Matlab và ứng dụng trong cơ kỹ thuật

Matlab và ứng dụng trong cơ kỹ thuật Tài liệu giảng dạy tại trường ĐH QG HN Tài liệu giúp người học tiếp cận các nội dung cơ bản của matlab. Thích hợp cho các sinh viên mới nhập môn MATLAB. Kiến thức được ghi lại ngắn gọn và tổng hợp nhất.

Trang 2

Ỗhoa Cơ học kỹ thu t & ởự đ ng hóa – Đ i học Cẫng ngh M‚ởỗ‚‛ v| ng dụng trong Cơ kỹ thu t

Ộ C ỗ C

ỗ i nói đ u 1

ớồ ộ I ỘỌTỗỌọ C ọ ộ 3

Chư ng Ộ Đ U 3

Gi i thi u M‚ởỗ‚‛ 3

M t s kiến th c cơ b n 5

C{c phép to{n thẫng dụng 5

C{c l nh qu n lý 5

C{c l nh nh p xu t d li u 7

1.2.4 Help trong MATLAB 11

Ởơ l c về M-file 12

ởóm tắt ch ơng 14

‛|i t p ch ơng 16

Chư ng VỐCTỚờ Vủ ỘỌ Tờ ộ 25

ỡector v| ma tr n trong M‚ởỗ‚‛ 25

ởhiết l p ma tr n trong M‚ởỗ‚‛ 25

C{c phép to{n cơ b n đ i v i ma tr n, vector 33

Đ i s tuyến tính 36

Chư ng TÍộồ TỚÁộ Ở V I ỘỌTỗỌọ 49

Ở ph c 49

H|m vẫ danh 53

Cực trị v| nghi m c a h|m s m t biến s 54

Đa th c m t biến s 57

ởích ph}n v| đ o h|m 59

Trang 3

ớh ơng trình vi ph}n 61

3.8 ‛|i t p ch ơng 64

Chư ng ọ C4ộỒ C ỖÝ ồI U 69

Gi i thi u biến ký hi u 69

‛iến v| biểu th c 70

Ma tr n biến ký hi u 75

ởích ph}n v| đ o h|m đa th c biến ký hi u 77

ớh ơng trình vi ph}n v| h|m s biến ký hi u 79

Chư ng Ộ ộỒ ồ ộ ồ ớ Vủ ỏ ỗI U C2 C U TờÚC 88

M ng h n h p 89

ởhiết l p m ng h n h p 89

ởruy xu t v| hiển thị thu c tính c a c{c phần t m ng h n h p 90

ỗ u chu i ký tự trong m ng h n h p 93

‛iến có c u trúc 94

ởhiết l p v| hi u chỉnh c{c biến c u trúc 94

ỡector biến c u trúc 97

C u trúc lồng nhau v| vector biến c u trúc lồng nhau 103

Chư ng Đ Tồ TờỚộỒ ỘỌTỗỌọ 109

Đồ thị trong khẫng gian hai chiều 109

C{c l nh cơ b n 109

C{c l nh tăng c ng 115

Đồ thị trong khẫng gian ba chiều 120

Trang 4

Ở dụng plot 120

ở o l i v| mặt phẳng chiều 124

Chư ng ỗ ớ TờÌộồ TờỚộỒ ỘỌTỗỌọ 138

Gi i thi u M-file 138

ỡăn b n 139

H|m do ng i dùng tự định nghĩa 140

C{c l nh lựa chọn 146

C{c phép to{n quan h 146

7.2.2 IF 148

7.2.3 SWITCH 152

ỡòng lặp 153

7.3.1 FOR 153

7.3.2 WHILE 155

ởóm tắt ch ơng 7 157

ớồ ộ II ỘỌTỗỌọ ộỒ ỏ ộỒ 163

Chư ng ớồỨộ TÍCồ Đ ộỒ ồ C C C U 163

ợ{c định vị trí c{c kh}u, kh p trong cơ c u 163

Ỗh o s{t chuyển đ ng v| t o phim mẫ ph ng chuyển đ ng c a cơ c u 167 Ỗh o s{t chuyển đ ng 167

ở o clip mẫ ph ng chuyển đ ng 170

ỡ n t c v| gia t c 171

Chư ng ỗÝ TồUỤ T ĐI U ỖồI ộ T Đ ộỒ 193

‛iến đ i ỗaplace 193

Trang 5

‛iến đ i z 196

ợ}y dựng c{c h tuyến tính – dừng 199

Mẫ hình h|m truyền 200

Mẫ hình điểm khẫng – điểm cực 203

Mẫ hình khẫng gian tr ng th{i 205

Chuyển đ i gi a c{c mẫ hình 207

Đặc tính th i gian tr trong h|m truyền 208

Ghép n i c{c mẫ hình 208

Gi n đồ ‛ode, ộyquist, ộichols v| đ{p ng c a h 210

Ộ T Ở ọ C4ộỒ C ộỒ ỏ ộỒ CồUỤÊộ ỞỨU TờỚộỒ ỘỌTỗỌọ 227

TủI ỗI U TồỌỘ Ỗồ Ớ 233

ỏỌộồ Ộ C ồủỘ 234

Trang 6

L i nói đ u

MATLAB l| m t gói phần mềm m nh đang đ c s dụng r ng rãi cho nhiều mục đích c a nhiều đ i t ng kh{c nhau, đặc bi t l| trong khoa học v| kỹ thu t M‚ởỗ‚‛ có thể s dụng theo hai c{ch kh{c nhau ởh nh t l| s dụng c{c l nh lần l t đ a v|o d u nhắc v| thu d c kết qu thẫng dịch th hai l| viết c{c

