Luận văn về matlab

Luận án tốt nghiệp Trang 5
Ctrl + C
help
input
load
pause
save
Demo
Edit
Dừng chương trình khi nó rơi vào tình trạng lặp không kết thúc .
Xem trợ giúp
Nhập dữ liệu từ bàn phím.
Tải các biến đã lưu trong một file đưa vào vùng làm việc.
Ngừng tạm thời chương trình.
Lưu giữ các biến vào file có tên là matlab.mat
Lệnh cho phép xem các chương trình mẫu (minh họa khả năng làm việc
của MATLAB).
Lệnh để vào cửa sổ soạn thảo (dùng để viết một chương trình)
II.3.Biến trong Matlab :
Tên các biến trong MATLAB có thể dài 19 kí tự bao gồm các chữ cái cùng các chữ số
cũng như một vài kí tự đặc biệt khác nhưng luôn phải bắt đầu bằng chữ cái. Tên các
hàm đã được đặt cũng có thể được sử dụng làm tên của biến với điều kiện hàm này
sẽ không được sử dụng trong suốt quá trình tồn tại của biến cho đến khi có lệnh
clear xoá các biến trong bộ nhớ hay clear + tên của biến.
Bình thường Matlab có sự phân biệt các biến tạo bởi chữ cái thường và chữ cái hoa.Các
lệnh trong Matlab nói chung thường sử dụng chữ cái thường. Việc phân biệt đó có thể đươc
bỏ qua nếu chúng ta thực hiện lệnh.
>> casensen off % bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa và chữ thường.
Việc kiểm tra sự tồn tại của các biến trong bộ nhớ thông bộ qua lệnh.
who
whos
who global
exist(namesrt)
Hiển thò danh sách các biến đã được đònh nghóa.
Hiển thò các biến đã được đònh nghóa cùng kích thước của chúng và
thông báo chúng có phải là số phức không.
Hiển thò các biến cục bộ.
Hiển thò các biến phụ thuộc vào cách các biến được đònh nghóa trong
chuỗi namestr. Hàm sẽ trả lại giá trò sau:
Nếu namestr là tên của một biến.
Nếu namestr là tên của một file.m.
Nếu namestr là tên của một Mex file
Nếu namestr là tên của hàm dòch bởi Simulink.
Nếu namestr là tên của hàm được đònh nghóa trước bởi Matlab.
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 6
Độ lớn của biến
Độ lớn hay chiều dài của biến vector cũng như ma trận có thể được xác đònh thông
qua một số hàm có sẵn của Matlab.
size (A)
[ m n] = size(A)
size(A ,p)
size (x)
lengh(x)
lengh(A)
Cho ra một vector chứa kích thước ma trận A. Phần tử đầu tiên
của vector là số hàng của ma trận, phần tử thứ hai là số cột của
matrận.
Trả giá trò độ lớn của ma trận A vào vector xác đònh bởi hai biến
m và n .
Đưa ra số hàng của ma trận A nếu p=1 và số cột của A nếu p≥ 2
Đưa ra vector mô tả độ lớn của vector x. Nếu x là vector hàng m
phần tử thì giá trò đầu của vector là m và giá trò thứ hai là 1.
Trường hợp x là vector cột n thì giá trò thứ nhất sẽ là 1 và thứ hai
là n.
Trả giá trò chiều dài của vector x
Trả giá trò chiều dài cuả ma trận A . Giá trò thu được sẽ là m nếu
m>n và ngược lại sẽ là n nếu n>m.
II.4.Các lệnh thông dụng trong đồ họa Matlab:
Matlab rất mạnh trong việc xử lý đồ họa, cho hình ảnh minh họa một cách sinh động và
trực quan trong không gian 2D và 3D mà không cần đến nhiều dòng lệnh.
plot (x,y)
Vẽ đồ thò trong tọa độ (x,y)
plot (x,y,z)
Vẽ đồ thò theo tọa độ ( x,y ,z)
title
Đưa các tiêu đề vào trong hình vẽ.
xlabel
Đưa các nhãn theo chiều x của đồ thò.
ylabel
Đưa các nhãn theo chiều y của đồ thò.
zlabel
Đưa các nhãn theo chiều z của đồ thò.
grid
Hiển thò lưới trên đồ thò
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 7
plot (y)
Vẽ đồ thò theo y bỏ qua chỉ số theo y.
