Su dung matlabmathcad ỨNG DỤNG MALAP LÊ BÁ D

Trong đó Mathcad Profesional là phần mềm độc lập, nhờ nó ta có thể tính các công thức, giải hệ phơng trình, vẽ đồ thị, lập trình để giải các bài toán thông dụng...Phần mềm MathConnex có

Hớng dẫn sử dụng phần mềm mathcad

MAthcad công cụ tính đơn giản:

Mathcad có 2 chơng trình thừa hành chuyên dụng: Mathcad Profesional và MathConnex Trong đó Mathcad Profesional là phần mềm độc lập, nhờ nó ta có thể tính các công thức, giải hệ phơng trình, vẽ đồ thị, lập trình để giải các bài toán thông dụng Phần mềm MathConnex có chức năng liên kết các phần mềm khác nhau nh: Mathcad Profesional, MATLAB, Visio, Excel ; nhận và cho ra số liệu dới dạng bảng

u việt của Mathcad:

• Có các th viện công cụ tính đa dạng để tính các hàm toán học khác nhau, giải

hệ phơng tuyến tính và phi tuyến một cách dễ dàng và nhanh chóng;

• Giải bài toán bằng lập trình đơn giản nhờ thuật toán điều kiện và vòng lặp;

• Xử lý nhanh hệ dữ liệu;

• Dễ dàng liên kết với các phần mềm nh Matlab, ConnexScript, Visio và các File dữ liệu đuôi dat, csv, txt, mat, xlc

*Chú ý khi cài Mathcad2000: Chạy File Setup của đĩa CD ch“ ” ơng trình

Điền các chữ số 111111N11111 vào ô Serial trong cửa sổ User Infomation “ ”

Giới thiêu th viện công cụ của Mathcad Profesional

Trên hình 1 và 2 đa ra màn soạn thảo Untitled cùng các th viện công cụ của Mathcad Chức năng của các th viện đa ra trên bảng 1

Hình 1

Hình 2

Bảng 1

TT Tên th viện công cụ Chức năng th viện

1 Math Th viện tính toán chính

2 Programming Lập trình

3 Calculus Đa ra công thức toán học

5 Boolean Đa ra thuật toán so sánh

6 Matrix Đa ra ma trận và dữ liệu bảng

7 Evaluating Đa ra thuật toán đánh giá

8 Greek Tạo bảng chữ Hy lạp

9 Symbolic Tạo bảng ký tự và từ khoá

10 Calculator Bảng tính hàm cơ bản

11 Unit Bảng đơn vị đo lờng

12 Function Bảng các hàm toán học

Các thao tác soạn thảo biểu diễn các phép toán số học, số liệu, công thức, các hàm, các thuật toán lập trình đơn giản và ý nghĩa của chúng đa ra trên bảng 2 và 3

Dạng biểu diễn ban đầu bắt buộc của phép lập trình, kèm theo cùng các từ khoá trong

th viện bảng từ khoá lập trình đa ra trên hình 4

Bảng 2

TT Thao tác soạn thảo Kết quả biểu diễn ý nghĩa

1 + - * / ^ Cộng, trừ, nhân, chia, mũ

4 X:0;10

X:1,1.1;10 X:=0 10X:=1,1.1 10 Khoảng các giá trị cách nhau 1đvKhoảng các giá trị cách nhau 0,1

5 V[i[Spacebar] Vi Giá trị thành phần i

6 V[i,j[Spacebar] Vi,j Giá trị ở cột i hàng j

7 1+a[Spacebar] (1 + a) Gộp biểu thức

8 rows(M) rows(M) Số hàng của bảng M (+1)

9 cols(M) col(M) Số cột của bảng M (+1)

11 max(M) max(M) Giá trị cực đại của M

12 min(M) min(M) Giá trị cực tiểu của M

13 Abs(M) Abs(M) Giá trị tuyệt đối của M

14 Round(M) Round(M) Phần nguyên của M

Bảng 3

1 Toán tử điều kiện if, otherwise Lựa chọn nhánh kết quả theo điều

kiện cho trớc

2 Vòng lặp for, while

• break

• continue

• return

Thực hiện thuật toán theo chu trình

• lệnh thoát khỏi vòng lặp

• lệnh quay lại bớc khởi đầu

• lệnh tới địa chỉ (hàm) nào đó trong chơng trình

3 Toán tử báo lỗi on error Báo lỗi theo điều kiện

Hình 4

Cách soạn chơng trình trên Mathcad Profesional

Tính toán theo công thức (Hàm)

Đôí với công thức cùng số liệu điền sẵn, ta soạn trực tiếp trên màn soạn thảo và kết quả cho ra sau khi soạn xong (Xem đoạn chơng trình hình 5,a) Đối với công thức

là hàm của những đối số cho ở dạng ký tự, trớc đó ta phải thiết lập giá trị của những đối

số (Xem hình 5,b)

