Giáo trình Matlab ứng dụng Phần - Cơ sở Matlab Chơng Khái niệm chung 1.1- Giới thiệu MATLAB phần mềm ứng dụng chạy môi trờng Windows hãng MathWorks sản xuất cung cấp Có thể coi Matlab ngôn ngữ kỹ thuật Nó tích hợp công cụ mạnh phục vụ tính toán, lập trình, thiết kế, mô phỏng, môi trờng dễ sử dụng toán lời giải đợc biểu diễn theo c¸c ký hiƯu to¸n häc quen thc C¸c øng dụng điển hình là: - Toán học tính toán - Phát triển thuật toán - Tạo mô hình, mô tạo giao thức - Khảo sát, phân tích số liệu - Đồ hoạ khoa học kỹ thuật - Phát triển ứng dụng, gồm xây dựng giao diện ngời dùng đồ hoạ GUI Matlab hệ thống tơng tác mà phần tử liệu mảng (array) không cần khai báo kích thớc Điều cho phép bạn giải nhiều toán tính toán kỹ thuật đặc biệt toán liên quan đến ma trận véc tơ Matlab viết tắt cđa hai tõ tiÕng Anh Matrix Laboratory (Phßng thÝ nghiƯm ma trận) Ban đầu Matlab đợc viết để phục vụ cho việc tính toán ma trận Trải qua thời gian dài, đợc phát triển thành công cụ hữu ích, ngôn ngữ kỹ thuật Trong môi trờng đại học, công cụ chuẩn cho khoá học mở đầu cao cấp toán học, khoa học kỹ thuật Trong công nghiệp, công cụ đợc lựa chọn cho việc phân tích, phát triển nghiên cứu hiệu suất cao Matlab cung cấp họ giải pháp theo hớng chuyên dụng hoá đợc gọi Toolbox (hộp công cụ) Các toolbox cho phép ngời sử Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng dụng học áp dụng kỹ thuật chuyên dụng cho lĩnh vực Toolbox tập hợp toàn diện hàm Matlab (M-file) cho phép mở rộng môi trờng Matlab để giải lớp toán cụ thể Các lĩnh vực có sẵn c¸c toolbox bao gåm: Xư lý tÝn hiƯu, hƯ thèng ®iỊu khiĨn, logic mê, m« pháng, HƯ thèng Matlab gồm có phần chính: - Ngôn ngữ Matlab: ngôn ngữ ma trận/ mảng cấp cao với câu lệnh, hàm, cấu trúc liệu, vào/ ra, tính lập trình hớng đối tợng Nó cho phép lập trình ứng dụng từ nhỏ đến ứng dụng lớn phức tạp - Môi trờng làm việc Matlab: Đây công cụ phơng tiện mà bạn sử dụng với t cách ngời dùng ngời lập trình Matlab Nó bao gồm phơng tiện cho việc quản lý biến không gian làm việc Workspace nh xuất nhập liệu Nó bao gồm công cụ phát triển, quản lý, gỡ rối định hình M-file, ứng dụng Matlab - Xử lý đồ hoạ: Đây hệ thống đồ hoạ Matlab Nó bao gồm lệnh cao cấp cho trực quan hoá liệu hai chiều ba chiều, xử lý ảnh, ảnh động, Nó cung cấp lệnh cấp thấp cho phép bạn tuỳ biến giao diện đồ hoạ nh xây dựng giao diện đồ hoạ hoàn chỉnh cho ứng dụng Matlab - Th viện toán học Matlab: Đây tập hợp khổng lồ thuật toán tính toán từ hàm nh cộng, sin, cos, số học phức, tới hàm phức tạp nh nghịch đảo ma trận, tìm trị riêng ma trận, phép biến đổi Fourier nhanh - Giao diện chơng trình ứng dụng Matlab API (Application Program Interface): Đây th viện cho phép bạn viết chơng trình C Fortran tơng thích với Matlab Simulink, chơng trình kèm với Matlab, hệ thống tơng tác với việc mô hệ thống động học phi tuyến Nó chơng trình đồ hoạ sử dụng chuột để thao tác cho phép mô hình hoá hệ thống cách vẽ sơ đồ khối hình Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng Nó làm viƯc víi c¸c hƯ thèng tun tÝnh, phi tun, hƯ thống liên tục theo thời gian, hệ gián đoạn theo thời gian, hệ đa biến, 1.2- Cài đặt chơng trình: 1.2.1- Khởi động windows Matlab phần mềm chạy môi trờng Windows nên qui trình cài đặt Matlab tơng tự nh việc cài đặt chơng trình phần mềm khác Windows, cần làm theo hớng dẫn chơng trình cài đặt 1.2.2- Tiến hành cài đặt - Đa đĩa CD vào ổ đĩa (nếu cài từ đĩa CD-ROM) Do chơng trình đợc cấu hình theo chế độ Autorun (tự chạy) nên đa đĩa CD vào ổ đĩa trình Setup tự động đợc kích hoạt Trờng hợp chế độ Autorun không đợc kích hoạt (do tập tin Autorun bị lỗi), dùng Hoặc ta kích chuột vào nút Start t¸c vơ (Task bar) cđa windows, chän lƯnh run, gâ vào đờng dẫn file, nhấn Enter kích vào nút lệnh Run Sau làm theo hớng dẫn trình cài đặt Windows - Trờng hợp cài đặt Matlab từ đĩa cứng: Hình Cài đặt Matlab Windows hình Welcome Trờng hợp yêu cầu phải có sẵn cài đặt đĩa cứng Khi đó, ta sử dụng Windows Explorer hây My Computer để duyệt ổ Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng cứng, tìm đến th mục (folder) cài đặt kích đúp chuột vào file (tập tin) Setup.exe Sau làm theo hớng dẫn trình cài đặt Windows Sau file setup.exe đợc kích hoạt, cửa sổ Welcom to MATLAB Setup lên giây lát Kích vào nút lệnh Next để chuyển Hình 1.2 Cửa sổ Software License Agreement cửa sổ thông tin khách hàng sang cửa sổ cài đặt 1.2.3- Nhập thông tin ngời dïng vµ Personal License Password Cưa sỉ thø hai thĨ thông tin quyền chơng trình Kích Yes để sang cửa sổ cài đặt Trong cửa sổ thông tin khách hàng Customer Information (hình 1.2), nhập họ tên vào khung Name, địa tên công ty vào khung Company Nhập mã khoá (Serial Key) chơng trình vào khung Personal License Password Kích chuột vào Next để tiếp tục trình cài đặt 1.2.4 Lựa chọn thành phần cài đặt: Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Hình 1.3 Lựa chọn thành phần Matlab đợc Giáo trình Matlab ứng dụng Trong cửa sổ Select Matlab Components (hình 1.3), bỏ đánh dấu thành phần không cần thiết chơng trình để tiết kiệm dung lợng đĩa cứng Muốn kiểm tra dung lợng chơng trình, kích vào Disk Space để quan sát Muốn thay đổi th mục cài đặt Matlab, kích chuột vào nút Browse tạo đờng dẫn tới địa cần đặt th mục Matlab Th mục mặc định C:\MATLABR11 Để tiếp tục kích Next, hình khung thông tin Setup trình setup bắt đầu copy tập tin vào th mục cài đặt 1.2.5- Hoàn thành cài đặt Sau hoàn thành trình Hình 1.4 Quá trình copy file chơng trình vào th mục cài đặt Copy file chơng trình vào th mục cài đặt, hình khung thoại Setup Complete Bỏ đánh dấu ë « “Yes, launch the Help Desk to view the Release Note không muốn trình setup khởi động Help Desk (phần trợ giúp) Bỏ đánh dấu ô Yes, launch Matlab” nÕu cha muèn khëi ®éng Matlab KÝch Finish để kết thúc qúa trình cài đặt Sau kết thúc cài đặt cửa sổ Internet Explorer (nếu không bỏ đánh dấu ô Yes, launch the Help Desk to view the Release Note”) KÝch Close ®Ĩ trë vỊ cưa sỉ nỊn Desktop cđa windows, biĨu tợng Matlab đợc tự động đa