Giáo trình Matlab và ứng dụng
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
PhÇn 1 - C¬ së Matlab
Ch−¬ng 1 – Kh¸i niÖm chung
1.1- Giíi thiÖu
MATLAB lµ 1 phÇn mÒm øng dông ch¹y trong m«i tr−êng Windows do h·ng
MathWorks s¶n xuÊt vµ cung cÊp. Cã thÓ coi Matlab lµ ng«n ng÷ cña kü thuËt.
Nã tÝch hîp c¸c c«ng cô rÊt m¹nh phôc vô tÝnh to¸n, lËp tr×nh, thiÕt kÕ, m«
pháng,... trong mét m«i tr−êng rÊt dÔ sö dông trong ®ã c¸c bµi to¸n vµ c¸c lêi
gi¶i ®−îc biÓu diÔn theo c¸c ký hiÖu to¸n häc quen thuéc.
C¸c øng dông ®iÓn h×nh lµ: - To¸n häc vµ tÝnh to¸n.
- Ph¸t triÓn thuËt to¸n.
- T¹o m« h×nh, m« pháng vµ t¹o giao thøc.
- Kh¶o s¸t, ph©n tÝch sè liÖu.
- §å ho¹ khoa häc kü thuËt.
- Ph¸t triÓn øng dông, gåm c¶ x©y dùng giao diÖn ng−êi dïng ®å ho¹ GUI.
Matlab lµ mét hÖ thèng t−¬ng t¸c mµ phÇn tö d÷ liÖu c¬ b¶n lµ mét m¶ng (array)
kh«ng cÇn khai b¸o kÝch th−íc. §iÒu nµy cho phÐp b¹n gi¶i nhiÒu bµi to¸n tÝnh
to¸n kü thuËt ®Æc biÖt lµ c¸c bµi to¸n liªn quan ®Õn ma trËn vµ vÐc t¬.
Matlab lµ viÕt t¾t cña hai tõ tiÕng Anh Matrix Laboratory (Phßng thÝ nghiÖm ma
trËn). Ban ®Çu Matlab ®−îc viÕt chØ ®Ó phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n ma trËn. Tr¶i
qua thêi gian dµi, nã ®· ®−îc ph¸t triÓn thµnh mét c«ng cô h÷u Ých, mét ng«n
ng÷ cña kü thuËt. Trong m«i tr−êng ®¹i häc, nã lµ mét c«ng cô chuÈn cho c¸c
kho¸ häc më ®Çu vµ cao cÊp vÒ to¸n häc, khoa häc vµ kü thuËt. Trong c«ng
nghiÖp, nã lµ c«ng cô ®−îc lùa chän cho viÖc ph©n tÝch, ph¸t triÓn vµ nghiªn cøu
hiÖu suÊt cao.
Matlab cung cÊp mét hä c¸c gi¶i ph¸p theo h−íng chuyªn dông ho¸ ®−îc gäi lµ
c¸c Toolbox (hép c«ng cô). C¸c toolbox cho phÐp ng−êi sö dông häc vµ ¸p dông
1
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
c¸c kü thuËt chuyªn dông cho mét lÜnh vùc nµo ®ã. Toolbox lµ mét tËp hîp toµn
diÖn c¸c hµm cña Matlab (M-file) cho phÐp më réng m«i tr−êng Matlab ®Ó gi¶i
c¸c líp bµi to¸n cô thÓ. C¸c lÜnh vùc trong ®ã cã s½n c¸c toolbox bao gåm: Xö lý
tÝn hiÖu, hÖ thèng ®iÒu khiÓn, logic mê, m« pháng,...
HÖ thèng Matlab gåm cã 5 phÇn chÝnh:
- Ng«n ng÷ Matlab: lµ mét ng«n ng÷ ma trËn/ m¶ng cÊp cao víi c¸c c©u lÖnh,
hµm, cÊu tróc d÷ liÖu, vµo/ ra, c¸c tÝnh n¨ng lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng. Nã cho
phÐp lËp tr×nh c¸c øng dông tõ nhá ®Õn c¸c øng dông lín vµ phøc t¹p.
- M«i tr−êng lµm viÖc Matlab: §©y lµ mét bé c¸c c«ng cô vµ ph−¬ng tiÖn mµ
b¹n sö dông víi t− c¸ch lµ ng−êi dïng hoÆc ng−êi lËp tr×nh Matlab. Nã bao gåm
c¸c ph−¬ng tiÖn cho viÖc qu¶n lý c¸c biÕn trong kh«ng gian lµm viÖc Workspace
còng nh− xuÊt nhËp khÈu d÷ liÖu. Nã còng bao gåm c¸c c«ng cô ph¸t triÓn, qu¶n
lý, gì rèi vµ ®Þnh h×nh M-file, øng dông cña Matlab.
- Xö lý ®å ho¹: §©y lµ hÖ thèng ®å ho¹ cña Matlab. Nã bao gåm c¸c lÖnh cao
cÊp cho trùc quan ho¸ d÷ liÖu hai chiÒu vµ ba chiÒu, xö lý ¶nh, ¶nh ®éng,... Nã
còng cung cÊp c¸c lÖnh cÊp thÊp cho phÐp b¹n tuú biÕn giao diÖn ®å ho¹ còng
nh− x©y dùng mét giao diÖn ®å ho¹ hoµn chØnh cho øng dông Matlab cña m×nh.
