lập trình tính toán trong matlap - Pdf 12

1
TIN HỌC CHUYÊN NGÀNH DÀNH CHO KHOA CƠ ĐIỆN
LẬP TRÌNH TÍNH TOÁN TRONG MATLAB
SỐ TIẾT: 45 (30 LÝ THUYẾT + 15 THỰC HÀNH)
1. Sách, giáo trình chính:
-Lập trình Matlab và ứng dụng, Nguyễn Hoàng Hải - Nguyễn Việt
Anh, NXB Khoa học và kỹ thuật
-Bàigiảng LẬP TRÌNH TÍNH TOÁN TRONG MATLAB - Đỗ Thị Mơ
2. Sách tham khảo
- Matlab for engineers, Adrian Biran - Moshe Breiner, Addision Wesley
Publishing Company.
-Cơ sở Matlab & ứng dụng, Nguyễn Hữu Tình-Lê Tấn Hùng- Phạm Thị
Ngọc Yến-Nguyễ Thị Lan Hương, NXB Khoa học và kỹ thuật
- Matlab & Simulink, Nguyễn phùng Quang, NXB Khoa học và kỹ thuật
3. Giáo viên: Đỗ Thị Mơ -Bộ môn Công nghệ phần mềm
Email:
Chương 1: Giớithiệu chung
1. Không gian làm việccủaMatlab
Cửasố lệnh củaMatlabcódấumời(dấunhức) là dấu>>. Tại
đây ta có thể gõ vào các lệnh củaMatlabhoặc gõ các biến.
Những lệnh hoặcbiến đượclưu trong không gian làm việccủa
Matlab và có thểđượcgọilạikhitacần. Dùng các mũitên(↓↑ )
để chọncáclệnh, có thể cắt, copy, dán và sửachữa dòng lệnh.
Ví du:
>> X=2
X=
2
>> A=’XIN CHAO’
A=
XIN CHAO
Nếu ta không nhớ tên biến, ta có thể yêu cầu Matlab cho danh

Pi
Tên biếnmặc định dùng để trả về kếtquảAns
Giá trị
Các biến đặc
biệt
3
Các biến đặcbiệt ở trên có sẵngiátrị, nếu ta thay đổigiátrị củanóthìgiátrị
ban đầusẽ mấtchođếnkhitakhởi động lại Matlab thì nó mớitrở lạigiátrị
ban đầu. Không nên thay đổigiátrị củacácbiến đặcbiệt.
Ví dụ:
>> i
ans =
0 + 1.0000i
>> j
ans =
0 + 1.0000i
>> i*i
ans =
-1
>> pi
ans =
3.1416
>> eps
ans =
2.2204e-016
>> realmin
ans =
2.2251e-308
>> realmax
ans =

>> x=10,y=20
x =
10
y =
20
>> z=x+
y
z =
30
5. Các phép toán số học
Các phép tính số họccủa Matlab được cho trong bảng sau :
2^3^Phép luỹ thừa
4/2=2 hoặc 2\4=2/ ( chia trái) ,\ (chia phải) Phép chia
3*5*Phép nhân
8-2-Phép trừ
5+4+Phép cộng
Ví dụKí hiệu
Phép tính
5
Các phép tính trên có mức độ ưu tiên như sau :
1. Phép luỹ thừa.
2. Phép nhân, phép chia
3. Phép công, phép trừ.
>> x=2+10/5+4^2-6*2
x =
8
6. Số phức
Một trong các ưu thế củaMatlablàlàmviệcvớisố phức. Số phứccủaMatlab
được định nghĩa theo nhiều cách.
* Cách 1 : Chèn kí tự i hoặc j vào phần ảo.

2.0000 + 3.0000i
>> b=1+4i
b =
1.0000 + 4.0000i
>> a+b
ans =
3.0000 + 7.0000i
>> a-b
ans =
1.0000 - 1.0000i
>> a/b
ans =
0.8235 - 0.2941i
>> a*b
ans =
-10.0000 +11.0000i
* Có thể biểudiễnsố phức ở dạng cực ( độ lớn và góc)
M∠θ ≡ M.eiθ = a+bi
Ở trên số phứcbiểudiễnbằng độ lớn M và góc θ, quan hệ
giữa các đạilượng này và phầnthực, phần ảo đượcbiểu
diễndướidạng đạisố:
M: dùng hàm abs để tính độ lớn, M=abs(so phuc).
θ= tan-1(b/a): dùng hàm angle tính góc, θ = angle(so phuc)
a= Mcosθ b= Msinθ
Ví dụ:
>> c=1+2i
c =
1.0000 + 2.0000i
>> M=abs(c)
M =

Số phức liên hợpconj(x)
Xấpxỉ dương vo cùngceil(x)
arctang củaphầnthựccủax vàyatan(x,y)
arctang xatan(x)
arcsin xasin(x)
Tính góc củasố phứcangle(x)
arccos xacos(x)
Tính argument (độ lơnM) củasố phứcxabs(x)
Ý nghĩaKí hiệuhàm
8
>> x=abs(-2)/2
x=
1
>> x=sqrt(2)/2
x=
0.7071
>> y= sin(x)
y=
0.7854
>>4*atan(1)
ans=
3.1416
y=rem(10,3) % phầndư
y=
1
>>gcd(18,81) % Ướcsố chung lơnnhất
ans=
9
>>lcm(18,81) % bộisố chung lớnnhất
ans=

1.1 Quản lý không gian làm việccủaMatlab
Các biến đượctạotrongcửasổ lệnh, đượclưu trong không gian làm việc
của Matlab. Ta có thể xem lạihoặcxóacácbiến đó.
* Xem tên biến dùng lệnh who
> who
Your variables are:
a ans b c y
* Để xem chi tiết hơn về các biến ta dùng lệnh whos
>> whos
Name Size Bytes Class
a 1x1 8 double array
ans 0x0 0 char array
b 1x1 8 double array
c 1x1 8 double array
y 1x1 8 double array
Grand total is 4 elements using 32 bytes
10
* Để xóa các biếntadùnglệnh clear
Lệnh này ta đãxétở mục3 chương 1. Các tuỳ chọn khác nhau củalệnh clear
ta có thể xem bằng lệnh help clear.
>> help clear
CLEAR Clear variables and functions from memory.
CLEAR removes all variables from the workspace.
CLEAR VARIABLES does the same thing.
CLEAR GLOBAL removes all global variables.
CLEAR FUNCTIONS removes all compiled M- and MEX-functions.
CLEAR ALL removes all variables, globals, functions and MEX links.
CLEAR ALL at the command prompt also removes the Java packages
import list.
CLEAR IMPORT removes the Java packages import list at the command

>> Save Tên_tệphoặcchọncácmục trên thanh Menu:
File / Save Workspace as
Ví dụ: >> save luu1
Các biến trong Matlab đượclưutrongtệp luu1.mat
Có thể ghi mộtsố biếnvàotệp theo lệnh sau:
>> save tên_tệpbiến1 biến2
Ví dụ: >>save luu2 a b c
Các biến a,b,c được ghi trong tệp luu2.mat
* Phụchồidữ
liệu: Để phụchồidữ liệu(cácbiến) trong các tệp đã ghi ta dùng
lệnh: >> Load tên_tệp
Ví dụ: >>Load luu1
12
1.3. Khuôn dạng hiểnthị số
Matlab hiểnthị kếtquả dạng số mặc định: số nguyên và các dạng số khác trừ số
thựchiểnthị theo đúng dạng đưa vào. Dạng số thựchiểnthị vớimặc định là 4 chữ
số sau dấuphẩy.
Để tạokhuôndạngriêngtachọncácmục trong Menu:
File / Preferences khi đósẽ có hộpthoại Preferences như sau:
Chọnmục Command Windows, trong mục Numeric format dùng để định
dạng số có các định dạng sau:
short hiệnsố có 5 chữ số 20.345
long hiệnsố có 16 chữ số 20.123456789123456
Short e hiệnsố có 5 chữ số vớisố mũ e 2.0345e+01
long e hiệnsố có 16 chữ số vớisố mũ e
2.0123456789123456e+1
short g chính xác hơn short hoặcshort e
long g chính xác hơn long hoặc long e
hex số hệ 16 12ABF
bank hai số thập phân 12.45

sổ Script file ta nhậpvàocáclệnh tính như sau
Sau đóchọn File / save và gõ vào tên tệplàthu1.m
Chọn Debug / Run để chạy hàm, nhậpdữ liệuchochiều cao, cạnh đáy của
tâm giác từ cửasổ lệnh.
Ví dụ 2: tạomột m-file có tên là tinhham.m, nội dung chứacáccâulệnh sau:
14
Sau đóchọn Debug / Run để chạy hàm, nhậpdữ liệu cho a, b, c từ cửasổ
lệnh.
* Mộtsố lệnh quản lý tệp:
-cd hiểnthị thư mụchiệnthời
- cd tên_thư_mục thay đổi thư mục đưa ra
-dir danh sách các file trong thư mụchiệnthời
- edit tên_tệp_m_file mở tệp để sọan thảo
- delete tên_tệp_m_file xoá tệp
-path hiểnth
ị hoặcsửa đường dẫn
- type tên_tệp_m_file hiểnthị nội dung M-file trong cửasổ lệnh
-what hiện danh sách các m-file và MAT-file
3. Các cấutrúcđiềukhiển
3.1. Cấutrúcrẽ nhánh IF End
* Trường hợp đơngiản:
If biểuthức điềukiện
khốilệnh
end
Nếubiểuthức điềukiệnlàđúng thì khốilệnh đượcthựchiện.
Ví dụ:
>> a=10
>> if a>0
x=3*a
end

elseif biểuthức điềukiện2
khốilệnh 2
elseif biểuthức điềukiện3
khốilệnh 3

elseif biểuthức điềukiệnn
khốilệnh n
else
khốilệnh n+1
end
Nếubiểuthức điềukiệni đ
úng thì thựchiệnkhốilệnh i ( i từ 1 đếnn),
ngượclại không có biểuthức điềukiện nào đúng thì thựchiệnkhốilệnh
n+1.
16
Ví dụ: Tính tiền điện, giả sử tính theo cách 50 sốđầu500 đồng 1 số, 50 số tiếp theo 700
đồng 1 số, 50 số tiếp theo 1000 đồng 1 số, 50 số tiếp theo 1500 đồng 1 số, các sô
tiếp theo 2000 đồng 1 số
function tinhtiendien()
csd=input('chi so dau =');
csc=input('chi so cuoi =');
sd=csc-csd
if sd<=50
tien=sd*500
elseif sd<=100
tien=50*500+(sd-50)*700
elseif sd<=150
tien=50*500+50*700+(sd-100)*1000
elseif sd<=200
tien=50*500+50*700+50*1000+(sd-150)*1500

case 3
' Sinh, Su, Dia'
case 4
' Hoa, Ly, Anh'
case 5
' Toan, Tin, Ly'
case 6
' Van, Hoa, Dia'
case 7
' Toan, Su, Tin'
otherwise
' Nghi o nha'
end
3.3. Vòng lặp For
Vòng lặp For cho phép mộtkhốilệnh thựchiệnlặplạimộtsố lầncốđịnh. Cú pháp
của vòng lặp For như sau;
For biến=mang
khốilệnh
end
Biếnlầnlượtnhận các giá trị củamảng, mỗilầnnhư vậykhốilệnh đượcthựchiện1
lần. Số lầnlặpcủakhốilệnh sẽ bằng số phầntử
củamảng.
Ví dụ 1 : s= 1+2+3+4+ . . . +10
s=0;
for i=1:10
s=s+i;
end
s
Ví dụ 2: Tính p= n !=1*2*3* *n
n=input(‘ Nhap vao n: ‘)

Tên_biến= biểuthức
[return]
Các quy định và các tính chấtvới hàm M-file:
- Tên_hàm và tên M-file phảilàmột
- Trong thân hàm có lệnh gán giá trị củabiểuthứcchotênbiến.
- Trong hàm có thể chứa các hàm khác nhưng các hàm con trong hàm đóchỉ đượcgọichỉ
đượcgọi trong chính nó.
-Mỗi hàm có một không gian làm việc riêng tách biệtsovớimôi trường matlab. Các biến được
tạo ra trong hàm chỉ nằm trong không gian làm việccủa hàm đóvà đượcgiải phóng khi hàm
kết thúc.
- Các dòng chú thích sẽ đượchiện ra khi dùng lệnh Help.
-Cácthamsố vàovàra khi một hàm đượcgọichỉ có tác dụng bên
trong hàm đó. Biến Nargin chứa các tham sốđư
a vào, nargout chứa các giá trịđưara.
19
-Nếucáchàmmuốn dùng chung các biếnthìcácbiến đóphải khai báo là
biếntoàncục: Global tên_biến
-Tronghàmcóthể gặp dòng lệnh Return, cho phép kếtthúcmộthàmmà
không cầnphải thi hành hếtcáclệnh củahàmđó.
- Hàm error củaMatlabcho hiểnthị chuỗikítự trên cửasổ lệnh và dừng
thựchiện hàm. Hàm này thường được dùng để cảnh báo việcsử dụng hàm
không đúng. Ví dụ hàm phải đưa vào 3 tham số, nếu đậ ít hơ
n sẽ có lỗi:
if nargin <3
error('Phai dua vao du 3 tham so')
end
* Lờigọi hàm : Trong các hàm khác hoặctạicửasổ lệnh sử dụng hàm phải
có lờigọihàm. Lờigọihàmviếtnhư sau :
Tên_biến=Tên_hàm(các tham số thựcsự)
Các tham số thựcsự chứagiátrị và tương ứng với các tham số trong hàm.

>> a=4
>> b=6
>> a==b
ans = 0
>> a~=b
ans = 1
>> a<b
ans =
1
5.2. Toán tử Logic
Kếtqủacủa toán tử logic là 1 (true) hoặc0 (false)
Ví dụ :
>> a=5
>> b=-2
>> (a>0)&(b<0)
ans =
1
NOT~
OR|
AND&
Ý nghĩaToán tử logic
21
>> (a<0) |(b>0)
ans =
0
>> ~(a>b)
ans =
0
5.3. Xâu kí tự
Xâu kí tự trong matlab là mảng các kí tự trong bảng mã ASCII.

5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 0 0
0 0 0 0 0 0 0
Chương 3: Các phép toán vớimảng
1. Mảng đơngiản
1.1. Biểudiễnmảng đơn trong matlab
Để biểudiễnmột dãy các phầntử có tính chấtgiống nhau matlab dùng kiểu
mảng.
Biểudiễnmảng đơnnhư sau:
Tên_biến_mảng=[a1,a2, ,an] hoặc Tên_biến_mảng=[a1 a2 an]
Trong đóai vớii từ 1 đếnn, làphầntử thứ i củamảng, như vậygiữacác
phầntử ngăn cách nhau bớidấuphẩyhoặcdấu cách. Ph
ầntử củamảng có
thể biểudiễnbằng biểuthức.
Ví dụ 1 x biểudiễn1 dẫysố 1, 3, 5 ,7, 9,11 trong matlab ta viếtnhư sau
x=[1,3,5,7,9,11] hoặc x=[1 3 5 7 9 11]
Ví dụ 2:
>> a=2
>> y=[2*a,3+a,4/a]
y =
4 5 2
23
1.2. Địachỉ củamảng
Ở ví dụ 1 mảng x có 6 phầntử, mảng x có 1 hàng 6 cộthay còngọi là vector hàng,
mảng x có độ dài là 6.
* Để truy nhập vào phầntử thứ i của mang ta viếtnhư sau: Tên_biến_mảng(i)
Ví dụ: x(1); x(5); y(2); y(3)
* Để truy nhậpvàotừ phầntử thứ i đếnphầntử thứ j ta viết:

2 3 4 5 6 7 8 9 10
>> b=1:3:15
b =
1 4 7 10 13
24
>> c=linspace(1,5,8)
c =
1.0000 1.5714 2.1429 2.7143 3.2857 3.8571 4.4286 5.0000
>> d=logspace(1,2,5)
d =
10.0000 17.7828 31.6228 56.2341 100.0000
* Đốivớicácmảng mà các phầntử của nó không tuân theo mộtquyluậtnhất định, ta
có thể tạomảng bằng cách ghép các ghép các mảng thành phầnlại. Ví dụ :
>> x1=1:6
x1 =
1 2 3 4 5 6
>> x2=3:2:11
x2 =
3 5 7 9 11
>> x3=[x1 x2]
x3 =
1 2 3 4 5 6 3 5 7 9 11
>> x4=[x1(1:2:6),2, 7, x3(5:9)]
x4 =
1 3 5 2 7 5 6 3 5 7
2. Vector hàng và vector cột
* Vector hàng là mảng 1 hàng và nhiềucột, cách biểudiễn đã xét ở phần trên.
a=[a1,a2, ,an]
* Vector cộtlàmảng 1 cột và nhiều hàng. Các thao tác như vector hàng. Biểudiễn dùng dấu;
ngăncáchgiữa các phầntử.

ans =
2
6
10
>> b(3,:) % dòng 3
ans =
9 10 11 12
* Loạibỏ dòng hoặccộtmảng bằng cách gán cho giá trị rỗng [].
Ví dụ:
>> c=[1:2:7;8:2:14;20:-1:17]
c =
1 3 5 7
8 10 12 14
20 19 18 17
>> c(:,4)=[] % xoá cột4
c =
1 3 5
8 10 12
20 19 18
>> c(1,:)=[] % xoá dòng 1
c =
8 10 12
20 19 18
* Tạovectorcộtd từ ma trận c : d=c( :)
>> d=c(:)


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status