Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu MAT LAB toàn tập
Updatesofts.com Ebook Team Matlab toàn tập cài đặt MATLAB for WIN Yêu cầu hệ thống ã ã Hệ thống IBM tơng thích 100% với vi xư lÝ 486 Intel céng víi bé ®ång xư lÝ toán học 487 ( ngoại trừ 486 DX có xử lí bên ), Pentium Pentium Pro Processor Microsoft Window 95 hc Window NT a) ỉ CD ROM - Bộ điều phối đồ hoạ bit card hình ( 256 màu đồng thời ) - Khoảng trống đĩa đủ để cài đặt chạy tuỳ chọn Sự yêu cầu đĩa cứng thay đổi tuỳ theo kích cỡ partition tệp trợ giúp help đợc cài đặt trực tuỳ chọn Quá trình cài đặt thông báo cho bạn biết tỉ mỉ dung lợng đĩa yêu cầu Ví dụ: Partition với liên cung mặt cần 25 MB cho riêng MATLAB 50 MB cho MATLAB HELP Partition với liên cung 64 KB cần 115 MB cho riêng MATLAB 250 MB cho MATLAB HELP b ) Bé nhí Microsoft WIndow 95: MB tèi thiĨu 16 MB khuyến nghị Microsoft WIN NT 3.51 4.0: 12 MB tối thiểu 16 MB khuyến nghị Các khuyến nghị ã Bộ nhớ phụ vào (Bộ nhớ bổ sung: additional Memory) ã Vỉ mạch tăng tốc đồ hoạ bổ trợ cho Microsoft Window ã Máy in trợ giúp cho Microsoft Window ã Vỉ mạch âm trợ giúp cho Microsoft Window ã Microsoft Word 7.0 ( bạn có ý định sử dụng MATLAB NoteBook ) ã Trình biên dịch Watcom C, Borland, Microsoft (xây dựng file MEX) ã Netscape Navigator 2.0 version cao Microsoft Internet Explorer 3.0 để chạy MATLAB Help Desk Quá trình cài đặt Đặt đĩa vào ổ CD Trên WIN 95 chơng trình SETUP bắt đầu chạy tự động nh MATLAB cha đợc cài từ trớc Còn không, nhấn đúp vào biểu tợng setup.exe để bắt đầu trình cài đặt Chấp nhận hay bỏ khuyến cáo cấp đăng kí phần mềm hình Nếu chấp nhận bạn bắt đầu trình cài đặt Trên Custumer Information, nhập vào tên bạn, địa bạn Tên không đợc 30 kí tự Nhấn nút NEXT Nhấn vào hộp trống thành phần dấu v nh bạn muốn tuỳ chọn nhấn tiếp bạn có ý định không muốn tuỳ chọn ( thêm vào sau muốn Updatesofts.com Ebook Team ) Trên hình hiển thị C:\MATLAB th mục đích mặc định trình cài đặt Nếu bạn muốn cài đặt vào th mục khác đổi tên th mục bạn lựa chọn Browse MATLAB cho Macintosh MATLAB cho máy Macintosh chạy đợc trên: ã Mọi máy Macintosh có cấu hình đủ mạnh ( power Macintosh ) ã Mọi Macintosh đợc trang bị vi xử lí 68040 ( đồng xử lí toán học bên ) ã Mọi máy Macintosh đợc trang bị vi xử lí 68020 68030 đồng xử lí toán học 68881 68882 Yêu cầu tối thiểu để chạy MATLAB ã Đĩa cứng trống tối thiểu 26 MB, cần thêm 60 MB cho hệ thống tuỳ chon HELP trực tuyến ã 16 MB cho phân vùng nhí • ỉ CD ROM • Color Quick Draw -oOo Chơng1 GIớI THIệU chung Bâygiờ bạn đà cài đặt xong, hÃy xem MATLAB làm đợc Trong phần trình bày số ứng dụng nó; để trình bày tất ứng dụng cđa MATLAB sÏ rÊt dµi vµ tèn thêi gian NÕu bạn đọc hớng dẫn này, bạn thấy MATLAB ngôn ngữ mạnh để giải vấn đề quan trọng khó khăn bạn Nó hữu ích bạn đọc phần hớng dẫn cung cấp cho bạn kiến thức để bạn hiểu rõ MATLAB phát triển đợc khả sau Có lẽ cách dễ để hìng dung MATLAB có đầy đủ đặc điểm máy tính cá nhân: giống nh máy tính bản, làm tất phép tính toán học nh cộng, trừ, nhân, chia; giống nh máy tính kỹ thuật, bao gồm: số phức, thức, số mũ, logarithm, phép toán lợng giác nh sine, cosine, tang; giống nh máy tính có khả lập trình, lu trữ, tìm kiếm lại liệu, tạo, bảo vệ ghi trình tự lệnh để tự động phép toán giải vấn đề, bạn so sánh logic, điều khiển thực hiên lệnh để đảm bảo tính đắn phép toán Giống nh máy tính đại nhất, cho phép bạn biểu diễn liệu dới nhiều dạng nh: biểu diễn thông thờng, ma trân đại số, hàm tổ hợp thao tác với liệu thờng nh ma trận Trong thùc tÕ MATLAB cßn øng dơng rÊt réng r·i nhiỊu lÜnh vùc vµ nã cịng sư dơng rÊt nhiều phép tính toán học Với đặc điểm khả thân thiện với ngời sử dụng nên dễ dàng sử dụng ngôn ngữ khác nh Basic, Pascal, C Nó cung cấp môi trờng phong phú cho biểu diễn liệu, có khả mạnh mẽ đồ hoạ, bạn tạo giao diện riêng cho ngời sử dụng(GUIs) để gải vấn đề riêng cho Thêm vào MATLAB đa công cụ để giải vấn đề đặc biệt, gọi Toolbox (hộp công cơ) VÝ dơ Student Edition cđa MATLAB bao gåm c¶ Toolbox ®iỊu khiĨn hƯ thèng, Toolbox xư lÝ tÝn hiƯu, Toolbox biểu tợng toán học Ngoài bạn tạo Toolbox cho riêng Với khả mạnh mẽ, rộng lớn MATLAB nên cần thiết cho bạn phần Sau nghiên cứu phần, sách giúp Updatesofts.com Ebook Team bạn hiểu đợc chúng Trớc tiên, cách đơn giản quan niệm nh máy tính bản, nh máy tính kỹ thuật nh máy tính lập trình đợc, cuối nh máy tính đại Bằng cách quan niệm bạn dễ dàng hiểu đựơc cách mà MATLAB giải vấn đề thông thờng xem MATLAB giải vấn đề số phức mềm dẻo nh Tuỳ thuộc vào kiến thức bạn, bạn tìm thấy phần sách hớng dẫn hứng thú hay buồn tẻ Khi bạn chạy chơng trình MATLAB, tạo nhiều cửa sổ hình bạn, cửa sổ lệnh (command) cửa sổ để bạn giao tiÕp víi MATLAB, cưa sỉ nµy xt hiƯn nh hình dới Các kí tự EDU>> dấu nhắc cđa MATLAB student MATLAB Trong c¸c version kh¸c cđa MATLAB, dấu nhắc đơn giản >> Khi cửa sổ lệnh xuất hiện, cửa sổ hoạt động, trỏ xuất bên phải dấu nhắc nh hình dới Con trỏ dấu nhắc MATLAB báo MATLAB đợi để thực lệnh Hình 1.1 Cưa sỉ lƯnh cđa Student MATLAB 1.1 C¸c phÐp to¸n đơn giản Giống nh máy tính đơn giản thông thờng, MATLAB thực phép toán đơn giản, nh ví dụ dới đây: Mary đến cửa hàng văn phòng phẩm mua cục tẩy, 25 xu mét côc, tËp vë, 52 xu mét tËp, hai cuộn băng đài, 99 xu cuộn HÃy tính xem Mary mua vật, tổng số tiền bao nhiêu? Nếu dùng máy tính thông thờng, ta vào c¸c sè: + + = 12 ( vËt) 4x25 + 6x52 + 2x99 = 610 (xu) H×nh 1.2 Cưa sỉ lƯnh cđa MATLAB version 5.2 Trong MATLAB giải vấn đề theo nhiều cách Trớc tiên giống nh máy tính trên, chóng ta cã thĨ tÝnh: >> + + ans= 12 >> 4*25 + 6*52 + 2*99 ans= 610 Chú ý MATLAB không ý đến khoảng trống, cho tất phần, phép nhân có mức độ u tiên cao phép cộng Và ý khác MATLAB gọi kết ans (viết