- Th− viÖn to¸n häc Matlab: §©y lµ tËp hîp khæng lå c¸c thuËt to¸n tÝnh to¸n tõ
c¸c hµm c¬ b¶n nh− céng, sin, cos, sè häc phøc,... tíi c¸c hµm phøc t¹p h¬n nh−
nghÞch ®¶o ma trËn, t×m trÞ riªng cña ma trËn, phÐp biÕn ®æi Fourier nhanh.
- Giao diÖn ch−¬ng tr×nh øng dông Matlab API (Application Program Interface):
§©y lµ mét th− viÖn cho phÐp b¹n viÕt c¸c ch−¬ng tr×nh C vµ Fortran t−¬ng thÝch
víi Matlab.
Simulink, mét ch−¬ng tr×nh ®i kÌm víi Matlab, lµ mét hÖ thèng t−¬ng t¸c víi
viÖc m« pháng c¸c hÖ thèng ®éng häc phi tuyÕn. Nã lµ mét ch−¬ng tr×nh ®å ho¹
sö dông chuét ®Ó thao t¸c cho phÐp m« h×nh ho¸ mét hÖ thèng b»ng c¸ch vÏ mét
2
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
s¬ ®å khèi trªn mµn h×nh. Nã cã thÓ lµm viÖc víi c¸c hÖ thèng tuyÕn tÝnh, phi
tuyÕn, hÖ thèng liªn tôc theo thêi gian, hÖ gi¸n ®o¹n theo thêi gian, hÖ ®a biÕn,...
1.2- Cµi ®Æt ch−¬ng tr×nh:
1.2.1- Khëi ®éng windows.
Matlab lµ mét phÇn mÒm ch¹y trong m«i tr−êng Windows nªn qui tr×nh cµi ®Æt
Matlab còng t−¬ng tù nh− viÖc cµi ®Æt c¸c ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm kh¸c trong
Windows, chØ cÇn lµm theo c¸c h−íng dÉn cña ch−¬ng tr×nh cµi ®Æt.
1.2.2- TiÕn hµnh cµi ®Æt
- §−a ®Üa CD vµo æ ®Üa (nÕu cµi tõ ®Üa CD-ROM)
Do ch−¬ng tr×nh ®−îc cÊu h×nh theo chÕ ®é Autorun (tù ch¹y) nªn khi ®−a ®Üa
CD vµo æ ®Üa th× tr×nh Setup tù ®éng ®−îc kÝch ho¹t. Tr−êng hîp chÕ ®é Autorun
kh«ng ®−îc kÝch ho¹t (do tËp tin Autorun bÞ lçi), dïng. HoÆc ta cã thÓ kÝch
chuét vµo nót Start trªn thanh t¸c vô (Task bar) cña windows, chän lÖnh run, gâ
vµo ®−êng dÉn cña file, nhÊn Enter hoÆc kÝch vµo nót lÖnh Run. Sau ®ã lµm theo
c¸c h−íng dÉn cña tr×nh cµi ®Æt cña Windows.
- Tr−êng hîp cµi ®Æt Matlab tõ ®Üa cøng:
H×nh 1. Cµi ®Æt Matlab trong Windows vµ mµn h×nh Welcome
3
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
Tr−êng hîp nµy yªu cÇu ph¶i cã s½n bé cµi ®Æt trong ®Üa cøng. Khi ®ã, ta sö
dông Windows Explorer h©y My Computer ®Ó duyÖt æ cøng, t×m ®Õn th− môc
(folder) cµi ®Æt råi kÝch ®óp chuét vµo file (tËp tin) Setup.exe. Sau ®ã lµm theo
c¸c h−íng dÉn cña tr×nh cµi ®Æt cña Windows.
Sau khi file setup.exe ®−îc kÝch ho¹t, cöa sæ Welcom to MATLAB Setup hiÖn lªn
H×nh 1.2. Cöa sæ Software License Agreement vµ cöa sæ th«ng tin vÒ kh¸ch hµng
trong gi©y l¸t. KÝch vµo nót lÖnh Next ®Ó chuyÓn sang cöa sæ cµi ®Æt kÕ tiÕp.
1.2.3- NhËp th«ng tin cña ng−êi dïng vµ Personal License Password.
Cöa sæ thø hai thÓ hiÖn c¸c th«ng tin vÒ b¶n quyÒn cña ch−¬ng tr×nh. KÝch Yes
®Ó sang cöa sæ cµi ®Æt kÕ tiÕp. Trong cöa sæ th«ng tin vÒ kh¸ch hµng Customer
Information (h×nh 1.2), nhËp hä tªn vµo khung Name, ®Þa chØ hoÆc tªn c«ng ty
vµo khung Company. NhËp m· kho¸ (Serial Key) cña ch−¬ng tr×nh vµo khung
Personal License Password. KÝch chuét vµo Next ®Ó tiÕp tôc qu¸ tr×nh cµi ®Æt.
