View
220
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
MATLAB ÖÙNG DUÏNG
THIEÁT KEÁ –ÑIEÀU KHIEÅN
Th.S Nguyeãn Taán Phuùc.
Email: phucnt@hcmuaf.edu.vn
Tel:0126.7102772.
Fb: gv dhnl phuctannguyen
TAØI LIEÄU HOÏC TAÄP
1.SLIDE BAØI GIAÛNG .
2.SAÙCH MATLAB CÔ SÔÛ.
ÑAÙNH GIAÙ HK HEØÙ
1.Thöïc haønh Treân lôùp : 10%.
2. kiểm tra : 10%.
2.Thi cuoái kyø : 80%.
Thôøi gian : 19/7 - 10/8/2016.
NỘI DUNG
PHẦN I: MATLAB CĂN BẢN.
PHẦN II: LẬP TRÌNH TRONG
MATLAB.
PHẦN III: GUIDE TRONG MATLAB -
ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN.
PHẦN I- MATLAB
CAÊN BAÛN
MATLAB CAÊN BAÛN
I. BIEÅU THÖÙC (EXPRESSION)
Bieán soá ( variables)
Soá (Numbers)
Toaùn töû ( Operaters)
Haøm ( Functions)
- toái ña 19 kyù töï coù nghóa
- phaân bieät giöõa chöõ hoa vaø chöõ thöôøng.
- baét ñaàu baèng moät töø theo sau laø töø hay soá
hoaëc daáu (_).
- bieán toøan cuïc (global) taùc duïng trong
toøan chöông trình.
- bieán cuïc boä (local) taùc duïng trong noäi taïi
haøm (function)
- moät soá bieán ñaëc bieät: pi, ans,…
Bieán (Variables)
Kieåm tra bieán (who vaø whos)
Xoùa bieán (clear vaø clear all)
DATA TYPES
Int8,uint8,int16,int32…số nguyeân interger.
Single,double: kiểu số thực.
Logical: kieåu true,false.
Char: kieåu kyù töï.
String: kieåu kyù töï.
Array: a(1),a(0),….
Ví duï:
Str=‘hello world’;
Str(2)=‘ e’.
DATA TYPES CONVERSION
Char(): chuyeån sang kieåu kyù töï.
Int2str(): chuyeån soá sang chuoãi.
Num2str(): chuyeån integer sang chuoãi
Str2num(): chuoåi sang soá.
Num2bin(): soá sang maõ nhò phaân.
Dec2bin(): chuyeån soá sang nhò phaân
Ischar(): kieåm tra phaûi kyù töï.
Isinteger():kiem tra so nguyen
Islogical():kiem tra bien logic.
Matlab command
Clc: xoùa maøn hình.
Clear all: xoùa taát caû caùc bieán.
Global: khai baùo bieán toaøn cuïc.
Quit: thoaùt matlab.
Who: lieät keâ taát caû bieán hieän coù
Whos: lieät keâ bieán , kieåu bieán.
INPUT, OUTPUT COMMAND
Disp: hieån thò ra comand matlab.
Input: nhaän döõ lieäu töø command matlab.
sprintf: dinh dang chuoi xuat ra man hinh.
Format : dinh dang döõ lieäu .
Caùc kieåu döõ lieäu format:
Short,long,short e,long e,rat…
MATLAB CAÊN BAÛN
1. Soá (Numbers)
format (ñònh daïng)
Taát caû nhöõng con soá ñeàu ñöôïc löu kieåu ñònh daïng (format)
Duøng haøm format ñeå ñònh daïng kieåu soá:
>> b=3/26;
>> format long; b
b =
0.11538461538462
>> format short e; b
b =
1.1538e-001
>> format bank; b
b =
0.12
>> format short eng; b
b =
115.3846e-003
>> format hex; b
b =
3fbd89d89d89d89e
>> format +; b
b =
+
>> format rat; b
b =
3/26
>> format short; b
b =
0.1154
>> format long eng; b
b =
115.384615384615e-003>>
MATLAB CAÊN BAÛN
2. Toaùn töû (operaters) (+, -, *, /, \,^,’)
Caùc bieán khoâng caàn khai baùo tröôùc.
Caùc kyù töï thöôøng vaø in laø phaân bieät.
Keát thuùc caâu leänh vôùi ‚;‛ khoâng hieån thò keát quûa caâu
leänh.