Desktop windows Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng 1.3- Môi trờng làm việc Matlab Matlab vừa ngôn ngữ vừa môi trờng làm việc Là môi trờnglàm việc, Matlab bao gồm phơng tiện để quản lý biến không gian làm việc (Workspace) bạn để xuất nhập liệu Matlab bao gồm công cụ để phát triển quản lý M-file, ứng dụng Matlab 1.3.1- Khởi động thoát khỏi Matlab 1.3.1.1- Khởi động MATLAB: Cũng nh chơng trình ứng dụng khác chạy Windows, có nhiều cách để khởi động Matlab Kích đúp chuột vào biểu tợng Matlab5.3 hình Desktop Windows: kÝch chuét theo tr×nh tù nh sau: Start/ Programs/ Matlab/ Matlab 5.3 Sau khëi ®éng xong cưa sỉ Matlab Command Window nh hình 1.4 Cũng nh chơng trình chạy môi trờng Windows khác Matlab có thành phần giao diện chơng trình Dòng tiêu đề gồm: + Tận trái biểu tợng chơng trình Khi kích vào biểu tợng Matlab menu xổ chứa lệnh liên quan tới việc xử lý khung cửa sổ chơng trình nh thoát khỏi chơng trình + Kế tiếp biểu tợng tên chơng trình với cửa sổ chơng trình Tận ba biểu tợng có chức phong to, thu nhỏ thoát khỏi chơng trình Dòng thứ hai menu (Menu bar thực đơn) chơng trình gồm menu chứa lệnh liên quan đến việc tạo, xử lý, gán thuộc tính, cho đối tợng, thiết lập cấu hình phần mềm, Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng Dòng thứ ba công cụ (Tool bar công cụ) chứa biểu tợng đờng tắt (Shortcut) lƯnh thêng sư dơng, gióp ngêi sư dơng truy cËp nhanh vào lệnh Matlab Phần chiếm gần chọn hình cửa sổ lệnh, nơi nhập lệnh hiển thị kết nh thông tin khác Cuối tác vụ hay trạng thái (status bar) thông tin tình trạng xử lý, thực đối tợng Hình 1.4 Cửa sổ Command Windows Matlab 1.3.1.2- Thoát khỏi MATLAB: Trong Windows, có nhiều cách để thoát khỏi chơng trình ứng dụng, để thoát khởi Matlab ta sử dụng cách sau: Từ cửa sổ lệnh Matlab Command Window đánh lệnh quit kích biểu tợng close nằm góc phải tiêu đề Matlab Hoặc kích chuột theo đờng dẫn sau: File / Exit MATLAB Hoặc nhấn tổ hợp phím : Ctrl + Q Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng 1.3.2- Cưa sỉ lƯnh cđa Matlab (Matlab Command Window) Cưa sỉ lệnh cửa sổ ngời sử dụng giao tiếp với Matlab Trình dịch Matlab hiển thị dấu nhắc >> để biểu thị sẵn sàng nhận thực lệnh bạn Ví dụ, muốn nhập dòng lệnh gán biến x=5, ta gâ nh sau: >>x=5 ↵ Sau nhÊn phÝm enter (), Matlab đáp ứng nh sau: >>x=5 x= 1.3.2.1- Hiệu chỉnh, sửa đổi dòng lệnh Các phím mũi tên, phím điều khiển bàn phím cho phép gọi lại, sửa đổi tái sử dụng lệnh gõ vào trớc Ví dụ, giả sử ta gõ vào dòng lệnh: >>a=(1+sqt(5))/2 %sqrt(x) hàm tính giá trị bậc hai x Do ta gõ thiếu chữ r cú pháp hàm sqrt nên Matlab báo lỗi nh sau: Undefined function or variable sqt có nghĩa hàm biến sqt không đợc định nghĩa Thay gõ lại dòng lệnh, đơn giản ta nhấn phím , câu lệnh bị sai đợc hiển thị lại Sử dụng phím (hoặc dùng chuột) để di chuyển trỏ đến vị trí chữ q chữ t chèn vào chữ r sau nhấn enter, kết là: >>a=(1+sqrt(5))/2 a= 1.6180 Ta sử dụng phím nhiều lần để tìm lệnh gõ trớc Cũng gọi nhanh lại câu lệnh thực