4
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
1.2.4. Lùa chän c¸c thµnh phÇn sÏ cµi ®Æt:
Trong cöa sæ Select
Matlab Components (h×nh
1.3), bá ®¸nh dÊu nh÷ng
thµnh phÇn kh«ng cÇn
thiÕt trong ch−¬ng tr×nh
®Ó tiÕt kiÖm dung l−îng
®Üa cøng. Muèn kiÓm tra
dung l−îng cña ch−¬ng
tr×nh, kÝch vµo Disk Space
H×nh 1.3. Lùa chän c¸c thµnh phÇn cña Matlab sÏ ®−îc cµi ®Æt
®Ó quan s¸t.
Muèn thay ®æi th− môc cµi ®Æt Matlab, kÝch chuét vµo nót Browse vµ t¹o ®−êng
dÉn tíi ®Þa chØ cÇn ®Æt th− môc Matlab. Th− môc mÆc ®Þnh lµ C:\MATLABR11.
§Ó tiÕp tôc kÝch Next,
mµn h×nh hiÖn khung
th«ng tin Setup vµ tr×nh
setup b¾t ®Çu copy c¸c
tËp tin vµo th− môc cµi
®Æt.
1.2.5- Hoµn thµnh cµi
®Æt
Sau khi hoµn thµnh qu¸
tr×nh Copy c¸c file cña
H×nh 1.4. Qu¸ tr×nh copy file cña ch−¬ng tr×nh vµo th−
môc cµi ®Æt
ch−¬ng tr×nh vµo th− môc
cµi ®Æt, mµn h×nh hiÖn khung tho¹i Setup Complete. Bá ®¸nh dÊu ë « “Yes,
launch the Help Desk to view the Release Note” nÕu kh«ng muèn tr×nh setup
5
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
khëi ®éng Help Desk (phÇn trî gióp). Bá ®¸nh dÊu ë « “Yes, launch Matlab”
nÕu ch−a muèn khëi ®éng Matlab ngay. KÝch Finish ®Ó kÕt thóc qóa tr×nh cµi
®Æt.
Sau khi kÕt thóc cµi ®Æt cöa sæ kÕ tiÕp lµ Internet
kh«ng bá ®¸nh dÊu ë « “Yes, launch the Help Desk to
Explorer
(nÕu
view the Release
Note”). KÝch Close ®Ó trë vÒ cöa sæ nÒn Desktop cña windows, biÓu t−îng cña
Matlab sÏ ®−îc tù ®éng ®−a ra Desktop cña windows.
1.3- M«i tr−êng lµm viÖc cña Matlab
Matlab võa lµ mét ng«n ng÷ võa lµ mét m«i tr−êng lµm viÖc. Lµ mét m«i
tr−ênglµm viÖc, Matlab bao gåm c¸c ph−¬ng tiÖn ®Ó qu¶n lý c¸c biÕn trong
kh«ng gian lµm viÖc (Workspace) cña b¹n vµ ®Ó xuÊt nhËp d÷ liÖu. Matlab còng
bao gåm c¸c c«ng cô ®Ó ph¸t triÓn vµ qu¶n lý M-file, c¸c øng dông cña Matlab.
1.3.1- Khëi ®éng vµ tho¸t khái Matlab
1.3.1.1- Khëi ®éng MATLAB:
Còng nh− c¸c ch−¬ng tr×nh øng dông kh¸c ch¹y trªn nÒn Windows, cã rÊt nhiÒu
c¸ch ®Ó khëi ®éng Matlab.
KÝch ®óp chuét vµo biÓu t−îng Matlab5.3 trªn mµn h×nh Desktop cña Windows:
hoÆc kÝch chuét theo tr×nh tù nh− sau:
Start/ Programs/ Matlab/ Matlab 5.3
Sau khi khëi ®éng xong cöa sæ Matlab Command Window hiÖn ra nh− h×nh 1.4.
Còng nh− c¸c ch−¬ng tr×nh ch¹y trong m«i tr−êng Windows kh¸c Matlab
còng cã nh÷ng thµnh phÇn giao diÖn cña ch−¬ng tr×nh.
•
Dßng trªn cïng lµ thanh tiªu ®Ò gåm:
+ TËn tr¸i lµ biÓu t−îng ch−¬ng tr×nh. Khi kÝch vµo biÓu t−îng nµy Matlab
hiÖn menu xæ chøa c¸c lÖnh liªn quan tíi viÖc xö lý khung cöa sæ ch−¬ng tr×nh
còng nh− tho¸t khái ch−¬ng tr×nh.
6
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
+ KÕ tiÕp biÓu t−îng lµ tªn ch−¬ng tr×nh cïng víi cöa sæ ch−¬ng tr×nh. TËn
cïng lµ ba biÓu t−îng cã chøc n¨ng phong to, thu nhá vµ tho¸t khái ch−¬ng
tr×nh.
•
Dßng thø hai lµ thanh menu (Menu bar – thanh thùc ®¬n) cña ch−¬ng
tr×nh gåm c¸c menu chÝnh chøa c¸c lÖnh liªn quan ®Õn viÖc t¹o, xö lý, g¸n thuéc
tÝnh,... cho c¸c ®èi t−îng, thiÕt lËp cÊu h×nh phÇn mÒm,...