Nếu y là số phức (complex) thì đồ thò được vẽ là phần thực và phần ảo của
y
plot (x,y,S)
Vẽ theo x,y ; S: là các chỉ số về màu sắc và kiểu đường theo biến str của
các đường trên đồ thò được liệt kê ở dưới.
plot(x,y,z…,S)
Vẽ theo x,y,z…; S: là các chỉ số về màu sắc và kiểu đường theo biến str của
các đường được liệt kê ở dưới.
polar (x,y)
Vẽ đồ thò theo hệ trục tọa độ cực
bar
Vẽ đồ thò dạng cột
Các chỉ số về màu sắc:
Giá trò cuả biến Str trong hàm plot về màu sắc hay kiều dáng của đường được liệt kê
theo bảng dưới đây.
Kiểu đường Màu sắc
. : Điểm
* : Sao
X : Chữ cái x
O : Chữ cái o
+ : Dấu cộng
- : Đường liền nét
-- : Đường đứt nét
-. : Đường chấm gạch
: : Đường chấm
Y: vàng
G : xanh lá cây
M : đỏ tươi
B : xanh lam
C : xanh lá mạ.
W : màu trắng
R : đỏ
K : đen
Ví dụ về đồ họa bề mặt (3D)
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 8
Ngoài các lệnh cơ bản trên còn có các lệnh liên quan đến vẽ đồ thò Vector, vẽ đồ thò theo
hệ trục loga,các lệnh liên quan đến đồ họa bề mặt (3D) ,các lệnh liên quan đến việc kiểm
soát đồ thò…
II.5 .Các dạng file sử dụng trong MATLAB:
II.5 .1. Script file (M-files):
Các chương trình do người sử dụng soạn thảo ra được lưu trữ trong các file có phần mở
rộng là *.m. File dạng này còn được gọi là Script file. File được dưới dạng kí tự ASCII và có
thể sử dụng trong các chương trình soạn thảo nói chung để tạo nó.
Ta có thể chạy các file giống như các lệnh, thủ tục của MATLAB. Tức là gõ tên file
không cần có phần mở rộng sau đó Enter. Khi sử dụng nội dung của file không được hiển thò
trên màn hình.
Trong Simulink sơ đồ mô phỏng cũûng được lưu dưới dạng *.m (trong các version 5.x
trở lên thì được lưu dưới dạng * .mdl) nhưng được gọi là S-function.
Một số lệnh hệ thống tương tác với *.m files thường gặp
echo
Lệnh cho phép xem các lệnh có trong *.m files khi chúng được thực hiện.
type
Lệnh cho phép xem nội dung,ngầm đònh file ở dạng M-file
what
Lệnh này cho biết tất cả các file M –file và Mat-file có trong vùng làm việc hiện
hành hay không.
Một ví dụ về Script file:
II.5.2.Files dữ liệu:
Các ma trận biểu diễn thông tin được lưu trữ trong các files dữ liệu. Matlab phân biệt
hai loại file dữ liệu khác nhau Mat- files và ASCII files.
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 9
Mat – files lưu trữ các dữ liệu ở dạng số nhò phân, còn các ASCII- files lưu các dữ liệu
dưới dạng các kí tự. Mat-file thích hợp cho dữ liệu được tạo ra hoặc được sử dụng bởi
chương trình MATLAB. ASCII- files được sử dụng khi các dữ liệu được chia xẻ (export –
import) với các chương trình của MATLAB .
