[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
1

Phần 1 - Cơ sở Matlab
Chơng 1 Khái niệm chung
1.1- Giới thiệu
MATLAB là 1 phần mềm ứng dụng chạy trong môi trờng Windows do hãng
MathWorks sản xuất và cung cấp. Có thể coi Matlab là ngôn ngữ của kỹ thuật.
Nó tích hợp các công cụ rất mạnh phục vụ tính toán, lập trình, thiết kế, mô
phỏng,... trong một môi trờng rất dễ sử dụng trong đó các bài toán và các lời
giải đợc biểu diễn theo các ký hiệu toán học quen thuộc.
Các ứng dụng điển hình là: - Toán học và tính toán.
- Phát triển thuật toán.
- Tạo mô hình, mô phỏng và tạo giao thức.
- Khảo sát, phân tích số liệu.
- Đồ hoạ khoa học kỹ thuật.
- Phát triển ứng dụng, gồm cả xây dựng giao diện ngời dùng đồ hoạ GUI.
Matlab là một hệ thống tơng tác mà phần tử dữ liệu cơ bản là một mảng (array)
không cần khai báo kích thớc. Điều này cho phép bạn giải nhiều bài toán tính
toán kỹ thuật đặc biệt là các bài toán liên quan đến ma trận và véc tơ.
Matlab là viết tắt của hai từ tiếng Anh Matrix Laboratory (Phòng thí nghiệm ma
trận). Ban đầu Matlab đợc viết chỉ để phục vụ cho việc tính toán ma trận. Trải
qua thời gian dài, nó đã đợc phát triển thành một công cụ hữu ích, một ngôn
ngữ của kỹ thuật. Trong môi trờng đại học, nó là một công cụ chuẩn cho các
khoá học mở đầu và cao cấp về toán học, khoa học và kỹ thuật. Trong công
nghiệp, nó là công cụ đợc lựa chọn cho việc phân tích, phát triển và nghiên cứu
hiệu suất cao.

Đây là một th viện cho phép bạn viết các chơng trình C và Fortran tơng thích
với Matlab.
Simulink, một chơng trình đi kèm với Matlab, là một hệ thống tơng tác với
việc mô phỏng các hệ thống động học phi tuyến. Nó là một chơng trình đồ hoạ
sử dụng chuột để thao tác cho phép mô hình hoá một hệ thống bằng cách vẽ một
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
3

sơ đồ khối trên màn hình. Nó có thể làm việc với các hệ thống tuyến tính, phi
tuyến, hệ thống liên tục theo thời gian, hệ gián đoạn theo thời gian, hệ đa biến,...
1.2- Cài đặt chơng trình:
1.2.1- Khởi động windows.
Matlab là một phần mềm chạy trong môi trờng Windows nên qui trình cài đặt
Matlab cũng tơng tự nh việc cài đặt các chơng trình phần mềm khác trong
Windows, chỉ cần làm theo các hớng dẫn của chơng trình cài đặt.
1.2.2- Tiến hành cài đặt
- Đa đĩa CD vào ổ đĩa (nếu cài từ đĩa CD-ROM)
Do chơng trình đợc cấu hình theo chế độ Autorun (tự chạy) nên khi đa đĩa
CD vào ổ đĩa thì trình Setup tự động đợc kích hoạt. Trờng hợp chế độ Autorun
không đợc kích hoạt (do tập tin Autorun bị lỗi), dùng. Hoặc ta có thể kích
chuột vào nút Start trên thanh tác vụ (Task bar) của windows, chọn lệnh run, gõ
vào đờng dẫn của file, nhấn Enter hoặc kích vào nút lệnh Run. Sau đó làm theo
các hớng dẫn của trình cài đặt của Windows.
- Trờng hợp cài đặt Matlab từ đĩa cứng:
Hình 1. Cài đặt Matlab trong Windows và màn hình Welcome
[email protected]