•
Dßng thø ba lµ thanh c«ng cô (Tool bar – thanh c«ng cô) chøa biÓu
t−îng ®−êng t¾t (Shortcut) cña c¸c lÖnh th−êng sö dông, gióp ng−êi sö dông truy
cËp nhanh vµo c¸c lÖnh cña Matlab.
•
PhÇn chiÕm gÇn chän mµn h×nh lµ cöa sæ lÖnh, lµ n¬i nhËp c¸c lÖnh vµ
hiÓn thÞ kÕt qu¶ còng nh− c¸c th«ng tin kh¸c.
•
Cuèi cïng lµ thanh t¸c vô hay thanh tr¹ng th¸i (status bar) hiÖn th«ng
tin vÒ t×nh tr¹ng ®ang xö lý, thùc hiÖn ®èi víi ®èi t−îng.
7
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
1.3.1.2- Tho¸t khái MATLAB:
Trong Windows, cã rÊt nhiÒu c¸ch ®Ó tho¸t khái mét ch−¬ng tr×nh øng dông, ®Ó
tho¸t khëi Matlab ta cã thÓ sö dông mét trong nh÷ng c¸ch sau:
Tõ cöa sæ lÖnh Matlab Command Window ®¸nh lÖnh quit hoÆc kÝch biÓu t−îng
close
n»m ngay gãc ph¶i trªn thanh tiªu ®Ò Matlab. HoÆc kÝch chuét theo
®−êng dÉn sau:
File / Exit MATLAB
HoÆc nhÊn tæ hîp phÝm : Ctrl + Q.
1.3.2- Cöa sæ lÖnh cña Matlab (Matlab Command Window)
Cöa sæ lÖnh lµ cöa sæ chÝnh trong ®ã ng−êi sö dông giao tiÕp víi Matlab. Tr×nh
dÞch cña Matlab hiÓn thÞ mét dÊu nh¾c >> ®Ó biÓu thÞ r»ng nã ®· s½n sµng nhËn
vµ thùc hiÖn lÖnh cña b¹n. VÝ dô, khi muèn nhËp dßng lÖnh g¸n biÕn x=5, ta gâ
nh− sau:
>>x=5 ↵
Sau khi nhÊn phÝm enter (↵), Matlab ®¸p øng nh− sau:
>>x=5
x=
5
1.3.2.1- HiÖu chØnh, söa ®æi dßng lÖnh
C¸c phÝm mòi tªn, c¸c phÝm ®iÒu khiÓn trªn bµn phÝm cho phÐp gäi l¹i, söa ®æi
vµ t¸i sö dông c¸c lÖnh ®· gâ vµo tr−íc ®ã. VÝ dô, gi¶ sö ta gâ vµo dßng lÖnh:
>>a=(1+sqt(5))/2 %sqrt(x) lµ hµm tÝnh gi¸ trÞ c¨n bËc hai cña x
Do ta gâ thiÕu ch÷ r trong có ph¸p cña hµm sqrt nªn Matlab b¸o lçi nh− sau:
Undefined function or variable ‘sqt’ cã nghÜa lµ hµm hoÆc biÕn ‘sqt’ kh«ng
®−îc ®Þnh nghÜa. Thay v× gâ l¹i c¶ dßng lÖnh, ®¬n gi¶n lµ ta nhÊn phÝm ↑, c©u
lÖnh bÞ sai ë trªn sÏ ®−îc hiÓn thÞ l¹i. Sö dông phÝm ← (hoÆc dïng chuét) ®Ó di
8
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
chuyÓn con trá ®Õn vÞ trÝ gi÷a ch÷ q vµ ch÷ t råi chÌn vµo ch÷ r sau ®ã nhÊn
enter, kÕt qu¶ lµ:
>>a=(1+sqrt(5))/2 ↵
a=
1.6180
Ta cã thÓ sö dông phÝm nhiÒu lÇn ®Ó t×m c¸c lÖnh ®· gâ tr−íc ®ã. Còng cã thÓ
gäi nhanh l¹i mét c©u lÖnh ®· thùc hiÖn tr−íc ®ã b»ng c¸ch gâ ký tù ®Çu cña
dßng lÖnh råi nhÊn ↑. VÝ dô, ®Ó gäi l¹i chÝnh x¸c lÖnh ë trªn nh− sau:
>>a ↑
1.3.2.2- Xo¸ cöa sæ lÖnh
Sö dông lªnh clc ®Ó xo¸ cöa sæ lÖnh (xo¸ mµn h×nh). LÖnh nµy kh«ng xo¸ néi
dung trong kh«ng gian lµm viÖc Workspace, mµ chØ xo¸ mµn h×nh. Sau khi sö
dông clc ta cã thÓ sö dông phÝm ↑ ®Ó gäi l¹i lÖnh cò.
1.3.2.3- Dõng mét ch−¬ng tr×nh ®ang ch¹y
VÒ nguyªn t¾c cã thÓ dõng mét ch−¬ng tr×nh ®ang ch¹y trong Matlab t¹i bÊt kú
thêi ®iÓm nµo b»ng c¸ch nhÊn tæ hîp phÝm Ctrl + C. Tuy nhiªn, ta vÉn cã thÓ
ph¶i ®îi cho ®Õn khi mét hµm ®ang thùc thi bªn trong hoÆc MEX-file kÕt thóc
ho¹t ®éng cña nã.
