CHƯƠNG I GIỚI THIỆU Sơ LƯỢC VỀ MATLAB

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU Sơ LƯỢC VỀ MATLAB I TÌM HIỂU VỀ CƠNG TY MATHWORKS: Cơng ty MathWorks thành lập vào năm 1984 công ty hàng đầu việc cung cấp phát triển phần mềm kĩ thuật cho máy tính Cơng ty có 500 nhân viên làm việc cho hai văn phịng Mỹ vàẨMỘ.H Anh quốc dut tết *7ieuif ĩ Mọi chi tiết việc tổ chức, nhân đào tạo phát triển xin xem thêm điạ WebSite : http:/ www.Mathworks.com/ II GIỚI THIỆU Cơ SỞ MATLAB: II.l Giới thiệu chương trình MATLAB: Chương trình MATLAB chương trình viết cho máy tính PC nhằm hỗ trợ cho tính tốn khoa học kĩ thuật với phần tử ma trận máy tính cá nhân công ty "The MATHWORKS" viết Thuật ngữ MATLAB có hai từ MATRIX LABORATORYghép lại Chương trình sử dụng nhiều nghiên cứu vấn đề tính tốn toán kĩ thuật như: Lý thuyết điều khiển tự động, kĩ thuật thống kê xác suất, xử lý số tín hiệu, phân tích liệu, dự báo chuổi quan sát, v.v MATLAB điều khiển tập lệnh, tác động qua bàn phím Nó cho phép khả lập trình với cú pháp thơng dịch lệnh - cịn gọi Script file Các lệnh hay lệnh MATLAB lên đến số hàng trăm ngày mở rộng phần TOOLS BOX( thư viện trợ giúp) hay thông qua hàm ứng dụng xây dựng từ người sử dụng MATLAB có 25 TOOLS BOX để trợ giúp cho việc khảo sát vấn đề có liên quan TOOL BOX SIMULINK phần mở rộng MATLAB, sử dụng để mô hệ thống động học cách nhanh chóng tiện lợi MATLAB 3.5 trở xuống hoạt động môi trường MS-DOS MATLAB 4.0, 4.2, 5.1, 5.2, hoạt động môi trường WINDOWS Các version 4.0, 4.2 muốn hoạt động tốt phải sử dụng với WINWORD 6.0 Hiện có version 5.31 (kham khảo từ Website cơng ty) Chương trình Matlab chạy liên kết với chương trình ngơn ngữ cấp cao c, c++, Fortran, Việc cài đặt MATLAB thật dễ dàng ta cần ý việc dùng thêm vào thư viện trợ giúp hay muốn liên kết phần mềm với vài ngôn ngữ cấp cao Cịn version MATLAB khác làm việc với hệ điều hành UNIX J£MỘM> ÓH> tết tuỹAtty Hình 1.3 : Giao diện cửa số lệnh MATLAB khỉ khởi động xong Cửâ sổ lệnh dừng để đưa lệnh liệu vào đồng thời ỉn kết Cửã sổ đồ thị trợ giúp cho việc truy xuất đồ họa để thể lệnh kết đầu dạng đồ họa Hình 1.4 : Giao diện cửa số đổ thỉ MATLAB Việc ngắt chương trình thực chưdng trình khơng đứng theo u cầu thơng qua phím nống Ctrl + c Để khỏi chương trình MATLAB ta cố thể dùng lệnh » exit J » quit «J ( J : nhấn ENTER) ẨMỘ.* tết aẹAiê-p4 từ menu thả xuống nhấn vào góc phải hình cửa sổ MATLAB MATLAB điều khiển câu lệnh kết hợp theo trật tự định gọi chương trình Chương trình chứa nhiều câu lệnh hàm chức để giải toán lớn Các câu lệnh MATLAB mạnh có vấn đề cần câu lệnh đủ giải tốn Mơ MATLAB cho ta hình ảnh tọa độ không gian hai chiều (2D) ba chiều(3D) II.2 Các phím chức đặt biệt (chuyên dùng) lệnh dùng cho hệ thống: Ctrl + p T Gọi lại lệnh vừa thực trước từ sổ lệnh MATLAB Ctrl + n ị’ Gọi lại lệnh đánh vào trước Ctrl + f —» Ctrl + b Ctrl + r Ctrl + > casensen off % bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa chữ thường Việc kiểm tra tồn biến nhớ thông qua lệnh who Hiển thị danh sách biến định nghĩa whos Hiển thị biến định nghĩa kích thước chúng thơng báo chúng có phải số phức không who global Hiển thị biến cục exỉst(namesrt) Hiển thị biến phụ thuộc vào cách biến định nghĩa chuỗi namestr Hàm trả lại giá trị sau: Nếu namestr tên biến Nếu namestr tên file.m Nếu namestr tên Mex file Nếu namestr tên hàm dịch Simulink Nếu namestr tên hàm định nghĩa trước Matlab snrr#:'nạtí^ẻ'ỉị'.■ 7'ýM' ỉị'» ‘D'UA' U 'nạuiịểTị nÂTtt ẨMỘ.* tết aẹAiê-p- Độ lớn biến Độ lớn hay chiều dài biến vector ma trận xác định thơng qua số hàm có sẩn Matlab Cho sizera vector chứa kích thước ma trận A Phần tử vector số hàng ma trận, phần tử thứ hai số cột matrận [ m n] = size(A) Trả giá trị độ lớn ma trận A vào vector xác định hai biến m n size (A ,p) Đưa số hàng ma trận A P=1 số cột A p> size Đưa vector mô tả độ lớn vector X Nếu X vector hàng m phần tử giá trị đầu vector m giá trị thứ hai Trường hợp X vector cột n giá trị thứ thứ hai n (x) Trả giá trị chiều dài vector X Trả giá trị chiều dài cuả ma trận A Giá trị thu m m>n ngược lại n n>m lengh(x) II.4 Các lệnh thông dụng đồ họa Matlab: Matlab mạnh việc xử lý đồ họa, cho hình ảnh minh họa cách sinh động trực quan không gian 2D 3D mà khơng cần đến nhiều dịng lệnh plot (x,y) Vẽ đồ thị tọa độ (x,y) plot (x,y,z) Vẽ đồ thị theo tọa độ ( x,y ,z) title Đưa tiêu đề vào hình vẽ xlabel Đưa nhãn theo chiều X đồ thị ylabel Đưa nhãn theo chiều y đồ thị zlabel Đưa nhãn theo chiều z đồ thị Hiển thị lưới đồ thị grid plot (y) Vẽ đồ thị theo y bỏ qua số theo y Nếu y số phức (complex) đồ thị vẽ phần thực phần ảo y plot (x,y,S) Vễ theo x,y ; S: số màu sắc kiểu đường theo biến str đường đồ thị liệt kê plot(x,y,z ,S) Vẽ theo x,y,z ; S: số đường liệt kê polar (x,y) Vẽ đồ thị theo hệ trục tọa độ cực bar Vẽ đồ thị dạng cột màu sắc kiểu đường theo biến str Các sế màu sắc: Giá trị cuả biến Sư hàm plot màu sắc hay kiều dáng đường liệt kê theo bảng đây. Kiểu đường Màu sắc : Điểm Y; vàng * : Sao G : xanh X : Chữ X M : đỏ tươi B : xanh lam : Chữ + : Dấu cộng c : xanh mạ : Đường liền nét w : màu ưắng — : Đường đứt nểt R: đỏ : Đường chấm gạch K : đen : : Đường chấm Ví dụ đồ họa bề mặt (3D) MAT LAB Picture the Power J£MỘM> *# tết «tffăft’ 7*an$' Ngồi lệnh cịn có lệnh liên quan đến vẽ đồ thị Vector, vẽ đồ thị theo hệ trục loga,các lệnh liên quan đến đồ họa bề mặt (3D) ,các lệnh liên quan đến việc kiểm soát đồ thị n.5 Các dạng file sử dụng MATLAB: IL5.1 Script file (M-ffles): Các chương trình người sử dụng soạn thảo lưư trữ ttong file cổ phần mở rộng *.m File dạng gọi Script file File dưổi dạng kí tợ ASCII cố thể sử dụng chương trình soạn thảo chung để tạo nổ Ta chạy file giống lệnh, thủ tục MATLAB Tức gõ tên file không cần cổ phần mỏ rộng sau đổ Enter Khỉ sử dụng nội dung file khơng hiển thị hình Trong Simulink sơ đồ mô cứng đước lưu dạng *.m (trong version 5.X trở lên lưu dạng * mdỉ) gọi S-function Một sế lệnh hệ thếng tương tác với *.m files thường gặp echo Lệnh cho phép xem lệnh cố *.m files khỉ chứng thực type Lệnh cho phép xem nội dung,ngầm định file dạng M~fỉle what Lệnh cho biết tất file M -file Mat-file có vùng làm việc hành hay khơng Một ví dụ Script file: ịịiHrtltliỊ B0 aiuặíHtb; iliftn-Cl; II-1: tor cccau&Di«i:iO ÌSD eau JUI COS dû irrimt2-5tti|ttte.uhoị|[sá chupì í tehQ 1*0* sJw»i sỉ*? ! ỴI ?*'l ỉ ÇMBpl ¡12 T-Il ÇMWt n] ; tỹtirgi ir 11 II1 11-7:WI13 LS3 E nu T.3inilili r, evoifnS) Ỉ %tII liajili lếnb ÈfauâL 33 ca daily B3 ,m ttilicED : tC-tibnU BS üïrir pa.usej Ỉ va nicct urteil prốs s; ixin Iilia.il aro phiiùi ôbcdL Iầ-T rtjrm; wvdl y-1'üï Jl) ; tiECiet: r II.5.2.FiIes liệu: J£MỘM> *# tếtlưu «tffăft’ 7*an$' Các ma ttận biểu diễn thông tin trữ files liệu Matlab phân biệt hai loại file liệu khác Mat- files ASCII files Mat - files lưa trữ liệu dạng số nhị phân, ASCII- files lưu liệu dạng kí tự Mat-file thích hợp cho liệu tạo sử dụng chương tình MATLAB ASCII- files sử dụng liệu chia xẻ (export - import) với chương trình MATLAB ASCII- files tạo chương trình soạn thảo nói chung hay chương trình soạn thảo ngơn ngữ máy Nó tạo chương trình Matlab cách sử dụng câu lệnh sau đây: >> save .dat ./ascỉỉ; Nhìn chung Mat lab mạnh việc mô cho toán kĩ thuật Phần mềm Matlab trở nên thông dụng công cụ đắc lực cho việc giảng dạy, ứng dụng nghiên cứu trường đại học snrr# : 'nạuiịểTị TfttfKP "DttẦTị CHƯƠNG II CÁCH KẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKS I KHÁI NIỆM VỀ SIMULINK: J£MỘM> tết «tffăft’ 7*an$' Simulink phần mềm mở rộng *# MATLAB (1 Toolbox Matlab) dùng để mơ hình hố, mơ phân tích hệ thống động Thông thường dùng để thiết kế hệ thống điều khiển, thiết kế DSP, hệ thống thông tin ứng dụng mô khác Simulink thuật ngữ mô dễ nhớ ghép hai từ Simulation Link Simulink cho phép mơ tả hệ thống tuyến tính,hệ phi tuyến, mơ hình miền thời gian liên tục, hay gián đoạn hệ gồm liên tục gián đoạn Để mơ hình hố, Simulink cung cấp cho bạn giao diện đồ họa để sử dụng xây dựng mơ hình sử dụng thao tác "nhấn kéo" chuột Với giao diện đồ họa ta xây mơ hình khảo sát mơ hình cách trực quan Đây khác xa phần mềm trước mà người sử dụng phải đưa vào phương vi phân phương trình sai phân ngơn ngữ lập trình Điểm nhấn mạnh quan trọng việc mơ q trình việc thành lập mơ hình Để sử dụng tốt chương trình này, người sử dụng phải có kiến thức điều khiển, xây dựng mơ hình tốn học theo quan điểm lý thuyết điều khiển từ thành lập nên mơ hình tốn II TÌM HIỂU VỀ SIMULINK VÀ CÁC BLOCKS LIBRARY: 11.1 CÁCH KHỞI TẠO SIMULINK VÀ VẼ sơ Đồ MÔ PHỎNG: 11.1.1 Khởi tạo SIMULINK: Để vào Simulink Matlab, ta từ cửa sổ lệnh Matlab đánh dòng lệnh: » simulink J Khi khởi động Simulink xong ta hình cửa sổ Simulink cửa sổ hoạt động liên kết với cửa sổ lệnh MATLAB Ta thấy cửa sổ Simulink có nhiều khối chức (blocks library), có nhiều khối chức cụ thể