Bieán maëc nhieân ‚ans‛ .
Thứ tự tính toan nhu thong thuong:nhaân chia tröôùc ,
coäng tröø sau..
To¸n tö quan hÖ ý nghÜa
< Nhá h¬n vd A<B
> Lín h¬n vd A>B
<= Nhá h¬n hoÆc b»ng A<=B
>= Lín h¬n hoÆc b»ng A>=B
== B»ng vd A==B
~= Kh«ng b»ng vd A~=B
2. Toaùn töû (operaters) (+, -, *, /, \,^,’)
To¸n tö logic ý nghÜa
& Vµ vd A&B
| HoÆc vd A|B
~ §¶o vd ~A
Toaùn töû (operaters)
operator Miêu tả
+ Phép cộng
- Trừ
* nhân
.* Nhân ma trận
/ chia
./ Chia phải 2 ma trận
^ Lũy thừa
.^ Lũy thừa ma trận
‘ Tranpose
operators
MATLAB CAÊN BAÛN
3. Haøm cô baûn (basis functions) abs, sqrt, exp, sin,…
Tên hàm ý nghĩa
Sin Hàm sin
Cos Hàm cos
Tan Hàm tan
Asin acsin
Acos accos
Atan arctg
Exp Hàm e mũ
Log Logarit co so e
log10 Logarit co so 10
sqrt(x) Can bac 2
MA TRAÄN TRONG MATLAB
Cách Khai báo ma trận:
A=[2 3;4 5];
B=[2 3 4;4 5 6;6 7 8].
‚;‛ coù nghóa laø chuyeån sang haøng keá tieáp.
‚,‛ hay ‚ ‚ phaân caùch giöõa caùc phaàn töû.
>> t = 1:5
t =
1 2 3 4 5
>> row = A(1,:)
row =
1 2 3
>> col = A(:,1)
col =
1
4
7
>> 1: 0.3:2
ans =
1 1.3000 1.6000 1.9000
MA TRAÄN TRONG MATLAB
Pheùp tính Chuù thích
+, - Coäng hoaëc tröø hai ma traän cuøng kích thöôùc
A*B Nhaân hai ma traän A vaø B
A/B Chia hai ma traän (chia phaûi) A vaø B
A\B Chia traùi hai ma traän B vaø A
A.*B Nhaân töøng phaàn töû cuûa hai ma traän A vaø B
A./B Chia töøng phaàn töû cuûa hai ma traän A vaø B
A.\B Chia töøng phaàn töû cuûa hai ma traän B vaø A
.^ Muõ cho töøng phaàn töû cuûa maûng
>> A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]
A =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
>> A(2,3)=10
A =
1 2 3
4 5 10
7 8 9
>> B=A(2,1)
B =
4
>> C=[-4 2 3;1 2 1;2 5 6]
C =
-4 2 3
1 2 1
2 5 6
>> D=[A C]
D =
1 2 3 -4 2 3
4 5 10 1 2 1
7 8 9 2 5 6
>> D(5)
ans =
5
>> D(4,5)
??? Index exceeds matrix dimensions.
>> X=D
X =
1 2 3 -4 2 3
4 5 10 1 2 1
7 8 9 2 5 6
>> X(2,6)
ans =
1
>> X(2,:)
ans =
4 5 10 1 2 1
MA TRAÄN TRONG MATLAB
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Ñoà hoïa trong Matlab
Caây thö muïc quaûn lyù ñoái töôïng trong Matlab:
Uicontrol Uimenu Uicontextmenu
Image Light Line Patch Text Surface Rectangle
Figure
Axes
Böôùc MATLAB code
1. Chuaån bò döõ lieäu X= 0:0.1:2*pi;
Y= sin(X)=f(x).
2. Choïn cöûa soå vaø vò trí cuûa ñoái
töôïng ñoà hoïa trong cöûa soå.