thành phần không cần
thiết trong chơng trình
để tiết kiệm dung lợng
đĩa cứng. Muốn kiểm tra
dung lợng của chơng
trình, kích vào Disk Space
để quan sát.
Hình 1.3. Lựa chọn các thành phần của Matlab sẽ đợc cài đặt
Muốn thay đổi th mục cài đặt Matlab, kích chuột vào nút Browse và tạo đờng
dẫn tới địa chỉ cần đặt th mục Matlab. Th mục mặc định là C:\MATLABR11.
Để tiếp tục kích Next,
màn hình hiện khung
thông tin Setup và trình
setup bắt đầu copy các
tập tin vào th mục cài
đặt.
1.2.5- Hoàn thành cài
đặt
Sau khi hoàn thành quá
trình Copy các file của
chơng trình vào th mục
cài đặt, màn hình hiện khung thoại Setup Complete. Bỏ đánh dấu ở ô Yes,
launch the Help Desk to view the Release Note nếu không muốn trình setup
Hình 1.4. Quá trình copy file của chơng trình vào th
mục cài đặt
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng

7

+ Kế tiếp biểu tợng là tên chơng trình cùng với cửa sổ chơng trình. Tận
cùng là ba biểu tợng có chức năng phong to, thu nhỏ và thoát khỏi chơng
trình.
Dòng thứ hai là thanh menu (Menu bar thanh thực đơn) của chơng
trình gồm các menu chính chứa các lệnh liên quan đến việc tạo, xử lý, gán thuộc
tính,... cho các đối tợng, thiết lập cấu hình phần mềm,...
Dòng thứ ba là thanh công cụ (Tool bar thanh công cụ) chứa biểu
tợng đờng tắt (Shortcut) của các lệnh thờng sử dụng, giúp ngời sử dụng truy
cập nhanh vào các lệnh của Matlab.
Phần chiếm gần chọn màn hình là cửa sổ lệnh, là nơi nhập các lệnh và
hiển thị kết quả cũng nh các thông tin khác.
Hình 1.4. Cửa sổ Command Windows của Matlab
Cuối cùng là thanh tác vụ hay thanh trạng thái (status bar) hiện thông
tin về tình trạng đang xử lý, thực hiện đối với đối tợng.
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
8

1.3.1.2- Thoát khỏi MATLAB:
Trong Windows, có rất nhiều cách để thoát khỏi một chơng trình ứng dụng, để
thoát khởi Matlab ta có thể sử dụng một trong những cách sau:
Từ cửa sổ lệnh Matlab Command Window đánh lệnh quit hoặc kích biểu tợng

enter, kết quả là:
>>a=(1+sqrt(5))/2
a=
1.6180
Ta có thể sử dụng phím nhiều lần để tìm các lệnh đã gõ trớc đó. Cũng có thể
gọi nhanh lại một câu lệnh đã thực hiện trớc đó bằng cách gõ ký tự đầu của
dòng lệnh rồi nhấn . Ví dụ, để gọi lại chính xác lệnh ở trên nh sau:
>>a
1.3.2.2- Xoá cửa sổ lệnh
Sử dụng lênh clc để xoá cửa sổ lệnh (xoá màn hình). Lệnh này không xoá nội
dung trong không gian làm việc Workspace, mà chỉ xoá màn hình. Sau khi sử
dụng clc ta có thể sử dụng phím để gọi lại lệnh cũ.
1.3.2.3- Dừng một chơng trình đang chạy
Về nguyên tắc có thể dừng một chơng trình đang chạy trong Matlab tại bất kỳ
thời điểm nào bằng cách nhấn tổ hợp phím Ctrl + C. Tuy nhiên, ta vẫn có thể
phải đợi cho đến khi một hàm đang thực thi bên trong hoặc MEX-file kết thúc
hoạt động của nó.
1.3.2.4- Định dạng số
Các phép tính trong Matlab đợc thực hiện với độ chính xác rất cao. Ta
có thể định dạng cho các số xuất ra màn hình tuỳ theo ý muốn bằng cách sử
dụng lệnh format. Lệnh này chỉ ảnh hởng đến việc hiển thị của các số mà
không ảnh hởng đến việc tính toán và lu giữ của Matlab nghĩa là không ảnh
hởng đến độ chính xác của phép tính.
Ta lấy ví dụ với số 4/3: tại cửa sổ lệnh gõ vào dòng lệnh >>4/3
format short ( đây là chế độ mặc định ):
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
11