trớc cách gõ ký tự đầu dòng lệnh nhấn Ví dụ, để gọi lại xác lệnh nh sau: >>a Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng 1.3.2.2- Xoá cửa sổ lệnh Sử dụng lênh clc để xoá cửa sổ lệnh (xoá hình) Lệnh không xoá nội dung không gian làm việc Workspace, mà xoá hình Sau sử dụng clc ta sử dụng phím để gọi lại lệnh cũ 1.3.2.3- Dừng chơng trình chạy Về nguyên tắc dừng chơng trình chạy Matlab thời điểm cách nhấn tổ hợp phím Ctrl + C Tuy nhiên, ta phải đợi hàm thực thi bên MEX-file kết thúc hoạt động 1.3.2.4- Định dạng số Các phép tính Matlab đợc thực với độ xác cao Ta định dạng cho số xuất hình tuỳ theo ý muốn cách sử dụng lệnh format Lệnh ảnh hởng đến việc hiển thị số mà không ảnh hởng đến việc tính toán lu giữ Matlab nghĩa không ảnh hởng đến độ xác phép tính Ta lÊy vÝ dơ víi sè 4/3: t¹i cưa sỉ lệnh gõ vào dòng lệnh >>4/3 format short ( chế độ mặc định ): a = 1.3333 • format short e a = 1.3333e + 000 • format long a = 1.33333333333333 • format long e a = 1.33333333333333e + 000 • format bank a = 1.33 • format hex a = 3ff5555555555555 • format rat a=4/3 Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng Để thay đổi chế độ định dạng mặc định ta Preferences từ menu File, chọn định dạng số mong muốn từ thẻ (tap) General Ngoài định dạng số trên, có hai định dạng để bỏ thêm vào dòng trắng kết lệnh dòng lệnh: format compact lệnh xoá bỏ dòng trắng làm cho ta quan sát đợc nhiều thông tin hình cửa sổ format loose thêm vào dòng trắng 1.3.2.5- Ngăn không cho hiển thị kết tính toán hình Nếu bạn đơn giản gõ vào câu lệnh (phép tính) nhấn , Matlab tự động hiển thị kết câu lệnh (phép tính) hình Tuy nhiên bạn kết thúc dòng lệnh với dấu (;) Matlab thực việc tính toán nhng không hiển thị kết hình Điều đặc biệt có ích thực tính toán với véc tơ Matlab trận có số phần từ lớn 1.3.2.6- Dòng lệnh dài Nếu câu lệnh dài, không vừa dòng, ta sử dụng toán tử ba chấm () sau nhấn để biểu thị câu lƯnh cßn tiÕp tơc ë dßng kÕ tiÕp VÝ dơ: s = – 1/2 + 1/3 – 1/4 + 1/5 – 1/6 + 1/7 – 1/8 + 1/9 – 1/10 + 1/11 – 1/12; Sè ký tù tèi đa cho phép dòng 4096 ký tự Các khoảng trắng (dấu cách) xung quanh dấu =, +, -, *, /, tuỳ ý (không thiết phải có) nhng chúng giúp ta dễ đọc 1.3.3- Không gian làm việc Matlab (Matlab Workspace) Không gian làm việc Matlab chứa tập biến (các mảng đợc đặt tên) mà bạn thao tác từ dòng lệnh Matlab Có thể Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 10 Giáo trình Matlab ứng dụng 8.1.3- Th viên khối tín hiệu hệ thống Signal & System: Th viƯn Signal & System cã c¸c khèi biĨu diƠn tÝn hiƯu vµ hƯ thèng Cơ thĨ bao gồm khối nh sau: Tên khối Sub&Systems Chức Xây dựng hệ thống bên hệ In1 Demux thống lớn Tạo cổng vào cho hệ thống Tách tín hiệu véctơ thành tín hiệu Mux Out1 vô hớng Gộp tín hiệu thành véctơ T¹o cỉng cho mét hƯ thèng 8.1.4- Th viƯn chøa c¸c khèi to¸n häc Math: Th viƯn Math cã khối biểu diễn hàm toán học Cụ thể bao gồm khối nh sau: Tên khối Abs Chức Biểu diễn giá trị tuyệt đối lợng Combuanatoril logic Dot product Product