1.3.2.4- §Þnh d¹ng sè
C¸c phÐp tÝnh trong Matlab ®−îc thùc hiÖn víi ®é chÝnh x¸c rÊt cao. Ta
cã thÓ ®Þnh d¹ng cho c¸c sè xuÊt ra mµn h×nh tuú theo ý muèn b»ng c¸ch sö
dông lÖnh format. LÖnh nµy chØ ¶nh h−ëng ®Õn viÖc hiÓn thÞ cña c¸c sè mµ
kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn viÖc tÝnh to¸n vµ l−u gi÷ cña Matlab nghÜa lµ kh«ng ¶nh
h−ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c cña phÐp tÝnh.
Ta lÊy vÝ dô víi sè 4/3: t¹i cöa sæ lÖnh gâ vµo dßng lÖnh >>4/3↵
•
format short ( ®©y lµ chÕ ®é mÆc ®Þnh ):
9
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
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
§Ó thay ®æi chÕ ®é ®Þnh d¹ng mÆc ®Þnh ta cã thÓ Preferences tõ menu File,
chän ®Þnh d¹ng sè mong muèn tõ thÎ (tap) General.
Ngoµi c¸c ®Þnh d¹ng sè ë trªn, cßn cã hai ®Þnh d¹ng ®Ó bá ®i hoÆc thªm vµo c¸c
dßng tr¾ng gi÷a c¸c kÕt qu¶ cña lÖnh hoÆc gi÷a c¸c dßng lÖnh:
•
format compact
lÖnh nµy xo¸ bá c¸c dßng tr¾ng lµm cho ta cã thÓ quan s¸t ®−îc nhiÒu th«ng tin
h¬n trªn mµn h×nh hoÆc cöa sæ.
•
format loose sÏ thªm vµo c¸c dßng tr¾ng.
1.3.2.5- Ng¨n kh«ng cho hiÓn thÞ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ra mµn h×nh
NÕu b¹n chØ ®¬n gi¶n lµ gâ vµo mét c©u lÖnh (phÐp tÝnh) vµ nhÊn ↵, Matlab sÏ
tù ®éng hiÓn thÞ kÕt qu¶ cña c©u lÖnh (phÐp tÝnh) ®ã ra mµn h×nh. Tuy nhiªn nÕu
b¹n kÕt thóc dßng lÖnh víi mét dÊu (;) th× Matlab sÏ thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n
10
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
nh−ng kh«ng hiÓn thÞ kÕt qu¶ ra mµn h×nh. §iÒu nµy ®Æc biÖt cã Ých khi thùc
hiÖn tÝnh to¸n víi c¸c vÐc t¬ hoÆc Matlab trËn cã sè phÇn tõ rÊt lín.
1.3.2.6- Dßng lÖnh dµi
NÕu mét c©u lÖnh qu¸ dµi, kh«ng võa trªn mét dßng, ta sö dông mét to¸n tö ba
chÊm (…) sau ®ã nhÊn ↵ ®Ó biÓu thÞ r»ng c©u lÖnh cßn tiÕp tôc ë dßng kÕ tiÕp.
VÝ dô:
s =
1 – 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 ®a cho phÐp trªn mét dßng lµ 4096 ký tù. C¸c kho¶ng tr¾ng (dÊu
c¸ch) xung quanh c¸c dÊu =, +, -, *, /,… lµ tuú ý (kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã)
nh−ng chóng gióp ta dÔ ®äc h¬n.
1.3.3- Kh«ng gian lµm viÖc cña Matlab (Matlab Workspace)
Kh«ng gian lµm viÖc cña Matlab chøa mét tËp c¸c biÕn (c¸c m¶ng ®−îc ®Æt tªn)
mµ b¹n cã thÓ thao t¸c tõ dßng lÖnh cña Matlab. Cã thÓ sö dông lÖnh who vµ
whos ®Ó xem néi dung cña workspace. LÖnh who cho mét danh s¸ch tãm t¾t c¸c
biÕn cßn lÖnh whos cho biÕt c¸c th«ng tin c¶ vÒ kÝch th−íc vµ kiÓu d÷ liÖu. Sau
®©y lµ vÝ dô vÒ lÖnh whos trªn mét workspace chøa 8 biÕn thuéc c¸c kiÓu d÷ liÖu
kh¸c nhau:
whos
Name
Size
4x4
Bytes
128
120
40
Class
A
D
M
S
double array
double array
cell array
3x5
10x1
1x3
628
22
struct array
char array
double array
char array
h
1x11
1x1
n
8
s
1x5
10
11
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
v
1x14
28
char array
Grand total is 93 elements using 984 bytes
§Ó xo¸ tÊt c¶ c¸c biÕn ®ang tån t¹i trong Workspace, gâ >>clear ↵
Matlab cã c¸c lÖnh cho phÐp ng−êi sö dông l−u néi dung cña Workspace ë bÊt
kú thêi ®iÓm nµo trong phiªn lµm viÖc vµ sau ®ã cã thÓ n¹p d÷ liÖu trë l¹i Matlab
trong phiªn lµm viÖc ®ã hoÆc phiªn lµm viÖc sau ®ã. L−u vµ n¹p d÷ liÖu còng cã
thÓ xuÊt nhËp c¸c file d÷ liÖu kiÓu text.