l nh th|nh m t file có thể l| file l nh - scrip file hoặc d ng h|m – function file v| c{c l nh đ c thực hi n tự đ ng ngay sau khi gọi thực hi n thẫng qua gọi tên file M‚ởỗ‚‛ đ c trang bị sẵn nhiều h|m để thực hi n c{c nhi m vụ kh{c nhau thu c nhiều lĩnh vực, từ đơn gi n thực hi n c{c phép tính to{n học đến c{c nhi m

vụ ph c t p nh tìm nghi m c a ph ơng trình vi ph}n, t i u hóa, x lý

nh ởhêm n a, M‚ởỗ‚‛ còn đ c trang bị c{c c}u l nh c u trúc dùng cho l p trình cho phép ng i dùng tự ph{t triển c{c ch ơng trình theo mục đích riêng cho

nh ng b|i to{n cụ thể gặp ph i trong thực tế

Cu n gi{o trình n|y đ c biên so n cho sinh viên khoa Cơ học Ỗỹ thu t v| ởự

đ ng hóa, tr ng Đ i học Cẫng ngh , Đ i học Qu c gia H| ộ i nhằm giúp sinh viên l|m quen v i M‚ởỗ‚‛ s dụng M‚ởỗ‚‛ để gi i c{c b|i to{n đơn gi n v| tiến t i l p trình tính toán mô phỏng cho các bài toán cơ bản phức tạp hơn Khi đã nắm đư c những kiến thức cơ bản về khả năng, phương thức làm vi c của MATLAB và kỹ năng lập trình, sinh viên có thể xây dựng các chương trình phức tạp hơn trong MATLAB để giải quyết hi u quả các v n đề thực tế liên quan đến ngành, chuyên ngành đã học Cuốn sách đư c dùng kết h p với các bài giảng và các buổi thực hành để trang bị những kiến thức c n thiết cho các nhà khoa học và kỹ sư tương lai để có thể phát triển và nâng cao khả năng tính toán, xử lý và phân tích những v n đề chuyên môn đa dạng với sự tr giúp của máy tính

ộ i dung gi{o trình gồm c{c ch ơng sau:

 Ch ơng M đầu,

 Ch ơng ỡector v| ma tr n

 Ch ơng ởính to{n s v i M‚ởỗ‚‛

Trang 7

 Ch ơng ‛ cẫng cụ ký hi u

 Ch ơng M ng h n h p v| d li u có c u trúc

 Ch ơng 6: Đồ thị trong MATLAB

 Ch ơng 7: ỗ p trình trong MATLAB

 Ch ơng ớh}n tích đ ng học cơ c u

 Ch ơng ỗý thuyết điều khiển tự đ ng

Ỗết thúc m i ch ơng, sinh viên có thể tự ẫn t p v| c ng c kiến th c đã học qua mục t ng h p c{c l nh trong ch ơng v| b|i t p có l i gi i t ơng ng Đ i v i

nh ng b|i t p khẫng có l i gi i chi tiết, sinh viên có thể trao đ i v i gi ng viên trong c{c bu i thực h|nh

ộgo|i ra để cung c p thẫng tin định h ng cho sinh viên mu n tìm hiểu thêm nh ng cẫng cụ dùng cho nh ng ng dụng chuyên s}u ởoolbox , m t s b cẫng cụ ph biến sẽ đ c gi i thi u tóm tắt trong phần phụ lục

Trang 8

ớồ ộ I MATLAB C ọ ộ

Chư ng Ộ Đ U

1.1 Ồi i thi u ỘỌTỗỌọ

MATLAB (MATrix LABoratory l| phần mềm c a cẫng ty MathỢorks có

trụ s chính ộatick, Massachusetts, Mỹ (www.mathworks.com), đ c ng dụng

r ng rãi trong c{c lĩnh vực khoa học, kỹ thu t, đặc bi t l| điều khiển tự đ ng v| x

lý tín hi u s M‚ởỗ‚‛ đ c ph{t triển b i Cleve Moler v|o cu i nh ng năm

c a thế kỷ tr c trên cơ s th vi n nguồn c a ỗIộớ‚CỖ v| ỐIỞớ‚CỖ ốỚờởờ‚ộ ộh ng phiên b n đầu tiên c a M‚ởỗ‚‛ ch yếu phục vụ cho tính to{n x lý ma tr n v| gi i c{c ph ơng trình đ i s tuyến tính ộg|y nay, M‚ởỗ‚‛ còn đ c biết đến nh l| m t cẫng cụ có kh năng x lý đồ họa m nh mẽ (Theo

PC Magazine Encyclopedia)

Ồiao di n ỘỌTỗỌọ

Hình 1 1 Giao diện MATLAB

Trang 9

Ỗhi kh i đ ng, M‚ởỗ‚‛ sẽ hi n ra giao di n mặc định nh trên, trong đó bao gồm c{c c a s

 Current ốolder ởh mục hi n h|nh, cho phép truy xu t t i c{c file ch a trong nó

 Command Ợindow C a s l nh, ng i dùng có thể nh p l nh trên c a s n|y từ sau d u nhắc >>

