Tài liệu Đề tài " TOOL BOX SIMULINK trong Matlab " docx

Luận án tốt nghiệp Trang ĐỀ TÀI TOOL BOX SIMULINK Matlab Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang CHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABU SƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLAB LƯỢC VỀ MATLABC VỀ MATLAB MATLAB .3 I.TÌM HIỂU VỀ CÔNG TY MATHWORKS:U VỀ MATLAB CÔNG TY MATHWORKS: II.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABU CƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLAB SỞ MATLAB: MATLAB: CHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABNG II CÁCH KẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKST NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKSI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKSC TÍNH CỦA BLOCKSA BLOCKS 11 I KHÁI NIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABM VỀ MATLAB SIMULINK: 11 II TÌM HIỂU VỀ CƠNG TY MATHWORKS:U VỀ MATLAB SIMULINK VÀ CÁC BLOCKS LIBRARY: 11 II.1 CÁCH KHỞ MATLAB:I TẠO SIMULINK VÀ VẼ SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG:O SIMULINK VÀ VẼ SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG: SƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLAB ĐỒ MÔ PHỎNG: MÔ PHỎNG:NG: 11 II.2 CÁC BLOCKS LIBRARY: 26 III THUỘC TÍNH CỦA BLOCKSC TÍNH CỦA BLOCKSA MỘC TÍNH CỦA BLOCKST BLOCK VÀ CÁC PHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TRONG I BÀI TOÁN TRONG SIMULINK 31 III SOURCES: 35 III.2 Các phương pháp giải toán mơ Simulink :ng pháp giải tốn mơ Simulink :i tốn mơ Simulink :ng Simulink : 34 III.2 SINKS: 47 III.4 LINEAR: 59 III.5 NONLINEAR: 65 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABNG IV .78 I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABU SƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLAB LƯỢC VỀ MATLABC LÝ THUYẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKST ĐIỀ MATLABU KHIỂU VỀ CƠNG TY MATHWORKS:N TỰ ĐỘNG ĐỘC TÍNH CỦA BLOCKSNG .78 II.ÁP DỤNG SIMULINK VÀO THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCHNG SIMULINK VÀO THIẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKST KẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKS VÀ PHÂN TÍCH .79 GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang 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 Anh quốc 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.1 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 – 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 GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang Hình 1.1 : Khởi động MATLAB từ mơi trường WINDOWS Hình 1.2 : Giao diện biểu tượng MATLAB (Version 5.1) Việc khởi động MATLAB hệ thống khác Trong mơi trường WINDOWS hay MACINTOSH, chương trình thường khởi động thông qua việc nhắp chuột icon hay cịn gọi biểu tượng Cịn với mơi trường UNIX, MS-DOS ,việc khởi động thơng qua dịng lệnh: :\ MATLAB  Giao diện MATLAB sử dụng hai cửa sổ: cửa sổ lệnh (command window) cửa sổ đồ thị (Figure window) GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang Hình 1.3 : Giao diện cửa sổ lệnh MATLAB khởi động xong - Cửa sổ lệnh dùng để đưa lệnh liệu vào đồng thời in kết Cửa sổ đồ thị trợ giúp cho việc truy xuất đồ họa để thể lệnh hay kết đầu dạng đồ họa Hình 1.4 : Giao diện cửa sổ đồ thị MATLAB Việc ngắt chương trình thực chương trình khơng theo u cầu thơng qua phím nóng Ctrl + C Để khỏi chương trình MATLAB ta dùng lệnh >> exit  >> quit  (  : nhấn ENTER) 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 khơng gian hai chiều (2D) ba chiều(3D) II.2 Các phím chức đặt biệt (chuyên dùng) lệnh dùng cho hệ thống: Ctrl + P  Gọi lại lệnh vừa thực trước từ sổ lệnh MATLAB Ctrl + n  Gọi lại lệnh đánh vào trước Ctrl + f  Chuyển trỏ sang phải kí tự Ctrl + b  Chuyển trỏ sang trái kí tự Ctrl + l Ctrl +  Chuyển trỏ sang phải từ GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang Ctrl + r Ctrl +  Chuyển trỏ sang trái từ Ctrl + a HOME Chuyển trỏ đầu dịng Ctrl + k Xố dịng cuối Các lệnh hệ thống : Các lệnh sau viết từ cửa sổ lệnh MATLAB Casesen off Bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa chữ thường Casesen on Sử dụng thuộc tính chữ hoa chữ thường Clc Xóa cửa sổ dịng lệnh Clf Xó cửa sổ đồ họa computer Lệnh in xâu kí tự cho biệt loại máy tính exit quit Thốt khỏi chương trình MATLAB Ctrl + C Dừng chương trình rơi vào tình trạng lặp không kết thúc help Xem trợ giúp