Matlab và cách sử dụng

BÀI 1: PHẦN MÊM MATLAB và CÁCH SỬ DỤNG
1.1 Tổng quan về phần mềm MATLAB
MATLAB – phần mềm nổi tiếng của công ty MathWorks, là một ngôn ngữ hiệu năng cao cho tính toán kỹ thuật như được viết trong logo của phần mềm này. Nó tích hợp tính toán, hiện thị và lập trình trong một môi trường dễ sử dụng. Các ứng dụng tiêu biểu của MATLAB bao gồm: - Hỗ trợ toán học và tính toán- Phát triển thuật toán- Mô hình, mô phỏng- Phân tích, khảo sát và hiển thị số liệu- Đồ họa khoa học và kỹ thuật- Phát triển ứng dụng với các giao diện đồ họa.Tên của phần mềm MATLAB bắt nguồn từ thuật ngữ “Matrix Laboratory”. Đầu tiên nó được viết bằng FORTRAN để cung cấp truy nhập dễ dàng tới phần mềm ma trận được phát triển bởi các dự án LINPACK và EISPACK. Sau đó nó được viết bằng ngôn ngữ C trên cơ sở các thư viện nêu trên và phát triển thêm nhiều lĩnh vực của tính toán khoa học và các ứng dụng kỹ thuật. Ngoài MATLAB cơ bản với các khả năng rất phong phú sẽ được đề cập sau, phần mềm MATLAB còn được trang bị thêm các ToolBox – các gói chương trình (thư viện) cho các lĩnh vực ứng dụng rất đa dạng như xử lý tín hiệu, nhận dạng hệ thống, xử lý ảnh, mạng nơ ron, logic mờ, tài chính, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng, sinh tin học,... Đây là các tập hợp mã nguồn viết bằng chính MATLAB dựa theo các thuật toán mới, hữu hiệu mà người dùng có thể chỉnh sửa hoặc bổ sung thêm các hàm mới.MATLAB được thiết kế để giải các bài toán bằng số chứ không nhằm mục đích chính là tính toán ký hiệu như MATHEMATICA và MAPLE. Tuy nhiên, trong MATLAB cũng có thể tính toán ký hiệu được nhờ các hàm trong Symbolic Math ToolBox.Tác dụng của MATLAB như thế nào?- Đối với việc học tập và nghiên cứu môn Phương pháp số nói riêng và các môn Toán ứng dụng nói chung như Tối ưu hóa, Xác xuất-Thống kê thì MATLAB là một môi trường lý tưởng vì nó đơn giản, dễ sử dụng, hỗ trợ nhiều hàm cài đặt sẵn và rất nhiều hàm dưới dạng mã nguồn (của MATLAB cơ bản và các ToolBox Optimization, Statistics, Spline, Wavelet, Curve Fitting) cũng như hỗ trợ đồ họa phong phú. Người sử dụng không phải mất thời gian vào việc lập trình mà có thể dành nhiều thời gian và công sức cho tìm hiểu và phát triển thuật toán.- Đối với công việc phát triển các phần mềm ứng dụng toán học thì MATLAB cũng là môi trường lý tưởng vì nó cũng cung cấp công cụ xây dựng giao diện thân thiện một cách nhanh chóng.- Không chỉ như vây, MATLAB còn là môi trường vô cùng thuận lợi cho việc học tập, nghiên cứu và phát triển các ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học và công nghệ từ điều khiển, trí tuệ nhân tạo đến tài chính, viễn thông,...- Chính vì thế, MATLAB được đông đảo các giới khoa học và công nghệ sử dụng rộng rãi và được giảng dạy, phổ biến trên toàn thế giới. Để tải bản cài đặt của bạn có thể vào mục thư viện của trang revitviet.vn để tải. MATLAB có cả phiên bản chạy trên UNIX và WINDOWS
1.2 KHỞI ĐỘNG VÀ GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH
Để khởi động Matlab chúng ta kích vào biểu tượng trên destop của màn hình 
Ta được giao diện như hình dưới 
Trên đây là của sổ làm việc của Matlab
Dể gõ lệnh ta đánh lệnh vào sau dấu nhắc của chương trình 
Ví dụ : Khái báo biến x có giá trị từ 1 tới 10
>> x =1:1:10
Ta được kết quả 
Dể vễ một đồ thi nào đó ta sử dụng các hàm chuẩn trong Mat Lab đã được ghi trong giáo trình
Ví dụ vẽ hàm số y= sin x với x là các giá trị được lấy ở trên;
>> y=sin(x);
>> plot(x,y);
>> grid on;
Ta thu được hình dưới đây :
Rất đơn giản để thực hiện trên mat lab:
1.3 Lập trình với MatLab
MatLab không chỉ biết tới là công cụ tính toán mạnh mà còn là một ngôn ngữ dùng để lập trình nữa
Để lập trình được với MatLab ta sử dụng cửa sổ Mfile trong mat lab
Giao diện cửa sổ ở hình dưới :
Ở đây tôi sẽ lưu thành tên “vidu” để lập trình giải bài toán sau y = 3x2-2 trong đó x là giá trị nhận vào 
Y là kết quả trả về
Chương trình viết trong Mfile
x=input('nhapgiatricua x');
y=3*x*x - 2;
disp('gia tri cua y');