 Workspace: Ỗhẫng gian b nh c a M‚ởỗ‚‛, dùng để l u tr d li u c a c{c biến trong m t phiên l|m vi c c a M‚ởỗ‚‛

 Command History: ỗịch s l nh đã thực hi n, cho phép xem hoặc thực hi n

l i nh ng l nh đã nh p v|o Command Ợindow tr c đó

Ởau đ}y l| m t s ví dụ đơn gi n thực hi n trong Command Ợindow t i d u nhắc >> nh p c}u l nh sau:

ans viết tắt c a answer để l u kết qu n|y

Hai phím mễi tên lên xu ng ↑ ↓ có thể đ c s dụng để gọi l i nh ng c}u l nh đã

s dụng tr c đó Có thể s dụng hai phím n|y t i d u nhắc >> hoặc sau khi nh p

m t s ký tự đầu tiên c a c{c ký tự đã s dụng ỡí dụ: để gọi l i l nh b = chỉ cần

nh p b v| sau đó nh n phím mễi tên

Trang 10

ỏ u % đ c s dụng để viết chú thích cho c}u l nh Mọi ký tự phía sau d u % sẽ khẫng đ c M‚ởỗ‚‛ x lý ỡí dụ l y a nh}n v i b v| g{n gi{ trị cho d

sin(x) sin(x) atan(x) tan -1 (x)

ởrong M‚ởỗ‚‛ khi gặp tr ng h p th i gian thực hi n l nh qu{ l}u, có

thể s dụng t h p phím ctrl + c để ngừng c{c tính to{n đang thực thi C}u l nh

m i có thể đ c nh p v|o t i d u nhắc xu t hi n sau khi thực hi n t h p phím vừa nêu, l nh ngắt n|y đặc bi t hi u qu khi l p trình v i vòng lặp

Trang 11

Ỗhi mu n xóa m t hay nhiều biến, ta có thể s dụng l nh clear v i c{c cú

- Cú ph{p th nh t cho phép xóa biến cụ thể kh i Ợorkspace còn cú ph{p

th hai cho phép ng i s dụng xóa to|n b t t c c{c biến, h|m hi n h|nh Khi mu n hi n danh s{ch c{c biến có trong Ợorkspace ta có thể dùng who hoặc whos theo cú ph{p sau

??? Undefined function or variable ‘a’

>>clear all % xóa nốt các biến b và c

Trang 12

ởrong đó biến a đ c xóa kh i Ợorkspace tr c tiên, tiếp theo l| c{c biến b

v| c Để ti n quan s{t ta có thể l|m s ch Command Ợindow bằng l nh clc

1.2 C{c l nh nh p xu t d li u

ộh p d li u từ b|n phím input

Cú ph{p

>>bien = input(‘text’)

>>bien = input(‘text’ ‘s’)

ởrong đó: bien l| tên biến b t kỳ do ng i s dụng đặt, text l| đo n văn b n

sẽ hiển thị th|nh c}u nhắc trên m|n hình, s l| tham s để M‚ởỗ‚‛ hiểu v| x lý

d li u nh p v|o d ng x}u ký tự

c hai cú ph{p trên, đo n văn b n sẽ đ c hiển thị trên m|n hình, đồng

th i M‚ởỗ‚‛ sẽ ch ng i s dụng nh p ký tự từ b|n phím tuy nhiên khi s dụng cú ph{p th nh t, ng i dùng chỉ có thể nh p v|o m t s , còn cú ph{p th hai, ng i dùng có thể nh p v|o m t x}u ký tự sau khi đã thẫng b{o cho

M‚ởỗ‚‛ bằng tham s s ởr ng h p thực hi n l nh input khi ng i dùng khẫng

nh p gi{ trị m| b m trực tiếp phím Ốnter thì gi{ trị tr về sẽ l| m t m ng r ng

ỡí dụ

>> Lop = input(‘Ban hoc lop nao: ‘, ‘s’)

Ban hoc lop nao: Co Dien Tu

Lop = Co Dien Tu

>>x=10;

>>SoSV = input(‘Lop ban co bao nhieu sinh vien: ‘)

Lop ban co bao nhieu sinh vien: 80

ởrong M‚ởỗ‚‛ có r t nhiều c{ch để t i d li u từ file v|o Ợorkspace,

trong đó đơn gi n nh t l| l nh load cho phép t i to|n b n i dung file v|o Ợorkspace Yêu cầu khi s dụng l nh load l| n i dung file đ c t i ph i d ng

ma tr n ch a c{c s , m i s c{c dòng ph}n c{ch nhau bằng ký tự tr ng, d u phẩy hoặc tab ốile có thể ch a c{c dòng chú thích trong M‚ởỗ‚‛ c{c dòng bắt đầu bằng ký tự %

Trang 13

Cú ph{p

>>load name.ext

ởrong đó name.ext l| tên file ch a d li u cần t i ộếu trong phần tên file khẫng có phần m r ng ext, M‚ởỗ‚‛ sẽ tìm trong th mục hi n h|nh file có tên name.mat, nếu khẫng tìm th y name.mat hoặc tên file khẫng có phần m r ng khẫng ph i l| mat ví dụ txt, dat thì M‚ởỗ‚‛ sẽ coi file đó l| file ch a d li u