Gain Matrix gain vµo BiĨu diƠn bảng chân lý Nhân giữ hai véctở Thực nhân lợng vào Bộ khuyếch đại BKĐ có hệ số khuyếch đại Ma Math function MinMax Relational Sum Trigonometric Function trận Các hàm toán học Tìn giá trị min, max To¸n tư quan hƯ TÝnh tỉng cđa c¸c lợng vào Hàm lợng giác 8.1.5- Th viện khối gián đoạn (rời rạc) Dicrete Th viện có khối hệ thống rời rạc, khối tính toán miền thời gian rời rạc Cụ thể bao gồm khối nh bảng sau: Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 12 Giáo trình Matlab ứng dụng Tên khối Discete Transfer Chức Biểu diễn hàm truyền hệ rời rạc Ecn Discete Zero- pole Biểu diễn hàm truyền hệ rời rạc thông qua Discete -Filter Discete State- Pole Zero Biểu diễn bé läc HR vµ FIR BiĨu diƠn hƯ thèng không gian trạng Space Discete- Time thái rời rạc Biểu diễn tích phân tín hiệu rời rạc theo Integrator Fist Order Hold Unit Display Zero order Hold thêi gian Kh©u tạo dạng bậc Hiển thị tín hiệu chu kỳ rời rạc Khâu tạo dạng bậc thang không 8.1.6- Th viƯn khèi c¸c ngn tÝn hiƯu Sources Th viện gồm khối tạo nguồn tín hiệu khác Trong th viƯn Sources cã c¸c khèi nh bảng dới đây: Tên khối Band-Limited White Noise Chirp- Signal Clock Constant Digital Clock Chức Đa nhiễu trắng vào hệ Tạo sóng sin tần số Cấp thời gian thực Tạo đại lợng không đổi Cấp thời gian, víi thêi gian lÊy Discrete Pulse Generator mÉu Khèi ph¸t tÝn hiƯu dao ®éng From Workspace From file Pule Generator rơid rạc Đọc liệu vùng nhớ đệm Đọc liệu từ file Tạo xung với chu kú kh¸c Ramp Random Number Ph¸t tÝn hiƯu đờng y= ax +b Tạo số ngẫu nhiên phân bố Repeating Sequence chuẩn Tạo tín hiệu tuỳ ýlặp lại theo Signal Generator Sine Wave Step chu kỳ Tạo dạng tín hiệu khác Tạo tín hiệu hình sin Tạo tín hiệu dạng hàm bậc thang đơn vị Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 12 Giáo trình Matlab ứng dụng Uniform Random Number Tạo số ngẫu nhiên phân bố 8.1.7- Th viện khối quan sát Sinks gồm khối dùng để hiển thị ghi lại kết mô đầu khối hệ thống đợc khảo sát Trong th viện Sinks có khối sau: Tên khối Display Scope Stop Chức Hiển thị tín hiệu dới dạng chữ số Hiển thị tín hiệu trình mô hình hoá Ngừng trình mô hình hoá lợng vào khác simulation To File To Workspace XY graph không Ghi liệu vào File Ghi liệu vào vùng nhớ đệm dới dạng ma trận Hiển thị đồ thị XY tín hiệu cử sổ đồ thị MATLAB 8.1.8 Th viện chứa khối hàm bảng Function & Tables Tên khối Fcn Chức ứng dụng biểu thức toán định cho Matlab Fcn look- Up Table 2-D lợng vào ứng dụng hàm Matlab cho lợng vào Biểu diễn tuyến tính đoạn hai lợng vào S -Function 8.2- Xây dựng mô hình Để xây dựng mô hình mô Simulink bạn phải khởi động Simulink, muốn trớc tiên phải khởi động Matlab Trong cưa sỉ Matlab Command Window, cã thĨ khëi ®éng Simulink theo hai cách: - Kích chuột vào biểu tợng Simulink công cụ Matlab - Gõ chữ Simulink dấu nhắc lệnh: Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Hình 8.2 Cửa sổ Simulink Library Browser 12 Giáo trình Matlab ứng dụng >>simulink Sau Matlab hoàn thành việc