disp(y);
Sau khi viết xong ta lưu lại :
Tại cửa sổ Lệnh Của MATLAB ta gõ
>>vidurồi ấn enter
Ta được chương trình như sau
>> vidu
nhapgiatricua x4
gia tri cua y
 46
>>
Thật đơn giản để phát triển từ đây :
1.4 Xây dựng giao diện trên MatLab giống visual Basic
Lại một ứng dụng hay nữa trong MatLab các bạn có thể nhàm chán trong việc lập trình thì đây có thể là cửa số giúp bạn có cái nhìn trực quan làm việc có hướng điều khiển Để sử dụng thành thạo phần này các bạn phải có it kiến thức về lớp , cấu trúc để biết cách truy cập vào đối tượng cụ thể 
Dưới đây là giao diện của của số đó
Bạn vào Menu File chọn GUI nó hiện của sổ sau :
Bạn chọn Blank GUI và ok 
Bạn được cửa sổ sau 
Đây là của sổ giúp bạn thao tác lấy các biểu tượng ra để xây dựng 
Tối sẽ lấy ví dụ 1 bài sau để cho các bạn có thể tiếp cận được
Xây dựng 1 máy tính đơn giản như sau:
Trên đây là giao diện tôi xây dựng được trong đó có các đôi tượng là Edit text
Static Text , Push Buttom
Dể thay đổi các thuộc tính các bạn có thể click đúp vào từng thuộc tính và thay đổi
ở đây tôi thay đổi thuộc tính là String và color các bạn có thể phát triển thêm
Bây giờ tôi sẽ biết lệnh khi có sự kiện ấn nút Tính thì kết quả sẽ được cộng lại ở giá trị 1 và giá trị 2 và hiện thị kết quả vào ô kết quả 
Các bạn tiến hành như sau click chuột phải vào nút lênh rồi chọn View CallBacks chọn Callback 
Đây là sự kiện khi người dùng ấn vào nút này 
Ta chỉ cần lập trình cho những gì hiện ra trong của sổ này 
Khi ấn nó hiện thị của số bắt ta lưu lại chương trình các bạn hãy lưu là ví dụ 1
Bây giờ là của sổ lệnh 
Ở đây chính là nút lệnh được gọi các giá trị được định nghĩa các bạn hãy tự dịch để tìm hiểu thêm 
Chỗ trống trên chính là chỗ các bạn thêm lệnh vào
ở đây tôi sẽ giải thích handles như là một lớp chứa tất cả các phần tử các bạn muốn truy cập vào phần từ nào của đối tượng đề phải thông qua nó 
thứ 2 lệnh get là lệnh cho phép nhận dữ liệu từ đối tượng 
str2num cho phép đổi kiểu string sang số
và num2str cho phép đổi kiêu số sang tring
để hiện thi hay thiết lập cho các thuộc tính thì ta sủ dụng lệnh set
trên là chương trinh tôi viết
dưới đây là kết quả thu được khi chạy chương trình
Bài 2: ÚNG DỤNG SIMULINK TRONG NGHIÊN CỨU TÍNH ỔN ĐỊNH
ÁP DỤNG VÀO CÁC BÀI TOÁN TRONG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỬ ĐỘNG
Trong phần này tôi xin giới thiệu đôi nét về Simulink đây là công cụ mô phỏng trong MatLab với các thư viện chuẩn hóa giúp ta có cách nhìn mới về một số bài toán và các bước nghiên cứu mới trong việc tìm sự ổn định của hệ thống bằng việc xây dựng mô hình ảo hóa 
Thay đổi các thông số rồi khảo sát, đặc biệt các hàm truyền không gian trạng thái khá phức tạp nhưng khi được xây dựng trên Matlab thật đơn giản
Tuy nhiên để hiểu và sử dụng được nó đòi hỏi các bạn phải có chút kiến thức về tính ổn định của hệ thống thông qua các tiều chuẩn được học trên lớp từ đó tạo ra được phương pháp tính chọn một cách hợp lý
Đầu tiên để mở được simulink đòi hỏi Matlab của bạn phải có trong thư viện cài đặt
Tiếp đó bạn gõ chữ simulink vào của sổ lệnh hoặc click vào biểu tượng trong của sổ lệnh
Ta thu được của số sau 
Đây là cứa sổ thư viện chứa các khối cơ bản để bạn xây dựng hệ thống ngoài ra nó còn cũng cấp sẵn các mô hình được dựng sẵn trong đó có điều khiển mờ , logic …..
Để xây dựng chương trình từ của sổ này bạn click vào biểu tượng nó sẽ hiện thị của sổ để bạn làm việc và từ đây bạn chỉ việc gắp thả các thư viện cần vào nó là bạn thu được kết quả 
Ví dụ : Đây là mô hình được xây dựng sẵn
Và đặc tính thu được từ bộ này là
Còn rất nhiều mô hình khác
Ứng dụng nó để xây dụng mô hình Động cơ không đồng bộ lấy nguồn từ máy phát đồng bộ có tốc độ phụ thuộc vào bộ điều tốc
Đây là mô hình khối được chia là nhiều mô hình con 
Mô hình máy phát là
Mô hình động cơ không đồng bộ là
Mô hình của bộ tự động điều chỉnh điện áp là 
Tiếp là mô hình của bộ điều tốc
Và dưới là đặc tính thu được
Tốc độ kích từ
Đặc tính động cơ diesel
Đặc tính dòng điện của động cơ