ASCII

ỗ nh load nh đã nói trên sẽ cho phép t i to|n b n i dung trong file

name.ext v|o trong Ợorkspace

ỡí dụ T o trong th mục hi n h|nh file diem.txt l| m t ma tr n h|ng c t

>>A = fscanf(fid, format)

ởrong đó file đ c x{c định b i tham s fid (file identifier l| s nguyên x{c định file có từ l nh fopen cú ph{p fid = fopen(filename) ), format l| định

d ng d li u ởo|n b d li u có định d ng format sẽ đ c copy từ file x{c định

b i fid v|o trong Ợorkspace v| sắp xếp theo d ng c t

Trang 14

ỡí dụ file BDTH.txt có n i dung nh sau:

>>B=fscanf(fid,’%d %d %f %c’,[4 inf])

l u ma tr n trong file ‛ỏởH.txt v|o ma tr n ‛ có h|ng % t ơng ng

ỗưu ý: Ở dụng fscanf để đọc file có c c{c ký tự v| c{c s nh ví dụ trên,

ma tr n tr về sẽ l| ma tr n s , trong đó gi{ trị tr về c a c{c ký tự trong ma tr n l| gi{ trị t ơng ng trong b ng mã ‚ỞCII

ởh kiểm tra v i gi{ trị cu i cùng c a h|ng trong ma tr n thu đ c

Trang 15

>>disp(A)

xu t ra ma tr n ‚ thu đ c từ ví dụ trên

>>nhap = ‘Kiem tra lenh disp’

>>disp(nhap)

Kiem tra lenh disp

ợu t d li u theo định d ng ra file hoặc ra m|n hình fprinf

ỡí dụ sau trình b|y c{ch m file vd1.txt v| ghi v|o n i dung d i đ}y

Diem cua sinh vien 1 la: 8

ỗ nh fprintf còn cho phép định d ng sẵn s ký tự dùng để biểu di n c{c

biến ỡí dụ % d sẽ s dụng m t kho ng r ng ký tự để biểu di n m t s nguyên,

% s sẽ s dụng m t kho ng r ng ký tự để biểu di n m t x}u Đ i v i s thực,

s ch s phần th p ph}n cễng đ c x{c định, ví dụ % f đồng nghĩa v i vi c

Trang 16

M‚ởỗ‚‛ sẽ s dụng m t kho ng r ng ký tự bao gồm d u th p ph}n v| phần

th p ph}n v i hai ch s biểu di n phần th p ph}n

ỗưu ý: ộếu phần biểu di n r ng hơn so v i yêu cầu, c{c ký tự đầu tiên sẽ l|

c{c ký tự tr ng, nếu phần biểu di n phần th p ph}n r ng hơn so v i yêu cầu, c{c

1.2.4 Help trong MATLAB

ỡề nguyên tắc ta có thể truy xu t mọi thẫng tin về M‚ởỗ‚‛ s dụng ch c

năng tr giúp Help ỏ i đ}y l| m t s c{ch s dụng đ i v i ch c năng n|y

Hình 1 2 Help Browser

Trang 17

 Ở dụng tr giúp khi biết tên h|m trong c a s l nh, khi gậ

>>help tên_ham, file M-help t ơng ng sẽ hiển thị trong c a s l nh,

bao gồm mẫ t tóm tắt ch c năng c a h|m, cú ph{p v| c{c h|m liên

quan

 ởìm kiếm thẫng tin liên quan về m t từ khóa trong c a s l nh, khi gậ

>>lookfor tu_khoa, M‚ởỗ‚‛ sẽ hiển thị t t c c{c ch đề liên quan

đến từ khóa vừa nh p, lookfor đặc bi t h u ích khi khẫng nh chính

x{c c{ch viết c a tên h|m

 Ở dụng Help ‛rowser trình duy t tích h p v i c a s M‚ởỗ‚‛ cho

phép tìm kiếm v| đ a ra kết qu d i d ng t|i li u HởMỗ Help

‛rowser có thể m theo c{c c{ch s dụng phím help trên thanh cẫng

cụ, gậ helpbrowser hoặc doc trong c a s l nh, chọn Help\Menu help

trên thanh thực đơn C a s Help ‛rowser bao gồm hai phần chính,

Help ộavigator bên tr{i cho phép tìm kiếm thẫng tin, bên ph i l| n i

dung thẫng tin tìm đ c ởrong c a s Help ộavigator, thẫng tin có thể

đ c tìm theo c{c ph ơng th c

 Contents C{c mục tìm kiếm sắp xếp theo danh s{ch

 Index ởìm kiếm theo từ khóa

 Ởearch results danh s{ch c{c kết qu tìm đ c

 ỏemos c{c ch ơng trình gi i thi u có sẵn về c{c ðề mục trong MATLAB

Ở lư c v Ộ-file

‛ên c nh vi c cho phép ng i s dụng thao t{c trực tiếp trên c a s l nh,

M‚ởỗ‚‛ cung c p m t chế đ so n th o văn b n qua đó ng i dùng có thể thực

hi n m t t p h p c{c l nh lặp lặp đi lặp l i hoặc tự x}y dựng cho mình c{c h|m

phù h p v i từng yêu cầu cụ thể ộg i s dụng có thể so n th o v| l u l i d i

d ng file văn b n có phần m r ng l| m

M-file có thể đ c t o đơn gi n bằng vi c chọn New trên danh mục File v|

sau đó chọn Script, hoặc gậ l nh edit trên c a s l nh Ởau khi đã so n th o n i

dung cho M-file, ng i s dụng có thể ch y lần l t t t c c{c n i dung có trong

M-file bằng c{ch gậ tên c a file lên c a s l nh, hoặc có thể copy m t phần c a file

rồi d{n lên c a s l nh để thực thi

Trang 18

ch ơng m đầu n|y, t{c gi chỉ gi i thi u sơ l c về M-file v i m t s ví

dụ đơn gi n, trong tr ng h p sinh viên đã có kiến th c cơ b n về M‚ởỗ‚‛, có thể chuyển sang mục để tìm hiểu kỹ hơn về M-file