xử lý lệnh, desktop windows, cửa sổ Matlab Command Window xuất thêm cửa sổ Simulink Library Browser nh hình 8.2 8.2.1- Tạo mô hình Để tạo mô hình mới, ta thực theo bớc sau: Bíc 1- Më cưa sỉ lµm viƯc: Chän lƯnh Create a new model cách nhấn chuột vào biểu Kích chuột vào biểu tợng Hình 8.3 Cách tạo cửa sổ xây dựng mô hình tợng lệnh (hình trang giấy trắng bị gấp góc bên ph¶i) Xt hiƯn cưa sỉ Untitled Chó ý: Cã thĨ më cưa sỉ untitled ë cưa sỉ Matlab Command Window cách kích chuột theo trình tự sau: File\ New\ Model Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 12 Giáo trình Matlab ứng dụng Bớc 2- Mở th viện cách kích đúp chuột vào biểu tợng Simulink kích chuột vào dấu cộng bên cạnh biểu tợng Simulink Khi Simulink th viện nh hình 8.4 Bằng cách tơng tù ta cã thĨ më c¸c th viƯn con, chän khối cần thiết, nhấn giữ chuột trái đồng thời di chuyển trỏ chuột đến cửa sổ làm việc untitled thả chuột (Drug and Drop) Bớc 3- Nối khối theo sơ đồ cấu trúc mô hình Sau khối đợc đa cửa sổ làm việc ta dùng chuột để nối khối theo sơ đồ cấu trúc cần mô Cách nối nh sau: Di chuyển trỏ đến gần đầu khối thứ nhất, trỏ chuyển thành dạng dấu + nhấn giữ chuột trái Hình 8.4 Më c¸c th viƯn cđa Simulink di chun trỏ đến đầu vào khối thứ hai, trỏ chuyển thành dạng dấu cộng kép thả chuột Khi đầu khối đợc nối với đầu vào khối Bớc 4: Thay ®ỉi tham sè cđa c¸c khèi Më c¸c khèi b»ng cách kích đúp chuột vào khối Lúc xt hiƯn cưa sỉ tham sè khèi Block Parameters T¹i ta thay đổi tham số khối theo ý muốn Bớc 5- Thay đổi thông số trình mô Kích chuột theo trình tự sau: Simulation / Parameters → xt hiƯn cưa sỉ Simulation Parameters (xem hình 8.5) - Thay đổi thời gian m« pháng (simulation time): Trong cưa sỉ Simulation Parameters ta đặt thời gian bắt đầu mô Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 12 Giáo trình Matlab ứng dụng ô start time (mặc định 0.0 s) thời gian dừng mô ô stop time (mặc định 10.0 s) - Thay đổi thuật toán giải phơng trình vi phân: mặc định ode45 (dựa phơng pháp Runge-Kutta) Có thể thay đổi bớc tính tích phân cách đặt lại giá trị initial step size max step size Hình 8.5 Thay đổi thông số mô Bớc 6- Tiến hành mô Thực trình mô cách sau cửa sổ làm việc: kích chuột theo tr×nh tù sau: Simulation / start nh h×nh vÏ dới kích vào biểu tợng: Start/Pause Simulation Hình 8.6- Chạy mô Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 12 Giáo trình Matlab ứng dụng Bớc 7- Lu mô hình mô Có thể ghi lại mô hình mô vừa tạo đợc cách chọn Save menu FILE kích vào biểu tợng đĩa mềm công cụ cửa sổ làm việc untitled Hình 8.7 Minh hoạ ví dụ 8.3- Một số ví dụ VD: Sơ đồ hệ thống điều khiển nh hình 8.7 với tham số khối nh hình vẽ tham số trình mô với start time 0.0s stop time 30.0s Kết mô (hình 8.8) Ví dụ 2: Trộn hai tín hiệu: tín hiệu hình sin tín hiệu ca: khối màu xanh sơ Hình 8.8 Kết mô sơ đồ ví dụ đồ cấu trúc đợc tạo khối nh hình 8.10 Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Hình 8.9 Trộn hai tín hiệu 12 Giáo trình Matlab ứng dụng Ví dụ 3: Hình 