Giáo trình cơ sở matlab v5 2 1 phần 1 cơ sở matlab chương 1

Mục lục Lời nói đầu i Phần I Cơ sở Matlab Chơng I Phần sở Matlab 1.1 Khả Matlab 1.2 Hoạt động Matlab 1.2.1Các phím chuyên dụng v lệnh htông dụng hệ thống 1.3 biến v thao tác biến 1.3.1 Biến Matlab 1.3.2 Độ lớn biến 1.3.3 Một số biến đợc định nghĩa 1.3.4 Số phức 1.4 Sơ lợc đồ hoạ Matlab 1.4.1 Vẽ cửa sổ đồ hoạ Matlab 1.4.2 In ấn mn hình đồ hoạ 1.4.3 Một số ví dụ mô tả đồ hoạ 1.5 Các hm âm Matlab 3 4 6 9 10 11 13 Chơng II: Ma trận v phép toán cho ma trận 14 2.1 Vector - Đại lợng vo hớng v ma trận 2.1.1Cách nhập giá trị ma trận hay đại lợngvô hứng 2.1.2Hiển thị ma trận 2.2 Các ma trận đặc biệt 2.2.1 Ma trận ma phơng (magic) 2.2.2 Ma trận 2.2.3 Ma trận 2.2.4 Ma trận đờng chéo đặc biệt( Indentity) 2.2.5 Ma trận đờng chéo mở rộng(eye(m,n) 2.2.6 Ma trận Pascal 2.2.7 Ma trận đặc biệt khác 2.3 Các phép toán vô hớng 2.3.1 Biểu thức số học 2.3.2 Thứ tự u tiên toán tử 2.3.3 Các phép toán Vector 14 14 18 19 19 19 20 20 20 21 21 22 22 22 23 209 2.4 Các phép toán ma trận 2.4.1 Ma trận chuyển vị 2.4.2 Tích vô hớng hai ma trận cỡ 2.4.3 Nhân ma trân 2.4.4 Các thao tác ma trận 23 25 25 26 26 28 Chơng III: Lập trình Matlab 31 3.1 Các phần tử chơng trình 3.1.1 Giới hạn giá trị tính toán 3.1.2 Các ký tự đặc biệt 3.1.3 Các giá trị đặc biệt 3.1.4 Các biến String 3.2 Các hm toán học 3.2.1 Các hm đại số 3.2.2 Các hm lợng giác 3.2.3 Các hm Hyperbolic 3.3 Các dạng File đợc sử dụng Matlab 3.3.1 Script file (M-file) 3.3.2 Hm v tạo hm Matlab 3.3.3 File liệu 3.4 Các biểu thức quan hệ v Logic 3.4.1 Các phép toán quan hệ 3.4.2 Các phép toán Logic 3.4.3 Các phép toán quan hệ v Logic 3.5 Các cấu trúc câu lệnh điều khiển 3.5.1 Lệnh IF đơn 3.5.2 Lệnh IF lồng 3.5.3 Lệnh ELSE 3.5.4 Lệnh ELSE IF 3.5.5 Cú pháp câu điều kiện v Break 3.6 Cấu trúc vòng lặp 3.6.1 Vòng lặp FOR 3.6.2 Vòng lặp While 31 32 32 33 35 35 36 37 Chơng IV: Đồ hoạ hai chiều Matlab 50 4.1 Các phép biến đổi đồ hoạ 4.1.1 Quan hệ trục toạ đồ mặt phẳng 4.1.2 Nghịch đảo ma trận 50 50 51 210 37 37 38 40 41 41 41 42 43 43 43 44 44 46 46 46 48 4.1.3 Góc Euler 4.2 Phép biến đổi AFFINE không gian 2D 4.2.1 Toạ độ 4.2.2 Phép chuyển dịch 4.2.3 Phép quay 4.2.4 Phép tỉ lệ 4.3 Các hm chuẩn để biễu diễn đồ hoạ hai chiều 4.3.1 Các lệnh vẽ 4.3.2 Các hệ toạ độ mặt phẳng 4.3.3 Mặt phẳng đồ hoạ cho số phức 4.3.4 Lệnh kiểm soát 4.3.5 Các thao tác v kiểm soát mn hình máy tính 4.3.6 Văn (Text) mn hình đồ hoạ 4.3.7 Đọc liệu từ mn hình đồ hoạ 53 55 55 57 58 59 60 61 67 69 71 71 78 79 ChơngV: Đồ hoạ không gian ba chiều 80 5.1 Các hm toạ lập đờng cong (Contour) 5.1.1 Chấm điểm đờng cong 5.1.2 Ví dụ 5.2 Lới Grid 5.2.1 Lệnh tạo lới 5.1.2 Ví dụ 5.3 Đồ hoạ ba chiều 5.3.1 Lệnh vẽ đồ hoạ 3D thông thờng 5.3.2 Các loại vẽ hoạt hình 3D 5.4 Mặt lới không gian 3D 5.4.1 Bộ lệnh tạo lới 5.4.2 Quay ma trận đồ hoạ 3D 5.5 Đồ hoạ bề mặt 5.6 Điểm quan sát v phép phối cảnh 5.7 Slice không gian 3D 5.8 Mầu sắc v kiểm soát mầu sắc 5.8.1 Các thuộc tính bề mặt 5.8.2 Giới thiệu hệ mầu mn hình đồ hoạ 5.8.3 Mô hình mu RGB (Red-Green-Blue) 5.8.4 Mô hình mu CMY (Cyan-Magent a-Yellow) 5.8.5 Mô hình mu YIQ 5.8.6 Mô hình mu HSV (Hue-Saturation-Value) 5.8.7 Mô hình mu HLS (Hue-Light-Saturation) 5.8.8 Các lệnh chuyển đổi mô hình mu 5.8.9 Thao tác với mu sắc 80 80 81 82 85 86 89 89 90 91 91 92 97 101 103 104 104 106 106 109 111 112 114 116 117 211 120 Bi tập ứng dụng phần I Phần II Một số ứng dụng Matlab 140 ứng dụng xử lý tín hiệu Giới thiệu Tín hiệu v xử lý tín hiệu Hm lọc Gọi hm lọc với điều kiện đầu