figure(‘Name’,’Hinh sine’);
subplot(2,2,1);
3. Goïi haøm veõ ñoà thò h = plot(X,Y);
4. Xaùc ñònh thuoäc tính cho hình
nhö kieåu ñöôøng, maøu saéc, …
set(h, ‘LineStyle’,’-
‘,’Color’,’r’)
5. Xaùc ñònh caùc thuoäc tính cuûa axis,
axes, löôùi veõ, …
axis([-1 6 -1.2 1.2]);
grid on;
6. Chuù thích cho ñoà thò: labels,
legend, text, …
xlabel(‘X’);
ylabel(‘Y=SIN(X)’);
title(‘Ñoà thò hình sine’);
7. Xuaát keát quaû
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Caùc leänh veõ cô baûn:
Teân haøm Moâ taû haøm
plot Veõ döõ lieäu 2D vôùi tæ leä tuyeán tính cho caùc truïc toïa ñoä
plot3 Veõ döõ lieäu 3D vôùi tæ leä tuyeán tính cho caùc truïc toïa ñoä
line Veõ ñöôøng thaúng ñi qua caùc ñieåm döõ lieäu
loglog Veõ vôùi tæ leä logarithmic cho caùc truïc toïa ñoä
semilogx Veõ vôùi tæ leä logarithmic cho truïc x vaø tæ leä tuyeán tính cho
truïc y
semilogy Veõ vôùi tæ leä logarithmic cho truïc y vaø tæ leä tuyeán tính cho
truïc x
plotyy Veõ ñoà thò vôùi truïc y ôû beân traùi vaø beân phaûi
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Leänh plot
Cuù phaùp Moâ taû
plot(Y)
Veõ ñoà thò vôùi hoaønh ñoä laø chæ soá
cuûa phaàn töû, tung ñoä laø giaù trò cuûa
phaàn töû töông öùng
plot(X1,Y1,...)
Veõ ñoà thò baèng caùch söû duïng caùc
ñöôøng thaúng noái töøng caëp döõ lieäu
X1(i) vaø Y1(i)
plot(X1,Y1,LineSpec,...) Veõ ñoà thò vaø ñònh tính chaát cho taát
caû caùc ñöôøng thaúng
plot(...,'PropertyName',PropertyValue,...) Veõ coù ñònh tính chaát cho caùc ñoái
töôïng
h = plot(...) Traû veà giaù trò quaûn lyù ñoái töôïng veõ
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
t = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(t);
y2 = sin(t-0.25);
y3 = sin(t-0.5);
plot(t,y,'-',t,y2,'--',t,y3,':')
Kí hieäu Kieåu ñöôøng Ví duï
- solid line (Maëc
ñònh)
-- dashed line
: dotted line
-. dash-dot line
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
LineWidth: plot(X,Y,’LineWidth’,2)
Giaù trò
LineWidth
1 3 5
Hình
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Color: plot(X,Y,’Color’,[0.1 0.5 0.7]), plot(X,Y,’Color’,’y’)
Caùch khai baùo giaù trò maøu cho ñoái töôïng trong Matlab
o Nhaäp giaù trò maøu RGB laø vector haøng 3 phaàn töû
o Nhaäp teân cuûa maøu
0 2 4 6 8 10 12 14 0
1
2
3
4
5
6
7
8
x = 0:pi/15:4*pi;
y1 = exp(2*cos(x));
y2 = exp(2*sin(x));
plot(x,y1,'-*r',x,y2,'-.og','linewidth',2)
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Marker: plot(X,Y,’o’)
Moät soá loaïi Marker:
Kí hieäu YÙ nghóa
+ Daáu coäng
o Hình troøn
* Daáu hoa thò
. Ñieåm
x Daáu cheùo nhau
s Hình vuoâng
d Hình thoi
^ Tam giaùc treân
v Tam giaùc döôùi
> Tam giaùc beân phaûi
< Tam giaùc beân traùi
p Sao naêm caïnh
h Sao saùu caïnh
Kí hieäu YÙ nghóa
MarkerEdgeColor
Ñònh giaù trò maøu
cho ñöôøng vieàn
cuûa Marker
MarkerFaceColor
Ñònh giaù trò maøu
cho beà maët cuûa
Marker
MarkerSize Ñònh ñoä lôùn cho
Marker
0 2 4 6 8 10 12 14 0
1
2
3
4
5
6
7
8
x = 0:pi/15:4*pi; y = exp(2*cos(x));
plot(x,y,'r+')
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Moät soá leänh phuï trôï trong ñoà hoïa
Leänh Giaù trò Moâ taû
grid on, off Baät hay taét löôùi veõ