8.10 Khèi t¹o tÝn hiƯu cho phÐp Khèi t > đợc tạo thành Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp từ khối nh hình vẽ: 12 Giáo trình Matlab ứng dụng Ví dụ 4: Phơng trình Van der Pol: Đây hệ phi tuyến cấp Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 12 Giáo trình Matlab ứng dụng Mục lục Nội dung trang Phần - Cơ sở Matlab Chơng Khái niệm chung 1.1- Giíi thiƯu .1 1.2- Cài đặt chơng trình: 1.2.1- Khởi động windows 1.2.2- TiÕn hành cài đặt 1.2.3- Nhập thông tin ngời dùng Personal License Password 1.2.5- Hoàn thành cài đặt .5 1.3- Môi trờng làm việc Matlab .6 1.3.1- Khởi động tho¸t khái Matlab 1.3.2- Cưa sỉ lƯnh cđa Matlab (Matlab Command Window) 1.3.3- Kh«ng gian làm việc Matlab (Matlab Workspace) 10 Chơng - C¸c menu cđa MATLAB 13 2.1- Menu File 13 2.2- Menu Edits: 19 2.3- Menu View: 20 2.4- Menu Window: 20 Chơng - Các khái niệm 21 3.1-Một số phím chuyên dụng lệnh thông dụng .21 3.2- Biến MATLAB 21 3.2.1- Tªn biÕn: .22 3.2.2- Mét sè lƯnh víi biÕn: 22 3.2.3- Một số biến đợc định nghĩa trớc: 23 3.2.4- BiÕn toµn cơc (global variables) 23 3.3- C¸c phÐp to¸n matlab 24 Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 12 Giáo trình Matlab ứng dơng 3.3.1- PhÐp to¸n sè häc: .24 3.3.2- Thø tù u tiªn phÐp to¸n sè häc: 24 3.3.3- C¸c phÐp toán quan hệ phép toán logic 25 3.3.4- C¸c vÝ dơ: 28 3.4- Số phức phép toán vỊ sè phøc 29 3.4.1- BiĨu diƠn sè phøc: 29 3.4.2- C¸c phép toán số phức: 29 3.5- Sử dụng file lệnh (lập trình M-file) 30 3.6 - Dòng nhắc gán giá trị biến: 31 3.7- Cách tạo hàm: 33 3.8- Vẽ hµm 34 3.9- Lu lấy liệu: .34 3.10- Cấu trúc câu lệnh điều kiện: 35 3.11- Cấu trúc vòng lặp 38 3.12- Một số hàm toán học: .40 chơng - Ma trận c¸c phÐp to¸n vỊ ma trËn 42 4.1- Kh¸i niÖm: 42 4.1.1- Các qui định để định nghĩa ma trận: 42 4.1.2- Các cách để nhập ma trận: 43 4.1.3- Hiển thị lại ma trận: 44 4.2- Xö lý ma trËn: 45 4.2.1- Tạo véctơ: 45 4.2.2- Gọi phần tử ma trận 46 4.2.3- Gäi ma trËn tõ mét ma trËn lín 47 4.3- Các ma trận đặc biệt: .47 4.3.1- Ma trËn zeros 47 4.3.2- Ma trËn ones .48 4.3.3- Ma trËn ma ph¬ng Magic 48 4.3.4- Ma trËn eye 48 Bé môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 13 Giáo trình Matlab vµ øng dơng 4.3.5- Ma trËn Pascal: 49 4.4- C¸c phÐp to¸n vector 49 4.4.1- Các phần tử số thực: 49 4.4.2- Các phần tử số phức 50 4.4.3- Các phần tử c¸c tham sè: 51 4.5- C¸c phÐp to¸n vỊ ma trËn 51 4.5.1- PhÐp chun vÞ 51 4.5.2- Phép nghịch đảo ma trận 52 4.5.2 3- PhÐp céng - trõ ma trËn.( + , - ) 53 4.5.3 4- PhÐp nh©n, chia ma trËn: .54 4.5.4 5- PhÐp luü thõa vµ sè mò cđa ma trËn 56 4.5.4 6- PhÐp quay ma trËn 57 4.5.7- Phép đảo ma trận 58 4.5.8- Tính định thức ma trận 58 4.6- øng dơng c¸c phÐp to¸n ma trận 58 4.6.1- Nhân đa thức 58 4.6.2- Gi¶i phơng trình bậc cao 59 4.6.3- Biết nghiệm tìm lại phơng trình 60 4.6.4- Giải hệ phơng trình tuyến tính: 60 PhÇn 63 C¸c øng dơng matlab 63 1.4.3 LƯnh ezplot3: vÏ ®êng xo¾n èc VD: 63 >> ezplot3(‘sin(t)’,’cos(t)’,’t’,[0,6*pi]) 63 Ch¬ng – Symbolic toolbox 63 