1.3.3.1- L−u kh«ng gian lµm viÖc (Saving the Workspace)
§Ó l−u Workspace, chän lÖnh Save Workspace as tõ menu File hoÆc gâ lÖnh
trùc tiÕp tõ cöa sæ lÖnh. LÖnh l−u d÷ liÖu sÏ l−u néi dung cña Workspace thµnh
mét file nhÞ ph©n cã phÇn më réng lµ .mat. VÝ dô:
>>save data
l−u toµn bé néi dung Workspace vµo file data.mat. NÕu muèn cã thÓ chØ l−u mét
sè biÕn nhÊt ®Þnh b»ng c¸ch ®−a thªm tªn c¸c biÕn vµo sau tªn file:
>>save data x, y, z
chØ l−u c¸c biÕn x, y, z vµo file data.mat.
1.3.3.2- N¹p kh«ng gian lµm viÖc (Loading the Workspace)
LÖnh n¹p sÏ n¹p mét MAT-file ®· ®−îc t¹o ra tr−íc ®ã b»ng lÖnh save. VÝ dô:
>>load data
n¹p néi dung file data.mat vµo kh«ng gian lµm viÖc. NÕu file data.mat chø© c¸c
biÕn a, b, c th× c¸c biÕn nµy sÏ ®−îc ®−a trë l¹ vµo Workspace. NÕu c¸c biÕn nµy
®· tån t¹i trong Workspace th× chóng sÏ bÞ ghi ®Ì.
Trong Windows, n¹p l¹i Workspace cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch chän lÖnh Load
Workspace tõ menu File.
12
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
Ch−¬ng 2 - C¸c menu cña MATLAB
2.1- Menu File
KÝch chuét vµo File hoÆc nhÊn tæ hîp
phÝm Alt-F, xuÊt hiÖn menu xæ chøa c¸c lÖnh
liªn quan ®Õn viÖc t¹o míi, qu¶n lý, g¸n thuéc
tÝnh cho ®èi t−îng (c¸c tËp tin - file) ®· cã
s¾n, thiÕt lËp cÊu h×nh phÇn mÒm....
2.1.1- New (h×nh 2.1): HiÖn menu chøa ba
lÖnh ®Ó t¹o ®èi t−îng míi. §èi t−îng ë ®©y cã
thÓ lµ mét script, mét cöa sæ ®å ho¹ hay mét
m« h×nh m« pháng hÖ thèng.
•
M-file: HiÖn cöa sæ Editor/ H×nh 2.1. Menu File vµ menu con cña
lÖnh New
Debugger (h×nh 1.6). §©y lµ m«i tr−êng b¹n
t¹o míi còng nh− söa ®æi, gì rèi c¸c tËp tin ch−¬ng tr×nh nh− M-file hoÆc MEX-
file hoÆc c¸c ®èi t−îng nµo ®ã ®Ó thùc hiÖn mét nhiÖn vô nµo ®ã. §Ó cã thÓ t¹o
®−îc c¸c tËp tin nµy, b¹n ph¶i dïng ng«n ng÷ lËp tr×nh C hoÆc FORTRAN.
•
Figure (h×nh 2.2): §©y lµ m«i tr−êng ®å ho¹ ®Ó b¹n tù vÏ c¸c ®èi
t−îng hoÆc ®Ó Matlab vÏ c¸c ®å thÞ theo hµm lÖnh b¹n nhËp tõ khung cöa sæ
lÖnh cña MATLAB hoÆc më ®å thÞ cò víi lÖnh Open cña Matlab.
13
H×nh 2.2. Cöa sæ MATLAB Editor/Debuger
H×nh 2.3. Cöa sæ ®å ho¹ cña MATLAB
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
•
Model (h×nh 2.4): Gäi tr×nh Simulink (më cöa sæ th− viÖn khèi
Simulink) phôc vô cho viÖc thiÕt kÕ m« h×nh m« pháng hÖ thèng.
H×nh 2.6. Cöa sæ Simulink vµ cöa sæ th− viÖn Simulink
2.1.2-
Open (h×nh 2.5): Më tËp tin ®å thÞ hoÆc h×nh ¶nh trong cöa sæ
Figure ®Ó xö lý.
•
Trong cöa sæ Matlab Command
windows kÝch: File/Open. XuÊt hiÖn
khung tho¹i Open.
•
Tõ khung tho¹i, gâ ®Þa chØ cña
file vµo « file name, nhÊn open hoÆc kÝch
chän tªn tËp tin cïng kiÓu tËp tin (file
H×nh 2.7. Cöa sæ Open files
14
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
type) muèn më vµ kÝch Open.
2.1.3- Open Selection:
Cã chøc n¨ng më nh÷ng ®èi t−îng ®· chän riªng vµ l−u thµnh mét tËp tin
riªng.
2.1.4- Run Script :
Ch¹y mét ch−¬ng tr×nh ®· l−u thµnh mét tËp tin.