tắt answer) cho hai phép tính Nh đà nói trên, vấn đề giải cách chứa thông tin vào biến MATLAB: >> erasers = erasers= Updatesofts.com Ebook Team >> pads = pads= >> tape = 2; >> iterms = erases + pads + tape iterms= 12 >> cost = erases*25 + pads*52 + tape*99 cost= 610 tạo biến MATLAB: erases, pads, tape để chứa số lợng loại vật Sau vào giá trị cho biến này, MATLAB hiển thị kết hình, trừ trờng hợp biến tape Dấu hai chấm đằng sau câu lệnh >> tape = 2; thông báo cho MATLAB nhận giá trị gán nhng không hiển thị hình Cuối khác với gọi kết ans, yêu cầu MATLAB gọi kết tổng số vật iterms, tổng số tiền cost Tại bớc MATLAB đa thông tin Vì có lu giữ biến nên yêu cầu MATLAB tính giá trị trung bình cho vật: >> everage_cost = cost/iterms everage_cost= 50.8333 Bëi v× everage cost cã hai từ, mà MATLAB yêu cầu biến có từ, nên dùng dấu gạch dới để nối hai từ thành từ Ngoài phép tính trên, MATLAB có số phép tính khác nh bảng dới đây: Phép tính Phép cộng, a + b PhÐp trõ, a - b PhÐp nh©n, a.b PhÐp chia, ab PhÐp l thõa, ab BiĨu t−ỵng + * / hc \ ^ VÝ dơ 5+3 7-4 18*24 56/8 = 8\ 56 5^2 Trong phép toán có mức độ u tiên khác nhau, tính từ trái sang phải dòng gồm nhiều lệnh phép toán luỹ thừa có mức độ u tiên cao nhất, phép nhân phép chia có mức độ u tiên cuối phép cộng phép trừ có mức độ u tiên 1.2 Không gian làm việc MATLAB Cũng nh bạn làm việc với cửa sổ Lệnh, MATLAB nhớ lệnh bạn gõ vào nh giá trị bạn gán cho nó đợc tạo lên Những lệnh biến đợc gọi lu giữ không gian làm việc MATLAB, đợc gọi lại bạn muốn Ví dụ, để kiểm tra giá trị biến tape, tất bạn phải làm yêu cầu MATLAB cho biết cách đánh vào tên biến dấu nhắc: >> tape Updatesofts.com Ebook Team tape= Nếu bạn không nhớ tên biến, bạn yêu cầu MATLAB cho danh sách biến cách dánh lệnh who từ dấu nhắc lệnh: >> who Your variables are: ans cost iterms average_cost erasers pads tape Chú ý MATLAB không đa giá trị tất biến, bạn muốn biết giá trị, bạn đánh vào tên biến dấu nhắc lệnh MATLAB Để gọi lại lệnh bạn đà dùng, MATLAB dùng phím mũi tên ( ) bàn phím bạn Ví dụ để gọi lại lệnh bạn gõ vào lúc gần nhất, bạn nhấn phím mũi tên , tiếp tục nhấn phím này, lại gọi tiếp lệnh trớc đó, Nếu bạn dùng phím mũi tên gọi lại lệnh từ lệnh lệnh gần Các phím mũi tên dùng để thay đổi vị trí trỏ dòng lệnh dấu nhắc MATLAB, nh sửa dòng lệnh, thêm nữa, dùng chuột với nhớ đệm để cắt, copy, dán, sửa văn dấu nhắc dòng lệnh 1.3 Biến Giống nh ngôn ngữ lập trình khác, MATLAB có quy định riêng tên biến Trớc tiên tên biến phải từ, không chứa dấu cách, tên biến phải có quy tuân thủ quy tắc sau: Quy định tên biến Tên biến có phân biệt chữ hoa chữ thờng Ví dụ: Iterms, iterms, itErms, ITERMS biến khác Tên biến chứa nhiều 31 kí tự, kí tự sau kí tự thứ 31 bị lờ Ví dụ: howaboutthisveriablename Tên biến bắt đầu phải chữ cái, chữ số, số gạch dới Ví dụ: how_about_this_veriable_name, X51483 