5.1- Tạo đối tợng (biến, biểu thức) symbolic .63 5.2- C¸c phÐp tÝnh 66 5.2.1- Đạo hàm .66 5.2.2- TÝch ph©n 67 5.2.3- T×m giíi h¹n 68 Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 13 Giáo trình Matlab ứng dụng 5.2.4- Tính tổng d·y sè symbolic 68 5.2.5- Khai triÓn taylor 69 5.3- Đơn giản hoá biểu thức thay .71 5.3.1- Gom sè h¹ng, biÕn 71 5.3.2- Khai triÓn biÓu thøc 71 5.3.3- Ph©n tÝch biĨu thức thành thừa số 72 5.3.4- Đơn gi¶n biĨu thøc .74 5.3.5- Thay thÕ .75 5.3.6- BiĨu diƠn biĨu thøc symbolic díi d¹ng toán học 76 5.4- Giải phơng trình .77 5.4.1- Giải phơng trình đại số .77 5.4.2- Phơng trình vi ph©n 79 5.5- PhÐp Biến đổi tích phân 79 5.5.1- Biến đổi fourier fourier ngợc 79 5.5.2- Biến đổi laplace laplace ngợc .81 5.5.3- Phép biến đổi Z Z ngợc 83 5.5.4- Chuyển phơng trình hệ số sang phơng trình tham số 85 5.5.5- Tìm hàm ngợc 86 Ch¬ng – Control System Toolbox .87 6.1- Mô hình hoá hệ LTI 87 6.1.1- Mô hình hàm truyền đạt 88 6.1.2- Mô hình ZPK (mô hình điểm không - điểm cực) 89 6.1.3- Mô hình không gian trạng thái SS 90 6.1.4- Mô hình liệu đặc tính tần số FRD .90 6.2- Mô hình LTI gián đoạn theo thời gian 91 6.3- Ghép nối mô hình LTI 92 6.4- khảo sát mô hình LTI 92 Phần 93 Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 13 Giáo trình Matlab ứng dụng Các ứng dụng matlab 93 Chơng 7- đồ ho¹ matlab .93 93 7.1 Màn hình đồ thị 93 7.2- lệnh menu đồ hoạ matlab: 94 17.2.1- File .94 17.2.2- Edit 99 17.2.3- Tools ( Ctrl + t) 101 7.3- Thực hành vẽ đồ thị 2-D .106 7.3.1- Đồ thị tuyến tính .106 7.3.2- Đồ thị dạng đánh dÊu: 107 7.3.3- VÏ nhiÒu đờng biểu diễn đồ thị: 107 7.3.4-1.3.4 Chú thích kiểm soát đồ thị: .107 7.3.5.- Một số đồ thị mẫu 109 7.4- Thực hành vẽ loại đồ thị 3- D .112 7.5- Vẽ đờng 113 Chơng 8- Mô pháng HƯ thèng ®éng häc sư dơng simulink 117 8.1- Th viƯn khèi chn cđa Simulink .118 8.1.1- Th viện khối liên tục Continuous 119 8.1.2- Th viƯn c¸c khèi phi tun Nonlinear .119 8.1.3- Th viên khối tín hiệu hệ thèng Signal & System: 120 8.1.4- Th viƯn chøa c¸c khèi to¸n häc Math: .120 8.1.5- Th viƯn khối gián đoạn (rời rạc) Dicrete 120 8.1.6- Th viƯn khèi c¸c ngn tÝn hiƯu Sources 121 8.1.7- Th viƯn c¸c khèi quan s¸t Sinks 122 8.2- Xây dựng mô hình 122 8.2.1- Tạo mô h×nh 123 8.3- Mét sè vÝ dô 126 Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 13 Giáo trình Matlab ứng dụng Bộ môn TĐH Xí nghiệp C«ng nghiƯp 13 ... sau: Start/ Programs/ Matlab/ Matlab 5.3 Sau khëi ®éng xong cưa sỉ Matlab Command Window hiƯn nh hình 1.4 Cũng nh chơng trình chạy môi trờng Windows khác Matlab có thành phần giao diện chơng trình... tiêu đề Matlab Hoặc kích chuột theo đờng dẫn sau: File / Exit MATLAB Hoặc nhấn tổ hợp phím : Ctrl + Q Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp Giáo trình Matlab ứng dụng 1.3.2- Cửa sổ lệnh Matlab (Matlab. .. việc Matlab (Matlab Workspace) Không gian làm việc Matlab chứa tập biến (các mảng đợc đặt tên) mà bạn thao tác từ dòng lệnh Matlab Có thể Bộ môn TĐH Xí nghiệp Công nghiệp 10 Giáo trình Matlab