H×nh 2.9. Khung tho¹i Run Script vµ hép tho¹i Browse
•
Trong cöa sæ Matlab Command window kÝch: File/Run Script. Trªn
mµn h×nh xuÊt hiÖn khung tho¹i Run Script (h×nh 2.9).
Go ®Þa chØ vµ tªn tËp tin vµo trong khung nhËp lÖnh Run råi kÝch OK.
§Ó t×m kiÕm c¸c tËp tin ®· l−u trong m¸y, kÝch vµo nót ®Ó duyÖt.
Tõ khung tho¹i Browse chän nguån chøa vµ tªn tËp tin cÇn më råi kÝch
•
•
vµo Open ®Ó vÒ khung tho¹i Run Script víi toµn bé ®−êng dÉn cïng tªn tËp tin
muèn më. KÝch OK.
2.1.5- Load Workspace:
T¶i (load) tËp tin *.mat vµo bé nhí cña
ch−¬ng tr×nh (®−îc gäi lµ Workspace).
•
Trong cöa sæ Matlab Command
Windows kÝch: File/Load Workspace.
Mµn h×nh xuÊt hiÖn khung tho¹i Load
H×nh 2.10. Hép tho¹i Load .mat file
15
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
.mat file.
Tõ khung tho¹i, kÝch chän tªn tËp tin vµ kÝch Open.
•
B¹n cã thÓ dïng lÖnh Load Workspace ®Ó du nhËp c¸c tËp tin tõ nh÷ng nguån
chøa kh¸c nhau b»ng c¸ch còng trong khung tho¹i Load .mat file, kÝch vµo mòi
tªn cña Look in ®Ó t×m nguån chøa, chän
tËp tin muèn du nhËp.
Ghi chó: §Ó cã thÓ du nhËp c¸c tËp tin
kh¸c vµo MTALAB, ®iÒu b¾t buéc lµ c¸c
tËp tin ®ã ph¶i ®−îc so¹n theo hÖ m·
ASCII.
H×nh 2.11. Hép tho¹i Save Workspace as.
2.1.6- Save Workspace as :
L−u c¸c néi dung trong cöa sæ lÖnh cña MATLAB theo Workspace.
•
•
NhËp c¸c lÖnh trong cöa sæ lÖnh cña MATLAB nh− b×nh th−êng.
Tõ menu File, chän Save Workspace as. Mµn h×nh hiÖn khung tho¹i
Save Workspace as (h×nh 2.11).
•
Tõ khung tho¹i, ®¸nh tªn tËp tin muèn l−u (nÕu cÇn thiÕt chän nguån
chøa víi Save in). KÝch Save. Nªn nhí lµ
tËp tin nµy ®−îc l−u theo d¹ng *.mat vµ
còng lµ tËp tin ch−¬ng tr×nh gèc.
2.1.7- Show Workspace :
HiÖn néi dung cña tËp tin Workspace lªn
mµn h×nh b»ng c¸ch tõ menu File, chän
H×nh 2.12. Cöa sæ Workspace Browser
Save Workspace. Trong cöa sæ Save Workspace sÏ hiÖn néi dung cña tËp tin
Workspace ®· ghi.
2.1.8- Show graphics proprty editor (h×nh 2.13):
16
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
HiÖn cöa sæ thay ®æi thuéc tÝnh mÆc
®Þnh cña h×nh ¶nh ®Ó ¸p dông cho tÊt c¶
c¸c h×nh ¶nh sÏ ®−îc thiÕt kÕ sau nµy hoÆc
chØ riªng theo tõng nhiÖm vô.
•
Tõ cöa sæ lÖnh MATLAB kÝch :
File/Show Graphics Property Editor.
Mµn h×nh xuÊt hiÖn cöa sæ Show Graphics
Property Editor.
H×nh 2.13. Cöa sæ Graphics Property Editor
•
Chän thuéc tÝnh cÇn thay ®æi vµ
kÝch Close. ThÝ dô, thay ®æi thuéc tÝnh Echo tõ mÆc ®Þnh lµ on thµnh off
2.1.9- Show GUI Layout Tool (h×nh 2.14):
HiÓn thÞ danh môc c¸c c«ng cô phôc vô cho viÖc thiÕt kÕ giao diÖn ng−êi dïng
®å ho¹ GUI (Graphical User Interface) trong cöa sæ Guide Control Panel. Tõ cöa
sæ nµy, b¹n cã thÓ thªm c¸c biÓu t−îng c«ng cô tù t¹o míi, g¸n biÓu t−îng biÓu
t−îng c«ng cô vµo ®èi t−îng ®Ó thùc hiÖn nhanh b»ng c¸ch kÝch chän biÓu t−îng
trong khung biÓu t−îng Guide Tool ®Ó hiÖn th«ng tin vµ tõ ®©y g¸n nh·n còng
nh− c¸c thuéc tÝnh kh¸c cho c«ng cô võa chän vµ kÝch Apply.
H×nh 2.14. Cöa sæ Guide Control Panel vµ Guide Menu Editor
2.1.10-
Set Path:
17
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
G¸n tËp tin vµo th− môc bÊt kú trong MATLAB.