ASCII- files có thể được tạo bởi các chương trình soạn thảo nói chung hay các chương
trình soạn thảo bằng ngôn ngữ máy. Nó có thể được tạo ra bởi chương trình Matlab bằng
cách sử dụng câu lệnh sau đây:
>> save <tên file>.dat <tên ma trận>./ascii;
Nhìn chung Mat lab rất mạnh trong việc mô phỏng cho các bài toán kó thuật. Phần
mềm Matlab hiện nay đã trở nên thông dụng và là công cụ đắc lực cho việc giảng dạy, ứng
dụng trong nghiên cứu ở các trường đại học.
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 10
CHƯƠNG II
CÁCH KẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA
BLOCKS
I. KHÁI NIỆM VỀ SIMULINK:
Simulink là một phần mềm mở rộng của MATLAB (1 Toolbox của Matlab) dùng để
mô hình hoá, mô phỏng và phân tích một hệ thống động. Thông thường dùng để thiết kế hệ
thống điều khiển, thiết kế DSP, hệ thống thông tin và các ứng dụng mô phỏng khác.
Simulink là thuật ngữ mô phỏng dễ nhớ được ghép bởi hai từ Simulation và Link.
Simulink cho phép mô tả hệ thống tuyến tính,hệ phi tuyến, các mô hình trong miền thời
gian liên tục, hay gián đoạn hoặc một hệ gồm cả liên tục và gián đoạn.
Để mô hình hoá, Simulink cung cấp cho bạn một giao diện đồ họa để sử dụng và xây
dựng mô hình sử dụng thao tác "nhấn và kéo" chuột. Với giao diện đồ họa ta có thể xây mô
hình và khảo sát mô hình một cách trực quan hơn. Đây là sự khác xa các phần mềm trước
đó mà người sử dụng phải đưa vào các phương vi phân và các phương trình sai phân bằng
một ngôn ngữ lập trình.
Điểm nhấn mạnh quan trọng trong việc mô phỏng một quá trình là việc thành lập
được mô hình. Để sử dụng tốt chương trình này, người sử dụng phải có kiến thức cơ bản về
điều khiển, xây dựïng mô hình toán học theo quan điểm của lý thuyết điều khiển và từ đó
thành lập nên mô hình của bài toán.
II. TÌM HIỂU VỀ SIMULINK VÀ CÁC BLOCKS LIBRARY:
II.1 CÁCH KHỞI TẠO SIMULINK VÀ VẼ SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG:
II.1.1 Khởi tạo SIMULINK:
Để vào Simulink trong Matlab, ta từ cửa sổ lệnh của Matlab đánh dòng lệnh:
>> simulink ↵
Khi khởi động Simulink xong ta được màn hình cửa sổ Simulink. Cửa sổ này hoạt
động liên kết với cửa sổ lệnh MATLAB.
Ta thấy cửa sổ Simulink có nhiều khối chức năng (blocks library), trong đó có nhiều
khối chức năng cụ thể.
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 11

Hình 2.5 : Cách vào toolbox SIMULINK trong MATLAB
Từ cửa sổ lệnh ta thấy được các khối thư viện: Khối nguồn (Sources), khối đầu đo
(Sinks), khối phi tuyến (nonlinear), khối tuyến tính (linear), khối đầu nối (Connections)
…………

Hình 2.6 : Màn hình cửa sổ thư viện SIMULINK
Thư viện của Simulink bao gồm các khối chuẩn trên, người sử dụng cũng có thể thay
đổi hay tạo ra các khối cho riêng mình. Simulink cũng giống như các phần mềm mô phỏng
thiết kế mạch điện tử như : MicroSim Eval, EWB, Circuit Maker….

Để vẽ sơ đồ mô phỏng cũng như xây dựng mô hình như thế nào.Việc xây dựng mô
hình và các thao tác để xây dựng mô hình. Ta thử thiết kế mô phỏng ví dụ sau (Hình 2.7) để
biết được việc vẽ và mô phỏng sơ đồ:
Để vẽ được mô hình này bạn phải làmm các thao tác sau:
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 12
1.Từ cửa sổ Matlab đánh lệnh simulink. Cửa sổ thư viện các khối sẽ xuất hiện
2.Từ cửa sổ thư viện ta nhấp chuột vào File/New/Model hoặc nhấn Ctrl+ N. Màn
hình cửa sổ mô hình mới Untitled được mở ra(Hình 8).Từ đó ta bắt đầu xây dựng mô hình.
3 . Chọn các block ở các thư viện thích hợp:
Hình 2.7 : Mô hình phân tích sóng hình sin
Hỉnh 2.8 : Chọn vẽ một Model (Scheme) mới
Trong sơ đồ này chọn các khối từ các thư viện:
+ Thư viện các nguồn tín hiệu (Sources): Chọn Sin wave.
+ Thư viện các khối nhận tín hiệu (Sinks): Chọn Scope.
+ Thư viện các hàm tuyến tính (Linear): Chọn Integrator.
+ Thư viện các đầu nối ( Connections): Chọn Mux.
Để chọn một thư viện trong Simulink ta nhấp kép (Double Click) vào khối (icon) đó.
Simulink sẽ hiển thò một cửa sổ chứa tất cả các khối của thư viện đó. Trong thư viện nguồn
tín hiệu chứa tất các khối đều là nguồn tín hiệu. Thư viện nguồn tín hiệu được trình bày như
hình 2.9.
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 13
Người sử dụng thêm vào sơ đồ của mình bằng cách ghép khối đó từ thư viện hay từ
mô hình bất kì nào khác. Trong ví dụ này ta chọn khối phát sóng hình sin. Đặt con trỏ chuột
lên khối ấn và giữ phím trái chuột, kéo khối tới cửa sổ vẽ sơ đồ Untitled.
Khi di chuyển khối ta có thể thấy khối và tên của nó di chuyển cùng với con trỏ chuột.
Hình 2.9 : Cửa sổ thư viện Phầàn Nguồn tín hiệu. (SOURCES)
Hình 2.10 : Khối và tên di chuyển cùng khối .
Khi con trỏ chuột di chuyển tới nơi bạn cần đặt khối trong sơ đồ bằng cách nhả phím
chuột, một bản copy của khối đã ở trong màn hình mô phỏng. Khi ta không vừa ý chỗ đặt ta
có thể di chuyển khối bằng cách như trên.
Theo cách này chép những khối còn lại vào trong màn hình mô phỏng để tiếp tục xây
dựng sơ đồ.
Muốn copy tiếp một khối Sin nữa trong một một sơ đồ, ta làm bằng cách giữ phím Ctrl
+ phím trái chuột và di chuyển tới điểm cần đặt khối, lúc đó một khối đã được copy.
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
Luận án tốt nghiệp Trang 14
Với tất cả các khối đã chép vào cửa sổ màn hình mô phỏng sẽ được hiển thò như trên
hình 2. 11.
Nếu xem kó từng khối, chúng ta thấy dấu > ở bên phải của khối là dâú đầu nối dành
cho ngõ ra của tín hiệu, còn dấu > ở bên trái là dấu đầu nối dành cho ngõ vào. Tín hiệu đi
từ đầu ra của một khối tới đầu vào của khối khác theo một đường nối giữ hai khối. Khi một
khối đã được nối thì biểu tượng > cũng mất đi.

Hình 2.11. Cửa sổ sơ đồ với các khối đã được copy.
Hình 1.12 .Đầu vào - ra của một khối
Từ hình 1.11 ta thấy khối Mux có ba cổng vào nhưng ta cần có hai cổng nên ta phải
thay đổi thông số của Mux, bằng cách nhấp kép lên khối Mux và thay đổi giá trò thông số
"Number of Input" là 2 (hình 2.13).Sau đó nhấn phím Apply và đó cửa cửa sổ Mux.
Simulink sẽ điều chỉnh số cổng vào theo giá trò đã nhập.
Hình 2.13. Cửa sổ thông số khối Mux.
Bây giờ ta có thể nối các khối lại với nhau. Đầu tiên hãy nối đầu ra khối phát Sin tín
hiệu tới đầu vào trên khối Mux. Công việc thực hiện nối các khối, nói chung không theo thứ
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN
INPUT PORT
OUTPUT PORT

Xem chi tiết: Luận văn về matlab