CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MATLAB

GVHD: TS. Phan Văn Hiền.



Đồ án tốt nghiệp.



Hình 1. 1 Khởi động Matlab từ môi trường WINDOWS



Hình 1. 2 Giao diện biểu tượng của Matlab (Version 6. 5)

Việc khởi động Matlab trên mỗi hệ thống khác nhau. Trong môi trường

WINDOWS hay MACINTOSH, chương trình thường được khởi động thông qua

việc nhắp chuột trên các icon hay còn gọi là biểu tượng. Còn với môi trường UNIX,

MS-DOS, việc khởi động thông qua dòng lệnh:

:\ Matlab ↵

Giao diện của Matlab sử dụng hai cửa sổ: cửa sổ lệnh (command window) và

cửa sổ đồ thị (Figure window).



SVTH: Nguyễn Quốc Thành.



Lớp: 01D3A.

Trang6



GVHD: TS. Phan Văn Hiền.



Đồ án tốt nghiệp.



Hình 1. 3 : Giao diện cửa sổ lệnh của Matlab khi khởi động xong

Cửa sổ lệnh dùng để đưa lệnh và dữ liệu vào đồng thời in ra kết quả.

Cửa sổ đồ thị trợ giúp cho việc truy xuất đồ họa để thể hiện những lệnh hay kết quả

đầu ra dưới dạng đồ họa.



Hình 1. 4 : Giao diện cửa sổ đồ thị của Matlab

Việc ngắt chương trình đang thực hiện hoặc các chương trình không đúng

theo yêu cầu đều được thông qua phím nóng Ctrl + C.

Để thoát khỏi chương trình Matlab ta có thể dùng lệnh

>> exit ↵ hoặc >> quit ↵ ( ↵ : nhấn ENTER)

hoặc từ menu thả xuống hoặc nhấn vào trên góc phải màn hình của cửa sổ

chính Matlab.

Matlab được điều khiển bằng những câu lệnh được kết hợp theo một trật tự

nhất định và gọi đó là chương trình. Chương trình chứa nhiều câu lệnh và những

hàm chức năng để giải những bài toán lớn hơn.

Các câu lệnh trong Matlab rất mạnh và có những vấn đề chỉ cần một câu

lệnh là đủ giải quyết bài toán. Mô phỏng trong Matlab sẽ cho ta hình ảnh tọa độ

không gian hai chiều (2D) và ba chiều (3D).

SVTH: Nguyễn Quốc Thành.



Lớp: 01D3A.

Trang7



GVHD: TS. Phan Văn Hiền.



Đồ án tốt nghiệp.



I. 2. Các phím chức năng đặt biệt (chuyên dùng) và các lệnh dùng cho

hệ thống:

Gọi lại lệnh vừa thực hiện trước đó từ của sổ lệnh của

Ctrl + P hoặc ↑

Matlab.

Gọi lại lệnh đã đánh vào trước đó.

Ctrl + n hoặc ↓

Chuyển con trỏ sang phải một kí tự.

Ctrl + f hoặc →

Chuyển con trỏ sang trái một kí tự.

Ctrl + b hoặc ←

Chuyển con trỏ sang phải một từ.

Ctrl + l hoặc Ctrl + →

Chuyển con trỏ sang trái một từ.

Ctrl + r hoặc Ctrl + ←

Chuyển con trỏ về đầu dòng.

Ctrl + a hoặc HOME

Xoá cho đến dòng cuối cùng

Ctrl + k

Các lệnh hệ thống :

Các lệnh trên cũng như sau này được viết từ cửa sổ lệnh của Matlab.

I. 3. Biến trong Matlab :

Tên các biến trong Matlab có thể dài 32 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

Hiển thị danh sách các biến đã được định nghĩa.

whos

Hiển thị các biến đã được định nghĩa cùng kích thước của

chúng và thông báo chúng có phải là số phức không.

who global

Hiển thị các biến cục bộ.

exist(namesrt) Hiển thị các biến phụ thuộc vào cách các biến được định nghĩa

trong chuỗi namestr. Hàm sẽ trả lại giá trị 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 dịch bởi Simulink .

Nếu namestr là tên của hàm được định nghĩa trước bởi Matlab.

Độ lớn hay chiều dài của biến vector cũng như ma trận có thể được xác định

thông qua một số hàm có sẵn của Matlab.

SVTH: Nguyễn Quốc Thành.



Lớp: 01D3A.

Trang8



GVHD: TS. Phan Văn Hiền.



Đồ án tốt nghiệp.



size (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 ma trận.

[ m n] = size(A) Trả giá trị độ lớn của ma trận A vào vector xác định bởi hai

biến m và n .

size(A, p)

Đưa ra số hàng của ma trận A nếu p=1 và số cột của A nếu

p≥ 2

size (x)

Đưa ra vector mô tả độ lớn của vector x. Nếu x là vector

hàng m phần tử thì giá trị đầu của vector là m và giá trị thứ

hai là 1. Trường hợp x là vector cột n thì giá trị thứ nhất sẽ là

1 và thứ hai là n.

lengh(x)

Trả giá trị chiều dài của vector x.

lengh(A)

Trả giá trị chiều dài cuả ma trận A . Giá trị thu được sẽ là m

nếu m > n và ngược lại sẽ là n nếu n > m.