Thiết kế lọc số 4.1 Các định nghĩa 4.2 Xác định đặc tính tần lọc 4.3 Biến đổi nửa tuyến tính Tustin Biến đổi Fourier rời rạc Giới thiệu toam tắt DFT Phổ lợng Phần lợng giác mở rộng tín hiệu Những tín hiệu tần số cao v ký hiệu 10 Phần bi tập 11 Các hm thông dụng Toolbox-DSP 11.1Các hm dạng sóng 11.2 Phân tích lọc v thực chúng 11.3 Các biến đổi hm tuyết tính 11.4 Thiết kế lọc số IIR 11.5 Chuyển lọc cho trớc IIR 11.6 Thiết kế lọc FIR 11.7 Các chuyển đổi 11.8 Xử lý tín hiệu thống kê v phân tích phổ 11.9 Các cửa sổ tín hiệu 11.10 Thông số mô hình hoá 11.11 Các thao tác đặc biệt 11.12 Lm mẫu lọc số tơng tự thông thấp 11.13 Chuyển đổi tần số (Dịch tần) 11.14 Rời rạc hoá lọc 11.15 Những hm khác ứng dụng Toolbox Simulink 212 140 141 153 155 155 157 162 165 166 169 174 176 182 182 187 187 188 189 189 189 190 190 191 191 192 192 193 193 193 194 Thế no l Simulink Bi toán thứ 2.1Đặt bi toán cho mô hình 2.2 Mô tả mô hình 2.3 Thử lại trình 2.4 Hiệu bi toán ny 2.5 Các ví dụ sử dụng khác Simulink Phơng pháp xây dựng mô hình 194 195 196 197 197 198 199 199 209 Mục lục 213 Lời nói đầu Máy tính từ đời tạo điều kiện v hỗ trợ ngời nhiều lĩnh vực sống v ngy cng đợc coi nh công cụ thiếu học tập nh nghiên cứu Chẽnh vệ vy, viẻc nng cao vĂ pht trièn khă nng tẽnh ton vĂ xứ lẽ ca my tẽnh ngĂy cĂng ừỡc cc nhĂ khoa hc, kỵ sừ cc ngĂnh quan tm ặn Tuy nhin è viặt ừỡc mổt chừỗng trệnh bng ngỏn ngự lp trệnh cp cao phũc vũ tõt cho mổt lỉnh vỳc khoa hc kỵ thut íi hịi khỏng nhựng phăi giịi vậ ton hc, cc kiặn thửc vậ lp trệnh trn my tẽnh, hẻ thõng my tẽnh mĂ cín phăi nm rt vựng cc kiặn thửc vậ chuyn ngĂnh ĩ Ngừội lp trệnh è ưt ừỡc nhựng yu nĂy phăi mt rt nhiậu thội gian vĂ tõn nhiậu cỏng sửc è tưo iậu kiẻn cho cc nhĂ khoa hc thuổc cc chuyn ngĂnh khc, ngừội ta xy dỳng nn nhựng phn mậm xứ lỷ dự liẻu ỗn giăn, tiẻn lỡi Matlab lĂ mổt nhựng phn mậm nhừ vy vĂ hiẻn ang ừỡc sứ dũng rổng rơi Nĩ khỏng chì cho phẫp tẽnh ton, mĂ cín cung cp cho ta nhựng cỏng cũ cỳc mưnh bièu din, xứ lẽ cc dự liẻu, thỏng tin bng ó hoư MATLAB lĂ mổt phn mậm cĩ rt nhiậu ừu ièm è è cc nhĂ khoa hc, cc kỵ sừ lỳa chn: * D hc vĂ d sứ dũng * LĂ mổt phn mậm mưnh, mậm do, nhiậu lỉnh vỳc khoa hc kỵ thut * Chẽnh xc, ỗn giăn vĂ sng * ang ừỡc cc cỏng ty phn mậm lốn trn thặ giối ng hổ vĂ pht trièn i Trừốc hặt MATLAB d hc vĂ d sứ dũng: MATLAB cĩ cc thừ viẻn chun, cc hĂm sạn cĩ è bưn cĩ thè sứ dũng thun lỡi vĂ d dĂng Mằt khc, bưn chì cn nm ừỡc mổt sõ kiặn thửc ton hc cỗ băn vậ ưi sõ vĂ lừỡng gic, ton hc cao cp lĂ cĩ thè sứ dũng MATLAB nhừ mổt cỏng cũ mưnh cho cc ửng dũng ca mệnh MATLAB khỏng íi hịi bưn phăi cĩ nhiậu kiặn thửc vậ my tẽnh củng nhừ khă nng lp trệnh Bưn cĩ thè lp cc chừỗng trệnh ửng dũng cho chuyn ngĂnh ca bưn mổt cch từỗng õi d dĂng, bưn nm vựng cc kiặn thửc sau: + Ton ửng dũng cỗ băn + Lỷ thuyặt sõ cỗ băn + Mổt vậ lp trệnh my tẽnh + Phừỗng php tẽnh Matlab (Matrix Laboratory) lĂ săn phm phn mậm ca Math Work, u tin ừỡc thiặt kặ trn cỗ sờ ton hc, phũc vũ ch yặu ỗn thun cho ton hc Tuy nhin, ngĂy nĩ ừỡc pht trièn xa hỗn nhiậu so vối Matlab nguyn thuý vĂ lĂ mổt phn mậm cĩ giao diẻn cỳc mưnh vĂ cĩ khă nng lp trệnh è giăi quyặt cc ậ, cc bĂi ton rt nhiậu lỉmh vỳc rt khc ca khoa hc kỉ thut nhừ iẻn, phăn ửng hưt nhn, tỳ ho, nghin cửu vậ gien Phn tứ cỗ băn ca Matlab lĂ ma trn Cc cu lẻnh ca Matlab viặt từỗng tỳ nhừ cch mỏ tă cc ậ kỉ thut bng ton hc, vệ thặ viặt cc chừỗng trệnh bng ngỏn ngự Matlab nhanh hỗn vĂ ỗn giăn hỗn nhiậu so vối viặt chừỗng trệnh bng cc ngỏn ngự lp trệnh bc cao nhừ Pascan, Fotran, C Hơn cấu