TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

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

Hưng Yên - 2015


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 .

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:

3


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
4


>> Goloball ten_bien1
b.Biến kiểu xâu ký tự (string):
Cú pháp lệnh:
names = Dong Minh Tuan
names =
Dong Minh Tuan
number = 0983744750












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).
1
2

8
9
10

Lệnh

Công dụng

Cl
Clear
Clear var1
inpput
Exist
Quit
Who
Whoss
%
Dis

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 :

7

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
9


và vác ứng dụng
Một trong những điểm mạnh của Matlap là khả năng sử lý một tập số đ-ợc xắp
xếp theo một thứ tự nào đó (gọi là mảng ) nh- là một biến đơn (single
variable).Khả năng này làm cho ch-ơng trình viết bằng Matlap rất gọn và dễ hiểu
.Do mảng là một đối t-ợng cơ sở của Matlap ,nên việc lắm vững các phép tính về
mảng là một trong các yêu cầu cơ bản khi sử dụng Matlap.
2.1. Các ph-ơng pháp tạo mảng

2.1.1. Mảng một chiều (véc tơ).
a.định nghĩa :
x = (a1a2a3a4 )

2.1.2 .M¶ng hai chiÒu :
Mét m¶ng trong Matlap cã thÓ cã nhiÒu dßng nhiÒu cét mét m¶ng nh- vËy cßn
®-îc gäi lµ mét ma trËn m¶ng hai chiÒu ®-îc thÓ hiÖn [ m, n]

2.1.3 .M¶ng nhiÒu chiÒu .
A(1) =

A (2) =

11


2.1.4.Mảng kiểu ô (cell array)
Cú pháp lệnh:
A1=Nguyen van A
A2=26-4-1984
A3=7,10

Nguyen van A
A=
8

7 10

A=
26-4-1984
A =
5

7


8 10 12

b.Phép trừ hai mảng:
u=(1......4)
v=(5......8)
r=u-v
r=
-4 -4 -4 -4

c. Phép nhân hai mảng.
Đây là một phép tính đặc biệt trong Matlap dùng toán tử
ví dụ :
u=(5......10)
v=[6.......3)
A=u.v
A=
30 49 72 18 30
ví dụ:
A=(1.......7);
B=(1......6);
C=A.B
C=
12 136 35 48
13


0 21

25 42

14


Giả sử có ma trận A =

thì ma tran chuyển vị sẽ là : A =

Cú pháp lệnh:
A=
A...
e.Tính định thức của ma tran vuông
Để tính định thức của matran vuông trong Matlap sử dụng lệnh doet ()
Cú pháp lệnh:
A=
doet[A]
f. Tính ma tran nghịch đảo ;
Để tính matran nghịch đảo dùng lệnh inver
Cú pháp lệnh
A=
inver
g.Tính hạng của một matran
Trong Matlap để tính hạng của một matran nào đó dùng lệnh rak()
Cú pháp lệnh
>> A =
>> rak
p.Rút gọn matran thành dạng bậc thang theo dòng
15


Cú pháp lệnh

issparse (X) trả về giá trị 1 nếu matran X là matran sparse và trả về giá trị 0
nếu matran X không phải là matran sparse

Bài tập cuối ch-ơng
câu 1 : Thiết lập matran vuông A có kích th-ớc 10

10 nh- sau bằng ba cách:

Câu 2 : Tự tạo một cơ sở dữ liệu của các học viên cùng lớp với các tr-ờng :
ho_ten,email,dia_chi,số điện thoại
Câu3.Tính độ cứng của nhíp :

Trong đó

là hệ số thực nghiệm ,

,E là mô dul đàn hồi của vật liệu .

với lk là ẵ chiều dài lá nhíp thứ k (tính từ quang treo đến đầu mút
của lá )
Dữ liệu đã biết
chỉ số của lá

Bề rộng b,Cm

Bề dầy lá nhíp Mô men quán tính
h,Cm
J Cm4

1-6


L6

L7

L8

L9

68.5

67.2

57.6

50.4

43.0

35.0

28.0

20.6

13.0

Tr-ơng trình tính độ cứng của nhíp trong Matlap
%%Nhap du lieu
h(1)=0.7;h(2)=0.7;h(3)=0.7;h(4)=0.7;h(5)=0.7;h(6)=0.7;

5

6

Chiều dày 0.7

0.7

0.8

0.8

0.8

0.8
18


lá nhíp
Bề rộng lá 6.5
nhíp

6.5

6.5

6.5

6.5



19


Ch-ơng III : Công cụ toán học,Cách lập trình ứng dụng
trong Matlap
3.1. Các cộng cụ xử lý đa thức.
3.1.1. Giải ph-ơng trình đại số :
Để giải ph-ơng trình đại số siêu việt dùng lệnh solve
Cú pháp lệnh :
f(x) = a1xn +a2xn-1 + anx + a0
% giải ph-ơng trình đại số siêu việt ;
Solvel
Cú pháp lệnh :
a1xn +a2xn-1 + anx + a0 = 0 % giải ph-ơng trình đại số siêu việt ;
solvel
Nếu trong ph-ơng trình hoặc biểu thức có nhiều hơn một biến. Matlap sẽ giả
thiết biến gần với biến mặc định x (theo bảng chữ cái ) là biến phải tìm (ẩn của bài
toán ).
Cú pháp lệnh :
a1x +a2y + anz + a0 = 0
solvel
ví dụ : Giải ph-ơng trình đại số 6x2 +5x -8 =0
6.x^2 + 5.x - 8=0
Solvelk
ans =
.81090998855468627988128121586250
-1.6442433218880196132146145491958
20


c. Hàm fmincon
Hàm fmincon dùng để tìm cực tiểu của một hàm với các điều kiện dàng buộc
.Vấn đề ở đây là tìm cực tiểu của hàm fun(x) với các điều kiện dàng buộc :

Trong đó:
x,b,beq,lb,ub là các véc tơ
A,Aeq : là các ma tran
C(x), ceq(x) là hàm phi tuyến trả về véc tơ ,fun(x) là hàm trả về trị vô h-ớng
Cú pháp lệnh :
>> [x,fval] = fmincon(fun,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon)
Trong đó x và fval đ-ợc trả về giá trị của biến x mà tại đó hàm fun đạt cực tiểu
,fun là tên hàm cần tìm cực tiểu (ở dạng m file) ,x0 là điểm định tr-ớc và Matlap
bắt đầu dò tìm cực tiểu từ điểm đó .A,b,Aeq,lb,ub là các véc tơ và ma tran xác định
các điều kiện ràng buộc, nonlcon là tên hàm dạng m file định nghĩa các hàm ở vế
trái của các điều kiện dàng buộc
3.2.2 .Ph-ơng pháp nội suy trong Matlap
a.Nội suy một chiều :
cú pháp lệnh của nội suy tuyến tính :
>> y = interp
Trong đó :

22


- y là véc tơ chứa các giá trị nội suy tại các giá trị t-ơng ứng xác định bởi véc
tơ x*
- Y là véc tơ chứa các giá trị đ-ợc biết tr-ớc của hàm tại các giá trị t-ơng ứng
xác định bởi véc tơ x
b.Nội suy hai chiều
cú pháp lệnh

ans = ..
Đối với tích phân xác định
Cú pháp lệnh :
intd
Trong đó f(x) là hàm số tính tích phân ,a và b lần l-ợt là các cận trên và cận d-ới
của tích phân
3.3.3. Khai triển Taylor một hàm
Hàm taylor (f,n,a) khai triển Taylor hàm số f thành một đa thức symbolic xấp
xỉ bậc (n-1) tại lân cận điểm a ,nếu a đ-ợc bỏ qua xem nh- a = 0 thì chúng ta có
khai triển (Maclaurin) .
Cú pháp lệnh :
f(x) = a1xn +a2xn-1 + anx + a0;
taylork
3.3.4. Tính các tổng số hữu hạn
Giả sử cần tính tổng các số hữu hận mà ta đã biết tr-ớc kết quả trong Matlap
dùng lệnh symskjum:

24