•
Tõ menu File chän Set Path. Mµn h×nh hiÖn cöa sæ Path Browser. Cöa
sæ nµy liÖt kª c¸c danh s¸ch c¸c ®−êng dÉn th− môc n»m trong khung cöa bªn
tr¸i vµ danh s¸ch tªn tËp tin n»m bªn ph¶i.
•
Chän tªn ®−êng dÉn th− môc trong khung cöa sæ Path vµ chän tªn tËp
tin muèn thay ®æi vÞ trÝ chøa trong khung cöa sæ hoÆc ®¸nh trùc tiÕp vµo khung
nhËp lÖnh Current Directory.
•
Tõ menu File cña cöa sæ Path Browser, chän Save ®Ó l−u nh÷ng thay
®æi.
2.1.11- Preferenes:
HiÖn khung tho¹i víi 3 tuú
chän ®Ó ng−êi sö dông cã
thÓ thay ®æi tham sè cho
phï hîp nhiÖm vô.
•
General:
HiÖn
khung tho¹i ngay khi kÝch
chän lÖnh Preferences tõ
menu File cña khung cöa sæ
lÖnh MATLAB. KÝch chän
c¸c lo¹i tham sè muèn thay
®æi hoÆc g¸n thªm vµ kÝch OK.
H×nh 2.16. Cöa sæ Preferences, thÎ General
•
Command Windows Font: HiÖn khung danh môc font cïng thuéc
tÝnh ®Ó ng−êi sö dông thay ®æi font mÆc ®Þnh thµnh font quen thuéc.
Copy Options : HiÖn khung th«ng tin ®Ó ng−êi sö dông tuú chän ®Þnh
d¹ng ®èi t−îng muèn sao chÐp.
•
8
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
2.1.12- Print Setup :
HiÖn khung tho¹i Print cïng
c¸c chøc n¨ng phô liªn quan ®Õn
viÖc in Ên (h×nh 2.18).
2.1.13- Exit MATLAB ( Ctrl +
Q ):
Tho¸t
khái
ch−¬ng
tr×nh
H×nh 2.18. Cöa sæ Print setup
MATLAB ®Ó vµ trë vÒ Windows
2.2- Menu Edits:
HiÖn menu con chøa c¸c lÖnh liªn quan ®Õn viÖc xö lý c¸c
®èi t−îng (h×nh 2.19).
2.2.1-
Undo: Huû lÖnh hoÆc thao t¸c ®· thùc hiÖn
tr−íc ®ã. Sau khi chän lÖnh Undo ®Ó huû lÖnh, lÖnh sÏ ®æi
H×nh 2.19. Menu Edit
19
Gi¸o tr×nh Matlab vµ øng dông
thµnh Redo ®Ó ng−êi sö dông kh«i phôc nh÷ng g× ®· huû tr−íc ®ã víi lÖnh
Undo.
2.2.2-
Cut (Ctrl +X):
Xo¸ t¹m thêi ®èi t−îng trong khung cöa sæ lÖnh hiÖn hµnh vµ ®−a vµo bé nhí
®Öm cña ch−¬ng tr×nh, sau ®ã cã thÓ d¸n ®èi t−îng trë l¹i vµo vÞ trÝ ®−îc chän.
§èi t−îng ®−îc c¾t cã thÓ lµ mét c«ng thøc, mét chuçi ký tù, hµm lÖnh…
•
Chän ®èi t−îng muèn c¾t trong khung cöa sæ lÖnh MATLAB vµ Ên
Ctrl + X hoÆc chän Cut tõ menu Edit. §èi t−îng sÏ t¹m biÕn mÊt t¹i vÞ trÝ hiÖn
hµnh.
•
Chän vÞ trÝ cÇn d¸n råi nhÊn Ctrl + V hoÆc Paste. §èi t−îng sÏ ®−îc
d¸n vµo vÞ trÝ ®· chän.
2.2.3-
Copy (Ctrl + C):
Sao chÐp ®èi t−îng trong khung cöa sæ lÖnh MATLAB vµ sau ®ã d¸n vµo vÞ trÝ
®· chän. §èi t−îng ®−îc Copy cã thÓ lµ mét c«ng thøc, mét chuçi ký tù, hµm
lÖnh…
•
Chän ®èi t−îng cÇn Copy t¹i cöa sæ lÖnh MATLAB vµ sau ®ã Ên Ctrl
+ C hoÆc Copy.
•
Chän vÞ trÝ cÇn copy ®Õn vµ Ên Ctrl + V hoÆc chän Paste tõ menu Edit.
Paste (Ctrl + V):
2.2.4-
D¸n ®èi t−îng ®· ®−îc Cut hoÆc Copy vµo vÞ trÝ ®· chän. Ngoµi ra, b¹n cßn cã
thÓ dïng lÖnh Paste cña MATLAB ®Ó d¸n c¸c ®èi t−îng kh¸c vµo MATLAB.
2.2.5- Clear: Xo¸ ®èi t−îng ®· ®−îc chän trong khung cöa sæ MATLAB.
2.2.6- Select All: Chän toµn bé néi dung trong khung cöa sæ lÖnh cña
MATLAB.
2.2.7- Clear Session:
20
Tải về để xem bản đầy đủ
98 trang
19221
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Matlab và ứng dụng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_matlab_va_ung_dung.pdf
