+Matlab là tên viết tắt của Matrix laboratory phần mềm được MathWorks thiết kế để cung cấp mơi trường lập trình và tính tốn kỹ thuật số.
+Matlab cho phép bạn sử dụng ma trận để tính tốn các con số, vẽ thơng tin cho các hàm và đồ thị, chạy các thuật toán, tạo giao diện người dùng và liên kết với các chương trình máy tính được viết bằng nhiều ngơn ngữ lập trình khác.
Mục đích:
+Matlab được sử dụng để giải quyết các vấn đề trong phân tích số, xử lý tín hiệu kỹ thuật số và xử lý đồ họa mà khơng cần lập trình cổ điển.
+Matlab hiện có hàng nghìn lệnh và chức năng tiện ích. Ngồi các chức năng có sẵn của chính ngơn ngữ, Matlab cịn có các lệnh ứng dụng đặc biệt và
các chức năng hộp công cụ (Toolbox)để mở rộng môi trường Matlab nhằm giải quyết một số loại vấn đề nhất định.
+Hộp cơng cụ rất quan trọng và hữu ích cho người sử dụng toán học sơ cấp, xử lý tín hiệu kỹ thuật số, xử lý hình ảnh, xử lý giọng nói, ma trận thưa, logic mờ…
Ngơn ngữ Matlab:
+Là một ngơn ngữ lập trình bậc cao (Scritp) với các lệnh điều khiển, chức năng, cấu trúc dữ liệu, đầu vào/ đầu ra và khả năng lập trình hướng đối tượng. Cho phép bạn nhanh chóng tạo và phá hủy phần mềm trong “lập trình quy mơ nhỏ” hoặc tạo các chương trình lớn và phức tạp trong “lập trình quy mơ lớn”.
Mơi trường làm việc Matlab
+Giúp người dùng sử dụng các hàm và tệp trong Matlab bao gồm các công cụ quản lý biến và xuất nhập dữ liệu trong môi trường làm việc. Ngồi ra, nó cũng có các cơng cụ để phát triển, quản lý, gỡ lỗi và lập hồ sơ các tệp M và các ứng dụng Matlab.
Xử lý đồ họa
+Một cơng cụ giúp bạn xem dữ liệu của mình ở định dạng biểu đồ. Ngồi ra, có thể xây dựng giao diện đồ họa.
Thư viện hàm tính tốn
+Nó là một tập hợp các thuật tốn tính tốn từ các hàm cơ bản như tổng, sin, cos và tính tốn số học phức tạp đến các hàm phức tạp như ma trận nghịch đảo, giá trị duy nhất, vectơ cụ thể của ma trận, hàm Bessel và các phép biến đổi Fourier nhanh.
+Là một thư viện cho phép bạn viết phần mềm C và FORTRAN và tương tác với Matlab bao gồm các công cụ để gọi các quy trình lặp Matlab (liên kết động). Sử dụng Matlab như một cơng cụ máy tính để đọc và ghi M tệp.[14]
4.1.2 Matlab-Simulink
Simulink là một phần mềm đồ hoạ, định hướng sơ đồ khối dùng để mô phỏng các hệ động lực. Đây là sản phẩm nằm bên trong Matlab và sử dụng nhiều hàm của Matlab và cũng có thể trao đổi qua lại với môi trường Matlab để tăng thêm khả năng mềm dẻo của nó.
Với Simulink chúng ta có thể xây dựng mơ hình mơ phỏng của hệ thống giống như khi ta vẽ sơ đồ khối. Simulink có một khối thư viện với nhiều chức năng khác nhau.
Để xây dựng mơ hình ta khởi động Matlab và khởi tạo Simulink, mở thư viện của khối Simulink sau đó chọn các nhóm thích hợp. Thư viện của Simulink thường có 8 nhóm:
- Nhóm Continuous và Discrete: chứa các khối cơ bản để xử lý tín hiệu liên tục và rời rạc;
- Nhóm Function & table: chứa các khối thực hiện việc gọi hàm từ Matlab, khối nội suy và khối hàm truyền;
- Nhóm Math: chứa các khối thực thi các hàm toán học; - Khối Monlinear: chứa các khối phi tuyến;
- Nhóm Sinks & Systems: chứa các khối cơng cụ xử lý tín hiệu; - Nhóm Sinks: chứa các khối thực hiện chức năng xuất kết quả; - Nhóm Source: chứa các khối phát tín hiệu.
Để copy một khối từ thư viện vào cửa sổ của mơ hình, chọn khối, rê chuột để kéo khối đã chọn thả vào cửa sổ mơ hình. Trong cửa sổ mơ hình, nếu muốn copy một khối, ấn phím Ctrl và rê chuột sang vị trí đặt bản copy; nếu muốn xố hãy chọn nó và ấn phím Delete.
Để thực hiện một q trình mơ phỏng ta tiến hành các bước: xây dựng mơ hình mơ phỏng; xác lập giá trị các thơng số của mơ hình; xác lập điều kiện đầu; lựa chọn cách thức xuất kết quả; điều khiển việc thực thi q trình mơ phỏng.[13]
4.2 Lựa chọn thơng số đầu vào cho mơ hình tốn
4.2.1 Lựa chọn thơng số xe
Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ý nghĩa
m kg 1498 Khối lượng cả xe R m 0.25 Bán kính bánh xe V0 m/s 28 Vận tốc lúc đầu(~100km/h) I Kg.m2 3.2 Mơ men qn tính bánh xe g m/s2 10 Gia tốc trọng trường Kf 1 Hệ số thực
Bảng 4.1 Thông số đầu vào (Thông số của xe Ford Territory)[7]
4.3 Mơ phỏng hệ thống ABS sử dụng thuật tốn Bang Bang control trên phần mềm Mathlab Simulink
4.3.1 Lựa chọn độ trượt mong muốn kích hoạt hệ thống ABS
Ở đây ta chọn khối “Constant” thiết lập độ trượt mong muốn