Hình 5

Lập trình đơn giản

Ta có thể dùng thuật toán lựa chọn hoặc vòng lặp để loại trừ một số dữ liệu khỏi dãy, ví dụ nh ở 2 đoạn chơng trình hình 6

Hình 6

Hình 7

Vẽ đồ thị

Để khảo sát dạng tín hiệu, ví dụ nh tín hiệu điều tần, sau khi thiết lập hàm cùng tham số, ta sử dụng dạng đồ thị từ th viện Graph (Xem hình 7)

Hớng dẫn sử dụng phần mềm matlab MATLAB công cụ vạn năng:

• Có các phơng tiện đo (PTĐ) và nguồn mẫu thông dụng đợc mô phỏng;

• Mô phỏng đợc các mạch điện cơ sở;

• Mô phỏng đợc các khối chức năng và sơ đồ của phơng tiện kỹ thuật;

• Khảo sát dễ dàng mạch điện và phơng tiện kỹ thuật đã mô phỏng;

• Thuận tiện thiết kế mô phỏng và sử dụng chơng trình, có tính đa năng

Các bớc soạn chơng trình

*Chú ý cách cài MATLAB 5.2: Chạy File “Setup” của đĩa CD chơng trình Điền

các chữ số 1 vào ô Pasword trong cửa sổ “Installing MATLAB” Đọc kỹ nội dung câu hỏi ở các cửa sổ xuất hiện trong quá trình cài đặt để đánh dấu đúng những câu trả lời Kết thúc, sao File “patch521.exe” vào th mục của Matlab vừa cài đặt

Gọi chơng trình

Bật nguồn khởi động máy vi tính, tiếp theo thực hiện các thao tác:

Stat → Programs → Matlab → MALAB Command Window (Hình 1)

Hình 1

2 Thứ tự soạn thảo

Gọi khối chức năng theo thứ tự:

MALAB Command Window → New Simulink Model (Nút theo hớng con trỏ hình 1) → Library:Simulink (Th viện- Hình 1) và untiled (Màn soạn thảo-Hình 1)→

Sources, Sinks, Blocksest & Toolboxes (Th viện khối chức năng) → Các khối chức năng hiện ra (Hình 2,a)

Hình 2, a

Hình 2, b

Lu ý: Th viện các khối chức năng của phiên bản Matlab 5.2 biểu diễn dới dạng các cửa sổ nên thuận lợi cho những ai mới bắt đầu mô phỏng, còn đối với th viện trong Matlab 6.0, 6.5 biểu diễn theo sơ đồ nhánh (Xem hình 2,b) thích hợp cho những ngời

đã thành thạo mô phỏng Giao diện các khối chức năng và phần tử của các phiên bản khác nhau trong Matlab không có sự khác biệt lớn

Tạo sơ đồ mạch điện theo nguyên lý định tr ớc:

Đa con trỏ tới khối, bấm giữ chuột và rê ra màn soạn thảo Quá trình đó đợc lặp lại cho các khối còn lại Sau đó liên kết các khối và chạy thử Ví dụ cần tạo mạch đo

điện áp nguồn xoay chiều bằng máy hiện sóng ta thực hiện các thao tác theo các bớc sau đây:

Kích con trỏ lên khối Sources → Các khối chức năng hiện ra → Rê khối Sine Wave ra màn Untiled Kích con trỏ lên khối Sinks → Các khối chức năng hiện ra Rê khối Scope ra màn Untiled Nối 2 khối này (Xem hình 3)

Tô màu khối:

Untiled→ Format → Background Color (Foredround Color) → Chọn màu

Hình 3

Định dạng phông chữ:

Untiled→ Format → Font → Đặt phông chữ và kiểu chữ

Quay, xoá và đổi tên khối:

Untiled→ Format → Flip Block, Rotate Block, Hide Name

Khi đổi tên khối cần xoá tên cũ, đánh tên mới trực tiếp trên khối ở màn soạn thảo

Thay đổi thời gian lấy mẫu:

Untiled → Simulation → Parameters → Thiết lập thời gian trên cửa sổ: Start Time, Stop Time

Chạy thử ch ơng trình:

Untiled → Simulation → Stat Chơng trình đợc chạy Để ảnh trên màn hiện sóng hiện ra cần con trỏ lên trên khối Scope

Liên kết các khối thuộc 2 th viện Simulink và Power System Blocksets (Blocksets

& Toolboxes):

Các phần tử thuộc 2 th viện này liên kết với nhau thông qua các khối: Controlled Voltage Source, Controlled Current Source, Voltage Measuarement, Current Measuarement Ví dụ mạch đo điện áp đa ra trên hình 4, hai khối Sine Wave và Scope thuộc th viện Simulink, còn 2 phần tử mạch điện Series RLC Branch1,2 thuộc th viện Power System Blocksets

Thiết lập tham số khối cơ sở và cho hiện sơ đồ khối mô đun:

Untiled → Kích con trỏ lên khối cơ sở → Bảng tham số hiện ra → Thiết lập tham

số → Close

Untiled → Kích con trỏ lên khối mô-đun → Sơ đồ khối mô-đun hoá hiện ra (Lúc này ta có thể sửa khối) Sau khi kết thúc ta thực hiện lệnh đóng khối: File → Close (Hoặc bấm )

Hình 4

Mô-đun hoá khối:

Untiled → Đánh dấu các khối cần mô-đun hoá → Edit → Create Subsystem → Khối mô-đun hoá hiện ra

Thiết lập tham số khối cơ sở và cho hiện sơ đồ khối mô đun:

Untiled → Kích con trỏ lên khối cơ sở → Bảng tham số hiện ra → Thiết lập tham

số → Close

+

Voltage M easurem ent1

Sine Wave

Series RLC Branch2

Series RLC Branch1

Scope

V +

-Controlled Voltage Source

Untiled → Kích con trỏ lên khối mô-đun → Sơ đồ khối mô-đun hoá hiện ra (Lúc này ta có thể sửa khối) Sau khi kết thúc ta thực hiện lệnh đóng khối: File → Close (Hoặc bấm )

Đặt tên và l u ch ơng trình theo các thao tác thông thờng thông qua thực đơn

File → Save As

Các bớc chạy chơng trình đã soạn thảo

1 Gọi chơng trình

MALAB Command Window → Open File → Open model (Cửa sổ) → Tên chơng trình → MATLAB Editor/ Debugger → Tools → Run → Cửa sổ chơng trình mô phỏng

Ví dụ ta gọi và chạy môđun chơng trình ''Tanmet_dotanso'' Trên hình 5 đa ra các cửa sổ Open model, MATLAB Editor/ Debugger- [Tanmet_dotanso] Trên hình 6 đa ra

ví dụ sơ đồ mô phỏng- tầnmét số

Hình 5

Hình 6

2 Chạy chơng trình

Sơ đồ mô phỏng (Cửa sổ) → Simulation → Stat

Chơng trình đợc khởi động, sau khoảng thời gian nhất định, kết quả cuối cùng đợc hiển thị trên màn hiển thị số HTS (Xem hình 6)

Chú ý: Nếu cần thay đổi tham số một khối nào đó chỉ cần kích con trỏ lên khối

đó, bảng tham số hiện ra Sau khi thiết lập tham số, ta thực hiện lệnh đóng Close Trong các chơng trình mô phỏng sử dụng chuyển mạch, để nối kênh chỉ cần kích con trỏ lên tiếp điểm tơng ứng.

3 Đóng chơng trình

Sơ đồ mô phỏng (Cửa sổ) → File → Close Lúc này chơng trình đợc đóng, trên màn hình hiện cửa sổ MALAB Command Window

4 Gọi chơng trình tiếp theo

Thông thờng để gọi chơng trình tiếp theo đợc nhanh chóng ta cha cần đóng chơng trình trớc đó, mà dùng cửa sổ của nó để gọi chơng trình sau theo thực đơn File → Open

→ Open model (Cửa sổ) →  (Chơng trình tiếp theo) → Sơ đồ chơng trình tiếp theo -(Cửa sổ)

Ta tiến hành chạy chơng trình theo các bớc nêu trên để nhận đợc kết quả mô phỏng Sau khi kết thúc nghiên cứu sơ đồ mô phỏng, ta đóng một trong hai chơng trình

và dùng chơng trình còn lại để gọi chơng trình thứ 3 Nh vậy ta có thể gọi lần lợt các chơng trình mô phỏng có sẵn trong cửa sổ th mục Open model của MATLAB

5 Đóng phần mềm MATLAB

MALAB Command Window (Cửa sổ) → File → Exit Matlab

Trớc khi tắt máy vi tính, tất cả các chơng trình ứng dụng đều phải đóng lại

Một số chú ý khi sử dụng ch ơng trình:

Đối với Matlab 5.2 nếu tất cả các mô-đun chơng trình sao vào th mục ''Bin'' của MALAB ở dạng ''File'' thì gọi và chạy chúng trực tiếp bằng ''matlab.exe'' nh hớng dẫn ở mục 1.2 Nếu các chơng trình con dạng ''File'' đặt trong th mục, thì chúng đợc gọi và chạy bằng ''matlab.exe'' thông qua File bất kỳ nào đó nằm trong “Bin”

Đối với Matlab 6.0, 6.5 tất cả các mô-đun chơng trình đều đợc gọi trực tiếp không phụ thuộc chúng nằm ở th mục nào