Ởau đ}y l| m t ví dụ về vi c tính t ng, hi u v| th ơng c a hai s a v| b s

ỗ i ích đầu tiên c a vi c s dụng M-file có thể th y đ}y l| nếu ta có nhiều

cặp gi{ trị (a, b) thì chỉ vi c thay gi{ trị t ơng ng v|o qh_2so v| ch y l i file ch

khẫng ph i lặp l i vi c thực hi n c{c l nh tính to{n ngo|i c a s l nh ‛ên c nh

đó, nh đã nói trên, M‚ởỗ‚‛ cho phép ng i dùng tự x}y dựng c{c h|m v i c{c tham s đầu v|o cễng nh gi{ trị tr về t ơng ng, sau đ}y l| m t ví dụ đơn

gi n về vi c x}y dựng h|m tính t ng c a hai s

tong.m

function z = tong(a,b)

z = a+b;

Trang 19

end

C u trúc cơ b n đ i v i m t h|m trong M‚ởỗ‚‛ l| dòng khai b{o h|m bắt

đầu bằng từ khóa function, tiếp đến l| c{c thẫng tin liên quan về gi{ trị đầu ra v| đầu v|o, kết thúc h|m bằng từ khóa end, phần n i dung gi a l| c{c l nh phù

h p theo yêu cầu b|i to{n H|m tong.m vừa x}y dựng có thể đ c gọi trong c a s

h|ng/c t c a ma tr n

( ) ộgoặc bao tham s h|m, chỉ s m ng, vector

[ ] ộgoặc bao phần t m ng, vector

ỏ u ngăn c{ch phần nguyên v| phần th p ph}n

… Ỗý hi u dòng liên tục

, ộgăn c{ch c{c c}u l nh v| c{c phần t trên cùng m t h|ng

; ộgắt c t v| khẫng hiển thị kết qu sau khi thực hi n l nh

% ởhể hi n phần chú thích v| c{c định d ng đặc bi t

ộhóm l nh qu n lý clc ợóa m|n hình c a c a s l nh

clear ợóa biến kh i b nh

help ởr giúp khi biết chính x{c tên h|m

lookfor ởr giúp khi khẫng biết chính x{c tên h|m

Trang 20

quit ởho{t kh i ch ơng trình M‚ởỗ‚‛

who Hiển thị c{c biến hi n h|nh danh s{ch rút gọn

whos Hiển thị c{c biến hi n h|nh danh s{ch đầy đ

Ộ t s bi n v| hằng đặc bi t ans Ỗết qu gần nh t thu đ c

i,j Đơn vị phần o, tuy nhiên i v| j cễng th ng xuyên đ c s

dụng nh l| chỉ s trong c{c vòng lặp, để tr{nh xung đ t x y ra, trong vòng lặp nên s dụng ii hoặc jj l|m chỉ s

nan Ỗết qu s khẫng đ c định nghĩa ộot a ộumber

ộhóm l nhnh p xu t d li u input ộh p d li u từ b|n phím

load Đọc d li u từ file, định d ng biến gi ng nhau

fscanf Đọc d li u từ file, định d ng biến kh{c nhau

disp ợu t ra m|n hình n i dung c a m t m ng, m t x}u

fprintf ỗ u d li u có định d ng ra file hoặc ra m|n hình

Đ nh d ng cho fprintf v| fscanf

\t Chèn tab theo ph ơng ngang

\v Chèn tab theo ph ơng dọc

Đ nh d ng s hi n th

format short Hiển thị ch s sau d u phẩy, mặc định

format long Hiển thị ch s sau d u phẩy

format short e Gi ng định d ng short nh ng có thêm phần lễy thừa

Trang 21

format long e Gi ng định d ng long nh ng có thêm phần lễy thừa

format bank Định d ng theo quy định ng}n h|ng cho dollars v| cents, hai

c) ans = , kết qu phép tính b + 3 hiển thị trên m|n hình c a s l nh, trong

tr ng h p phép tính khẫng x{c định biến l u kết qu nh c}u n|y, kết

qu sẽ tự đ ng g{n v|o biến ans

Trang 22

ỗưu ý: th tự u tiên c{c phép tính trong M‚ởỗ‚‛ ởrong M‚ởỗ‚‛, c{c phép

tính đ c thực hi n theo th tự nh quy định trong đ i s , trong đó l)y thừa thực hi n tr c, tiếp theo l| c{c phép nhân, chia rồi đến cộng, trừ ởuy nhiên khi

xu t hi n ngoặc , phép tính trong ngoặc sẽ đ c u tiên tr c Đ i v i

nh ng phép tính có cùng m c u tiên, trình tự tính to{n tiến h|nh từ tr{i qua

ph i

ỡí dụ Phép tính d i đ}y đ c thực hi n trong M‚ởỗ‚‛ nh sau

7

65

Trang 23

1

)(

c) NaN

ọ|i Ởave v| ỗoad

ỏùng l nh save t o file bai1_6 ch a hai biến sv v| diem có gi{ trị nh sau

>>sv = [1;2;3;4;5];

>>diem = [6.25;7;8.50;9.75;10];

ợóa Ợorkspace, dùng l nh load để t i l i c{c biến sv, diem v|o Ợorkspace

Trang 24

Đáp án:

>>save bai1_6 sv diem

>>clear all

>>load bai1_6

Có thể s dụng load để t i v|o Ợorkspace c{c biến cụ thể từ file theo cú

ph{p load filename var, ví dụ b|i n|y có thể dùng >>load vd1_6 diem để

chỉ load biến diem từ file v|o Ợorkspace

ọ|i fopen v| fscanf

Ở dụng m t ch ơng trình so n th o b t kỳ, t o file bai1_7.txt có n i dung

ỗưu ý: khi dùng fopen, tên file đ a v|o khẫng có phần m r ng, M‚ởỗ‚‛

sẽ tự đ ng tìm mat file có tên nh tên đ a v|o, nếu fopen khẫng thể m

đ c file, fid sẽ nh n gi{ trị = -1

>>fscanf(fid, ‘%d’, [4,3]);

M‚ởỗ‚‛ l|m vi c v i ma tr n theo c t, m{y tính x lý file theo dòng ốile

bai1_7.txt có ma tr n h|ng c t t ơng đ ơng v i s dòng c a file l| Ỗhi

thực thi, fscanf đọc từng s c a file, l y s đầu c a h|ng , tiếp đến s

tr n m t c t Ởinh viên có thể tự kiểm tra l i bằng c{ch nh p l nh

>>fscanf fid, %d thay vì >>fscanf fid, %d , , ví dụ n|y ta s dụng , để yêu cầu M‚ởỗ‚‛ t i d li u từ file v|o ma tr n h|ng c t ộh

v y phần t c a dòng th nh t trong file đ c đ a v|o vị trí t ơng ng

c a c t ma tr n m i t o, phần t c a dòng th hai đ c đ a từ file v|o

vị trí t ơng ng c a c t Ma tr n thu đ c sau b c n|y sẽ có d ng:

Trang 25

Để thu đ c ma tr n nh trong file, ta cần thực hi n b c chuyển vị ma

tr n

>>ans’

ọ|i fprintf in ra m|n hình

ỗoad l i hai biến sv, diem b|i v|o Ợorkspace, dùng l nh fprintf in kết

qu sau ra m|n hình trong đó phần điểm có hai ch s sau d u th p ph}n

ọ|i fprintf xu t ra file

Ở dụng l nh fprintft o file bai1_9.txt có n i dung sau s dụng biến ds

Trang 26

>> fclose(fid);

ọ|i Input

ở o biến r có gi{ trị nh p v|o từ b|n phím l| b{n kính c a hình cầu theo

cm In ra m|n hình thể tích v| di n tích bề mặt hình cầu theo m u sau The tich hinh cau la V cm khoi

Dien tich hinh cau la S cm vuong

trong đó gi{ trị thể tích v| di n tích có hai ch s sau d u th p ph}n

Trang 27

Gió th ng l|m cho khẫng khí l nh hơn so v i thực tế Cẫng th c tính nhi t đ c m nh n khi biết nhi t đ thực tế ở đ Celcius v| v n t c gió ỡ km/h hai gi{ trị ở, ỡ nh p v|o từ b|n phím

33)0.33()2778.045.102735

.5(045

d) ở o s nguyên trong kho ng ,

e) ở o s nguyên trong kho ng ,

f) ở o s nguyên trong kho ng ,

Trang 28

G i ý Để chuyển đ i m t ch th|nh s t ơng ng trong b ng mã ‚ỞCII s

dụng l nh double hoặc int32, ví dụ >>double a sẽ đ a ra kết qu Để chuyển ng c l i dùng h|m char, ví dụ >>char(97) sẽ đ a ra kết qu a ọ|i ọ|i to{n thu nh p

ởrung bình con ng i s dụng đến % thu nh p cho thực phẩm ở o biến l u gi{ trị thu nh p m t năm c a m t ng i nh p từ b|n phím dollars , in ra m|n hình s tiền bình qu}n ng i đó s dụng trong m t th{ng để mua thực phẩm biểu di n bằng s th p ph}n có hai ch s sau

d u th p ph}n

Thu nhap mot nam cua ban la:

Moi thang ban su dung tu X den Y dollars de mua thuc pham

ọ|i V n t c m{y bay

ỡ n t c m{y bay th ng ghi theo miles/h hoặc m/s ở o biến l u v n t c m{y bay theo miles/h nh p v|o từ b|n phím v| in ra m|n hình v n t c m/s

‛iết rằng h = s, mile = feet, foot = m feet l| s nhiều c a foot)

Nhap van toc may bay theo (miles/hour):

Van toc may bay theo meters/second la:

ọ|i ỏi n tích hình ch nh t

ở o biến l u chiều d|i v| chiều r ng c a hình ch nh t theo cm nh p từ b|n phím, in ra m|n hình di n tích hình ch nh t theo m2 biểu di n bằng

s th p ph}n chính x{c đến

Nhap chieu dai hinh chu nhat theo cm:

Nhap chieu rong hinh chu nhat theo cm:

Trang 29

Dien tich hinh chu nhat la S (met vuong)

Trang 30

m trong đó m l| s h|ng, n l| s c t t ơng ng c a ma tr n ộếu m t vector có

n phần t , chiều c a vector h|ng t ơng ng đ c biểu di n l| 1n, vector c t

đ c biểu di n l| n1

M t gi{ trị vẫ h ng có chiều l| 11 ỡector v| gi{ trị vẫ h ng thực ra l|

tr ng h p đặc bi t c a ma tr n Hình d i từ tr{i qua ph i l| biểu di n t ơng

ng c a gi{ trị vẫ h ng, vector c t, vector h|ng, ma tr n

3

M‚ởỗ‚‛ đ c viết ra v i mục đích l|m vi c v i c{c ma tr n, do đó trong M‚ởỗ‚‛ r t d d|ng t o c{c biến vector v| ma tr n cễng nh ch a r t nhiều h|m v| phép to{n x lý vector, ma tr n

Thi t l p ma tr n trong ỘỌTỗỌọ

Thi t l p vector h|ng

Có nhiều c{ch để thiết l p vector h|ng trong M‚ởỗ‚‛, trong đó trực tiếp

nh t l| nh p gi{ trị c{c phần t c a vector v|o trong ngoặc vuẫng [ ], ngăn c{ch

gi a c{c phần t b i ký tự tr ng hoặc d u phẩy ỡí dụ: C hai c}u l nh d i đ}y

cùng t o ra vector v

>>v = [ 1 2 3 4];

>>v = [ 1, 2, 3, 4]

v =

Trang 31

1 2 3 4

ởrong tr ng h p c{c phần t trong ma tr n có gi{ trị c{ch đều nhau, d u :

có thể s dụng để thiết l p vector, trong tr ng h p n|y khẫng cần s dụng

ngoặc vuẫng [ ] n a ỡí dụ

>>v1 = 1 : 5

v1 =

1 2 3 4 5

ỏ u : cễng có thể s dụng để thiết l p vector m| c{c phần t c{ch nhau m t

kho ng cho tr c theo cẫng th c s đầu kho ng c{ch s cu i )

ỡí dụ: T o vector gồm c{c s nguyên từ đến c{ch đều

ỗ nh n|y sẽ t o m t vector bao gồm c{c phần t , , ởăng thêm v|o

sẽ v t qua , vì thế vector sẽ dừng Ỗết qu hiển thị sẽ l|:

1 3 5

ở ơng tự ta có h|m linspace (lineary spaced), cho phép t o vector có c{c

phần t c{ch đều theo cú ph{p sau

m i đ c thiết l p d i đ}y bao gồm t t c c{c phần t c a vector v2 v| vector ls:

Trang 32

ởrong M‚ởỗ‚‛, c{c phần t trong m t vector đ c đ{nh s lần l t theo

th tự, bắt đầu từ ỡí dụ: Chỉ s c a c{c phần t trong vector newvec đ c thể

hi n d i đ}y

M i phần t trong vector có thể truy xu t đến bằng c{ch s dụng tên vector

v| chỉ s c a phần t đó trong ngoặc ( ) ỡí dụ: Phần t th c a vector newvec

l|

>>newvec (5)

ans =

9

Ở dụng d u : cễng có thể truy xu t đến c{c phần t trong m t vector ỡí

dụ: C}u l nh sau sẽ l y từ phần t th t đến phần t th s{u c a vector newvec v| l u gi{ trị v|o vector b:

>>b = newvec (4 : 6)

b =

7 9 3

‛ên c nh vi c s dụng d u : c{c phần t trong vector n|y có thể đ c truy

xu t b i c{c vector kh{c, gọi l| vector chỉ s ỡí dụ: C}u l nh sau sẽ l y ra phần t

th nh t, th năm v| th m i c a vector newvec:

khẫng tồn t i, ta có thể m r ng vector đó ỡí dụ vector b trên có phần t Ỗhi

ta g{n gi{ trị cho phần t th t c a b, b tr th|nh vector có phần t

>>b (4) = 1

b =

7 11 3 1

Trang 33

ộếu chỉ s nh p v|o v| chỉ s phần t cu i cùng c a vector khẫng ph i l| hai s liên tiếp, t t c c{c phần t gi a sẽ nh n gi{ trị ỡí dụ: L nh sau tiếp tục

C{ch thẫng dụng để t o vector c t l| nh p gi{ trị c{c phần t v|o trong

ngoặc vuẫng [ ], ngăn c{ch b i d u ;

Ỗhẫng thể s dụng d u : để t o vector c t m t c{ch trực tiếp ởuy nhiên có

thể {p dụng phép chuyển vị lên mọi vector h|ng để t o ra vector c t t ơng ng

Trang 34

ỗ u ý Ở phần t m i h|ng ph i luẫn bằng nhau ởr ng h p ma tr n

nh p v|o có s phần t c{c h|ng l| kh{c nhau, kết qu nh n đ c sẽ l| thẫng b{o l i

>>mat = [3 5 7; 1 2]

??? Error using ==> vertcat

CAT arguments dimensions are not consistent

Để ph}n bi t c{c dòng trong ma tr n, bên c nh vi c s dụng d u ; còn có thể s dụng phím Enter

Ỗhi truyền m t tham s n cho h|m rand, ma tr n t o th|nh sẽ l| m t ma

tr n vuẫng nn , khi h|m rand có hai tham s m, n, ma tr n t o th|nh sẽ l| ma

tr n m h|ng n c t

>>rand (2)

ans =

0.3527 0.4068 0.9982 0.1764

Trang 35

Truy xu t v| thay đ i c{c ph n t trong ma tr n

Có thể truy xu t đến c{c phần t đơn lẻ c a ma tr n s dụng tên ma tr n đi

kèm v i chỉ s h|ng, chỉ s c t trong ngoặc ( ) chỉ s h|ng luẫn đ ng tr c chỉ s

Trang 36

ộếu chỉ s dụng m t chỉ s ch s tuy n tính để truy xu t đến c{c phần

t trong ma tr n, M‚ởỗ‚‛ khi đó sẽ sắp xếp l i t t c c{c phần t ma tr n đó v|o

m t c t ỡí dụ ma tr n intmat đ c t o đ}y, phần t th nh t v| th hai c a ma

Để thay đ i gi{ trị c a c{c phần t đơn lẻ trong ma tr n, có thể truy xu t

đến v| g{n cho phần t đó gi{ trị m i ỡí dụ: Đ i v i ma tr n mat t o tr c đó

Để m r ng ma tr n, khẫng thể chỉ thêm v|o m t phần t vì khi đó sẽ l|m

s phần t c a m i h|ng tr nên kh{c nhau m| cần thêm v|o c h|ng hoặc c t ỡí

dụ: Chèn thêm c t th t v|o ma tr n mat trên

>>mat (:, 4) = [9; 2]

mat =

2 11 4 9

Trang 37

5 6 7 2

ở ơng tự nh đ i v i vector, nếu h|ng hoặc c t thêm v|o so v i h|ng hoặc

c t cu i cùng c a ma tr n hi n th i khẫng ph i l| liền nhau, M‚ởỗ‚‛ sẽ tự điền

đầy ma tr n bằng c{c gi{ trị ỡí dụ: Chèn thêm h|ng th t v|o ma tr n mat chỉ

C{c h|m length, size trong M‚ởỗ‚‛ đ c s dụng để x{c định kích th c

c a vector v| ma tr n Cú ph{p gọi h|m nh sau

>>length(X)

>>size(X)

ởrong đó X l| vector, ma tr n đ c quan t}m

H|m length tr về s phần t c a m t vector H|m size tr về s h|ng v|

s c t c a ma tr n hoặc vector ỡí dụ vector vec t o d i đ}y có b n phần t , nh

v y gi{ trị tr về c a h|m length vec sẽ có gi{ trị l| ỡector vec cễng có thể coi l|

Trang 38

tr{i c a c}u l nh ‛iến h sẽ l u gi{ trị đầu tiên tr về, t ơng ng v i s h|ng c a

Ỗhi s dụng v i ma tr n, h|m length sẽ tr về s h|ng hoặc s c t c a ma

tr n đó, tùy v|o gi{ trị n|o l n nh t

>>length (mat)

ans =

3

ộgo|i ra trong M‚ởỗ‚‛ còn có h|m numel tr về t ng s phần t trong

m t vector hoặc ma tr n theo cú ph{p sau

ớhép c ng hai ma tr n t ơng đ ơng v i vi c c ng từng phần t t ơng ng

c a hai ma tr n đó, điều n|y đồng nghĩa v i vi c hai ma tr n ph i có cùng kích

th c ớhép c ng ma tr n có thể biểu di n nh sau c ij a ij b ij Trong MATLAB,

Trang 39

phép c ng hai ma tr n có thể đ c thực thi s dụng phép to{n + ở ơng tự phép trừ hai ma tr n thực hi n b i phép to{n -, biểu di n c ij a ij b ij

ớhép nh}n v i m t s l| phép nh}n t t c c{c phần t c a m t ma tr n v i

m t s , thực thi trong M‚ởỗ‚‛ b i phép to{n *

ớhép nh}n m ng cho phép nh}n từng phần t t ơng ng c a hai ma tr n

ij a b c

1

ớhép lễy thừa ma tr n ‚ thực hi n liên tiếp phép nh}n ma tr n ‚ v i chính

nó Ma tr n ‚ cần ph i l| ma tr n vuẫng để thực hi n phép tính n|y

Ộa tr n chuy n v c a ma tr n ‚ l| ma tr n ‚ có h|ng v| c t đ i vai trò

cho nhau, ký hi u ‚T, trong M‚ởỗ‚‛ đ c thực hi n b i phép to{n ‘

Trang 40

Đ nh th c c a ma tr n vuẫng ‚ trong M‚ởỗ‚‛ đ c tính theo h|m det

ồ ng c a ma tr n ‚ trong M‚ởỗ‚‛ đ c tính theo h|m rank

ớhép nh}n vô hư ng c a hai vector t ơng tự nh phép nh}n ma tr n khi ta

nh}n vector h|ng av i vector c t b, kết qu thu về l| m t gi{ trị vẫ h ng m t s

ởrong M‚ởỗ‚‛ có thể thực hi n bằng c{ch s dụng phép to{n * gi a a v| chuyển

vị c a b, hoặc s dụng h|m dot theo cú ph{p

Định dạng
Số trang	243
Dung lượng	13,98 MB