nhng không hiển thị kết quả ra màn hình. Điều này đặc biệt có ích khi thực
hiện tính toán với các véc tơ hoặc Matlab trận có số phần từ rất lớn.
1.3.2.6- Dòng lệnh dài
Nếu một câu lệnh quá dài, không vừa trên một dòng, ta sử dụng một toán tử ba
chấm () sau đó nhấn để biểu thị rằng câu lệnh còn tiếp tục ở dòng kế tiếp.
Ví dụ:
s = 1 1/2 + 1/3 1/4 + 1/5 1/6 + 1/7 ...
1/8 + 1/9 1/10 + 1/11 1/12;
Số ký tự tối đa cho phép trên một dòng là 4096 ký tự. Các khoảng trắng (dấu
cách) xung quanh các dấu =, +, -, *, /, là tuỳ ý (không nhất thiết phải có)
nhng chúng giúp ta dễ đọc hơn.
1.3.3- Không gian làm việc của Matlab (Matlab Workspace)
Không gian làm việc của Matlab chứa một tập các biến (các mảng đợc đặt tên)
mà bạn có thể thao tác từ dòng lệnh của Matlab. Có thể sử dụng lệnh who và
whos để xem nội dung của workspace. Lệnh who cho một danh sách tóm tắt các
biến còn lệnh whos cho biết các thông tin cả về kích thớc và kiểu dữ liệu. Sau
đây là ví dụ về lệnh whos trên một workspace chứa 8 biến thuộc các kiểu dữ liệu
khác nhau:
whos
Name Size Bytes Class
A 4x4 128 double array
D 3x5 120 double array
M 10x1 40 cell array
S 1x3 628 struct array
h 1x11 22 char array
n 1x1 8 double array

Trong Windows, nạp lại Workspace có thể thực hiện bằng cách chọn lệnh Load
Workspace từ menu File.

[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
13

Chơng 2 - Các menu của MATLAB
2.1- Menu File
Kích chuột vào File hoặc nhấn tổ hợp
phím Alt-F, xuất hiện menu xổ chứa các lệnh
liên quan đến việc tạo mới, quản lý, gán thuộc
tính cho đối tợng (các tập tin - file) đã có
sắn, thiết lập cấu hình phần mềm....
2.1.1- New (hình 2.1): Hiện menu chứa ba
lệnh để tạo đối tợng mới. Đối tợng ở đây có
thể là một script, một cửa sổ đồ hoạ hay một
mô hình mô phỏng hệ thống.
M-file: Hiện cửa sổ Editor/
Debugger (hình 1.6). Đây là môi trờng bạn
tạo mới cũng nh sửa đổi, gỡ rối các tập tin chơng trình nh M-file hoặc MEX-
file hoặc các đối tợng nào đó để thực hiện một nhiện vụ nào đó. Để có thể tạo
đợc các tập tin này, bạn phải dùng ngôn ngữ lập trình C hoặc FORTRAN.
Hình 2.1. Menu File và menu con của
lệnh New
Figure (hình 2.2): Đây là môi trờng đồ hoạ để bạn tự vẽ các đối
tợng hoặc để Matlab vẽ các đồ thị theo hàm lệnh bạn nhập từ khung cửa sổ

Trong cửa sổ Matlab Command
windows kích: File/Open. Xuất hiện
khung thoại Open.
Từ khung thoại, gõ địa chỉ của
file vào ô file name, nhấn open hoặc kích
chọn tên tập tin cùng kiểu tập tin (file
Hình 2.7. Cửa sổ Open files
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
15

type) muốn mở và kích Open.
2.1.3- Open Selection:
Có chức năng mở những đối tợng đã chọn riêng và lu thành một tập tin
riêng.
2.1.4- Run Script :
Chạy một chơng trình đã lu thành một tập tin.
Hình 2.9. Khung thoại Run Script và hộp thoại Browse
Trong cửa sổ Matlab Command window kích: File/Run Script. Trên
màn hình xuất hiện khung thoại Run Script (hình 2.9).
Go địa chỉ và tên tập tin vào trong khung nhập lệnh Run rồi kích OK.
Để tìm kiếm các tập tin đã lu trong máy, kích vào nút để duyệt.
Từ khung thoại Browse chọn nguồn chứa và tên tập tin cần mở rồi kích
vào Open để về khung thoại Run Script với toàn bộ đờng dẫn cùng tên tập tin
muốn mở. Kích OK.
2.1.5- Load Workspace:
Tải (load) tập tin *.mat vào bộ nhớ của

tập tin này đợc lu theo dạng *.mat và
cũng là tập tin chơng trình gốc.
2.1.7-
Show Workspace :
Hiện nội dung của tập tin Workspace lên
màn hình bằng cách từ menu File, chọn
Save Workspace. Trong cửa sổ Save Workspace sẽ hiện nội dung của tập tin
Workspace đã ghi.
Hình 2.12. Cửa sổ Workspace Browser
2.1.8- Show graphics proprty editor (hình 2.13):
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
17

Hiện cửa sổ thay đổi thuộc tính mặc
định của hình ảnh để áp dụng cho tất cả
các hình ảnh sẽ đợc thiết kế sau này hoặc
chỉ riêng theo từng nhiệm vụ.
Từ cửa sổ lệnh MATLAB kích :
File/Show Graphics Property Editor.
Màn hình xuất hiện cửa sổ Show Graphics
Property Editor.
Chọn thuộc tính cần thay đổi và
kích Close. Thí dụ, thay đổi thuộc tính Echo từ mặc định là on thành off
Hình 2.13. Cửa sổ Graphics Property Editor
2.1.9- Show GUI Layout Tool (hình 2.14):
Hiển thị danh mục các công cụ phục vụ cho việc thiết kế giao diện ngời dùng

chọn lệnh Preferences từ
menu File của khung cửa sổ
lệnh MATLAB. Kích chọn
các loại tham số muốn thay
đổi hoặc gán thêm và kích OK.
Hình 2.15. Cửa sổ Path Browser
Hình 2.16. Cửa sổ Preferences, thẻ General
Command Windows Font: Hiện khung danh mục font cùng thuộc
tính để ngời sử dụng thay đổi font mặc định thành font quen thuộc.
Copy Options : Hiện khung thông tin để ngời sử dụng tuỳ chọn định
dạng đối tợng muốn sao chép.

[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
19

hành.
Chọn vị trí cần dán rồi nhấn Ctrl + V hoặc Paste. Đối tợng sẽ đợc
dán vào vị trí đã chọn.
2.2.3- Copy (Ctrl + C):
Sao chép đối tợng trong khung cửa sổ lệnh MATLAB và sau đó dán vào vị trí
đã chọn. Đối tợng đợc Copy có thể là một công thức, một chuỗi ký tự, hàm
lệnh
Chọn đối tợng cần Copy tại cửa sổ lệnh MATLAB và sau đó ấn Ctrl
+ C hoặc Copy.
Chọn vị trí cần copy đến và ấn Ctrl + V hoặc chọn Paste từ menu Edit.
2.2.4- Paste (Ctrl + V):
Dán đối tợng đã đợc Cut hoặc Copy vào vị trí đã chọn. Ngoài ra, bạn còn có
thể dùng lệnh Paste của MATLAB để dán các đối tợng khác vào MATLAB.
2.2.5- Clear: Xoá đối tợng đã đ
ợc chọn trong khung cửa sổ MATLAB.
2.2.6- Select All: Chọn toàn bộ nội dung trong khung cửa sổ lệnh của
MATLAB.
2.2.7- Clear Session:
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
21

Xoá toàn bộ nội dung của cửa sổ lệnh MATLAB sau khi chọn với lệnh Select
All. Lệnh này cho phép xoá tất cả các thông tin trong bộ nhớ của chơng trình,
tơng tự nh việc ta đóng Matlab lại sau đó khởi động lại Matlab.
2.3- Menu View:
Đánh dấu chọn để hiện hay ẩn thanh công cụ trong khung cửa sổ lệnh

- Input: lệnh nhập dữ liệu vào từ bàn phím.
- Demo: lệnh cho phép xem các chơng trình mẫu.
- Help: lệnh cho phép xem phần trợ giúp.
- Ctrl c: Dừng chơng trình khi nó bị rơi vào trạng thái lặp không
kết thúc.
- Dòng lệnh dài: Nếu dòng lệnh dài quá thì dùng

để chuyển
xuống dòng dới.
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
23

3.2- Biến trong MATLAB
Đặc điểm của biến trong Matlab:
- Không cần khai báo biến và kiểu của biến. Tuy nhiên trớc khi gán một biến
thành một biến khác thì cần đảm bảo rằng biến ở bên phải của phép gán có một
giá trị xác định.
- Bất kỳ một phép toán nào gán một giá trị vào một biến sẽ tạo ra biến đó nếu
cần (biến đó cha xác định) hoặc ghi đè lên giá trị hiện tại nếu nó đã tồn tại
trong Workspace.
- Tên biến bao gồm một chữ cái sau một số bất kỳ các chữ cái, chữ số và dấu
gạch dới. Matlab phân biệt chữ in hoa và chữ in thờng, vì vậy X và x là hai
biến phân biệt.
3.2.1- Tên biến:
Là một dãy ký tự bao gồm các chữ cái hay các chữ số hoặc một số ký tự đặc biệt
dùng để chỉ tên của biến hoặc tên của hàm. Chúng phải đợc bắt đầu bằng chữ

ans =
1 2
- pi = 3.1415926535897...
- realmax: đa ra giá trị của số lớn nhất mà máy tính có thể tính toán
đợc.
- realmin: đa ra giá trị của số nhỏ nhất mà máy tính có thể tính toán
đợc.
- i, j: Đơn vị ảo của số phức.
- inf: infinity- vô cùng lớn.
- NaN: Not a number biểu diễn dạng 0/0, /
- eps: Độ chính xác tơng đối của dấu phẩy động. Đây là dung sai
Matlab sử dụng trong các tính toán của nó.
3.2.4- Biến toàn cục (global variables)
Matlab cho phép sử dụng cùng một biến cho các hàm hoặc giữa các hàm
và chơng trình chính của Matlab, điều này đợc thực hiện thông qua việc khai
báo biến toàn cục:
[email protected]
Giáo trình Matlab và ứng dụng
25

Global tên1 tên2 tên3 .
(Tên các biến cách nhau bắng dấu khoảng trống, không sử dụng dấu phẩy).
Việc khai báo biến toàn cục phải đợc thực hiện ở chơng trình chính
hoặc ở file lệnh (script) hoặc ở file hàm (function) có sử dụng các biến. Biến
toàn cục có tác dụng cho đến khi kết thúc quá trình tính toán hoặc khi toàn bộ
Workspace đợc xoá. Không đợc đa tên biến toàn cục vào danh sách các đối
số của hàm. Khi sử dụng biến toàn cục các lệnh sau tỏ ra rất cần thiết: