GIÁO TRÌNH, TIN HỌC ỨNG DỤNG, CHO NGÀNH CƠ KHÍ, ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
Trang 1
MỤC LỤC MỤC LỤC 1
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 6
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 12
DANH MỤC BẢNG BIỂU 13
Chương 1 14
TỔNG QUAN VỀ MATLAB 14
1.1 Giới thiệu chung 14
1.2 Giao diện và các thành phần 16
1.2.1 Giao diện màn hình chính 16
1.2.2 Giao diện đồ họa 17
1.2.3 Giao diện ứng dụng 18
1.2.4 SIMULINK và các mô đun mô phỏng 19
1.3 Help và Demo 35
Chương 2 38
DỮ LIỆU VÀ TÍNH TOÁN TRONG MATLAB 38
2.1 Các dạng dữ liệu trong MATLAB 38
2.1.1 Dữ liệu số 38
2.1.2 Dữ liệu dạng véc tơ và ma trận 39
2.2 Biến và hàm trong MATLAB 40
2.2.1 Biến 40
2.2.2 Toán tử và hàm 41
2.3 Véc tơ và ma trận 42
2.3.1 Véc tơ 42
2.3.2 Ma trận 43
2.3.3 Tính toán với véc tơ và ma trận 48
2.4 Đa thức 52
2.4.1 Giá trị của đa thức 52
2.4.2 Tìm nghiệm của đa thức 52
Trang 2
2.4.3 Tìm đa thức khi biết trước nghiệm 53
2.4.4 Cộng (trừ ) các đa thức 53
2.4.5 Nhân hai đa thức 53
2.4.6 Chia hai đa thức 54
2.5 Dữ liệu dạng cấu trúc và trường 54
2.5.1 Cấu trúc 55
2.5.2 Trường 57
2.6 Chuyển đổi dạng dữ liệu 59
2.6.1 Hàm chuyển đổi từ ký tự sang ASCII và ngược lại 59
2.6.2 Hàm chuyển đổi từ dữ liệu số sang chuỗi và ngược lại 60
2.7 Nội và ngoại suy trong MATLAB 62
2.7.1 Hàm nội suy một biến 62
2.7.2 Hàm nội suy hai biến 64
2.7.3 Nội suy bằng hàm polyfit 65
2.7.4 Ngoại suy bằng hàm spline 65
2.8 Đồ họa trong MATLAB 66
2.8.1 Cửa sổ Figure 66
2.8.2 Đồ họa 2 chiều (2-D Graphics) 70
2.8.3 Đồ họa 3 chiều (3-D Graphics) 71
Chương 3 75
LẬP TRÌNH TRONG MATLAB 75
3.1 Scripts và functions 75
3.1.1 Scripts 75
3.1.2 Functions 77
3.2 Các lệnh nhập, xuất trong MATLAB 79
3.2.1 Các lệnh nhập dữ liệu 79
3.2.2 Mở tệp để ghi hoặc đọc dữ liệu 83
3.2.3 Lệnh đóng tệp fclose 83
3.2.4 Lệnh ghi dữ liệu 84
3.2.5 Các lệnh xuất dữ liệu 84
Trang 3
3.3 Các toán tử so sánh 85
3.4 Cấu trúc điều kiện hoặc rẽ nhánh 86
3.4.1 Các lệnh IF 86
3.4.2 Lệnh switch 89
3.5 Các vòng lặp 91
3.5.1 Vòng lặp for 91
3.5.2 Vòng lặp while 94
3.5.3 Lệnh break 95
3.6 Một số hàm tìm nghiệm và cực trị 96
3.6.1 Tìm điểm 0 của hàm số 96
3.6.2 Tìm điểm cực tiểu 96
3.7 Đạo hàm, tích phân và giải phương trình vi phân 97
3.7.1 Đạo hàm 97
3.7.2 Nguyên hàm và tích phân 99
3.7.3 Giải phương trình vi phân thường 102
3.8 Lập trình giao diện đồ họa 105
3.8.1 Giới thiệu về GUIDE 106
3.8.2 Một số mẫu GUIDE 107
3.8.3 Tạo một ứng dụng đơn giản bằng GUIDE 112
3.8.4 Lập trình giao diện theo chương trình 121
Chương 4 128
SIMULINK 128
4.1 Giới thiệu chung 128
4.2 Các khối và hàm cơ bản trong SIMULINK 131
4.3 Hệ thống con 153
4.3.1 Ưu điểm của hệ thống con 153
4.3.2 Cách tạo một hệ thống con 153
4.4 Quy trình mô hình hóa cơ bản 156
4.4.1 Định nghĩa hệ thống 156
4.4.2 Mô hình hóa hệ thống 158
Trang 4
4.4.3 Mô phỏng hệ thống 161
4.5 Ví dụ tạo mô hình đơn giản 164
4.5.1 Đề bài 164
4.5.2 Mở mô hình mới trong SIMULINK Editor 165
4.5.3 Tìm các khối đưa vào SIMULINK Editor 166
4.5.4 Di chuyển và thay đổi kích thước khối 167
4.5.5 Kết nối các khối 167
4.5.6 Xác định tham số cấu hình 170
4.5.7 Chạy mô phỏng 170
4.5.8 Quan sát kết quả mô phỏng 170
4.6 Mở một mô hình có sẵn 172
4.7 Khắc phục lỗi khi mô phỏng bằng SIMULINK 172
4.7.1 Khởi động và ngừng mô phỏng 172
4.7.2 Chẩn đoán mô phỏng 173
4.7.3 Mô phỏng thử nghiệm và gỡ lỗi 174
Chương 5 180
MÔ PHỎNG MỘT SỐ MÔ HÌNH CƠ KHÍ 180
5.1 Mô hình xy lanh thủy lực 180
5.1.1 Phân tích mô hình vật lý 180
5.1.2 Xây dựng mô hình xy lanh thủy lực 182
5.1.3 Kết quả mô phỏng 184
5.1.4 Mô hình bốn xi lanh 185
5.2 Mô hình ly hợp 188
5.2.1 Phân tích mô hình vật lý 189
5.2.2 Mô hình hóa bằng SIMULINK 191
5.3 Mô hình hệ thống treo ô tô 197
5.3.1 Phân tích mô hình vật lý 197
5.3.2 Mô hình hóa 199
5.3.3 Thông số và điều kiện đầu vào 202
5.3.4 Kết quả 203
Trang 5
5 4 Mô hình động cơ 206
5.4.1 Phân tích mô hình vật lý 206
5.4.2 Xây dựng mô hình và mô phỏng 209
5.4.3 Kết quả mô phỏng 212
Trang 6
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Màn hình MATLAB 16
Hình 1.2 Màn hình PLOTS 17
Hình 1.3 Màn hình APPS 18
Hình 1.4 Cửa sổ SIMULINK 19
Hình 1.5 Cửa sổ Aerospace Blockset 19
Hình 1.6 Cửa sổ Audio System Toolbox 20
Hình 1.7 Cửa sổ Communications System Toolbox 21
Hình 1.8 Cửa sổ Computer Vision System Toolbox 22
Hình 1.9 Cửa sổ Control System Toolbox 23
Hình 1.10 Cửa sổ DSP System Toolbox 23
Hình 1.11 Cửa sổ Embedded Coder 24
Hình 1.12 Cửa sổ Fuzzy Logic Toolbox 25
Hình 1.13 Cửa sổ HDL Coder 25
Hình 1.14 Cửa sổ HDL Verifier 26
Hình 1.15 Cửa sổ Neural Network Toolbox 26
Hình 1.16 Cửa sổ Phased Array System Toolbox 27
Hình 1.17 Cửa sổ Simscape 28
Hình 1.18 Cửa sổ SIMULINK 3D Animation 29
Hình 1.19 Cửa sổ SIMULINK Coder 29
Hình 1.20 Cửa sổ SIMULINK Control Design 30
Hình 1.21 Cửa sổ SIMULINK Design Optimization 30
Hình 1.22 Cửa sổ SIMULINK Design Verifier 31
Hình 1.23 Cửa sổ SIMULINK Desktop Real-Time 32