hold on, off Giöõ laïi taát caû caùc ñoái
töôïng veõ
axes Taïo heä truïc toïa ñoä
axis [Xmin Xmax Ymin Ymax] Ñònh giaù trò giôùi haïn
cho caùc truïc toïa ñoä
Xlabel, Ylabel Chuoãi kí töï Ghi chuù caùc truïc toïa
ñoä
Legend Chuoãi kí töï Ghi chuù caùc döõ lieäu
Title Chuoãi kí töï Ñònh tieâu ñeà cho hình
veõ
cla Xoaù taát caû ñoái töôïng
treân axes
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Leänh Line
Cuù phaùp Moâ taû
line(X,Y) Veõ ñoaïn thaúng ñi qua caùc
ñieåm döõ lieäu trong maët
phaúng OXY
line(X,Y,Z) Veõ ñoaïn thaúng ñi qua caùc
ñieåm döõ lieäu trong maët
phaúng OXYZ
line(X,Y,Z,'PropertyName',PropertyValue,...) Ñònh giaù trò cho caùc thuoäc
tính cuûa ñoái töôïng
h = line(...) Traû veà giaù trò cuûa bieán quaûn
lyù ñoái töôïng
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
Leänh Line
clear all; clc; close all;
t = 0:pi/20:2*pi;
hline1 = plot(t,sin(t),'g','LineWidth',2);
hline2 = line(t+.6,sin(t),'LineWidth',4,'Color',[.5 .2 .2]);
set(gca,'Children',[hline1 hline2])
0 1 2 3 4 5 6 7 -1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
ÑOÀ HOÏA TRONG MATLAB
PHẦN II- LAÄP
TRÌNH TRONG
MATLAB
LẬP TRÌNH VỚI MATLAB
Laäp trình vôùi Matlab
Scripts
Laø hình thöùc ñôn giaûn nhaát cuûa M-file, noù khoâng coù
thoâng soá vaøo vaø ra. Laø taäp hôïp caùc leänh vaø haøm cuûa
Matlab. Taát caû caùc bieán taïo ra trong Scripts ñeàu coù theå
söû duïng sau khi Scripts keát thuùc.
-----------------------------------------------------------------
M-file: vidu.m
x= 0:0.01:2*pi;
y=sin(x);
plot(x,y)
function
Laø Scripts tuy nhieân coù theâm ñoái soá vaøo (input
arguments) vaø ñoái soá ñaàu ra (output argument). Taát caû
caùc bieán hoaït ñoäng trong moät Workspace rieâng. Bieán
trong function chæ laø bieán cuïc boä.
-----------------------------------------------------------------
M-file: doido.m
function rad = doido(do)
rad=do*pi/180;
Matlab cho pheùp laäp trình theo hai hình thöùc: SCRIPTS vaø function
MATLAB CAÊN BAÛN
8. Laäp trình vôùi Matlab
Hình thöùc khai baùo haøm
- Töø khoaù function baét buoäc phaûi khai baùo.
- Thoâng soá ñaàu ra: neáu coù nhieàu giaù trò traû veà, caùc thoâng soá naøy ñöôïc ñaët trong
daáu ‚[ ]‛. Neáu khoâng coù giaù trò traû veà ta coù theå ñeå troáng hay ñeå daáu [].
- Teân haøm
-Thoâng soá ñaàu vaøo ñöôïc khai baùo trong daáu ()
- Bieán toaøn cuïc vaø ñòa phöông
Ví duï1 : laäp trình 1 haøm coäng , luu file cong.m de tinh
toång 2 soá.
function tong = cong(x,y)
Tong = x+y;
End.
Vidu 2: Lập hàm tính toán nhiều thông số đầu ra tính
công , tru ,nhan, chia cho 2 so x,y
Function [a,b,c,d]= pheptoan(x,y);
MATLAB CAÊN BAÛN
8. Caáu truùc ñieàu kieän
Caáu truùc ñieàu kieän: if
if (bieåu thöùc logic)
nhoùm leänh
end
if (bieåu thöùc logic)
nhoùm leänh 1
else
nhoùm leänh 2
end
Toaùn töû YÙ nghóa
< Nhoû hôn
<= Nhoû hôn hoaëc baèng
> Lôùn hôn
>= Lôùn hôn hoaëc baèng
== Baèng nhau
~= Khoâng baèng
MATLAB CAÊN BAÛN
8. Caáu truùc ñieàu kieän
Caáu truùc ñieàu kieän: if…end
if (bieåu thöùc logic)
nhoùm leänh 1
elseif
nhoùm leänh 2
else
nhoùm leänh 3
end
Ví duï:
Tìm nghieäm phöông trình baäc 2 nhaäp vaøo a,b,c.
