More Related Content Similar to bctntlvn (52).pdf
Similar to bctntlvn (52).pdf (20) bctntlvn (52).pdf1. THUYáșŸT MINH ÄĂ TĂI
NGHIĂN CỚU KHOA Há»C Cáș€P
TRÆŻá»NG: MATLAB TĂM HIá»U
Và ỚNG DỀNG
2. TrâĂȘng ÂźÂčI hĂ€c giao th«ng vĂn t¶I
thuyĂt minh
Ÿà t”I nghiÂȘn cĂžu khoa hĂ€c cĂp trâĂȘng
matlab
tĂm hiĂu v” Ăžng dĂŽng
gi¶i mĂ©t sĂš b”i tožn kĂ thuĂt
M· sÚ : T2001- CK- 08
NgâĂȘi thĂčc hiĂn : Th.S NguyĂn Bž NghĂ
K.S NguyĂn všn Chung
K.S PhÂčm thĂ Minh
§n vĂ : BĂ© m«n KĂ thuĂt mžy
Khoa CÂŹ khĂ
HANOI - 2002
3. mĂŽc lĂŽc
PhĂn 1 GiĂi thiĂu vĂ Matlab
1. BŸt ÂźĂu vĂi Matlab
2. Cžc khži niĂm cÂŹ b¶n
a. C©u lĂnh v” biĂn
b. Cžc phĂp tožn
c. SĂš dĂŻng trong Matlab
d. NhĂp sĂš liĂu tĂ” b”n phĂm
e. In kĂt qu¶ ra m”n hĂnh
f. Ma trĂn
g. SĂš phĂžc v” ma trĂn phĂžc
3. Cžc h”m tožn hÀc
a. Cžc h”m lâĂźng gižc
b. Cžc h”m tožn sÂŹ cĂp
4. Cžc thao tžc ÂźĂc biĂt trÂȘn ma trĂn
5. ThĂčc hiĂn cžc phĂp tĂnh trÂȘn ma trĂn
a. Cžc phĂp tĂnh trÂȘn ma trĂn
b. Cžc phĂp tĂnh phĂn tö - phĂn tö cña ma trĂn
6. Cžc h”m thĂčc hiĂn cžc phĂp tĂnh vĂ Âźa thĂžc
7. Cžc h”m ph©n tĂch dĂ· liĂu
8. H”m cña h”m
a. H”m tĂch ph©n sĂš
b. H”m tĂm nghiĂm phâÂŹng trĂnh phi tuyĂn v” cžc h”m tĂši âu
c. H”m gi¶i phâÂŹng trĂnh vi ph©n
9. Cžc tožn tö ÂźiĂu khiĂn
10. Cžc loÂči file trong Matlab
11. Xö lĂ tĂn hiĂu
12. Và ŸÄ thĂ
4. PhĂn 2 Ăžng dĂŽng Matlab gi¶i mĂ©t sĂš
b”i tožn kĂ thuĂt
1. B”i tožn vĂ mÂčch ÂźiĂn
2. Gi¶i b”i tožn Ÿéng hĂ€c cÂŹ cĂu phÂŒng
3. Gi¶i b”i tožn c©n b»ng mžy
4. TĂnh thiĂt kĂ bĂ© truyĂn bžnh ršng
5. TĂnh sĂžc bĂn trĂŽc
6. TĂnh dao Ÿéng
a. TĂnh dao Ÿéng hĂ mĂ©t bĂc tĂč do
b. TĂnh dao Ÿéng hĂ hai bĂc tĂč do
c. Xžc ÂźĂnh tĂn sĂš dao Ÿéng riÂȘng cña hĂ nhiĂu bĂc tĂč do
KĂt luĂn
t”i liĂu tham kh¶o
5. GiĂi thiĂu
MATLAB l” mĂ©t bĂ© phĂn mĂm dĂŻng Ÿà tĂnh tožn cžc b”i tožn kĂ thuĂt,
ÂźâĂźc viĂt b»ng ng«n ngĂ· C do h·ng Math Works Inc. s¶n xuĂt. NĂŁ ÂźâĂźc
tÂčo trÂȘn cÂŹ sĂ« nhĂ·ng phĂn mĂm do cžc nh” lĂp trĂnh cña cžc dĂč žn
LINPACK v” EISPACK viĂt ra b»ng ng«n ngĂ· Fortran dĂŻng cho viĂc
thĂčc hiĂn cžc phĂp tĂnh v” thao tžc trÂȘn ma trĂn.