a_b_c_d_e Kí tự chấm câu không đợc phép dùng có ý nghĩa đặc biệt Cùng với quy định trên, MATLAB có biến đặc biệt bảng sau: Các biến đặc biệt ans pi = 3.1415 Eps flops inf NaN nan i (và) j nargin narout realmin realmax Giá trị Tên biến mặc định dùng để tr¶ vỊ kÕt qu¶ Sè nhá nhÊt, nh− vËy dïng cộng với để đợcsố nhỏ lớn Số phép toán số thực Để số vô nh kết 1/0 Dùng để số không xác định nh kết 0/0 i=j= Số đối số đa vào hàm đợc sử dụng Số đối số hàm đa Số nhỏ đợc số thực Số lớn đợc số thực Updatesofts.com Ebook Team Nh bạn tạo biến MATLAB, bạn gán lại giá trị cho nhiều biÕn VÝ dô: >> erases = 4; >> pads = 6; >> tape = 2; >> iterms = eases + pads + tape iterms= 12 >> erases = erases= >> iterms iterms= 12 sử dụng lại ví dụ trên, tìm đợc số vật mà Mary đà mua sau thay đổi số cục tẩy lên 6, giá trị đè lên giá trị trớc Khi bạn làm nh vậy, giá trị iterms không thay đổi, MATLAB không tính lại iterms với giá trÞ míi cđa erases Khi MATLAB thùc hiƯn mét phÐp tính, lấy giá trị biến thời, nên bạn muốn tính giá trị iterms, cost, average_cost, bạn gọi lại lệnh tính giá trị Đối với biến đặc biệt trên, có sẵn giá trị, nh bạn khởi động MATLAB; bạn thay đổi giá trị giá trị đặc biệt ban đầu bị bạn xoá biến khởi động lại MATLAB Do bạn không nên thay đổi giá trị biến đặc biệt, trừ thực cần thiết Các biến không gian làm việc MATLAB bị xoá không điều kiện b»ng c¸ch dïng lƯnh clear VÝ dơ: >> clear erases chØ xo¸ mét biÕn erases >> clear cost iterms xo¸ hai biến cost iterms >> clear cl* dấu * để xoá tất biến bắt đầu hai kí tự cl >> clear xoá tất biến không gian làm việc! Bạn không đợc hỏi để xác nhận câu lệnh tất biến đà bị xoá khôi phơc l¹i Cã thĨ nãi r»ng dïng lƯnh clear rÊt nguy hiểm, dùng lệnh bạn nên dùng vị trí 1.4 Câu giải thích (comment) chấm câu Tất văn đằng sau kí hiệu phần trăm (%) câu giải thích VÝ dô: >> erases = erases= % Sè côc tẩy Updatesofts.com Ebook Team Biến erases đợc gán giá trị 4, tất kí hiệu phần trăm văn đằng sau bị lờ Đặc điểm giúp cho dễ theo dõi công việc làm Nhiều lệnh đặt hàng, chúng cách bëi dÊu phÈy hc dÊu chÊm phÈy, nh−: >> erases = 4, pads = 6; tape = erases= tape= dấu phẩy để yêu cầu MATLAB hiển thị kết hình; dấu chấm phẩy không hiển thị kết hình >> average_cost = cost/ iterms average_cost= 50.83333 Nh− vÝ dơ trªn, ta cã thĨ dïng dÊu ba chÊm ( ) ®Ĩ câu lệnh đợc tiếp tục hàng dới, phép tính thực đợc dấu ba chấm ngăn cách toán tử biến, nghĩa tên biến không bị ngăn cách hai hàng: >> average_cost = cost/ it erms ??? age_cost = cost/iterms Missing operator, coma, or semicolon giống nh vậy, trạng thái lời giải thÝch kh«ng thĨ tiÕp tơc: >> % Comments cannot be continued >> either ??? Undefined function or variable either Bạn dừng chơng trình cách nhấn đồng thời Ctrl C 1.5 Số phức Một đặc điểm mạnh mẽ MATLAB làm việc với số phức Số phức MATLAB đợc định nghĩa theo nhiỊu c¸ch, vÝ dơ nh− sau: >> c1 = - 2i % Chèn thêm kí tự i vào phần ảo c1= 1.0000 - 2.0000i >> c1 = - 2j % j tơng tự nh i ë trªn c1= 1.0000 - 2.0000i >> c2 = 3*(2-sqrt(-1)*3) c2= Updatesofts.com Ebook Team 6.0000 - 9.0000i >> c3 = sqrt(-2) c3= + 1.4142i >> c4 = + sin(.5)*i c4= 6.0000 + 0.4794i >> c5 = + sin(.5)*j c5= 6.0000 + 0.4794i Trong hai vÝ dô cuối, MATLAB mặc định giá trị i = j = dùng cho phần ảo Nhân với i j đợc yêu cầu trờng hợp này, sin(.5)i sin(.5)j ý nghĩa MATLAB Cuối với kí tự i j, nh hai ví dụ đầu làm việc với số cố định, không làm việc đợc với biểu thức Một số ngôn ngữ yêu cầu điều khiển đặc biệt cho sè phøc nã xt hiƯn, MATLAB th× không cầu nh Tất phép tính toán học thao tác đợc nh số thực th«ng th−êng: >> c6 = (c1 + c2)/c3 c6= -7.7782 - 4.9497i >> check_it_out = i^2 check_it_out= -1.0000 + 0.0000i % Từ liệu % Bình phơng i phải -1 ví dụ lại phần thực, phần ảo không Chúng ta dùng hàm real imag để kiểm tra phần thực ảo Chúng ta biểu diễn số phức dạng độ lớn góc (dạng cực): M M.ej = a+bi số phức đợc biểu diễn độ lớn M góc , quan hệ đại lợng phần thực, phần ảo số phức biểu diễn dới dạng đại số là: M= = tan-1(b/ a) a = Mcos b = Msin Trong MATLAB, để chuyển từ dạng cực sang dạng đại số, dùng hàm real, imag, angle: >> c1 c1= 1.0000 - 2.0000i >> M_c1 = abs(c1) M_c1= 2.2361 >> angle_c1 = angle(c1) angle_c1= % Gäi l¹i c1 % TÝnh argument cña sè phøc % TÝnh gãc cña sè phøc theo radian Updatesofts.com Ebook Team -1.1071 >> deg_c1 = angle_c1*180/ pi -63.4349 >> real_c1 = real(c1) real_c1= >> imag_c1 = imag(c1) imag_c1= -2 % ChuyÓn tõ radian sang độ % Tính phần thực % Tính phần ảo -oOo Ch−¬ng2 CáC ĐặC tính Kĩ THUậT Giống nh hầu hết máy tính kỹ thuật, MATLAB đa nhiều hàm toán học, kĩ thuật thông dụng, MATLAB cung cấp hàng trăm hàm đặc biệt thuật toán, hữu ích để giải vấn đề khoa học Tất hàm đợc liệt kê online help, đề cập đến hàm thông dụng 2.1 Các hàm toán học thông thờng thờng Các hàm toán học MATLAB đợc liệt kê bảng dới đây, chúng có chung cách gọi hàm nh ví dụ dới ®©y: >> x = sqrt(2)/2 x= 0.7071 >> y = sin(x) y= 0.7854 >> y_deg = y*180/pi y_deg= 45.0000 Nh÷ng lệnh để tìm góc (tính độ) biết giá trị hàm sin / Tất hàm liên quan đến góc MATLAB làm việc với radian Bảng hàm: Các hàm th«ng th−êng ... lại dấu nhắc MATLAB trở lên buồn tẻ, MATLAB cung cấp giải pháp cho vấn đề là: cho phép bạn thay lệnh MATLAB file văn đơn giản, yêu cầu MATLAB mở file thực lệnh xác nh đánh dấu nhắc MATLAB cửa sổ... cđa MATLAB format short format long format short e format long e format short g Average_cost 50.833 50.83333333333334 5.0833e+01 5.083333333333334e+01 50.833 format long g 50.83333333333333 format... hình dới Con trỏ dấu nhắc MATLAB báo MATLAB đợi để thực lệnh Hình 1.1 Cửa sổ lệnh Student MATLAB 1.1 Các phép toán đơn giản Giống nh máy tính đơn giản thông thờng, MATLAB thực phép toán đơn giản,
