chữ số và dấu gạch dưới Matlab phân biệt chữ in hoa và chữ in thường, vì vậy X và x là hai biến phân biệt

3.2.1- Tên biến:

Là một dãy ký tự bao gồm các chữ cái hay các chữ số hoặc một số ký tự đặc biệt dùng để chỉ tên của biến hoặc tên của hàm Chúng phải được bắt đầu bằng chữ cái sau đó có thể là các chữ số hoặc một vài ký tự đặc biệt Chiều dài tối đa của tên là 31 ký tự

Bình thường Matlab có sự phân biệt các biến tạo bởi chữ cái thường và chữ cái in hoa Các lệnh của Matlab nói chung thường sử dụng chữ cái thường Việc

phân biệt đó có thể được bỏ qua nếu chúng ta thực hiện lệnh : >> casensen off

3.2.2- Một số lệnh với biến:

chương trình

- clear biến1, biến 2 : xoá các biến được liệt kê trong câu lệnh

với các thông số về biến

- Size (tên biến đã được định nghĩa): cho biét kích cỡ của biến dưới dạng ma trận với phần tử thứ nhất là số hàng của ma trận, phần tử thứ 2 là số cột của ma trận

- NaN: Not a number – biểu diễn dạng 0/0, ∞/∞

Matlab sử dụng trong các tính toán của nó

3.2.4- Biến toàn cục (global variables)

Matlab cho phép sử dụng cùng một biến cho các hàm hoặc giữa các hàm

và chương trình chính của Matlab, điều này được thực hiện thông qua việc khai báo biến toàn cục:

Global tên1 tên2 tên3 …

(Tên các biến cách nhau bắng dấu khoảng trống, không sử dụng dấu phẩy)

Việc khai báo biến toàn cục phải được thực hiện ở chương trình chính hoặc ở file lệnh (script) hoặc ở file hàm (function) có sử dụng các biến Biến toàn cục có tác dụng cho đến khi kết thúc quá trình tính toán hoặc khi toàn bộ Workspace được xoá Không được đưa tên biến toàn cục vào danh sách các đối

số của hàm Khi sử dụng biến toàn cục các lệnh sau tỏ ra rất cần thiết:

• Clear global : Lệnh này cho phép loại bỏ các biến toàn cục

có phải là biến toàn cục hay không Nếu là biến toàn cục thì giá trị trả về sẽ là 1

3.3- Các phép toán trong matlab

h©n

hia ph¶i hia tr¸i

uü thõa

hÐp g¸n

* /

Cho một quả cầu nặng có khối lượng là

m=2kg được buộc vào một sợi dây có chiều dài

l=1.5m (hình 3.5) Một người nắm vào đầu dây và

quay tròn quả cầu theo phương thẳng đứng.Vận

tốc dài của quả cầu ở vị trí cao nhất là v =6m/s

lực kéo T trên sợi dây thay đổi theo góc nghiêng

của dây với phương nằm ngang xác định theo

Các phép toán logic và, hoặc, đảo được thực hiện bởi các toán tử sau:

- Phép và( and): Ký hiệu là &

VD: phép & 2 ma trận cùng cỡ A, B là một ma trận có các phần tử bằng 1 nếu các phần tử tương ứng của cả 2 ma trận đầu đều khác 0 và bằng 0 nếu 1 trong 2 phần tử tương ứng của 2 ma trận bằng 0

- Phép đảo( not): Ký hiệu là ~

Ví Dụ : phép đảo của một ma trận là một ma trận có cùng cỡ với các phần tử có giá trị bằng 1 nếu các phần tử của ma trận đầu có giá trị bằng 0 và bằng 0 nếu các phần tử của ma trận đầu có giá trị khác 0

3.3.4- C¸c vÝ dô:

• VÝ dô 1: Gi¶i ph−¬ng tr×nh bËc hai ax2 +bx +c = 0

Ta biÕt c¸c nghiÖm cña ph−¬ng tr×nh nµy cã d¹ng:

x =

a

ac b

imag(x): tìm phần ảo của số phức x

conj(x): tìm số phức liên hợp của số phức x

abs(x): Tìm giá trị tuyệt đối của số phức x ( độ lớn )

angle(x): góc tạo bởi giữa trục thực và ảo

Ví dụ:

>> a =3.0000 + 4.0000i

a =

3.0000 + 4.0000i

3.5- Sử dụng các file lệnh (lập trình M-file)