Hình 1.24 Cửa sổ SIMULINK Real-Time 32
Hình 1.25 Cửa sổ Stateflow 33
Hình 1.26 Cửa sổ System Identification Toolbox 33
Hình 1.27 Cửa sổ Vehicle Network Toolbox 34
Hình 1.28 Cửa sổ Vision HDL Toolbox 35
Hình 1.29 Cửa sổ truy cập Help của MATLAB 35
Trang 7
Hình 1.30 Cửa sổ truy cập Demo của MATLAB 36
Hình 2.1 Hình biểu diễn dữ liệu dạng 1x4 double 39
Hình 2.2 Hình biểu diễn dữ liệu dạng 3x4 double 39
Hình 2.3 Hình biểu diễn dữ liệu dạng 1x1 complex double 40
Hình 2.4 Đồ thị dữ liệu dân số thế giới từ 1970 đến 2017 63
Hình 2.5 Cửa sổ Figure 66
Hình 2.6 Đồ thị được vẽ bởi các dòng lệnh 70
Hình 2.7 Đồ họa 3-D vẽ bằng lệnh plots 72
Hình 2.8 Đồ thị hàm Z=sin(R)/(R-1) 73
Hình 2.9 Các dạng đồ thị 3D 74
Hình 3.1 Các giá trị được nhập vào Workspace 77
Hình 3.2 Đồ thị Pie 91
Hình 3.3 Biên dạng đường ngẫu nhiên xây dựng bằng lệnh for 94
Hình 3.4 Sơ đồ tính tích phân 99
Hình 3.5 Nghiệm của phương trình y’=sin(t)+cos(t) 103
Hình 3.6 Nghiệm của phương trình y’=3t 104
Hình 3.7 Nghiệm của phương trình val der Pol 105
Hình 3.8 Các thành phần của Layout Editor 106
Hình 3.9 Cửa sổ khởi đầu GUIDE 108
Hình 3.10 Cửa sổ Blank GUI 109
Hình 3.11 Cửa sổ GUI with Uicontrols 109
Hình 3.12 Giao diện Người học tính khối lượng 110
Hình 3.13 Cửa sổ GUI Với Axes and Menu 110
Hình 3.14 Giao diện tạo rand(5) 111
Hình 3.15 Cửa sổ Modal Question Dialog 111
Hình 3.16 Giao diện Người học dạng Yes/No 112
Hình 3.17 Giao diện vẽ các dạng đồ thị 112
Hình 3.18 Thêm các nút ấn trong GUI 113
Hình 3.19 Thêm Pop-up và Static text 114
Hình 3.20 Cửa sổ căn chỉnh các nút ấn 114
Trang 8
Hình 3.21 Hộp thoại nhập tên nút ấn 115
Hình 3.22 Hộp thoại nhập Pop-up 116
Hình 3.23 Cửa sổ nhập Static Text 116
Hình 3.24 Cách vào thiết lập Callback 119
Hình 3.26 Giao diện vẽ đồ thị hoàn thành 120
Hình 4.1 Cách khởi động SIMULINK 129
Hình 4.2 Cửa sổ ban đầu của SIMULINK của MATLAB 2016 129
Hình 4.3 Màn hình Blank Model 130
Hình 4.4 Các khối chức năng của SIMULINK 130
Hình 4.5 Nhóm Commonly Used Blocks 132
Hình 4.6 Nhóm Continuous 132
Hình 4.7 Nhóm Dashboard 134
Hình 4.8 Nhóm Discontinuities 135
Hình 4.9 NhómDiscrete 136
Hình 4.10 Nhóm Logic and Bit Operations 138
Hình 4.11 Hộp thoại Logical Operator 138
Hình 4.12 Các icon logic 139
Hình 4.13 Nhóm Lookup Tables 140
Hình 4.14 Nhóm Math Operations 140
Hình 4.15 Nhóm Model Verification 142
Hình 4.16 Nhóm Model-Wide Utilities 143
Hình 4.17 Nhóm Port&Subsystems 143
Hình 4.18 Nhóm Signal Attributes 144
Hình 4.19 Nhóm Signal Routing 145
Hình 4.20 Nhóm Sink 146
Hình 4.21 Cửa sổ Scope 146
Hình 4.22 Hộp thoại Scope 147
Hình 4.23 Hộp thoại XY Graph 148
Hình 4.24 Hộp thoại To Workspace 148
Hình 4.25 Hộp thoại To File 149
Trang 9
Hình 4.26 Nhóm Sources 150
Hình 4.27 Nhóm User-Defined Functions 152
Hình 4.28 Nhóm Additional Discrete 152
Hình 4.29 Nhóm Additional Math: Increment-Decrement 153
Hình 4.30 Mô hình phép cộng 2 số và hệ thống con tương ứng 154
Hình 4.31 Khối tính và chương trình con xuất ra Workspace 155
Hình 4.32 Tạo hệ thống con bằng tùy chọn 155
Hình 4.33 Sơ đồ định nghĩa hệ thống 156
Hình 4.34 Sơ đồ quy trình mô hình hóa 159
Hình 4.35 Sơ đồ kết hợp các mô hình 161
Hình 4.36 Quy trình chuẩn bị mô phỏng 162
Hình 4.37 Sơ đồ quy trình chạy và đánh giá mô phỏng 163
Hình 4.38 Mô hình SIMULINK cần xây dựng 164
Hình 4.39 Cửa sổ khởi động SIMULINK 165
Hình 4.40 Cửa sổ SIMULINK Editor 165
Hình 4.41 Vị trí khối Sine Wave 166
Hình 4.42 Cách chọn khối Scope 166
Hình 4.43 Các khối cần thiết trong SIMULINK Editor 167
Hình 4.44 Kết nối khối Sine Wave và Bus Creator 168
Hình 4.45 Biểu tượng Ablue khi chọn kết nối các khối 169
Hình 4.46 Cách nối nhánh tín hiệu 169
Hình 4.47 Mô hình hoàn thành 169
Hình 4.48 Hộp thoại Configuration Parameters 170
Hình 4.49 Cửa sổ Scope khi chương trình chạy xong 171
Hình 4.50 Cách vào Hộp thoại Style 171
Hình 4.51 Cửa sổ Diagnostic Viewer 174
Hình 4.52 Cách chày và hộp thoại Simulation Stepping 176
Hình 4.53 Các bước mô phỏng khác nhau 177
Hình 5.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực cơ bản 180
Hình 5.2 Mô hình bộ truyền động bơm- xy lanh thủy lực 182
Trang 10
Hình 5.3 Hệ thống bơm thủy lực 183
Hình 5.4 Cụm xy lanh thủy lực 183
Hình 5.5 Áp suất trong xy lanh 185
Hình 5.6 Vị trí pít tông 185
Hình 5.7 Mô hình hệ thống 4 xy lanh thủy lực và 1 bơm 186
Hình 5 8 Vị trí thiết bị truyền động cho mô hình bốn xi lanh 187
Hình 5.9 Lưu lượng cấp cho 4 xy lanh 187
Hình 5.10 Sơ đồ ly hợp ma sát 189
Hình 5.11: Sơ đồ chuyển đổi giữa trạng thái khóa và trượt của ly hợp 191
Hình 5.12 Sơ đồ mô phỏng ly hợp 191
Hình 5.13 Unlocked Subsystem 192
Hình 5.14 Locked Susbsystem 193
Hình 5.15 Friction Mode Logic Subsytem 194
Hình 5.16 Requisite Friction Subsystem 194
Hình 5.17 Lockup Detection Subsystem 194
Hình 5.18 BreakApart Detection Subsytem 195
Hình 5.19 Lockup FSM Subsytem 195
Hình 5.20 Friction Model Subsytem 195
Hình 5.21 Đầu vào hệ thống Fn và Tin 195
Hình 5.22 Vận tốc góc ωe, ωv, ω 196
Hình 5.23 Mô hình dao động ½ xe tải 197
Hình 5.24 Mấp mô mặt đường dạng hình cosine 199
Hình 5.25 Mô hình dao động ½ của xe tải 200
Hình 5.26 Mô hình dao động của khối lượng được treo 200
Hình 5.27 Mô hình tính lực đàn hồi và giảm chấn 201
Hình 5.28 Mô hình tính cầu trước 201
Hình 5.29 Mô hình tính cầu sau 201
Hình 5.30 Mô hình mặt đường cosine theo theo thời gian mô phỏng 202
Hình 5.31 Biên dạng đường Cosine khảo sát 203
Hình 5.32 Biên dạng đường ngẫu nhiên ISO C-D trong miền thời gian 203
Trang 11
Hình 5.33 Đồ thị gia tốc thẳng đứng của khối lượng được treo 204
Hình 5.34 Đồ thị tải trọng thẳng đứng 1 bánh xe cầu trước 204
Hình 5.35 Đồ thị tải trọng thẳng đứng 1 bánh xe cầu sau 204
Hình 5.36 Đồ thị gia tốc thẳng đứng của khối lượng được treo 205
Hình 5.37 Đồ thị tải trọng thẳng đứng 1 bánh xe cầu trước 205
Hình 5.38 Đồ thị tải trọng thẳng đứng 1 bánh xe cầu sau 206
Hình 5.39 Mô hình mô phỏng động cơ 209
Hình 5.39 Mô hình bướm ga và ống nạp 209
Hình 5.40 Mô hình bướm ga 210
Hình 5.41 Mô hình đường ống nạp 210
Hình 5.42 Mô hình quá trình nén 211
Hình 5.43 Mô hình quá trình cháy 211
Hình 5.44 Mô hình xác định tốc độ quay của động cơ 211
Hình 5.45 Mô hình thời gian đóng mở xúp áp 212
Hình 5.46 Tín hiệu đầu vào 212
Hình 5.47 Tốc độ động cơ 213
Hình 5.48 Mô men xoắn động cơ 213
Trang 12
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Trang 13
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các hằng số và ký hiệu cơ bản trong MATLAB 38
Bảng 2.2 Các hàm toán học cơ bản 41
Bảng 2.3 Một số dạng khai báo véc tơ và ma trận 42
Bảng 2.4 Các phép toán cơ bản với ma trận 48
Bảng 2.5 Các lệnh chuyển đổi dữ liệu cơ bản trong MATLAB 59
Bảng 2.6 Bảng dân số thế giới từ năm 1970 đến 2017 63
Bảng 2.7 Ngưỡng gia tốc ngang khi quay vòng theo vận tốc và góc quay bánh xe dẫn hướng 64
Bảng 2.8 Một số quy ước LATEX 69
Bảng 2.9 Bảng quy định màu và kiểu nét trong MATLAB 71
Bảng2.10 Các lệnh hiển thị trong đồ họa 3D 72
Bảng 3.1 Một số ký hiệu hay dùng khi viết chương trình trong MATLAB 75
Bảng 3.2 Một số dạng dữ liệu sử dụng trong MATLAB 80
Bảng 3.3 Một số toán tử logic sử dụng trong MATLAB 85
Bảng 3.4 Một số cấu trúc trong lập trình 86
Bảng 3.5 Một số lệnh đạo hàm trong MATLAB 98
Bảng 3.6 Một số lệnh tính tích phân trong MATLAB 100
Bảng 4.1 Các biểu thức logic trong SIMULINK 139
Bảng 4.2 Sự khác biệt giữa Simulink Stepper và Debugger 175
Bảng 4.3 Các lệnh gỡ lỗi SIMULINK 178
Bảng 5.1 Thông số cho các xy lanh thủy lực 187
Bảng 5.2 Một số thông số của xe tải 202
Trang 14
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MATLAB
1.1 Giới thiệu chung
MATLAB là chữ viết tắt của cụm từ MATrix LABoratory Đây là phần mềmtính toán thiết kế mô phỏng dựa trên các cơ sở tính toán toán học MATLAB làngôn ngữ lập trình thực hành bậc cao được sử dụng để giải các bài toán về kỹthuật Hàng triệu kỹ sư và nhà khoa học trên thế giới sử dụng MATLAB® để phântích và thiết kế các hệ thống và sản phẩm làm thay đổi thế giới MATLAB cótrong các hệ thống an toàn chủ động của ô tô, tàu vũ trụ, máy bay, thiết bị theodõi sức khỏe, lưới điện thông minh và mạng di động LTE Nó được sử dụng để
mô phỏng, xử lý tín hiệu, xử lý hình ảnh, thị giác máy tính, truyền thông, tàichính tính toán, thiết kế điều khiển, robot, và nhiều hơn nữa Nền tảng MATLABđược tối ưu hóa để giải quyết các vấn đề khoa học và kỹ thuật MATLAB tíchhợp được việc tính toán, thể hiện kết quả, cho phép lập trình, giao diện làm việcrất dễ dàng cho người sử dụng Cốt lõi của chương trình là các phép tính véc tơ và
ma trận MATLAB giúp Người học đưa ý tưởng của Người học vượt ra ngoàichiếc máy tính Người học có thể chạy các phân tích của mình trên các tập dữ liệulớn hơn và mở rộng theo cụm và đám mây Các mã MATLAB có thể được tíchhợp với các ngôn ngữ khác, cho phép Người học triển khai các thuật toán và ứngdụng trong web, doanh nghiệp và hệ thống sản xuất Một số đặc điểm của phầnmềm MATLAB có thể được kể đến như sau:
Ngôn ngữ cấp cao cho khoa học máy tính và kỹ thuật;
Môi trường máy tính được điều chỉnh để lặp lại, thiết kế và giải quyết vấnđề;
Đồ họa để hiển thị dữ liệu và công cụ để tạo các ô tùy chỉnh;
Ứng dụng điều chỉnh, phân loại dữ liệu, phân tích tín hiệu, điều chỉnh hệthống điều khiển và nhiều tác vụ khác;
Toolbox hỗ trợ cho nhiều ứng dụng khoa học và kỹ thuật;
Công cụ xây dựng ứng dụng với giao diện Người học dễ dàng thực hiện;
Trang 15tạo hoạt cảnh cho việc mô tả bài toán một cách sinh động MATLAB có đến hàng
ngàn lệnh và hàm tiện ích Ngoài các hàm cài sẵn trong chính ngôn ngữ lập trình,
MATLAB còn có các lệnh và hàm ứng dụng chuyên biệt trong các Toolbox để
mở rộng môi trường MATLAB nhằm giải quyết các bài toán thuộc các phạm trù
riêng Các Toolbox khá quan trọng và tiện ích cho Người học như toán sơ cấp, xử
