Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần khoa học công nghệ phát triển nhanh chóng, đặc biệt lĩnh vực truyền thông, tin học ứng dụng Những thiết bị nghe nhìn, thiết bị kỹ thuật số máy tính,…đã trở thành phương tiện phổ biến xã hội , máy tính Có thể nói máy tính phương tiện thiết yếu tất moi người.Một yêu cầu người học việc giải mạch điện kiểm tra lại kết tìm hay sai Vì việc sử dụng máy tính làm cơng việc thích hợp.Với lý tơi định nghiên cứu đề tài “ỨNG DỤNG GUI TRONG MATLAB VÀ SIMULINK TRONG BÀI TOÁN CỤ THỂ”.Từ yêu cầu đề ta xẽ chia nhỏ phần yêu cầu để giải vấn đề.Đề tài xẽ chia làm phần nghiên cứu ứng dụng cụ thể cho phần chia làm chương để tìm hiểu thao tác chương trình Chương 1:Tổng quan mơ hình hóa mơ vai trò phầnmềm Matlab mơ hình hóa mơ Chương 2: Thực yêu cầu tập 1,2 Chương 3: Kết luận BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG NỘI DUNG TRANG * Chương 1: Tổng quan mơ hình hóa mơ vai trò phần mềm Matlap mơ hình hóa mô phỏng……… 1.1 Giới thiệu chung…………………………………………………… * Chương 2: Thực yêu cầu Bài tập Bài tập 2……… Bài 1: Lấy ví dụ ứng dụng GUI Matlap thiết kết giao diện tương tác người máy………………………………………………… Bài 2: Bài tập hàm truyền hệ thống điều khiển…………………… 15 Kết luận: ………………………………………………………………… 22 BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG NHẬN XÉT ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… Hà Nội … Ngày … Tháng … Năm SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH HĨA MƠ PHỎNG VÀ VAI TRỊ CỦA MƠ HÌNH HĨA MƠ PHỎNG MATLAB 1.1 Giới thiệu chung MATLAB phần mềm ứng dụng chạy môi trường Windows hãng MathWorks sản xuất cung cấp, tích hợp cơng cụ mạnh phục vụ tính tốn, lập trình, thiết kế, mô phỏng, V.V môi trường dễ sử dụng tốn lời giải biểu diễn theo ký hiệu toán học quen thuộc Có thể nói Matlab ngơn ngữ kỹ thuật, nhiều nhà khoa học, cán kỹ thuật, giảng viên sinh viên trường đại học kỹ thuật ứng dùng Các ứng dụng điển hình là: - Tốn học tính tốn - Phát triển thuật tốn - Tạo mơ hình, mơ tạo giao thức - Khảo sát, phân tích số liệu - Đồ hoạ khoa học kỹ thuật - Phát triển ứng dụng, gồm xây dựng giao diện người dùng đồ hoạ GUI - Thiết kế hệ thống điều khiển thời gian thực Matlab cung cấp họ phương pháp theo hướng chuyên dụng hóa gọi Toolbox (hộp công cụ) Các Toolbox cho phép người sử dụng học áp dụng kỹ thuật chuyên dụng cho lĩnh vực Toolbox tập BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG hợp toàn diện hàm Matlab (M-file) cho phép mở rộng mơi trường Matlab để giải lớp tốn cụ thể Các lĩnh vực có sẵn Toolbox bao gồm: Xử lý tín hiệu, hệ thống điều khiển, logic mờ, mạng nơron, mô Hệ thống Matlab gồm có phần chính: - Ngơn ngữ Matlab: Là ngôn ngữ ma trận, mảng cấp cao với câu lệnh, hàm, cấu trúc liệu vào / ra, tính lập trình hướng đối tượng Nó cho phép lập trình ứng dụng từ nhỏ đến ứng dụng lớn, từ ứng dụng đơn giản đến ứng dụng phức tạp - Môi trường làm việc Matlab: Đây công cụ phương tiện mà bạn sử dụng với tư cách người dùng người lập trình Matlab Nó bao gồm phương tiện cho việc quản lý biến không gian làm việc Workspace xuất nhập liệu Nó bao gồm cơng cụ để phát triển, quản lý, gỡ rối định hình M-file, ứng dụng Matlab - Xử lý đồ họa: Đây hệ thống đồ họa Matlab Nó bao gồm lệnh cao cấp cho trực quan hóa liệu hai chiều ba chiều, xử lý ảnh, ảnh động, Nó cung cấp lệnh cấp thấp cho phép bạn tùy biến giao diện đồ họa xây dựng giao diện đồ họa hồn chỉnh cho ứng dụng Matlab - Thư viện toán học Matlab: Đây tập hợp khổng lồ thuật tốn tính tốn từ hàm như: cộng, trừ, nhân, chia, sin, cos, tang, số học phức .tới hàm phức tạp như: nghịch đảo, ma trận, tìm trị riêng ma trận, phép biến đổi Fourier nhanh BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG - Giao diện chương trình ứng dụng Matlab API (Application Program Interface): Đây thư viện cho phép bạn viết chương trình C Fortran tương thích với Matlab Simulink chương trình kèm với Matlab, hệ thống tương tác với việc mô hệ thống động học phi tuyến Nó chương trình đồ họa sử dụng chuột để thao tác cho phép mơ hình hóa hệ thống cách vẽ sơ đồ khối hình Nó làm việc với hệ thống tuyến tính, phi tuyến, hệ thống liên tục theo thời gian, hệ thống gián đoạn theo thời gian, hệ thống đa biến Đối với hệ thống phức tạp, phi tuyến, ngẫu nhiên, tham số biến đổitheo thời gian, phương pháp giải tích truyền thống khơng thể cho ta lời giải xác Lúc này, phương pháp mơ hình hóa mơ phát huy mạnh nhiều trường hợp giải pháp để nghiên cứu hệ thống phức tạp BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG Chương 2: Thực yêu cầu 1,bài tập Bµi 1:Lấy ví dụ ứng dụng GUI Matlab thiết kế giao diện tương tác người v mỏy Ví dụ ứng dụng Gui giải phơng trình bËc 2: -Vµo comment window matlab gâ lƯnh guide -Cưa sỉ matlab hiƯn lªn BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG -Ta chän Blank Gui (Default) (chän lµm viƯc víi mét Gui trèng) -Cưa sỉ Gui hiƯn lªn nh sau: BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHM VN HNG -Rồi sau chọn static text, edit text, pushbutton nh h×nh vÏ -Khi lËp tr×nh Matlab ta cần quan tâm đến string, tag khối chức BTL: GTM&MPTMT SVTH: Nhúm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG Ta thay đổi khổi chức nh sau: *Tại static text 1: Kick đúp vào static text thay giá trị string tag giữ nguyên: String: Giai phuong trinh bac 2: ax2+bx+c=0 *Tại static text 2: String: a= Tag: giữ nguyên *Tại static text 3: String: b= Tag: giữ nguyên BTL: GTM&MPTMT 10 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG *T¹i static text 4: String: c= Tag: giữ nguyên *Tại static text 5: String: Ket Luan Tag: kl *T¹i static text 6: String: Nghiem x1 Tag: giữ nguyên *Tại static text 7: String: Nghiem x2 Tag: giữ nguyên *Tại edit text String: xóa trắng Tag: heoso_a *Tại edit text String: xóa trắng Tag: heoso_b *Tại edit text String: xóa trắng Tag: heoso_c *Tại edit text String: xóa trắng Tag: nghiem_x1 *Tại edit text String: xóa trắng Tag: nghiem_x2 Thay cá giá trị cho nút Tính nút Tính Kick đúp vào phần pushbutton *Pushbutton 1: String: Tinh Tag: start *Pushbutton 2: String: Tinh Moi Tag: Tinh_moi Sau nhập tag string cho khôi kéo nút ô cho cân dễ nhìn Ta đợc giao diện nh sau: BTL: GTM&MPTMT 11 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG Khi c©n chØnh xong giao diƯn ta vào file/save matlab sinh file tên với làm có đuôi m lập trình file Ta lập trình cho nút Tinh bên dới dòng function start_callback() nh hình BTL: GTM&MPTMT 12 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHM VN HNG Lập trình nút Tinh Moi bên dới dßng function Tinh_Moi_callback(…) nh sau: BTL: GTM&MPTMT 13 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG Chơng trình lập trình cho nút Tinh nh sau: a=str2double(get(handles.heso_a,'string')); //chuyển giá trị heso_a thành q b=str2double(get(handles.heso_b,'string'));// c=str2double(get(handles.heso_c,'string'));// denta=b^2-4*a*c; //tính ®en ta x1=(sqrt(denta)-b)/(2*a); //tÝnh x1 x2=-(sqrt(denta)+b)/(2*a); //tÝnh x2 if denta>0 //nếu đen ta >0 kết luận Phuong trinh co nghiem” set(handles.kl,'string','Phuong trinh co nghiem'); elseif denta==0 //nếu đen ta =0 kết luận Phuong trinh co nghiem kep” set(handles.k1,'string','Phuong trinh co nghiem kep'); else //nÕu ®en ta G(s)== a Khảo sát đáp ứng độ hàm G(s) Từ simulink tà tìm khối Fnc: hàm truyền Scope: hiển thị đồ thị Step: hàm bớc nhảy Rồi sau kéo thả sang mô hình mô mode ta vừa tạo sau nối dây ta đợc sơ ®å sau T¹i Fcn ta nhËp G(s) BTL: GTM&MPTMT 16 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VN HNG Ta vào tab simulation/simulation parameters đặt thời gián bắt đầu kết thúc mô ta chon start time: stop time: 200s sau ®ã kick đúp vào scope lên đồ thị bắt đầu mô cách vào tab simulation/start => ta thấy đồ thị lên scope nhấn nút autoscale(hình ống nhòm để xem toàn đồ thị) Ta có đợc đồ thị nh sau: Để tìm k T1,T2 điểm uốn đồ thị ta kẻ tiếp tuyến để tìm thống số trên: Ta cài đặt scope nhứ sau: vào parameter scope BTL: GTM&MPTMT 17 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VN HNG Cài đặt nh sau: Rồi sau vào comment window đánh lệnh sau >>plot(ScopeData.time,ScopeData.signals.values); >>grid on //hiện lới đồ thị đợc lu sang figure Figure lên nh sau: BTL: GTM&MPTMT 18 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trng HCNHN GVHD: PHM VN HNG Từ đồ thị ta kẻ đờng tiếp tuyến với điểm uốn để tìm T1,T2,K BTL: GTM&MPTMT 19 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trng HCNHN GVHD: PHM VN HNG Từ đồ thị => T1=4 (s), T2=33(s), k=0.47 Từ ta có điều chØnh PID W(PID)= Kp+Td.P) Trong ®ã Kp=1,2.=1,2.0,47=4.653 Ti=2T1=2.4=8(s) Td=T2/2=33/2=16,5 (s) W(PID)=4,653+16,5P) *Mô sau có điều chỉnh PID Sau thành lập điều chỉnh PID ta mô matlab theo sơ đồ sau: VớiW(PID)=4,653(1+ + 16,5P) =4,653 + + 76,7745P Sơ đồ nh sau: BTL: GTM&MPTMT 20 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG M« phángvíi thêi gian 300s ta có đồ thị nh sau: BTL: GTM&MPTMT 21 SVTH: Nhúm LT Điện 2-K6 Trường ĐHCNHN GVHD: PHẠM VĂN HÙNG KẾT LUẬN Sau thời gian thực tập lớn với hướng dẫn thầy giáo Phạm Văn Hùng , với giúp đỡ nhiệt tình bạn lớp, với nỗ lực nhóm hồn thành tập lớn mơn giải tích mạng mơ máy tính với đề tài là: “ỨNG DỤNG GUI TRONG MATLAB VÀ SIMULINK TRONG BÀI TỐN CỤ THỂ” Hiểu cách thức lập trình GUI SIMULINK matlab, ứng dụng ứng dụng rộng dãi ngành điện - Lập trình chương trình GUI SIMULINK Tuy nhiên thời gian trình độ có hạn kinh nghiệm hạn chế Bài tập lớn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong giúp đỡ bảo thầy để chúng em hồn thiện tốt lần sau Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PHẠM VĂN HÙNG bạn bè lớp giúp đỡ chúng em làm tập Hà nội, Ngày 18 Tháng Năm 2013 SVTH:Nhóm LT Điện 2-K6 BTL: GTM&MPTMT 22 SVTH: Nhóm LT Điện 2-K6 ... tài là: ỨNG DỤNG GUI TRONG MATLAB VÀ SIMULINK TRONG BÀI TOÁN CỤ THỂ” Hiểu cách thức lập trình GUI SIMULINK matlab, ứng dụng ứng dụng rộng dãi ngành điện - Lập trình chương trình GUI SIMULINK. .. yêu cầu 1 ,bài tập Bµi 1:Lấy ví dụ ứng dụng GUI Matlab thiết kế giao diện tương tác ngi v mỏy Ví dụ ứng dụng Gui giải phơng trình bậc 2: -Vào comment window matlab gõ lệnh guide -Cưa sỉ matlab hiƯn... trúc liệu vào / ra, tính lập trình hướng đối tượng Nó cho phép lập trình ứng dụng từ nhỏ đến ứng dụng lớn, từ ứng dụng đơn giản đến ứng dụng phức tạp - Môi trường làm việc Matlab: Đây công cụ phương