Những lệnh của Matlab có thể được đưa vào một file Sau đó bạn sẽ hướng dẫn Matlab làm việc với các lệnh đó Bây giờ, với ví dụ 1, chúng ta sẽ đưa toàn

bộ các lệnh trên vào một file lấy tên là vidu.m Tên của file phải được bắt đầu bằng một ký tự và phần mở rộng là m Các bước như sau:

Bước 1: File / New/ M-file, Môi trường soạn thảo Editor / Debugger sẽ xuất

Bước 3: Ghi lại nội dung tập tin với tên vidu.m rồi thoát khỏi môi trường soạn

thảo để trở về cửa sổ lệnh (Matlab Command window)

Bước 4: Tại cửa sổ lệnh ta gõ tên tập tin

>>vidu.m↵

3.6 - Dòng nhắc gán giá trị các biến:

Để thay đổi các giá trị a,b,c

ta phải soạn thảo lại file vidu.m

rồi chạy lại Ta sửa lại chương

trình để có dòng nhắc nhập a,.b,c

với các lần chạy chương trình

khác nhau

Bước 1: File / New/ M-file, Môi

trường soạn thảo

Editor/Debugger sẽ xuất hiện

(hình 3.1)

Hình 3.1 Cửa sổ Matlab Editor/Debugger

Bước 2: Soạn thảo những dòng lệnh sau trong cửa sổ Matlab Editor/Debugger:

Bước 4: Quay lại cửa sổ Matlab

Command Windows Tại cửa sổ lệnh ta gõ tên tập tin

Hình 3.2 Kết quả khi chạy tập tin Vidu

>>vidu ↵

nhap vao a= 3

nhap vao b= -4

Hai nghiÖm øng víi c¸c gia trÞ

a,b,c võa nhËp vµo vµ lµ nghiÖm thùc

H×nh 3.3 lµ tr−êng hîp ph−¬ng tr×nh

VD vÒ Script file: Gi¶i bµi tËp m¹ch: cho m¹ch ®iÖn nh− h×nh vÏ

u

H·y tÝnh dßng trong m¹ch vµ ®iÖn ¸p trªn tõng phÇn tö

H·y vµo cöa sæ so¹n th¶o vµ trong cöa sæ nµy ta viÕt ch−¬ng tr×nh nh− sau: R=input( 'nhap gia tri cho R = ')

C=input( 'nhap gia tri cho C = ')

L=input( 'nhap gia tri cho L = ')

U=input( 'nhap gia tri cho U = ')

Mỗi một file hàm của Matlab (M - file) đều được khai báo như sau:

Function [Tên kết quả] = tên hàm (danh sách các biến)

Phần thân của chương trình trong hàm là các lệnh của Matlab thực hiện việc tính toán giá trị của đại lượng được nêu trong phần tên kết quả theo các biến

36

được nêu tronhg phần danh sách biến Các biến chỉ có tác dụng nội trong hàm vừa được khai báo Tên của các biến dược cách nhau bằnh dấu phẩy (,)

Ví dụ ta thành lập hàm đổi từ độ sang radian:

function rad = change(do)

rad = do*pi/180; % doi do sang radian

Trong Matlab các dòng ghi chú sau dấu % không có tác dụng thực thi, chúng đơn giản là những dòng nhắc để người đọc chương trình dễ hiểu mà thôi File.m thường lấy tên là tên của hàm, ta đặt tên file hàm vừa lập là change.m Nếu muốn đổi 450 sang radian, chỉ cần gõ:

Khi muốn vẽ một hàm nào đó, phải

xác định hàm đó trong một file.m sau

đó sử dụng lệnh :

3.9- Lưu và lấy dữ liệu:

Ta có thể có thể tạo lập một file dữ liệu, sau đó khi cần dùng thì lấy ra Ví dụ tạo lập một ma trận A:

2 3 2 3 3

2 2 1 2 2

2 1 1 1 1

Sau đó ta lưu ma trận vào một file có tên là dulieu1

Sau đó ghi (save) vào file có tên là ht.m

Quay lại cửa sổ MatLab command Window, gõ vào dòng lệnh sau:

đúng thực hiện nhóm lệnh C…Nếu không có biểu thức logic nào đúng thì không

có lệnh nào trong cấu trúc trên đ−ợc thực hiện

Nếu BT logic 1 đúng nhóm lệnh A sẽ đ−ợc thực hiện Nếu sai kiểm tra Btlogic

2, nếu đúng thực hiện nhóm lệnh B Nếu sai kiểm tra BT logic3, nếu đúng thực hiện nhóm lệnh C…Nếu không có biểu thức logic nào đúng thì nhóm lệnh n