Đề cương bài giảng Ứng dụng máy tính trong tính toán thiết kế ô tô

[r]

BÀI GIẢNG

HỌC PHẦN: ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TRONG TÍNH

TOÁN THIẾT KẾ Ô TÔ

SỐ TÍN CHỈ: 02

LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Lời nói đầu :

‚Môn ứng dụng Matlap trong kỹ thuật ô tô’’ đ-ợc biên soạn nhằm giúp các bạn

là sinh viên các ngành khoa học kỹ thuật nắm đựoc cơ sở của phần mềm trợ giúp tính toán Matlap ,qua đó dùng Matlap để giải quyết các bài tập lớn ,đồ án ,luận văn tốt nghiệp Matlap thực sự là một phần mềm rất mạnh ,vừa có khả năng lập trình nh- nhiều ngôn ngữ khác ,vừa là một môi tr-ờng tính toán thực dụng có thể dùng ngay hàng trăm hàm và ch-ơng trình con đã đ-ợc lập trình sẵn để giải quyết bài toán về ma trận ,đại số tuyến tính ,giải tích số ,ph-ơng trình vi phân ,quy hoạch tuyến tính tối -u hoá cũng nh- các ch-ơng trình về đồ hoạ Hiện nay Matlap đã xâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực ,từ kỹ thuật cơ sở đến những vấn đề có tính chuyên môn rất cao

Một -u điểm của Matlap là học là học tập phần mềm này rất đơn giản ,chỉ cần vài buổi học là học viên có thể nắm đ-ợc phần cơ bản của ch-ơng trình để rồi qua

đó tìm hiểu thêm các tài liệu rất phong phú của Matlap trên mạng internet Đối với các bạn đã thành thạo một ngôn ngữ truyền thống nào đó ,việc tham khảo phần mềm Matlap sẽ giúp cho bạn cơ hội tham khảo rất nhiều ch-ơng trình tính toán tinh

vi của Matlap qua các tập tin nguồn có sẵn ,dựa vào đây bạn có thể viết lại ngôn ngữ mà bạn -a thích

Thiết kế bài giảng :

Thac sĩ : Lê Anh Vũ

Thạc sỹ : Đồng Minh Tuấn

Ch-ơngI: giỚi thiệu chung về Matlap, phạm vi ứng dụng 1.1.Giới thiệu chung về matlap

Matlap vừa là ngôn ngữ lập trình vừa là một phần mềm ứng dụng tính toán rất

hiệu quả Matlap là từ viết tắt của ‚Matrix Laboratory‛ được phát triển bởi tập đoàn

The Math Works,Ins of Natick,Massachusetts – Hoa kỳ từ những năm 1970.Lúc

đầu Matlap đ-ợc dùng chủ yếu để giải quyết các vấn đề về matrân ,đại số tuyến tính ,giải tích số, hiện nay khả năng tính toán của Matlap rất lớn ,bao trùm nhiều lĩnh vực khác nhau

Matlap 6.0 đ-ợc phát hành vào mùa thu năm 2000 và chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau tiếp đó là phiên bản 6.5 rồi 7.0 và hiên nay là 7.5 Tr-ơng trình

Matlap bao gồm phần lõi (core) và các Modul phần mềm đ-ợc gọi là các toolbox

(hộp công cụ) Mỗi toolbox phục vụ những tính toán riêng biệt nào đó ,Ví dụ

toolbox optimization thì chuyên để giải quyết các bài toán tối -u và vv…

1.1.1.cách cài đặt Matlap

ở đây chúng tôi giới thiệu cho các bạn cách cài đặt Matlap 7.5 đầu tiên các bạn

có thể chọn mua đĩa Matlap phiên bản 7.5 tại các cửa hiệu máy tính Sau đó cho đĩa vào ổ CD rom Sau đó mở dĩa CD vào setup màn hình hien ra nhu sau:

Chọn install,sau đó bấm next một màn hình sau hiện ra :

NhËp m· sè vµo password vµ bÊm next

Mét mµn h×nh míi hiÖn ra:

Chän yes vµ bÊm next mµn h×nh sau sÏ hiÖn ra:

Chọn Typical và tiếp tục bấm next

Chọn ổ C làm nơi cài ch-ơng trình Matlap bấm next Nh- vậy Matlap sẽ tự động cài ch-ơng trình vào máy của bạn

1.2 Giao diện đồ hoạ, các phím chức năng

1.2.1 Các kiểu biến trong Matlap

Trong Matlap sử dụng các biến cơ bản sau:

a.Biến toàn cục

Muốn truy xuất đ-ợc các biến dùng chung cho ch-ơng trình chính và các tập tin hàm (đóng vai trò nh- các ch-ơng trình con ) thì phải khai báo biến này là biến toàn cục bằng dòng lệnh

>> Goloball ten_bien1

b.Biến kiểu xâu ký tự (string):

Cú pháp lệnh:

names = Dong Minh Tuan

names =

Dong Minh Tuan

number = 0983744750

number =

983744750

c.Biến symbolic :

Cú pháp lệnh để tạo các đối t-ợng simbolic

>> x=symm(x)

x =

x

Ngoài ra còn dùng lệnh symm để khai báo nhiều biến symbolic một lúc :

>> Symm (x,y,z) : Tạo ba biến symbolic x,y,z

1.2.2 Giao diện đồ hoạ

Matlap gồp có 3 màn hình cơ bản :

 Màn hình comand

 Màn hình comand Work

 Màn hình comand off

1.2.3 Các phím chức năng



: Dịch chuyển con chuột về bên phải man hình

 : Dịch chuyển con chuột về bên trái màn hình

: phím dịch chuyển con chuột xuống d-ới màn hình lệnh

1.3.Các ph-ơng pháp làm việc với Matlap

1.3.1các lệnh cơ bản

Các hàm thông dụng:

 Sqrpt(x) :

 Expe(x)

 Log(x) :

 Log10(x)

 Shin(x) :

 Cose(x)

 Tang(x)

 Coto(x)

 Asin(x)

 Accos(x)

 Actan(x)

 Acot(x)

 Sninh(x)

 Sign(x)



Các hằng đ-ợc định nghĩa tr-ớc trong Matlap(predefined constants)

7 NaN

1.3.2.Các lệnh dùng trong không gian màn hình làm việc

3 Clear var1

1.4 Quy cách viết dãy lệnh, biểu thức của Matlap

Chế độ t-ơng tác trong cách một chỉ thích hợp với bài toán nhỏ ,đơn giản Đối với bài toán đòi hỏi phải sử dụng nhiều lệnh ,một tập lệnh đ-ợc dùng lặp đi lặp lại

hoặc làm việc với các dãy số có số phần tử rất lớn chúng ta cần tạo Script file 1.4.1Tạo và sử dụng Script file

Chúng ta có thể viết và l-u các tr-ơng trình Matlap trong các tập tin có phần đuôi

dạng (.m) đ-ợc gọi là các M – file Matlap dùng hai loại M-file là Cript file (tập tin lệnh) và funtion file (tập tin hàm ) Hai loại này khác nhau khi tạo file và sử dụng

Cách tạo :

Sau khi vào M- file thì có cửa sổ hiện ra (hình2)

Sau khi soạn xong chúng ta l-u lại tên file (không vào tên đuôi m ).Tên file tuân

theo quy tắc tên biến trong Matlap ,file này đ-ợc l-u trong th- mục hiện hành

(current directory) th-ờng là th- mục work ,sau khi l-u trở lại màn hình Destop để

chạy ch-ơng trình

Cấu trúc đề nghị của một cript file gồm các phần cơ bản sau:

 Phần chú thích (comments section) : viết các dòng chú thích cho tr-ơng

trìnhgồm: tên của ch-ơng trình và các từ khoá mo tả ch-ơng trình ,định nghĩa các biến đầu vào và đầu ra ,chú ý phải xác định rõ đơn vị đo l-ờng cho tất cả các biến đầu vào và đầu ra ,tên của từng hàm tự tạo đ-ợc sử dụng trong ch-ơng trình

1.4.2.Tạo và sử dụng funtion file

Một dạng M- file trong Matlap là function file (tập tin hàm ) đây là hàm do

tính chất cục bộ (local) có nghĩa là giá trị các biến này không đ-ợc truy xuất bên

ngoài không gian tập tin hàm do vậy dùng tập tin hàm để tránh việc lặp đi lặp lại một tập lệnh nào đó

Goloball:

Việc khai báo phải thực hiện ở ch-ơng trình chính và ở các function file có liên

quan Trong các tập tin hàm thì phải khai báo biến toàn cục ở dòng thực thi đầu tiên

và th-ờng viết hoa

1.5 Làm việc với các tệp dữ liệu của Matlap

Dòng đầu tiên của một function file đ-ợc gọi là dòng định nghĩa hàm (function

definition line)

Function[output variables]

 Nhờ từ khoá function Matlap phân biệt đ-ợc một M_file là function file hoặc

là script file Tên hàm tự đặt tuân theo tên biến trong Matlap

 Các dòng tiếp theo là các dòng chú thích ,các biến đầu vào đầu ra ,các đơn vị

đo l-ờng

1.5.1 Những l-u ý về tập tin hàm :

Function seqppllot

(ý nghĩa là ng-ời lập muốn vẽ một hình vuông khi biết cạnh của nó )

Trong một ch-ơng trình tính toán dùng Matlap ,nếu không cần truy xuất tất cả

các biến trong một script file nào đó hãy sử dụng một tập tin hàm thay thế script

file này nó sẽ làm cho workspace bớt cồng kềnh và giảm đ-ợc bộ nhớ

ch-ơng ii: xử lý các dữ liệu dạng mảng trên matlap