input Nhập liệu từ bàn phím load Tải biến lưu file đưa vào vùng làm việc pause Ngừng tạm thời chương trình save Lưu giữ biến vào file có tên matlab.mat Demo Lệnh cho phép xem chương trình mẫu (minh họa khả làm việc MATLAB) Edit Lệnh để vào cửa sổ soạn thảo (dùng để viết chương trình) II.3.Biến Matlab : Tên biến MATLAB dài 19 kí tự bao gồm chữ chữ số vài kí tự đặc biệt khác phải bắt đầu chữ Tên hàm đặt sử dụng làm tên biến với điều kiện hàm khơng sử dụng suốt q trình tồn biến có lệnh clear xố biến nhớ hay clear + tên biến Bình thường Matlab có phân biệt biến tạo chữ thường chữ hoa.Các lệnh Matlab nói chung thường sử dụng chữ thường Việc phân biệt đươc bỏ qua thực lệnh GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang >> casensen off % bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa chữ thường Vi c kiểm tra tồn biến nhớ thông qua lệnh.m tra tồn biến nhớ thông qua lệnh tồn biến nhớ thông qua lệnh.n biến nhớ thông qua lệnh.i biến nhớ thông qua lệnh.a biến nhớ thông qua lệnh.n nhớ thông qua lệnh nhớ thông qua lệnh thông nhớ thông qua lệnh qua l nh 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 exist(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 Độ lớn biến Độ lớn hay chiều dài biến vector ma trận xác định thơng qua số hàm có sẵn Matlab size (A) Cho 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 (x) 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 lengh(x) Trả giá trị chiều dài vector x lengh(A) Trả giá trị chiều dài cuả ma trận A Giá trị thu m m>n ngược lại n n>m 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) GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang title Đưa tiêu đề vào hình vẽ xlabel Đưa nhãn theo chiều x đồ thị ylabel Đưa nhãn theo chiều y đồ thị zlabel grid Đưa nhãn theo chiều z đồ thị Hiển thị lưới đồ thị 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) Vẽ 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 màu sắc kiểu đường theo biến str đường liệt kê polar (x,y) Vẽ đồ thị theo hệ trục tọa độ cực bar Vẽ đồ thị dạng cột Các số màu sắc: Giá trị cuả biến Str hàm plot màu sắc hay kiều dáng đường liệt kê theo bảng Kiểu đường Màu sắc : Điểm Y: vàng * : Sao G : xanh X : Chữ x M : đỏ tươi O : Chữ o B : xanh lam + : Dấu cộng C : xanh mạ - : Đường liền nét W : màu trắng : Đường đứt nét R : đỏ - : Đường chấm gạch K : đen : : Đường chấm Ví dụ đồ họa bề mặt (3D) GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang Ngoài 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… II.5 Các dạng file sử dụng MATLAB: II.5 Script file (M-files): Các chương trình người sử dụng soạn thảo lưu trữ file có phần mở rộng *.m File dạng gọi Script file File dạng kí tự ASCII sử dụng chương trình soạn thảo nói chung để tạo Ta chạy file giống lệnh, thủ tục MATLAB Tức gõ tên file khơng cần có phần mở rộng sau Enter Khi sử dụng nội dung file khơng hiển thị hình Trong Simulink sơ đồ mô lưu dạng *.m (trong version 5.x trở lên lưu dạng * mdl) gọi S-function Một số lệnh hệ thống tương tác với *.m files thường gặp echo Lệnh cho phép xem lệnh có *.m files chúng thực type Lệnh cho phép xem nội dung,ngầm định file dạng M-file what Lệnh cho biết tất file M –file Mat-file có vùng làm việc hành hay khơng Một ví dụ Script file: II.5.2.Files liệu: Các ma trận biểu diễn thông tin lưu trữ files liệu Matlab phân biệt hai loại file liệu khác Mat- files ASCII files Mat – files lưu trữ liệu dạng số nhị phân, ASCII- files lưu liệu dạng kí tự Mat-file thích hợp cho liệu tạo sử dụng chương GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN Luận án tốt nghiệp Trang 10 trình 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 ./ascii; Nhìn chung Mat lab mạnh việc mơ cho tốn kĩ thuật Phần mềm Matlab trở nên thông dụng công cụ đắc lực cho việc giảng dạy, ứng dụng nghiên cứu trường đại học GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN ... 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, ... VỀ MATLABM VỀ MATLAB SIMULINK: 11 II TÌM HIỂU VỀ CƠNG TY MATHWORKS:U VỀ MATLAB SIMULINK VÀ CÁC BLOCKS LIBRARY: 11 II.1 CÁCH KHỞ MATLAB: I TẠO SIMULINK VÀ VẼ SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG:O SIMULINK. .. LƯỢC VỀ MATLABNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLABU SƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLAB LƯỢC VỀ MATLABC VỀ MATLAB MATLAB .3 I.TÌM HIỂU VỀ CÔNG TY MATHWORKS:U VỀ MATLAB