%tim nghiem phuong trinh bac 2
% lap trinh th.s nguyen tan phuc
a=input('nhap a ');
b=input('nhap b ');
c=input('nhap c ');
delta=b^2-4*a*c;
if delta<0
disp(' vo nghiem ');
elseif delta ==0
disp(' nghiem ');
disp(-b/(2*a));
else
disp(' nghiem 1 ');
disp((-b+sqrt(delta))/2);
disp(' nghiem 2 ');
disp((-b-sqrt(delta))/2);
end
MATLAB CAÊN BAÛN
8. Caáu truùc ñieàu kieän
Caáu truùc ñieàu kieän: switch … case
switch (bieåu thöùc ñieàu kieän)
case (giaù trò 1 bieåu thöùc)
nhoùm leänh 1
otherwise
nhoùm leänh 2
end
Ví duï: taïo moät menu löïa choïn
chon = input(‘Nhap vao lua chon cua ban, chon= ’)
Switch chon
case 1
disp(‘ menu ve do thi ’);
case 2
disp(‘ menu noi suy da thuc ’);
otherwise
disp(‘thoat khoi chuong trinh ’);
end
MATLAB CAÊN BAÛN
8. Caáu truùc laëp coù ñieàu kieän
Caáu truùc laëp coù ñieàu kieän: while
while (bieåu thöùc ñieàu kieän)
nhoùm leänh
end
Ví duï: yeâu caàu nhaäp vaøo giaù trò cho bieán x.
vieäc nhaäp chæ keát thuùc khi x coù giaù döông
a= input(‘Nhap vao gia tri a: ’)
while a<=0
disp(‘a lon hon khong ’);
a= input(‘Nhap vao gia tri a: ’)
end
Tính toång cuûa chuoãi:
% tính tong chuoi tu o den n..
n=input('nhap n ');
i=0;
tong=0;
while (i<=n)
tong=tong+1/(i^2+1);
i=i+1;
end
disp('tong ');
disp(tong);
MATLAB CAÊN BAÛN
9. Caáu truùc laëp
Caáu truùc laëp: for
for bieán = bieåu thöùc
nhoùm leänh
end
1.Vieát chöông trình nhaäp soá n vaø tính toång
töø 1 ñeán n.
2. Viết chương trình nhập vào n số, in ra số
lớn nhất, số bé nhất.
LÖnh break : T¸c dông ®iÒu khiÓn chương tr×nh nh¶y ra khái
vßng lÆp for.. hay while… gÇn nã nhÊt.
Continue: thực thi tiếp cac lệnh sau vong lặp.
Biến toàn cục : global x,y,z..có gi trị trong tất cả chương
trinh.
Lưu ý: các biến khai báo trong hàm chỉ có giá trị cục bộ trong
hàm ..
PHẦN III- TAÏO GIAO DIEÄN TRONG
MATLAB
---------
GUIDE IN MATLAB
1.MỞ PHẦN MỀM
Mở phần mềm, gõ lệnh sau vào command>>guide
Blank GUI (Default): Hộp thoại GUI trống không có điều khiển unicontrol
nào cả.
* GUI With Unicontol: Hộp thoại GUI với vài unicontrol như button,…,
chương trình có thể chạy ngay.
* GUI With Axes Menu: Hộp thoại với một unicontrol axse và button,
các menu để hiển thị đồ thị.
* Modal Question Dialog: Hộp thoại đặt câu hỏi Yes, No.
Create New GUI: Tạo một hộp thoại GUI mới:
Open Existing GUI: mở hộp thoại project có sẵn
• Push Button: giống như nút command button trong VB. Là các nút
bấm như nút OK,Cancel,..
Slider: Thanh trược có một con trược chạy trên đó.
Radio Button: Nút nhỏ hình tròn để lựa chọn (Options)
Các nút điều khiển khác:
Check Box, Edit Text, Static Text, Pop-up Menu, List Box, Axes, Panel,
Button Group, AtiveX Control, Toggle Button.
EDIT BOX
gán giá trị vào edit-box:
Set(handles.editbox,’string’, string )
Pop-up menu
SLIDER
AXES-FIGURE
BASIC GUIDE
MATLAB IN SERVO
CONTROLLERS
MATLAB IN ROBOT
CONTROLLERS
MATLAB IN ROBOT
CONTROLLERS
The end….
Recommended