lý tín hiệu số, xử lý ảnh, xử lý âm thanh, ma trận, logic mờ… Cùng với nhiềuToolbox khác nhau, MATLAB đưa đến cho người sử dụng sự lựa chọn hoànchỉnh và phong phú về các công cụ trợ giúp đắc lực cho những lĩnh vực khácnhau trên con đường nghiên cứu
Phần mềm MATLAB có thể gồm các phần chính như sau:
- Các biến: Thực chất là các thông số cần chương trình tính toán mô phỏng Bảnthân các biến có thể có biến cục bộ và biến toàn bộ;
- Các hằng: Là các thông số không đổi Ví dụ như các thông số kết cấu, các hàng
số vật lý ;
- Các thủ tục (Scripts): là các khối câu lệnh được thực hiện một cách tuần tự khi
ta gọi tên thủ tục đó Scripts không thực sự là các chương trình Các thủ tụckhông bao gồm các biến vào (inputs) và biến ra (outputs)
- Các hàm m.file (Function): Đây là các chương trình con của MATLAB, baogồm tên hàm, biến vào, biến ra
- Các công cụ (Toolbox): Các công cụ được giới thiệu là các mô đun trong cáclĩnh vực riêng như:
+ Control System Toolbox;
+ Signal Processing Toolbox;
+ Optimization Toolbox;
Trang 16 Cửa sổ Command Windows (1): Đây là cửa sổ chính của MATLAB Tại
đây ta thực hiện toàn bộ công việc nhập dữ liệu và xuất kết quả tính toán.Dấu nhấp nháy >> báo hiệu chương trình sẵn sàng hoạt động Một số lệnh
cơ bản ban đầu được trình bày trong bảng dưới đây:
Cửa sổ Command History (2): Lưu trữ tất cả các lệnh đã thực hiện trong
cửa sổ Comman Windows (2) có thể lặp lại lệnh cũ bằng cách nháy đúpchuột vào lệnh đó Cũng có thể cắt, sao hoặc xoá cả nhóm lệnh hoặc từnglệnh riêng rẽ
1
2 3
4 5
6
Trang 17
Cửa sổ Workspace Browser (3): Tất cả các biến, các hàm tồn tại trong môi
trường công tác đều được hiển thị trong môi trường này với đầy đủ thông tinnhư: tên, loại biến/hàm, kích cỡ tính theo Bytes và loại dữ liệu
Cửa sổ Editor (4): Cửa sổ soạn thảo chương trình, đây là cửa sổ giúp soạn
thảo các thủ tục (script) hoặc hàm (m.file) dùng trong MATLAB Nhờchương trình soạn thảo của MATLAB ta có thể viết mới, hay xử lý sửa đổicác Scripts và các hàm Bên cạnh chức năng soạn thảo, còn có các chứcnăng thông thường khác mà một môi trường soạn thảo chương trình cần phải
có, phục vụ xử lý từng bước nội dung chương trình, hay để phát hiện lỗi
Cửa sổ Current Folder (5): Cửa sổ này sẽ hiển thị tất cả các file, thư mục
có trong folder chương trình đang mở Mặc định khi bắt đầu MATLAB là
Folder có đường dẫn thể hiện trên địa chỉ: C:/Program Files/
MATLAB/R2016a/Bin Nhờ cửa sổ này, người sử dụng có thể nhanh chóng
nhận biết, chuyển đổi thư mục hiện tại của môi trường công tác, mở File, tạothư mục mới
Cửa sổ Description (6): Đây là cửa sổ hiện thị các chú thích có thể có của
file hoặc folder mà con trỏ trên (5) đang chỉ
1.2.2 Giao diện đồ họa
Menu Plots của MATLAB bao gồm các cách vẽ đồ thị trực tiếp khi đã có dữ liệu
có trong Workspace MATLAB cung cấp đa dạng các dạng vẽ đồ thị theo từngyêu cầu cụ thể
Hình 1.2 Màn hình PLOTS
Trang 18
Ví dụ như các dạng đồ thị đường (plot), đồ thị nhiều đường (plot as multipleseries), stem, stairs, dạng cột (bar), dạng phổ công suất (psd)…Ngoài ra còn cósẵn cách vẽ các đồ thị 3D như dạng lưới (mesh) dạng sóng (surf) hay dạng đườngđồng mức (contour)…Đối với Người học đã quen với việc đồ thị hóa thì thường
sử dụng các lênh vẽ đồ thị như plot, surf…phần này sẽ được giới thiệu trong phần
Trang 19
1.2.4 SIMULINK và các mô đun mô phỏng
Hình 1.4 Cửa sổ SIMULINK
SIMULINK là một môi trường sơ đồ khối cho mô phỏng đa miền và thiết kế dựa
trên mô hình Mô đun này hỗ trợ thiết kế cấp hệ thống, mô phỏng, tạo mã tựđộng và kiểm tra và xác minh liên tục các hệ thống nhúng SIMULINK cung cấptrình soạn thảo đồ họa, thư viện khối có thể tùy chỉnh và bộ giải để mô hình hóa
và mô phỏng các hệ thống động SIMULINK được tích hợp với MATLAB®, chophép Người học kết hợp các thuật toán MATLAB vào các mô hình và xuất kếtquả mô phỏng sang MATLAB để phân tích
Hình 1.5 Cửa sổ Aerospace Blockset
Trang 20
Aerospace Blockset Là phần mềm mở rộng để mô hình và mô phỏng máy bay,
tàu vũ trụ và hệ thống động lực Với các khối để mô hình hóa và mô phỏng máybay, tàu vũ trụ, tên lửa và hệ thống động cơ, cũng như các phương tiện khônggian Mô đun này cũng bao gồm các khối thực hiện các biểu diễn toán học từ cáctiêu chuẩn hàng không vũ trụ, các tài liệu tham khảo có độ tin cậy cao Các khối
để mô hình hóa các phương trình chuyển động và để điều hướng, trực quan hóa,chuyển đổi đơn vị và các hoạt động chính khác cũng được cung cấp trong môđun
Hình 1.6 Cửa sổ Audio System Toolbox
Audio System Toolbox™ cung cấp các thuật toán và công cụ để thiết kế, mô
phỏng và tạo mẫu cho máy tính của các hệ thống xử lý âm thanh Mô đun chophép truyền tín hiệu có độ trễ thấp đến các giao diện âm thanh, điều chỉnh tham
số tương tác và tự động tạo các plugin âm thanh cho các máy trạm âm thanh kỹthuật số Toolbox trong mô đun bao gồm các thư viện thuật toán xử lý âm thanh(như lọc, cân bằng, điều khiển dải động và đảo ngược), các nguồn (như bộ daođộng và bộ tổng hợp âm thanh) và các phép đo (như trọng số A và C) Giao diệnvới các điều khiển MIDI bên ngoài và trình điều khiển âm thanh có độ trễ thấpnhư ASIO™, ALSA và CoreAudio cho phép xác thực các thiết kế âm thanh đakênh trong MATLAB® hoặc SIMULINK® Có thể tạo các plugin VST từ mãMATLAB Để tăng tốc mô phỏng hoặc tạo mẫu trên máy tính, Toolbox hỗ trợ tạo
mã C/C++ Các thuật toán có sẵn dưới dạng các hàm MATLAB, các đối tượng hệthống và các khối SIMULINK
Trang 21
Hình 1.7 Cửa sổ Communications System Toolbox
Communications System Toolbox™ cung cấp các thuật toán và ứng dụng để
phân tích, thiết kế, mô phỏng đầu-cuối và kiểm tra các hệ thống truyền thôngtrong MATLAB® và SIMULINK® Các Toolbox, bao gồm mã hóa kênh, điềuchế, MIMO và OFDM, cho phép soạn thảo mô hình lớp của hệ thống Có thể môphỏng các mô hình để đo hiệu suất Toolbox của hệ thống cung cấp các biểu đồchòm sao, các công cụ phân tích và phạm vi khác để xác nhận thiết kế Các công
cụ này cho phép Người học phân tích tín hiệu, trực quan hóa các đặc điểm củakênh và có được các số liệu hiệu suất như cường độ véc tơ lỗi (EVM) Các môhình RF giảm kênh và thuật toán bù, bao gồm đồng bộ hóa thời gian của sóng,cho phép mô hình hóa các thông số kỹ thuật ở cấp độ liên kết và bù đắp cho cáctác động của suy giảm kênh Có thể kết nối các mô hình máy phát và máy thu vớicác thiết bị radio và xác minh thiết kế bằng thử nghiệm không dây Toolbox của
hệ thống hỗ trợ số học tạo mã C hoặc HDL Các thuật toán có sẵn dưới dạng cáchàm MATLAB, các đối tượng của hệ thống và các khối SIMULINK
Trang 22
Hình 1.8 Cửa sổ Computer Vision System Toolbox
Computer Vision System Toolbox™ cung cấp các thuật toán, chức năng và ứng
dụng để thiết kế và mô phỏng hệ thống xử lý video và hình ảnh Có thể thực hiệnphát hiện, trích xuất và kết hợp; theo dõi đối tượng; ước lượng chuyển động; và
xử lý video Đối với không gian 3 chiều, Toolbox hệ thống hỗ trợ hiệu chỉnh máyảnh, tầm nhìn âm thanh nổi, tái tạo 3-D và xử lý đám mây điểm 3-D Có thể pháthiện đối tượng, nhận dạng đối tượng và hệ thống truy xuất hình ảnh Các thuậttoán có sẵn dưới dạng các hàm MATLAB®, các đối tượng Hệ thống và các khốiSIMULINK® Để tạo mẫu nhanh và thiết kế hệ thống nhúng, toolbox của hệthống hỗ trợ số hóa và tạo mã C
Trang 23
Hình 1.9 Cửa sổ Control System Toolbox
Control System Toolbox™ cung cấp các thuật toán và ứng dụng để phân tích,
thiết kế và điều chỉnh hệ thống điều khiển tuyến tính Có thể chỉ định hệ thốngdưới dạng hàm truyền, không gian trạng thái hoặc mô hình đáp ứng tần số Cácứng dụng và chức năng, chẳng hạn như biểu đồ phản hồi bước và biểu đồ Bode,cho phép phân tích và trực quan hóa hệ thống trong các miền thời gian và tần số
Có thể điều chỉnh các tham số bù bằng các kỹ thuật tương tác như định hình vònglặp Bode và phương pháp quỹ tích gốc Toolbox tự động điều chỉnh SISO vàMIMO, bao gồm cả bộ điều khiển PID Bộ bù có thể bao gồm nhiều khối có thểđiều chỉnh kéo dài qua một số vòng phản hồi Có thể xác nhận thiết kế của mìnhbằng cách xác minh thời gian tăng, vượt mức, thời gian giải, mức tăng và tỷ lệpha và các yêu cầu khác
Hình 1.10 Cửa sổ DSP System Toolbox
Trang 24
DSP System Toolbox™ cung cấp các thuật toán, ứng dụng và phạm vi để thiết
kế, mô phỏng và phân tích các hệ thống xử lý tín hiệu trong MATLAB® vàSIMULINK® Có thể mô hình hóa các hệ thống DSP thời gian thực cho thông tinliên lạc, radar, âm thanh, thiết bị y tế, IoT và các ứng dụng khác Với DSP SystemToolbox, có thể thiết kế và phân tích các bộ lọc FIR, IIR, multirate, multistage vàthích nghi Có thể truyền tín hiệu từ các biến, tệp dữ liệu và thiết bị mạng để pháttriển và xác minh hệ thống Phạm vi thời gian, Phân tích phổ và Phân tích logiccho phép Người học trực quan hóa và đo lường tín hiệu truyền phát Để tạo mẫu
và triển khai cho các bộ xử lý nhúng, bao gồm cả kiến trúc ARM® Cortex®,Toolbox hỗ trợ tạo mã C/C++ Mô đun cũng hỗ trợ mô hình điểm cố định và tạo
mã HDL từ các bộ lọc FFT, IFFT và các thuật toán khác Các thuật toán có sẵndưới dạng các hàm MATLAB, các đối tượng và các khối SIMULINK
Hình 1.11 Cửa sổ Embedded Coder
các bộ xử lý nhúng, bảng tạo mẫu nhanh trên mục tiêu và bộ vi xử lý được sửdụng trong sản xuất hàng loạt Bộ giải mã cho phép tùy chọn cấu hìnhMATLAB® Coder™ và SIMULINK® Coder bổ sung và tối ưu hóa nâng cao đểkiểm soát chi tiết các chức năng, tệp và dữ liệu của mã được tạo Những tối ưuhóa này cải thiện và tạo điều kiện tích hợp với mã kế thừa, loại dữ liệu và tham sốhiệu chuẩn được sử dụng trong sản xuất Có thể kết hợp môi trường phát triển củabên thứ ba vào quy trình xây dựng để tạo ra một tệp thực thi để triển khai trên hệthống nhúng Bộ giải mã cung cấp hỗ trợ tích hợp cho các tiêu chuẩn phần mềmAUTOSAR và ASAP2 Nó cũng cung cấp các báo cáo truy xuất nguồn gốc, tàiliệu giao diện mã và xác minh phần mềm tự động Hỗ trợ cho các tiêu chuẩn công
Trang 25
nghiệp có sẵn thông qua Bộ chứng nhận IEC (cho ISO 26262 và IEC 61508) và
Bộ kiểm tra chất lượng DO (cho DO-178)
Hình 1.12 Cửa sổ Fuzzy Logic Toolbox
Fuzzy Logic Toolbox™ để phân tích, thiết kế và mô phỏng các hệ thống dựa trên
logic mờ Các chức năng được cung cấp cho nhiều phương pháp phổ biến, baogồm phân tích cụm mờ và mô hình nơ ron Toolbox cho phép mô hình hóa các hệthống phức tạp bằng cách sử dụng các quy tắc logic đơn giản và sau đó áp dụngcác quy tắc này trong một hệ thống suy luận tập mờ Có thể sử dụng nó như mộtcông cụ suy luận mờ độc lập Ngoài ra, có thể sử dụng các khối suy luận mờtrong SIMULINK và mô phỏng các hệ thống mờ trong một mô hình toàn diện củatoàn bộ hệ thống động lực học
Hình 1.13 Cửa sổ HDL Coder
Trang 26
SIMULINK® và Stateflow® Mã HDL được tạo ra có thể được sử dụng để lậptrình FPGA, thiết kế và tạo mẫu ASIC HDL Coder cung cấp một trình tư vấncông việc tự động hóa việc lập trình các Xilinx® và Altera® FPGA Bộ giải mãHDL cung cấp khả năng truy nguyên giữa mô hình SIMULINK, mã Verilog vàVHDL được tạo, cho phép xác minh mã cho các ứng dụng có tính toàn vẹn caotuân thủ DO-254 và các tiêu chuẩn khác
Hình 1.14 Cửa sổ HDL Verifier
Có thể sử dụng MATLAB® hoặc SIMULINK® để kích thích trực tiếp thiết kế củamình và sau đó phân tích phản hồi của nó bằng cách sử dụng mô phỏng HDLhoặc mô-đun trong vòng lặp với Xilinx® và Altera® Cách tiếp cận này giúp loại
bỏ sự cần thiết của các kiểm tra Verilog hoặc VHDL độc lập HDL Verifier cũngtạo ra các thành phần sử dụng lại các mô hình MATLAB và SIMULINK trongcác trình mô phỏng từ Cadence®, Mentor Graphics® và Synopsys® Các thànhphần này có thể được sử dụng làm mô hình kiểm tra xác minh hoặc kích thíchtrong các môi trường thử nghiệm phức tạp hơn, chẳng hạn như các mô hình sửdụng Phương pháp xác minh phổ quát (Universal Verification MethodologyUVM)
Trang 27
Hình 1.15 Cửa sổ Neural Network Toolbox
Neural Network Toolbox™ cung cấp các thuật toán, chức năng và ứng dụng để
tạo, trực quan hóa và mô phỏng các mạng Nơ ron Người học có thể thực hiệnphân loại, hồi quy, phân chia, giảm kích thước, dự báo chuỗi thời gian và mô hìnhhóa và điều khiển hệ thống động Toolbox bao gồm mạng nơ ron và thuật toánhọc tự động mã hóa để phân loại hình ảnh và các nhiệm vụ tính năng Để tăng tốc
độ các tập dữ liệu lớn, có thể phân phối các tính toán và dữ liệu trên các bộ xử lý
đa lõi, GPU và cụm máy tính bằng Parallel Computing Toolbox™
Hình 1.16 Cửa sổ Phased Array System Toolbox
Phasing Array System Toolbox™ cung cấp các thuật toán và ứng dụng để thiết
kế, mô phỏng và phân tích các hệ thống mảng cảm biến trong radar, sonar, truyềnthông không dây và các ứng dụng hình ảnh y học Toolbox hệ thống bao gồm cácdạng sóng xung và liên tục và các thuật toán xử lý tín hiệu để định dạng chùm,lọc phù hợp, ước tính hướng DOA và phát hiện mục tiêu Toolbox cũng bao gồm
Trang 28
các mô hình cho máy phát và máy thu, tuyên truyền, mục tiêu, thiết bị gây nhiễu
và lộn xộn Toolbox cho phép mô hình hóa động lực học của các hệ thống radar
đa chức năng trên mặt đất, trên không hoặc trên tàu với các mục tiêu và nền tảng
di chuyển Có thể thiết kế các hệ thống mảng theo pha từ đầu đến cuối và phântích hiệu suất của chúng theo các kịch bản khác nhau bằng cách sử dụng dữ liệutổng hợp hoặc thu được Các ứng dụng của Toolbox cho phép khám phá các đặcđiểm của mảng cảm biến và dạng sóng và thực hiện phân tích ngân sách liên kết.Các Toolbox có sẵn dưới dạng các đối tượng MATLAB® System và các khốiSIMULINK®
Hình 1.17 Cửa sổ Simscape
Simscape™ cho phép nhanh chóng tạo các mô hình hệ thống vật lý trong môi
trường SIMULINK® Với Simscape, có thể xây dựng các mô hình thành phần vật
lý dựa trên các kết nối vật lý tích hợp trực tiếp với sơ đồ khối và các mô hình môhình hóa khác Mô hình hóa các hệ thống như động cơ điện, chỉnh lưu, bộ truyền
Trang 29
động thủy lực và hệ thống lạnh bằng cách lắp ráp các thành phần cơ bản thành sơ
đồ Các sản phẩm bổ sung Simscape cung cấp các thành phần phức tạp và khảnăng phân tích Simscape giúp phát triển các hệ thống điều khiển và kiểm tra hiệunăng cấp hệ thống Có thể tham số hóa các mô hình của mình bằng các biến vàbiểu thức MATLAB và thiết kế các hệ thống điều khiển cho hệ thống vật lý trongSIMULINK Simscape hỗ trợ tạo mã C để triển khai các mô hình đến các môitrường mô phỏng khác, bao gồm các hệ thống HIL
Hình 1.18 Cửa sổ SIMULINK 3D Animation
SIMULINK và thuật toán MATLAB® với các đối tượng đồ họa 3D Cho phépNgười học hình dung và xác minh hệ thống động trong môi trường thực tế ảo.Các đối tượng được trình bày bằng Ngôn ngữ mô hình thực tế ảo (VRML), ngônngữ mô hình 3D tiêu chuẩn Người học có thể thay đổi vị trí, góc quay, tỷ lệ vàcác thuộc tính đối tượng khác trong quá trình mô phỏng trên máy tính hoặc thờigian thực Cũng có thể đưa tín hiệu cảm biến ảo và truy cập dữ liệu dạng hoạthình 3D trong SIMULINK hoặc MATLAB để xử lý hậu kỳ Với chương trìnhchỉnh sửa 3D, Người học có thể tạo ra các cảnh chi tiết được ghép từ các mô hình3D được xuất từ các nguồn dựa trên CAD hoặc dựa trên web Có thể kết hợpnhiều chế độ xem cảnh 3D bên trong các hình MATLAB và tương tác với các chế
độ xem này thông qua cần điều khiển, chuột hoặc thiết bị phần cứng khác
Trang 30
Hình 1.19 Cửa sổ SIMULINK Coder
sơ đồ SIMULINK, Stateflow® và MATLAB® Mã nguồn được tạo có thể được sửdụng cho các ứng dụng thời gian thực và phi thời gian thực, bao gồm tăng tốc môphỏng, tạo mẫu nhanh và kiểm tra phần cứng trong vòng lặp Có thể điều chỉnh
và giám sát mã được tạo bằng SIMULINK hoặc chạy và tương tác với mã bênngoài MATLAB
Hình 1.20 Cửa sổ SIMULINK Control Design
khiển được mô hình hóa trong SIMULINK Có thể tự động điều chỉnh mức tăngcủa bộ điều khiển PID để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất Người học cũng cóthể tự động điều chỉnh các kiến trúc điều khiển SISO và MIMO theo yêu cầu Cóthể tìm thấy các điểm vận hành và tính toán tuyến tính chính xác của các mô hìnhSIMULINK ở các điều kiện hoạt động khác nhau SIMULINK Control Designcung cấp các công cụ cho phép tính toán các đáp ứng tần số dựa trên mô phỏng
mà không cần sửa đổi mô hình
Trang 31
Hình 1.21 Cửa sổ SIMULINK Design Optimization
tác và các khối để phân tích và điều chỉnh các tham số mô hình Có thể xác định
độ nhạy của mô hình, điều chỉnh mô hình để kiểm tra dữ liệu và để đáp ứng yêucầu Sử dụng các kỹ thuật như mô phỏng Monte Carlo và Thiết kế thử nghiệm, cóthể khám phá không gian thiết kế và tính toán ảnh hưởng tham số đến hoạt động
mô hình SIMULINK Design Optimization giúp tăng độ chính xác của mô hình
Có thể xử lý trước dữ liệu thử nghiệm, tự động ước lượng các tham số mô hìnhnhư hệ số ma sát và khí động học và xác thực kết quả ước lượng Để cải thiện cácđặc điểm thiết kế hệ thống như thời gian đáp ứng, băng thông và mức tiêu thụnăng lượng Có thể cùng tối ưu hóa các tham số của nhà máy và mức tăng thuậttoán hoặc bộ điều khiển Các tham số này có thể được điều chỉnh để đáp ứng cácyêu cầu miền thời gian và miền tần số, chẳng hạn như độ vượt và độ lệch pha vàcác yêu cầu tùy chỉnh
Hình 1.22 Cửa sổ SIMULINK Design Verifier
mô hình mà không cần chạy mô phỏng Phát hiện các khối trong mô hình dẫn đến
Trang 32
hiện tượng tràn số, vi phạm truy cập mảng, chia 0 và vi phạm yêu cầu của môhình Đối với mỗi lỗi, nó tạo ra một trường hợp mô phỏng thử nghiệm để gỡ lỗi.SIMULINK Design Verifier tạo ra đầu vào thử nghiệm cho phạm vi mô hình vàmục tiêu tùy chỉnh Cho phép tăng cường và mở rộng các trường hợp thử nghiệmhiện có Các trường hợp thử nghiệm này thúc đẩy mô hình của Người học đápứng điều kiện, quyết định, điều kiện / quyết định sửa đổi (MCDC) và các mụctiêu bảo hiểm tùy chỉnh
Hình 1.23 Cửa sổ SIMULINK Desktop Real-Time
các mô hình SIMULINK trên máy tính Windows® hoặc Mac Bao gồm các khốithư viện kết nối với một loạt các thiết bị I/O Có thể tạo và điều chỉnh một hệthống thời gian thực để tạo mẫu nhanh hoặc mô phỏng theo phần cứng với máytính SIMULINK Desktop Real-Time hỗ trợ hiệu suất thời gian thực lên đến tốc
độ mẫu 1kHz với SIMULINK và lên đến 20 kHz với SIMULINK Coder
Trang 33
Hình 1.24 Cửa sổ SIMULINK Real-Time
hình SIMULINK và chạy chúng trên phần cứng máy tính chuyên dụng được kếtnối với hệ thống vật lý của Người học Nó hỗ trợ mô phỏng và thử nghiệm thờigian thực, bao gồm tạo mẫu điều khiển nhanh, tạo mẫu DSP và mô phỏng phầncứng trong vòng lặp (HIL) Với SIMULINK Real-Time, có thể mở rộng các môhình SIMULINK của mình bằng các khối trình điều khiển, tự động tạo các ứngdụng thời gian thực, xác định thiết bị và thực hiện chạy tương tác hoặc tự độngtrên máy tính chuyên dụng được trang bị nhân, CPU đa lõi, I/O thời gian thực vàgiao diện giao thức, và các GPU
Hình 1.25 Cửa sổ Stateflow
và tuần tự dựa trên các máy trạng thái và biểu đồ dòng chảy Stateflow cho phép
Trang 34
Người học kết hợp các biểu diễn dạng đồ họa và bảng, bao gồm biểu đồ chuyểntrạng thái, biểu đồ phân luồng và bảng chuyển trạng thái để mô hình hóa cách hệthống của Người học phản ứng với các sự kiện, điều kiện dựa trên thời gian và tínhiệu đầu vào bên ngoài Với Stateflow, có thể thiết kế logic để giám sát, lập lịch
và các ứng dụng quản lý lỗi Stateflow bao gồm mô phỏng trạng thái và kiểm tratĩnh và thời gian chạy để kiểm tra tính nhất quán và hoàn thiện của thiết kế trướckhi thực hiện
Hình 1.26 Cửa sổ System Identification Toolbox
SIMULINK® và một ứng dụng để xây dựng các mô hình toán học của các hệthống động lực học từ dữ liệu đầu vào-đầu ra đo được Cho phép tạo và sử dụngcác mô hình của các hệ thống động lực được mô hình hóa từ các nguyên tắc hoặcthông số kỹ thuật ban đầu Người học có thể sử dụng dữ liệu đầu vào-đầu ra trênmiền thời gian và miền tần số để xác định các hàm truyền thời gian liên tục vàthời gian rời rạc, mô hình xử lý và mô hình không gian trạng thái Toolbox cũngcung cấp các thuật toán để ước lượng tham số nhúng
Toolbox thực hiện hệ thống nhận dạng grey-box để ước tính các tham số của môhình do Người học xác định Có thể sử dụng mô hình đã xác định để dự đoán đápứng hệ thống và mô hình trong SIMULINK Toolbox cũng hỗ trợ mô hình hóa dữliệu chuỗi thời gian và dự báo chuỗi thời gian
Trang 35
Hình 1.27 Cửa sổ Vehicle Network Toolbox
Vehicle Network Toolbox™ cung cấp khả năng kết nối với các thiết bị CAN từ
MATLAB® và SIMULINK® bằng các tệp cơ sở dữ liệu CAN Toolbox cung cấpcác hàm MATLAB và các khối SIMULINK để gửi, nhận, mã hóa và giải mã cáctin nhắn CAN, J1939 và XCP Người học cũng có thể kết nối với ECU thông quaXCP trên CAN bằng cách sử dụng các tệp mô tả A2L Toolbox cho phép giámsát, lọc và phân tích dữ liệu CAN trực tiếp hoặc ghi nhật ký để phân tích và phátlại sau này Có thể mô phỏng lưu lượng tin nhắn trên CAN ảo hoặc kết nối vớimạng trực tiếp hoặc ECU Toolbox hỗ trợ các giao diện CAN từ Véc tơ, Kvaser,PEAK-System và National Instruments®
Hình 1.28 Cửa sổ Vision HDL Toolbox
Vision HDL Toolbox™ cung cấp các thuật toán phát trực tiếp để thiết kế và triển
khai các hệ thống tầm nhìn trên các GPU và ASIC Nó cung cấp một khung thiết
Trang 361.3.Help và Demo
Hình 1.29 Cửa sổ truy cập Help của MATLAB
Tiện ích Help của MATLAB là vô cùng phong phú Tùy theo nhu cầu, hoặc gọi
help [command] để xem nội dung hỗ trợ của lệnh command trực tiếp trên
Command Windows, hoặc sử dụng công cụ truy cập Help
Có thể gọi cửa sổ ở hình 1.29 bằng cách gọi trên menu, gọi lệnh help trực tiếp
trên cửa sổ Command Windows
Help [command]: Tiện ích Help trực tuyến của MATLAB trong cửa sổ lệnh
Trang 37
Help trong MATLAB có giao diện đơn giản với nội dung trình bày gần giống vớicác mô đun chương trình MATLAB Người học có thể tìm kiếm các trợ giúp theo
mô đun hoặc trên cửa sổ Search trên giao diện này
Hình 1.30 Cửa sổ truy cập Demo của MATLAB
Ngoài các thông tin trợ giúp (Helps) thì MATLAB cũng cung cấp cho Người họcmột lượng lớn các ví dụ (demo hay Example) bao trùm tất cả các lĩnh vực màphần mềm hỗ trợ Để có thể vào được phần này có thể đánh lệnh Demo trong môitrường lệnh hoặc trong Help hoặc cửa sổ SIMULINK ban đầu đều có các đườngchỉ dẫn đến các ví dụ tương ứng Demo bao gồm các video hướng dẫn, các m.file
và các chương trình tương ứng Đối với Người học mới, để học được bằng Helps
và Demo này cần yêu cầu về khả năng tiếng Anh Tuy nhiên, khi đã quen thì đâythực sự là nguồn tài liệu tham khảo phong phú mà không cuốn sách nào vềMATLAB có thể trình bày hết được
Trang 38
Chương 2
DỮ LIỆU VÀ TÍNH TOÁN TRONG MATLAB
2.1 Các dạng dữ liệu trong MATLAB
2.1.1 Dữ liệu số
Môi trường MATLAB sử dụng chế độ ghi số thập phân với tùy chọn về chế độghi số chữ số sau dấu phẩy và dấu +, - trước giá trị số Ngoài ra, có thể dùng kiểughi sử dụng chữ cái e để xác định số mũ cơ số 10 Phần ảo của số phức đượcthêm phần hậu tố là chữ cái i hoặc j Dưới đây là một vài thí dụ về dữ liệu số cóthể dùng trong môi trường MATLAB:
Bảng 2.1 Các hằng số và ký hiệu cơ bản trong MATLAB
() Dấu ngoặc tròn, xác định thứ tự ưu tiên của phép toán
hoặc chỉ số của véc tơ
; Nhập giá trị (còn giữ vai trò dấu cách khi nhập nhiều giá
trị trong cùng một dòng)eps Cấp chính xác tương đối khi sử dụng giá trị dấu phẩy
động 2.2204e-16Đối với các phép tính bất định (ví dụ 0/0) trên màn hình sẽ xuất hiện kết quả NaN(Not a Number) eps cho ta biết cấp chính xác tương đối khi biểu diễn số với dấuphẩy động (ví dụ: eps= 2.2204e - 016):
>>1/0 %Inf: infinite
Warning: Divide by zero
Trang 39rẽ Dữ liệu dạng véc tơ có thể được biểu diễn như ví dụ sau:
>> A=[1,-2,0,5]
A =
1 -2 0 5
MATLAB biểu diễn dạng dữ liệu 1x4 double như hình 2.1
Hình 2.1 Hình biểu diễn dữ liệu dạng 1x4 double
Dữ liệu dạng ma trận có thể được biểu diễn như ví dụ sau:
Hình 2.2 Hình biểu diễn dữ liệu dạng 3x4 double
Dạng số phức được biểu diễn trong Workspace như ví dụ sau:
>> C=sqrt(-3)
Trang 40
C =
0.0000 + 1.7321i
Hình 2.3 Hình biểu diễn dữ liệu dạng 1x1 complex double
2.2 Biến và hàm trong MATLAB
2.2.1 Biến
Biến sử dụng trong MATLAB có các quy định giống như các phần mềm lập trìnhkhác như Pascal hay C Tên của biến có thể chứa tới 32 chữ cái, gạch ngang thấp(_) cũng như chữ số Khi đặt tên biến hoặc hàm không được đặt trùng các tênhằng số và ký hiệu như bảng 2.1 MATLAB phân biệt giữa chữ viết hoa và chữthường ví dụ: A và a là các biến khác nhau Khi MATLAB gặp một tên biến mới
sẽ tự động tạo ra và lưu biến đó vào trong bộ nhớ Trong MATLAB các biến này
có thể không cần khai bao trước Một biến được khai báo bằng lệnh gán Nếukhông có tên biến thì MATLAB tự gán tên biến là ans Khi nhập tên của mộtbiến mà không gán giá trị thì thu được giá trị hiện tại của biến Tất cả các biến
đầu đều là biến global trong Workspace
Việc nhập giá trị có thể được thực hiện thành một chuỗi lệnh trong cùng mộtdòng, chỉ cách nhau bởi dấu (;) Nếu sử dụng dấu phẩy (,) để tách các lệnh, khi đócác giá trị sẽ được xuất ra màn hình