TÂȘn cña phĂn mĂm MATLAB l” chĂ· viĂt tŸt cña â matrix laboratoryâ cĂŁ
nghĂa l” âphâÂŹng phžp ma trĂnâ. §Ăn khi thĂčc h”nh sö dĂŽng phĂn mĂm ta
sĂ thĂy mçi phĂn tö cÂŹ b¶n cña MATLAB l” mĂ©t ma trĂn.
MATLAB liÂȘn tĂŽc ÂźâĂźc bĂŠ sung v” ho”n thiĂn. ThĂȘi gian gĂn Ÿ©y h·ng
s¶n xuĂt Ÿ· cho ra phiÂȘn b¶n mĂi nhĂt l” MATLAB 6.0.
Matlab l” mĂ©t phĂn mĂm rĂt mÂčnh, cho phĂp gi¶i rĂt nhanh cžc b”i tožn
ph©n tĂch sĂš liĂu, tĂnh tožn ma trĂn, xö lĂ tĂn hiĂu, m« phĂĄng v” tÂčo và ŸÄ
thĂ ... LĂ do vĂ Matlab Ÿ· cĂŁ mĂ©t loÂčt cžc h”m chuyÂȘn gi¶i quyĂt cžc vĂn
Ÿà Ÿã ÂźâĂźc ÂźĂt trong Toolbox. ThÂȘm nĂ·a, Matlab lÂči rĂt dĂ sö dĂŽng: nĂŁ
kh«ng cĂn khai bžo biĂn, cžc c©u lĂnh ÂźâĂźc viĂt rĂt gĂn gĂČi nhâ khi viĂt
cžc biĂu thĂžc tožn hĂ€c, tiĂt kiĂm rĂt nhiĂu thĂȘi gian cho viĂc lĂp trĂnh.
MĂ©t ÂźĂc ÂźiĂm nĂŠi bĂt nĂ·a cña Matlab l” nĂŁ cĂŁ kh¶ nšng mĂ« rĂ©ng: ngâĂȘi
sö dĂŽng cĂŁ thĂ tĂč sžng tÂčo nhĂ·ng file h”m ÂźĂt v”o Toolbox Ÿà thĂčc hiĂn
gi¶i nhĂ·ng baĂ tožn trong lĂnh vĂčc chuyÂȘn m«n cña mĂnh.
Sau mĂ©t thĂȘi gian tĂč tĂm hiĂu v” Ăžng dĂŽng chĂłng t«i thĂy r»ng MATLAB
l” mĂ©t phĂn mĂm rĂt thĂch hĂźp cho viĂc gi¶i cžc b”i tožn kĂ thuĂt trong
nhiĂu lĂnh vĂčc. §Ăc biĂt trong cžc trâĂȘng §Âči hĂ€c kĂ thuĂt nĂŁ cĂŁ thĂ giĂłp
cho cžc cžn bĂ© nghiÂȘn cĂžu v” sinh viÂȘn cĂŁ ÂźâĂźc mĂ©t c«ng cĂŽ sŸc bĂn ÂźĂ
n©ng cao nšng lĂčc tĂnh tožn, tiĂt kiĂm thĂȘi gian lĂp trĂnh.
§ã l” lĂ do Ÿà nhĂŁm nghiÂȘn cĂžu chĂłng t«i mÂčnh dÂčn thĂčc hiĂn Ÿà t”i cĂŁ
tĂnh chĂt tĂm hiĂu, giĂi thiĂu v” thö Ăžng dĂŽng n”y.
6. PhĂn 1 giĂi thiĂu vĂ matlab
1. BŸt ÂźĂu vĂi Matlab
Sau khi bĂt mžy tĂnh, Ÿà khĂ«i Ÿéng Matlab, tĂ” m”n hĂnh Destop,
nhŸp Ÿóp trĂĄ chuĂ©t trži v”o biĂu tâĂźng cña Matlab. trÂȘn m”n hĂnh
sĂ xuĂt hiĂn cöa sĂŠ Command Window nhâ hĂnh dâĂi Ÿ©y:
HĂnh 1
BÂčn cĂČng cĂŁ thĂ v”o Matlab b»ng cžch trÂȘn m”n hĂnh Destop bĂm chĂ€n
Start Program Matlab5.3 kĂt qu¶ mhĂn ÂźâĂźc cĂČng nhâ trÂȘn.
Ta cĂŁ thĂ trĂčc tiĂp thĂčc hiĂn cžc phĂp tĂnh tožn v” chÂčy cžc châÂŹng trĂnh
trÂȘn cöa sĂŠ Command Window n”y.
VĂ dĂŽ 1: CĂn ttĂčc hiĂn phĂp tĂnh 201+191x32/44, tĂ” dĂu nhŸc trÂȘn
Command Window ta gĂą v”o nhâ sau:
>> 201+191*32/44
BĂm Enter, kĂt qu¶ cho nhâ dâĂi Ÿ©y:
ans =
339.9091
HĂnh 2 l” hĂnh ¶nh bÂčn thĂy trÂȘn m”n hĂnh.
7. HĂnh 2
VĂ dĂŽ 2: NĂu bÂčn muĂšn và ŸÄ thĂ h”m sĂš y=5sinx+2cos2x+0,2x vĂi biĂn
x chÂčy tĂ” -10 ÂźĂn 10, gia sĂš cña x l” 0,1, trÂȘn Command Window bÂčn cĂŁ
thĂ gĂą v”o cžc lĂnh nhâ ÂźâĂźc thĂ hiĂn trong hĂnh 3 dâĂi Ÿ©y:
HĂnh 3
Sau khi bĂm Enter Ă« dĂng lĂnh cuĂši cĂŻng, châÂŹng trĂnh chÂčy v”
cho kĂt qu¶ l” ŸÄ thĂ nhâ trong hĂnh 4.
8. HĂnh 4
NĂu muĂšn lâu giĂ· châÂŹng trĂnh và ŸÄ thĂ trÂȘn Ÿà cĂŁ thĂ tu söa hoĂc chÂčy
nhiĂu lĂn, bÂčn h·y viĂt mĂ©t file châÂŹng trĂnh ( gĂ€i l” M. file) nhâ sau:
trÂȘn cöa sĂŠ Command Window bĂm chĂ€n File New M-file (hĂnh 5):
HĂnh 5
trÂȘn m”n hĂnh sĂ xuĂt hiĂn mĂ©t cöa sĂŠ soÂčn th¶o Editor/ Debugger vĂi
tÂȘn file l” [Untitled1] nhâ trÂȘn hĂnh 6 dâĂi Ÿ©y:
9. HĂnh 6
ViĂt châÂŹng trĂnh và ŸÄ thĂ trÂȘn m”n hĂnh soÂčn th¶o Ÿã ( HĂnh 7).
HĂnh 7
Khi viÂȘt xong ta ÂźĂt tÂȘn cho file v” cĂt nĂŁ b»ng cžch bĂm chĂ€n File
Save as trÂȘn m”n hĂnh Editor / Debugger ( HĂnh 8). Cöa sĂŠ
Save as xuĂt hiĂn (hĂnh 9): ta gĂą
10. HĂnh 8
tÂȘn file, vĂ dĂŽ dothi v”o « File name rĂ„i bĂm chĂ€n Save. ChâÂŹng trĂnh sĂ
ÂźâĂźc tĂč Ÿéng cĂt v”o thâ mĂŽc Work cña Matlab vĂi tÂȘn l” dothi v” vĂi
Âźu«i mĂc ÂźĂnh l” .m ( file vĂ”a cĂt sĂ l” dothi.m).
»
HĂnh 9
§à chÂčy châÂŹng trĂnh trong file n”y, tÂči chç dĂu nhŸc trÂȘn m”n hĂnh
Command Window ta chĂ viĂc gĂą tÂȘn file :
>> dothi
11. rĂ„i bĂm Enter.ChâÂŹng trĂnh sĂ ÂźâĂźc thĂčc hiĂn v” kĂt qu¶ cho ra l” ŸÄ thĂ
nhâ ÂźâĂźc thĂ hiĂn trÂȘn hĂnh 4.
TrâĂȘng hĂźp bÂčn cĂt file .m v”o mĂ©t thâ mĂŽc ngo”i, khi cĂn chÂčy châÂŹng
trĂnh cĂŁ thĂ bĂm chĂ€n File Run Scrip, mĂ©t cöa sĂŠ sĂ xuĂt hiĂn v” bÂčn
cĂŁ thĂ gĂą ÂźâĂȘng dĂn v” tÂȘn file v”o Ÿã rĂ„i bĂm phĂm Enter.
2. Cžc khži niĂm cÂŹ b¶n
a-C©u lĂnh v” biĂn trong Matlab
Cžc c©u lĂnh trong Matlab thâĂȘng cĂŁ dÂčng sau:
biĂn = biĂu thĂžc
TÂȘn biĂn ÂźâĂźc bŸt ÂźĂu b»ng mĂ©t chĂ· cži, sau Ÿã cĂŁ thĂ l” cžc chĂ· v” sĂš.
VĂ dĂŽ:
a2=4/5
Matlab chĂp nhĂn tÂȘn biĂn (cĂČng nhâ tÂȘn h”m) cĂŁ ÂźĂn 19 kĂ tĂč v” ph©n
biĂt chĂ· in hoa vĂi chĂ· in thâĂȘng. VĂ dĂŽ : A v” a l” tÂȘn hai biĂn khžc
nhau.
Kh«ng giĂšng vĂi mĂ©t sĂš phĂn mĂm lĂp trĂnh khžc, Ă« Ÿ©y biĂn kh«ng
ph¶i khai bžo trâĂc. NĂu kh«ng viĂt tÂȘn biĂn v” dĂu = trâĂc biĂu thĂžc thĂ
châÂŹng trĂnh sĂ tĂč Ÿéng tÂčo tÂȘn biĂn l” ans ( ŸÞng cho chĂ· answer).
VĂ dĂŽ:
>> 4/5
ans =
0.8000
NĂu cuĂši c©u lĂnh ta Ÿžnh dĂu kĂt thĂłc â ; â thĂ cžc phĂp tĂnh ÂźâĂźc thĂčc
hiĂn nhâng kh«ng xuĂt kĂt qu¶ ra m”n hĂnh. NgâĂźc lÂči nĂu kh«ng gĂą dĂu
kĂt thĂłc lĂnh thĂ kĂt qu¶ tĂnh ÂźâĂźc in ra m”n hĂnh. VĂ dĂŽ:
>> b20=30+3^4/35
b20 =
32.3143
NĂu c©u lĂnh quž d”i kh«ng thĂ viĂt hĂt ÂźâĂźc trÂȘn mĂ©t dĂng thĂ cĂŁ thĂ
dĂŻng dĂu ba chĂm (...) Ÿà viĂt tiĂp trÂȘn dĂng thĂž hai. VĂ dĂŽ:
>> b = 22.334 - 45.12 + 89.222 â ( 123.30+330.2)/217.22 ...
+ 87.32 â 443.112 ;
MuĂšn viĂt lĂȘi chĂł dĂn, trâĂc dĂng Ÿã ta gĂą dĂu %. VĂ dĂŽ:
% Day la chuong trinh giai phuong trinh vi fan bĂc hai.
Khi chÂčy châÂŹng trĂnh, mžy sĂ bĂĄ qua dĂng n”y.
b. Cžc phĂp tožn
âą Cžc phĂp tožn sĂš hĂ€c: nĂši cžc tožn hÂčng trong biĂu thĂžc
ÂźâĂźc vĂi
nhau. DĂu cžc phĂp tožn nhâ sau:
+ céng
- trĂ”
* nh©n
12. / chia ph¶i
chia trži
^ luĂŒ thĂ”a
âą Cžc phĂp tožn quan hĂ
== b»ng
<= nhĂĄ hÂŹn hoĂc b»ng
>= lĂn hÂŹn hoĂc b»ng
~= kh«ng b»ng
< nhĂĄ hÂŹn
> lĂn hÂŹn
âą Cžc phĂp tožn l« gic
& v”
/ hoĂc
~ kh«ng
Cžc phĂp tožn quan hĂ v” l« gĂc thâĂȘng ÂźâĂźc dĂŻng trong cžc biÂȘñ thĂžc
cña cžc tožn tö ÂźiĂu khiĂn nhâ if, while.
c. SĂš dĂŻng trong Matlab
Matlab dĂŻng sