THUYẾT MINH ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG: MATLAB TÌM HIỂU VÀ ỨNG DỤNG

MATLAB là một bộ phần mềm dùng để tính toán các bài toán kỹ thuật, được viết bằng ngôn ngữ C do hãng Math Works Inc sản xuất . Nó được tạo trên cơ sơ những phần mềm do các nhà lập trình của các dự án LINPACK và EISPACK viết ra bằng ngôn ngữ Fortran dùng cho việc thực hiện các phép tính và thao tác ma trận.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THUYẾT MINH ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG: MATLAB TÌM HIỂU VÀ ỨNG DỤNG THUYẾT MINH ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG: MATLAB TÌM HIỂU VÀ ỨNG DỤNG Tr−êng ®¹I häc giao th«ng vËn t¶I thuyÕt minh ®Ò tµI nghiªn cøu khoa häc cÊp tr−êng matlab t×m hiÓu vµ øng dông gi¶i mét sè bµi to¸n kÜ thuËt M· sè : T2001- CK- 08 Th.S NguyÔn B¸ NghÞ Ng−êi thùc hiÖn : K.S NguyÔn v¨n Chung K.S Ph¹m thÕ Minh §¬n vÞ : Bé m«n KÜ thuËt m¸y Khoa C¬ khÝ HANOI - 2002 môc lôc PhÇn 1 Giíi thiÖu vÒ Matlab 1. B¾t ®Çu víi Matlab 2. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n a. C©u lÖnh vµ biÕn b. C¸c phÐp to¸n c. Sè dïng trong Matlab d. NhËp sè liÖu tõ bµn phÝm e. In kÕt qu¶ ra mµn h×nh f. Ma trËn g. Sè phøc vµ ma trËn phøc 3. C¸c hµm to¸n häc a. C¸c hµm l−îng gi¸c b. C¸c hµm to¸n s¬ cÊp 4. C¸c thao t¸c ®Æc biÖt trªn ma trËn 5. Thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh trªn ma trËn a. C¸c phÐp tÝnh trªn ma trËn b. C¸c phÐp tÝnh phÇn tö - phÇn tö cña ma trËn 6. C¸c hµm thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh vÒ ®a thøc 7. C¸c hµm ph©n tÝch d÷ liÖu 8. Hµm cña hµm a. Hµm tÝch ph©n sè b. Hµm t×m nghiÖm ph−¬ng tr×nh phi tuyÕn vµ c¸c hµm tèi −u c. Hµm gi¶i ph−¬ng tr×nh vi ph©n 9. C¸c to¸n tö ®iÒu khiÓn 10. C¸c lo¹i file trong Matlab 11. Xö lÝ tÝn hiÖu 12. VÏ ®å thÞ PhÇn 2 øng dông Matlab gi¶i mét sè bµi to¸n kÜ thuËt 1. Bµi to¸n vÒ m¹ch ®iÖn 2. Gi¶i bµi to¸n ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng 3. Gi¶i bµi to¸n c©n b»ng m¸y 4. TÝnh thiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng 5. TÝnh søc bÒn trôc 6. TÝnh dao ®éng a. TÝnh dao ®éng hÖ mét bËc tù do b. TÝnh dao ®éng hÖ hai bËc tù do c. X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng cña hÖ nhiÒu bËc tù do KÕt luËn tµi liÖu tham kh¶o Giíi thiÖu MATLAB lµ mét bé phÇn mÒm dïng ®Ó tÝnh to¸n c¸c bµi to¸n kÜ thuËt, ®−îc viÕt b»ng ng«n ng÷ C do h·ng Math Works Inc. s¶n xuÊt. Nã ®−îc t¹o trªn c¬ së nh÷ng phÇn mÒm do c¸c nhµ lËp tr×nh cña c¸c dù ¸n LINPACK vµ EISPACK viÕt ra b»ng ng«n ng÷ Fortran dïng cho viÖc thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh vµ thao t¸c trªn ma trËn. Tªn cña phÇn mÒm MATLAB lµ ch÷ viÕt t¾t cña ‘ matrix laboratory’ cã nghÜa lµ ‘ph−¬ng ph¸p ma trËn’. §Õn khi thùc hµnh sö dông phÇn mÒm ta sÏ thÊy mçi phÇn tö c¬ b¶n cña MATLAB lµ mét ma trËn. MATLAB liªn tôc ®−îc bæ sung vµ hoµn thiÖn. Thêi gian gÇn ®©y h·ng s¶n xuÊt ®· cho ra phiªn b¶n míi nhÊt lµ MATLAB 6.0. Matlab lµ mét phÇn mÒm rÊt m¹nh, cho phÐp gi¶i rÊt nhanh c¸c bµi to¸n ph©n tÝch sè liÖu, tÝnh to¸n ma trËn, xö lÝ tÝn hiÖu, m« pháng vµ t¹o vÏ ®å thÞ ... LÝ do v× Matlab ®· cã mét lo¹t c¸c hµm chuyªn gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò ®ã ®−îc ®Æt trong Toolbox. Thªm n÷a, Matlab l¹i rÊt dÔ sö dông: nã kh«ng cÇn khai b¸o biÕn, c¸c c©u lÖnh ®−îc viÕt rÊt gÇn gòi nh− khi viÕt c¸c biÓu thøc to¸n häc, tiÕt kiÖm rÊt nhiÒu thêi gian cho viÖc lËp tr×nh. Mét ®Æc ®iÓm næi bËt n÷a cña Matlab lµ nã cã kh¶ n¨ng më réng: ng−êi sö dông cã thÓ tù s¸ng t¹o nh÷ng file hµm ®Æt vµo Toolbox ®Ó thùc hiÖn gi¶i nh÷ng ba× to¸n trong lÜnh vùc chuyªn m«n cña m×nh. Sau mét thêi gian tù t×m hiÓu vµ øng dông chóng t«i thÊy r»ng MATLAB lµ mét phÇn mÒm rÊt thÝch hîp cho viÖc gi¶i c¸c bµi to¸n kÜ thuËt trong nhiÒu lÜnh vùc. §Æc biÖt trong c¸c tr−êng §¹i häc kÜ thuËt nã cã thÓ gióp cho c¸c c¸n bé nghiªn cøu vµ sinh viªn cã ®−îc mét c«ng cô s¾c bÐn ®Ó n©ng cao n¨ng lùc tÝnh to¸n, tiÕt kiÖm thêi gian lËp tr×nh. §ã lµ lÝ do ®Ó nhãm nghiªn cøu chóng t«i m¹nh d¹n thùc hiÖn ®Ò tµi cã tÝnh chÊt t×m hiÓu, giíi thiÖu vµ thö øng dông nµy. giíi thiÖu vÒ matlab PhÇn 1 1. B¾t ®Çu víi Matlab Sau khi bËt m¸y tÝnh, ®Ó khëi ®éng Matlab, tõ mµn h×nh Destop, nh¾p ®óp trá chuét tr¸i vµo biÓu t−îng cña Matlab. trªn mµn h×nh sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ Command Window nh− h×nh d−íi ®©y: H×nh 1 B¹n còng cã thÓ vµo Matlab b»ng c¸ch trªn mµn h×nh Destop bÊm chän Start \ Program \ Matlab5.3 kÕt qu¶ mhËn ®−îc còng nh− trªn. Ta cã thÓ trùc tiÕp thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh to¸n vµ ch¹y c¸c ch−¬ng tr×nh trªn cöa sæ Command Window nµy. VÝ dô 1: CÇn ttùc hiÖn phÐp tÝnh 201+191x32/44, tõ dÊu nh¾c trªn Command Window ta gâ vµo nh− sau: >> 201+191*32/44 BÊm Enter, kÕt qu¶ cho nh− d−íi ®©y: ans = 339.9091 H×nh 2 lµ h×nh ¶nh b¹n thÊy trªn mµn h×nh. H×nh 2 VÝ dô 2: NÕu b¹n muèn vÏ ®å thÞ hµm sè y=5sinx+2cos2x+0,2x víi biÕn x ch¹y tõ -10 ®Õn 10, gia sè cña x lµ 0,1, trªn Command Window b¹n cã thÓ gâ vµo c¸c lÖnh nh− ®−îc thÓ hiÖn trong h×nh 3 d−íi ®©y: H×nh 3 Sau khi bÊm Enter ë dßng lÖnh cuèi cïng, ch−¬ng tr×nh ch¹y vµ cho kÕt qu¶ lµ ®å thÞ nh− trong h×nh 4. H×nh 4 NÕu muèn l−u gi÷ ch−¬ng tr×nh vÏ ®å thÞ trªn ®Ó cã thÓ tu söa hoÆc ch¹y nhiÌu lÇn, b¹n h·y viÕt mét file ch−¬ng tr×nh ( gäi lµ M. file) nh− sau: trªn cöa sæ Command Window bÊm chän File \ New \ M-file (h×nh 5): H×nh 5 trªn mµn h×nh sÏ xuÊt hiÖn mét cöa sæ so¹n th¶o Editor/ Debugger víi tªn file lµ [Untitled1] nh− trªn h×nh 6 d−íi ®©y: H×nh 6 ViÕt ch−¬ng tr×nh vÏ ®å thÞ trªn mµn h×nh so¹n th¶o ®ã ( H×nh 7). H×nh 7 Khi viªt xong ta ®Æt tªn cho file vµ cÊt nã b»ng c¸ch bÊm chän File \ Save as trªn mµn h×nh Editor / Debugger ( H×nh 8). Cöa sæ Save as xuÊt hiÖn (h×nh 9): ta gâ H×nh 8 tªn file, vÝ dô dothi vµo « File name råi bÊm chän Save. Ch−¬ng tr×nh sÏ ®−îc tù ®éng cÊt vµo th− môc Work cña Matlab víi tªn lµ dothi vµ víi ®u«i mÆc ®Þnh lµ .m ( file võa cÊt sÏ lµ dothi.m). » H×nh 9 §Ó ch¹y ch−¬ng tr×nh trong file nµ ...