trúc chơng trình nh cấu trúc hm sẵn có MatLab đợc mô tả gần giống với ngôn ngữ lập trình C ĐIều thuận lợi cho ngời biết qua v sử dụng C nh loại ngôn ngữ lập trình khác khác ii Thỏng thừộng, õi vối cc dự liẻu rội rưc: dự liẻu thõng k - kặ ton, thỏng tin vậ khẽ hu ừỡc lừu dừối dưng ma trn Cín õi vối cc hĂm lin tũc: sĩng m, m thanh, hệnh ănh ừỡc biặn ọi thĂnh cc tẽn hiẻu sõ vĂ ừỡc ghi lưi cc file dự liẻu Sau ĩ, ngừội ta sứ dũng cc hĂm ton hc ca MATLAB è xứ lỷ chợng mổt cch d dĂng Cc ậ ừỡc s ừỡc phn tẽch vĂ giăi quyặt theo bừốc nhừ sau: + Phn tẽch vĂ bièu din ậ mổt cch rò rĂng + Mỏ tă cc gi tr u vĂo vĂ cc gi tr u cn phăi tẽnh ton + Thao tc vối cc vẽ dũ ỗn giăn + Viặt chừỗng trệnh bng Matlab + Kièm tra lưi chừỗng trệnh nĂy bng cc bổ dự liẻu a dưng è nng cao kỵ nng phn tẽch vĂ giăi quyặt bĂi ton cn thỳc hĂnh bừốc trn mổt cch thun thũc Tữ ĩ s tiặp cn vĂ tệm ừỡc giăi php ỗn giăn, d hièu vĂ hay nht cho mồi bĂi ton Dới lm ví dụ theo theo bớc để hiểu kỹ phơng pháp áp dụng cho bi toán cụ thể Bi toán tính khoảng cách hai đIểm mặt phẳng Bớc Phân tích đặt vấn đề: Trong bớc tiên ny, bi toán đa phải đợc xem xét đánh giá v đặt vấn đề cách rõ rng v cụ thể ĐIều ny quan trọng định đến ton hớng bi toán sau ny Cho ví dụ nêu vấn đề đợc nêu l: Tính khoảng cách đIểm đờng thẳng mặt phẳng Bớc Mô tả liệu vo ra: bớc ny việc mô tả thông tin cần giải phải tiến hnh cẩn trọng định đến tham số đợc sử dụng v tính toán Rất nhiều trờng hợp, sơ đồ khối đợc sử dụng hữu hiệu phép xác định vị trí luồng vo Tuy nhiên số trờng hợp chúng l hộp đen iii xác định luồng đIểm no bớc Nhng thông tin để tính toán luồng ĐIểm1 khoảng cáchgiữa đIểm ĐIểm Bớc Thao tác tay: Bớc ny dùng để thao tác v tính toán tay sử dụng tập liệu đầu vo đơn giản Nó l bớc quan trọng v không nên bỏ qua kể với loại hình bi toán đơn giản Đây l bớc tiền đề để vo cụ thể cho việc tìm giải pháp Nếu lấy đợc liệu hay tính đợc đầu chuyển sang bớc Ví dụ: Với hai đIểm P1 v P2 có toạ độ ( 1,5 ) & ( 4,7 ) Khoảng cách hai điểm công thức Pythagorean Bớc Giải pháp MatLab Tới bớc ny bi toán đợc chuyển đổi sang giải pháp MatLab ĐIều có nghĩa sử dụng hm toán học hay gọi l lệnh V dới bi toán đợc mô tả theo MatLab >> P1 = [ 1, ] >> P2 = [ 4, ] >> d = sqrt ( sum ( P2-P1)^2 ) ) Bớc Kiểm tra: Bớc kiểm tra l bớc cuối chuỗi tiến trình giải bi toán Chúng ta nên kiẻm tra bi toán liệu đầu vo Nếu MatLab thực xong bi toán cho chung ta kết đầu >> d = ans 3.6056 Trờng hợp kết hay kết sai có nghĩa MatLab cha thực đợc bi toán v cần kiểm tra lại bi toán hai phơng pháp tay v MatLab iv NgĂy MatLab trờ nn thỏng dũng vĂ cỳc kỹ phọ biặn hu hặt cc trừộng ưi hc trn thặ giối vĂ lĂ cỏng cũ trỡ giợp hựu hiẻu cho cc sinh vin, kỵ sừ hay cc nhĂ ton hc nghin cửu củng nhừ cỏng viẻc thừộng ngĂy è giợp cc bưn tr sinh vin cĩ thm mổt cỏng cũ nựa tay, chợng tỏi xin trệnh by sỗ lừỡc phn cn băn ca MatLab vĂ mổt sõ cc ửng dũng ca MatLab thỳc tặ Băn in nĂy chc chn s cĩ nhiậu thiặu sĩt, chợng tỏi rt mong ừỡc sỳ gĩp ỷ ca cc bưn c vĂ cc óng nghiẻp Cc tc giă v Chơng - Các khái niệm Chơng Các khái niệm 1.1 Khă nng ca Matlab Matlab lĂ gệ ? Matlab hoưt ? Matlab cĩ thè lĂm ừỡc nhựng gệ vĂ cĩ thè hc vĂ sứ dũng Matlab ? S cĩ rt nhiậu bưn c s bn khon vối cc cu hịi trn VĂ chừỗng nĂy chợng ta s tệm lội giăi p Matlab lĂ chừỗng trệnh phn mậm trỡ giợp cho viẻc tẽnh ton vĂ hièn th Matlab cĩ thè chưy trn hu hặt cc hẻ my tẽnh tữ my tẽnh c nhn ặn cc hẻ my tẽnh lốn super computer Matlab ừỡc iậu khièn bời cc bổ lẻnh, từỗng tc bng bĂn phẽm trn cứa sọ iậu khièn, óng thội Matlab cín cho phẫp khă nng lp trệnh vối cợ php thỏng dch lẻnh hay cín gi lĂ script file Cc lẻnh, bổ lẻnh ca Matlab ln ặn sõ hĂng trm vĂ ngĂy cĂng ừỡc mờ rổng bời cc phn Tools box trỡ giợp, hay cc hĂm ửng dũng tưo bời ngừội sứ dũng Cc lẻnh ca Matlab rt mưnh vĂ hiẻu quă cho phẫp giăi cc loưi hệnh ton khc vĂ ằc biẻt hiẻu quă cho cc hẻ phừỗng trệnh tuyặn tẽnh củng nhừ thao tc trn cc bĂi ton ma trn Khỏnng nhựng thặ Matlab cín rt hựu hiẻu viẻc trỡ giợp thao tc vĂ truy xut ó hoư khỏng gian 2D củng nhừ 3D củng khă nng tưo hoưt cănh cho viẻc mỏ tă bĂi ton mổt cch sinh Cùng vối trn 25 Tools box (thừ viẻn trỡ giợp) khc Matlab ừa ặn cho cc bưn sỳ lỳa chn hoĂn chình vĂ phong phợ vậ cc cỏng cũ trỡ giợp c lỳc cho nhựng lỉnh vỳc khc trn ừộng nghin cửu mĂ cc bưn lỳa chn Dừối y chợng tỏi xin liẻt k mổt sõ lỉnh vỳc mĂ Matlab vĂ ang giăi quyặt mổt cnh hiẻu quă Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm Nghin cửu vĂ pht trièn lỉnh vỳc cỏng nghiẻp Giăng dưy, nghin cửu lp cc chừỗng trệnh ửng dũng giăng dưy cho cc mỏn kỵ thut nhừ ton, lỷ, ho cc trừộng phọ thỏng nhm nng cao khă nng tiặp thu củng nhừ ỷ sng tưo hc sinh Giăng dưy vĂ lp cc chừỗng trệnh giăng dưy vậ ton ằc biẻt lĂ cc loưi hệnh nguyn lỷ cỗ băn vĂ cc phừỗng trệnh tuyặn tẽnh cho sinh vin củng nhừ hc sinh cc trừộng kỵ thut Giăng dưy vĂ nghin cửu lỉnh vỳc kỵ thut vĂ khoa hc bao góm nhừ: iẻn tứ, lỷ thuyặt iậu khièn, vt lỷ , ó hoư , xứ lỷ ănh, vt liẻu Giăng dưy vĂ nghin cửu trn mi lỉnh vỳc cĩ xut hiẻn tẽnh ton bao góm ton kinh tặ, ho, cỗ hc, sinh hc 1.2 Hoưt ca Matlab Muõn sứ dũng ừỡc phn mậm MATLAB, trừốc tin bưn phăi cĂi ằt nĩ Vệ viẻc cĂi ằt MatLab cỳc kỹ d dĂng nn y chợng ta khỏng ậ cp ặn Tuy nhin cc bưn nn chợ ỷ cĂi ằt nặu cc bưn muõn sứ dũng thm cc ToolBox ca MatLab nhừ Simulink, Fuzzy ToolBox, DSP (digital signal processing) v.v hay muõn tẽch hỡp vối MatLab mổt sõ ngỏn ngự lp trệnh quen thuổc mĂ bưn khỏng muõn xa cch nhừ C, C++, Fortran Chơng trình ứng dụng thờng có phiên sau: MatLab 3.5 trở xuống với môi trờng hoạt động l MS-Dos MatLab 4.0, 4.2, 5.1, 5.2 hoạt động môI trờng Windows Hệnh 1.1 Giao diẻn mn hệnh khời tưo Matlab 4.2 Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm (ở có lệnh dnh cho việc giới thiệu chơng trình l : intro, demo, help help ) V version MatLab khác cho môi trờng tơng tác Unix Việc khởi động Matlab hệ thống khác Trong môi trờng Window hay Macintosh chơng trình thờng đợc khởi động thông qua việc click chuột icon hay gọi l biêu tợng Còn với môi trờng Unix, Dos thông qua dòng lệnh :\ Matlab Giao diẻn ca MATLAB sứ dũng cứa sọ: cứa sọ thử nht ừỡc sứ dũng è ừa cc lẻnh vĂ dự liẻu vĂo óng thội è in kặt quă; cứa sọ thử hai trỡ giợp cho viẻc truy xut ó hoư dùng è thè hiẻn nhựng lẻnh hay kặt quă u dừối dưng graphics Viẻc ngt chừỗng trệnh ang thỳc hiẻn hoằc cc chừỗng trệnh thỳc hiẻn khỏng ợng theo yu cu thỏng qua phẽm nĩng Ctrl + C è thot khịi mỏi trừộng lĂm viẻc Matlab, chợng ta cĩ thè sứ dũng lẻnh ca Matlab lĂ : >> quit %hoằc >> exit Hệnh v 1.2 Hai cứa sọ giao diẻn ca Matlab Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm 1.2.1 Cc phẽm chuyn dũng vĂ cc lẻnh thỏng dũng hẻ thõng hoằc Ctrl + p Gi lưi lẻnh vữa thỳc hiẻn trừốc ĩ hoằc Ctrl + n Gi lưi lẻnh nh vĂo rt lu trừốc ĩ hoằc Ctrl + f Chuyèn trị sang phăi kỷ tỳ hoằc Ctrl + b Chuyèn trị sang tri kỷ tỳ Ctrl + l hoằc Ctrl + Chuyèn trị tỳ sang tri tữ Ctrl + r hoằc Ctrl + Chuyèn trị tỳ sang phăi tữ Ctrl + a hay Home Chuyèn trị vậ u díng Ctrl + k Xo cho ặn cuõi díng Cc lẻnh hẻ thõng casesen off -Bị thuổc tẽnh phn biẻt chự hoa vĂ chự thừộng casesen on - Sứ dũng thuổc tẽnh phn biẻt chự hoa vĂ chự thừộng clc - Xo cứa sọ díng lẻnh clf - Xo cứa sọ ó hoư computer - Lẻnh in mổt xu kẽ tỳ cho biặt loưi my tẽnh demo - Lẻnh cho phẫp xem cc chừỗng trệnh mạu (minh hoư khă nng ca Matlab ) exit, quit - Thot khịi MATLAB Ctr-c - Dững chừỗng trệnh nĩ b rỗi vĂo tệnh trưng lằp khỏng kặt thợc help - Lẻnh cho xem phn trỡ giợp mổt sõ cc lẻnh ừỡc sứ dũng Matlab input - Nhp dự liẻu tữ bĂn phẽm load - Tăi cc biặn ừỡc lừu file ừa vĂo vùng lĂm viẻc pause - Ngững tưm thội chừỗng trệnh save - Lừu giự cc biặn vĂo file cĩ tn lĂ matlab.mat 1.3 Biặn vĂ thao tc ca cc biặn 1.3.1 Biặn Matlab Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm Tn cc biặn Matlab cĩ thè dĂi 19 kỷ tỳ bao góm cc chự ci A-Z hay a-z cc chự sõ củng nhừ vĂi cc kỷ tỳ ằc biẻt khc nhừng luỏn phăi bt u bng chự ci Tn ca cc hĂm ừỡc củng cĩ thè ừỡc sứ dũng lĂm tn ca biặn vối iậu kiẻn hĂm s khỏng ừỡc sứ dũng suõt qu trệnh tón tưi ca biặn cho ặn cĩ lẻnh clear xo cc biặn bổ nhố hay clear + tn ca biặn clear - Xo cứa sọ ang sứ dũng, xo vùng nhố dĂnh cho cc biặn Trong trừộng hỡp nĂy tt că cc biặnừỡc nh nghỉa trừốc ĩ ậu b xo clear name clear name1, name2, clear value pack - Chì xo biặn cĩ tn lĂ name - Chì xo biặn cĩ tn ừỡc liẻt k sau lẻnh clear ( name1, name2 ) - Xo biặn theo gi tr cho trừốc Lẻnh ừỡc thỳc hiẻn nhm mũc ẽch sp xặp lưi cc biặn củng nhừ vùng chửa biặn ca bổ nhố Khi bổ nhố ca my tẽnh y lẻnh pack cho phẫp tưo thm vùng bổ nhố cho biặn mĂ khỏng phăi xo i cc biặn tón tưi Cỏng viẻc ừỡc thỳc hin nhừ sau: Tt că cc biặn bổ nhố ừỡc lừối lưi trn ỉa dừối file pack.tmp Vùng bổ nhố cỗ sờ s ừỡc giăi phĩng Cc biặn s ừỡc nưp (load) vĂo bổ nhố tữ file pack.tmp File pack.tmp b huý bị pack filename Sp xặp lưi bổ nhố vối file trung gian cĩ tn lĂ: filename Bệnh thừộng Matlab phn biẻt khc cc biặn tưo bời chự ci thừộng vĂ chự ci hoa Cc lẻnh ca Matlab nĩi chung thừộng sứ dũng chự ci thừộng Viẻc phn biẻt ĩ cĩ thè ừỡc bị qua nặu chợng ta thỳc hiẻn lẻnh >> casensen Kièm tra sỳ tón tưi ca cc biặn bổ nhố thỏng qua bổ lẻnh who Hièn th danh sch cc biặn ừỡc nh nghỉa whos Hièn th cc biặn ừỡc nh nghỉa kẽch thừốc ca Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm chợng vĂ thỏng bo chợng cĩ phăi lĂ sõ phửc khỏng who global exist( namestr ) Hièn th cc biặn cũc bổ Hièn th cc biặn phũ thuổc vĂo cch cc biặn ừỡc nh nghỉa chuồi namestr HĂm s tră lưi gi tr sau: Nặu namestr lĂ tn ca biặn Nặu namestr lĂ tn ca file.m Nặu namestr lĂ tn ca MEX file Nặu namestr lĂ tn ca hĂm dch bời SIMULINK Nặu namestr lĂ tn ca hĂm ừỡc nh nghỉa trừốc bối Matlab 1.3.2 ổ lốn ca biặn ổ lốn hay chiậu dĂi ca biặn vector củng nhừ ma trn cĩ thè ừỡc xc nh thỏng qua sõ hĂm cĩ sn ca Matlab size ( A ) Cho vector chửa kẽch thừốc ma trn A Phn tứ u tin ca vector lĂ sõ hĂng ca ma trn, phn tứ thử lĂ sõ cổt ca ma trn [ m n ] = size( A ) Tră gi tr ổ lốn ca ma trn A vĂo vector xc nh bời biặn m vĂ n size (A, p) ừa gi tr sõ hĂng ca ma trn A nặu p = size(x) ừa vector mỏ tă ổlốn ca vector x Nặu x lĂ vector hĂng m phn tứ thệ gi tr u ca vector lĂ m vĂ gi tr thử lĂ Từộng hỡp x lĂ vector n cổt thệ gi tr thử nht s lĂ vĂ thử lĂ n lengh(x) lengh(x) Tră gi tr chiậu dĂi ca vector x Tră gi tr chiậu dĂi ca ma trn A Gi tr thu ừỡc s lĂ m nặu m>n vĂ ngừỡc lưi s lĂ n nẫu n>m 1.3.3 Mổt sõ biặn ừỡc nh nghỉa trừốc ans Biặn cho trừốc ừỡc gn cho phẫp tẽnh cuõi ca Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm cỏng viẻc tẽnh ton khỏng biặn gn esp Tră ổ chẽnh xc ca my xc nh bời khoăng tữ ặn biặn du phy tiặp ĩ Biặn esp ừỡc sứ dũng nhừ lĂ sai sõ vĂi cc phẫp ton Ngừội sứ dũng cĩ thè gn gi tr mối cho esp nhừng gi tr ĩ s khỏng b xo i bời hĂm clear realmax ừa gi tr ca sõ lốn nht mĂ my tẽnh (chừỗng trệnh) cĩ thè tẽnh ton ừỡc realmin ừa gi tr ca sõ nhị nht mĂ my tẽnh (chừỗng trệnh) cĩ thè tẽnh ton ừỡc 1.3.4 Sõ phửc a) Cc phẫp ton õi vối sõ phửc: Phẫp ton Kặt quă c1 + c2 (a1 + a2) + i(b1 + b2) c1 - c2 (a1 - a2) + i(b1 - b2) c1 c2 (a1 a2 - b1 b2) + i(a1 a2 + b1 b2) c1 (a1 a2 - b1 b2) + i (a1 a2 - b1 b2) c2 a21+b22a21+b22 | c1| a21 + b22 (ổ lốn hay tr tuyẻt õi ca c1) a*1 a1- ib1 (sõ lin hỡp ca sõ phửc) b) Mổt sõ hĂm ằc biẻt ca sõ phửc real(x) HĂm cho gi tr phn thỳc ca sõ phửc x Nặu x=a+ib thệ real(x)=a imag(x) HĂm tră lưi gi tr phn ăo ca sõ phửc x Nặu x=a+ib thệ imag(x)=b Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm conj(x) Tẽnh sõ lin hỡp ca sõ phửc Nặu x=a+ib thệ conj(x)=a-ib abs(x) Tẽnh ổ lốn, gi tr tuyẻt õi ca sõ phửc angle(x) Tẽnh gĩc cĩ gi tr lĂ atan2(imag(x), real(x)), gi tr gĩc nm khoăng - ặn c) Toư ổ bièu din sĩ phửc Chợng ta cĩ thè bièu din sõ phửc a+ib trn hẻ trũc toư ổ õi vối hẻ trũc toư ổ ậ cc phn thỳc ừỡc bièu din trn trũc x: x=a, phn ăo ừỡc bièu din trn trũc y: y=b õi vối hẻ toư ổi cỳc sõ phửc ừỡc bièu din bời r, Trong ĩ: r = a21+ b22 = tan-1 b a Ngừỡc lưi : a = rcos b = rsin Hệnh v bièu din toư ổ sõ phửc Trong hẻ toư ổ cỳc: ổ lốn (magnitude), vĂ pha (phase) ca sõ phửc s ừỡc tẽnh ton nhừ sau: >> r = abs(x); >> theta = angle(x); Bièu din sõ phửc theo ổ lốn vĂ pha nhừ sau: >> y = r*exp(i*theta); Trong hẻ toư ổ ậ cc, phn thỳc (real) vĂ phn ăo (imaginary) s ừỡc tẽnh ton nhừ sau: >> a = real(x); >> b = imag(x); Bièu din sõ phửc: Phần - Cơ sở y = a + ib; Chơng - Các khái niệm 1.4 Sỗ lừỡc vậ ó hoư MatLab MATLAB sứ dũng lẻnh X-Y Plots è v ó th, bièu ó cho cc thỏng tin mổt cc d dĂng Trong phn nĂy, v ó th tọng qut theo dự liẻu ừỡc lừu hai vector x,y Trong trừộng hỡp cc bièu ó hay ó th mong muõn ừỡc bièu din dừối dưng mạu 3D thệ ỗn giăn vối Matlab chợng ta chì cn ọi sang dùng lẻnh X-Y-Z Pots è v 1.4.1 V cứa sọ ó hoư ca Matlab plot(x,y) V ó th theo toư ổ x-y pot3(x,y,z) V ó th theo toư ổ x-y-z title ừa cc title vĂ hệnh v xlabel ừa cc nhơn theo chiậu x ca ó th ylabel ừa cc nhơn theo chiậu y ca ó th zlabel ừa cc nhơn theo chiậu z ca ó th grid V cc ừộng giĩng grid line trn ó th plot(y) V ó th theo y bị qua chì sõ theo y Nặu y lĂ sõ ăo thệ ó th ừỡc v s lĂ phn thỳc vĂ phn ăo ca y >> plot( real ( y ), image ( y ) ) plot(x,y,S) plot(x,y,z,S) plot ( x, y, s ) v theo x,y plot ( X, Y, Z, S ) v theo x, y, z vối s lĂ cc chì sõ s liẻt k chừỗng sau Vẽ dũ: >> plot ( x, y, 'b+' ) V ó th theo x vĂ y vĩi mu ca ừộng lĂ mu xanh dừỗng vĂ kỷ tỳ tưo nn ừộng lĂ du + Phần - Cơ sở Chơng - Các khái niệm Vẽ dũ hệnh helix: Vi du ve plot3() Matlab 40 30 20 10 1 0 -1 -1 Hệnh 1.3 Hệnh Helix >> t = 0:pi/50:10*pi; >> plot3(sin(t),cos(t),t); >> Title(' Vẽ du ve plot3() Matlab ') Matlab rt mưnh viẻc xứ lỷ ó hoư Ta s ậ cp ậ nĂy rò hỗn chừỗng sau 1.4.2 In n trn mĂn hệnh ó hoư Việc in ảnh mn đồ hoạ đợc thực thông qua menu lệnh may lệnh Matlab >> print - In mn hình cửa sổ đồ hoạ thời máy in >> print filename - In mn hình đồ hoạ file >> print esp filename - copy mn đồ hoạ theo khuôn dạng eps File thu đợc đa vo trang văn Phần - Cơ sở 10 Chơng - Các khái niệm 1.4.3 Mổt sõ vẽ dũ mỏ tă ó hoư Do thi ham sin2x , sin(x^2) va sin(x)^2 0.5 -0.5 -1 10 Hệnh 1.4 HĂm sin2x, cos(x)^2 vĂ cos(x^2) a) Vẽ dũ mỏ tă khă nng v hĂm ó hoư khỏng gian 2D Giă sứ vối hĂm sin2x, cos(x)^2 vĂ (cosx)^2 khoăng < x < 10 Viẻc thao tc d dĂng trn cc lẻnh sau >> hold on >> x = lẽnspace(0,10); >> y1 = sin(2*x); >> y2 = sin(x.^2); >> y3 = (sin(x)).^2; >> plot ( x,y1 ); plot ( x,y2 ); plot( x,y3 ); HĂm plot ( x,y ) s cho trn mĂn hệnh ó hoư hĂm y theo vector x b) HĂm mỏ tă ừộng cong tham biặn khỏng gian 2D vĂ 3D ừộng cong tham biặn theo t vối t khăng tữ [ 2*pi ] cho kặt quă Hệnh v 1.5 Phần - Cơ sở 11 Chơng - Các khái niệm Ham tham bien 1.5 0.5 -0.5 -1 -1.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 Hệnh 1.5 HĂm tham biặn 2D >> t = : 0.01 : 2*pi ; >> x = cos(t) sin(3*t) >> y = sin(t).*cos(t) cos(3*t ) >> title( HĂm tham biặn ); >> plot (x,y) Vối gi tr ca t khăng tữ [ 2*pi ] vĂ khoăng ca u lĂ [ ] oưn chừỗng trệnh sau cho hệnh v hĂm tham biặn 3D >> t = : 0.01 : ; >> u = 0: 0.01; 1; >> x = u.*cos(t)./30 + 10; >> y = u.*sin(t)./55 + 10; >> z = 1; >> title( HĂm tham biặn 3D ); >> plot (x,y,z) 1.5 Cc HĂm m Matlab Phần - Cơ sở 12 Chơng - Các khái niệm Matlab cho phép tạo âm thông qua vector lệnh sound sound ( y ) - Gửi tín hiệu vector y loa Vector đợc xắp xếp với biên độ lớn sound ( y , f ) - Thực công việc nh hm sound (y) với f l dải tần đo Hz Lệnh ny không thực hệ máy SunSPARE saxis - Trả giá trị giới hạn trục âm vector hnh axis( [min max] ) - Xét thang trục âm Tăng giá trị cho âm trầm Giảm giá trị cho âm ồn saxis (str) - Xét trục âm theo chuỗi srt Ví dụ : a) Tạo sóng hình sin khoảng sau: >> x = sin ( linspace(0,10000,10000) ); >> sound ( x ); b) Một vi ví dụ với âm có sẵn đợc đa lệnh load >> load train; % giá trị âm tầu hoả >> sound ( y ); % đợc đa vo tham số y >> load chirp; % tiếng chim kêu >> sound ( y ); Với Matlab hệ MS -Window cho phép ngời sử dụng thao tác với file âm định dạng wav lệnh sau: wavread ( fstr ) [y] = wavread (wavfile) - Đọc liệu âm từ file.wav xác định chuỗi fstr vo tham biến y [ y, Fs ] = wavread ( ) nh với fs l tần số wavwrite ( sv, f , wavfiles ) - Ghi liệu âm từ vector sv với tần số f vo file xác định biến wavefile Phần - Cơ sở 13 [...]... ca sõ nhị nht mĂ my tẽnh (chừỗng trệnh) cĩ thè tẽnh ton ừỡc 1. 3.4 Sõ phửc a) Cc phẫp ton õi vối sõ phửc: Phẫp ton Kặt quă c1 + c2 (a1 + a2) + i(b1 + b2) c1 - c2 (a1 - a2) + i(b1 - b2) c1 c2 (a1 a2 - b1 b2) + i(a1 a2 + b1 b2) c1 (a1 a2 - b1 b2) + i (a1 a2 - b1 b2) c2 a 21+ b22a 21+ b 22 | c1| a 21 + b 22 (ổ lốn hay tr tuyẻt õi ca c1) a *1 a1- ib1 (sõ lin hỡp ca sõ phửc) b) Mổt sõ hĂm ằc biẻt ca sõ phửc real(x)... gian 2D vĂ 3D ừộng cong tham biặn theo t vối t trong khăng tữ [ 0 2* pi ] cho kặt quă Hệnh v 1. 5 Phần 1 - Cơ sở 11 Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản Ham tham bien 1. 5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1. 5 -2 -1. 5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 Hệnh 1. 5 HĂm tham biặn 2D >> t = 0 : 0. 01 : 2* pi ; >> x = cos(t) sin(3*t) >> y = sin(t).*cos(t) cos(3*t ) >> title( HĂm tham biặn ); >> plot (x,y) Vối gi tr ca t trong khăng tữ [ 0 2* pi... Fortran Chơng trình ứng dụng ở đây thờng có ở các phiên bản sau: MatLab 3.5 trở xuống với môi trờng hoạt động l MS-Dos MatLab 4.0, 4 .2, 5 .1, 5 .2 hoạt động trong môI trờng Windows Hệnh 1. 1 Giao diẻn mn hệnh khi khời tưo Matlab 4 .2 Phần 1 - Cơ sở 2 Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản (ở đây chúng ta sẽ có ngay lệnh cơ bản dnh cho việc giới thiệu chơng trình l : intro, demo, help help ) V các version MatLab khác... của Matlab >> print - In mn hình của cửa sổ đồ hoạ hiện thời ra máy in >> print filename - In mn hình đồ hoạ ra file >> print esp filename - copy mn đồ hoạ theo khuôn dạng eps File thu đợc có thể đa vo các trang văn bản Phần 1 - Cơ sở 10 Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản 1. 4.3 Mổt sõ vẽ dũ mỏ tă ó hoư Do thi ham sin2x , sin(x ^2) va sin(x) ^2 1 0.5 0 -0.5 -1 0 2 4 6 8 10 Hệnh 1. 4 HĂm sin2x, cos(x) ^2 vĂ... mu xanh dừỗng vĂ kỷ tỳ tưo nn ừộng lĂ du + Phần 1 - Cơ sở 9 Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản Vẽ dũ hệnh helix: Vi du ve plot3() trong Matlab 40 30 20 10 0 1 1 0 0 -1 -1 Hệnh 1. 3 Hệnh Helix >> t = 0:pi/50 :10 *pi; >> plot3(sin(t),cos(t),t); >> Title(' Vẽ du ve plot3() trong Matlab ') Matlab rt mưnh trong viẻc xứ lỷ ó hoư Ta s ậ cp vn ậ nĂy rò hỗn ờ chừỗng sau 1. 4 .2 In n trn mĂn hệnh ó hoư Việc in các ảnh... tr ca t trong khăng tữ [ 0 2* pi ] vĂ khoăng ca u lĂ [ 0 1 ] oưn chừỗng trệnh sau cho ra hệnh v hĂm tham biặn 3D >> t = 0 : 0. 01 : 1 ; >> u = 0: 0. 01; 1; >> x = u.*cos(t)./30 + 10 ; >> y = u.*sin(t)./55 + 10 ; >> z = 1; >> title( HĂm tham biặn 3D ); >> plot (x,y,z) 1. 5 Cc HĂm m thanh trong Matlab Phần 1 - Cơ sở 12 Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản Matlab cho phép tạo âm thanh thông qua các vector bởi lệnh... khịi mỏi trừộng lĂm viẻc Matlab, chợng ta cĩ thè sứ dũng lẻnh ca Matlab lĂ : >> quit %hoằc >> exit Hệnh v 1 .2 Hai cứa sọ giao diẻn ca Matlab Phần 1 - Cơ sở 3 Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản 1 .2. 1 Cc phẽm chuyn dũng vĂ cc lẻnh thỏng dũng hẻ thõng hoằc Ctrl + p Gi lưi lẻnh vữa thỳc hiẻn trừốc ĩ hoằc Ctrl + n Gi lưi lẻnh ơ nh vĂo rt lu trừốc ĩ hoằc Ctrl + f Chuyèn con trị sang phăi 1 kỷ tỳ hoằc Ctrl +... -0.5 -1 0 2 4 6 8 10 Hệnh 1. 4 HĂm sin2x, cos(x) ^2 vĂ cos(x ^2) a) Vẽ dũ mỏ tă khă nng v hĂm ó hoư trong khỏng gian 2D Giă sứ vối hĂm sin2x, cos(x) ^2 vĂ (cosx) ^2 trong khoăng 0 < x < 10 Viẻc thao tc d dĂng trn tp cc lẻnh sau >> hold on >> x = lẽnspace(0 ,10 ); >> y1 = sin (2* x); >> y2 = sin(x. ^2) ; >> y3 = (sin(x)). ^2; >> plot ( x,y1 ); plot ( x,y2 ); plot( x,y3 ); HĂm plot ( x,y ) s cho ra trn mĂn hệnh ó...Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản Chơng 1 Các khái niệm cơ bản 1. 1 Khă nng ca Matlab Matlab lĂ gệ ? Matlab hoưt ổng ra sao ? Matlab cĩ thè lĂm ừỡc nhựng gệ vĂ ai cĩ thè hc vĂ sứ dũng Matlab ? S cĩ rt nhiậu bưn c s bn khon vối cc cu hịi trn VĂ ờ chừỗng nĂy chợng ta s cùng tệm ra lội giăi p Matlab lĂ chừỗng trệnh phn mậm trỡ giợp cho viẻc tẽnh ton vĂ hièn th Matlab cĩ thè chưy trn hu... phửc: Phần 1 - Cơ sở y = a + ib; 8 Chơng 1 - Các khái niệm cơ bản 1. 4 Sỗ lừỡc vậ ó hoư trong MatLab MATLAB sứ dũng lẻnh X-Y Plots è v ó th, bièu ó cho cc thỏng tin mổt cc d dĂng Trong phn nĂy, v ó th tọng qut theo dự liẻu ừỡc lừu trong hai vector x,y Trong trừộng hỡp cc bièu ó hay ó th mong muõn ừỡc bièu din dừối dưng mạu 3D thệ ỗn giăn vối Matlab chợng ta chì cn ọi sang dùng lẻnh X-Y-Z Pots è v 1. 4.1 ... tần) 11 .14 Rời rạc hoá lọc 11 .15 Những hm khác ứng dụng Toolbox Simulink 21 2 14 0 14 1 15 3 15 5 15 5 15 7 1 62 16 5 16 6 16 9 17 4 17 6 1 82 1 82 18 7 18 7 18 8 18 9 18 9 18 9 19 0 19 0 19 1 19 1 1 92 1 92 19 3 19 3 19 3 19 4... Thao tác với mu sắc 80 80 81 82 85 86 89 89 90 91 91 92 97 10 1 10 3 10 4 10 4 10 6 10 6 10 9 11 1 1 12 11 4 11 6 11 7 21 1 12 0 Bi tập ứng dụng phần I Phần II Một số ứng dụng Matlab 14 0 ứng dụng xử lý tín hiệu... ừỡc 1. 3.4 Sõ phửc a) Cc phẫp ton õi vối sõ phửc: Phẫp ton Kặt quă c1 + c2 (a1 + a2) + i(b1 + b2) c1 - c2 (a1 - a2) + i(b1 - b2) c1 c2 (a1 a2 - b1 b2) + i(a1 a2 + b1 b2) c1 (a1 a2 - b1 b2) +