I. 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 thị trong tọa độ (x, y).

plot (x, y, z)

Vẽ đồ thị theo tọa độ ( x, y, z).

Title

Đưa các tiêu đề vào trong hình vẽ.

Xlabel

Đưa các nhãn theo chiều x của đồ thị.

Ylabel

Đưa các nhãn theo chiều y của đồ thị.

Zlabel

Đưa các nhãn theo chiều z của đồ thị.

Grid

Hiển thị lưới trên đồ thị.

plot (y)

Vẽ đồ thị theo y bỏ qua chỉ số theo y.

Nếu y là số phức (complex) thì đồ thị 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 thị được liệt kê ở dưới.

plot(x,y,z…,

Vẽ theo x, y, z…; S: là các chỉ số về màu sắc và kiểu đường

S)

theo biến str của các đường được liệt kê ở dưới.

polar (x, y)

Vẽ đồ thị theo hệ trục tọa độ cực.

Bar

Vẽ đồ thị dạng cột.

Các chỉ số về màu sắc:

Giá trị 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



SVTH: Nguyễn Quốc Thành.



Lớp: 01D3A.

Trang9



GVHD: TS. Phan Văn Hiền.

. : Điểm

* : Sao

X : Chữ cái x

O : Chữ cái o

+ : Dấu cộng

- : Đường liền nét

-- : Đường đứt nét

-. : Đường chấm gạch

: : Đường chấm



Đồ án tốt nghiệp.

Y : vàng

G : xanh lá cây

M : đỏ tươi

B : xanh lam

C : xanh lá mạ.

W : màu trắng

R : đỏ

K : đen



I. 5. Các dạng file sử dụng trong Matlab :

I. 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 thị trên màn hình.

Trong Simulink sơ đồ mô phỏng cũng 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

type

what



Lệnh cho phép xem các lệnh có trong *. m files khi chúng được thực hiện.

Lệnh cho phép xem nội dung, ngầm định file ở dạng M-file.

Lệnh này cho biết tất cả các file M –file và Mat-file có trong vùng làm việc

hiện hành hay không.



Đối với các Simulink phức hợp, ta không nên trực tiếp khai báo cho từng

khối cụ thể, ma ta nên tập hợp chúng lại trong một script File(m-file). Bằng cách ấy,

mọi công việc khai báo hay thay đổi thông số đều có thể được thực hiện rất rỏ ràng

và khó nhầm lẫn.

Để làm được như vậy, thay vì viết giá trị cụ thể ta viết tên của các biến. Các

biến đó sẽ được gán các giá trị cụ thể sau này trong khuôn khổ script file . Trước

khi bắt đầu mô phỏng, ta gọi script file để nạp các biến vào WorkSpace của

MATLAB. Nhờ vậy, trong quá trình mô phỏng, Simulink có thể truy cập và sử dụng

các biến đã nạp.

SVTH: Nguyễn Quốc Thành.



Lớp: 01D3A.

Trang10



GVHD: TS. Phan Văn Hiền.



Đồ án tốt nghiệp.



I. 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.

Mat – files lưu trữ các dữ liệu ở dạng số nhị 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 . dat . /ascii;

II. TIỆN ÍCH TRỢ GIÚP TRONG MATLAB (HELP):

Tiện ích trợ gip trong Matlab l rất phong ph. tuỳ theo nhu cầu, hoặc gọi help

để xem nội dung hổ trợ của lệnh trực tiếp trn command windows, hoặc sử dụng

cơng cụ truy cập help (hình 1. 5).



Hình 1. 5 Cửa sổ truy cập help của Matlab.



CHƯƠNGII. SƠ LƯỢC VỀ SIMULINK 5.0

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

SVTH: Nguyễn Quốc Thành.



Lớp: 01D3A.

Trang11



GVHD: TS. Phan Văn Hiền.



Đồ án tốt nghiệp.



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 dựng 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 KHỐI BLOCKS LIBARY:

II. 1.Cách khởi tạo SIMULINK và vẽ sơ đồ mô phỏng :

Để vào Simulink trong Matlab, ta từ cửa sổ lệnh của Matlab đánh dòng

lệnh:



>> Simulink ↵

Hoặc kích chuột vào biểu tượng Simulink trên thanh menu.

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 Simulink có rất nhiều khôi chức

năng riêng biệt.

Từ cửa sổ lệnh ta thấy được các khối thư viện: Khối SOURCES, khối SINKS,

khối DISCONTINUITIES, khối CONTINUOUS, khối SIGNAL ROUTING…



SVTH: Nguyễn Quốc Thành.



Lớp: 01D3A.

Trang12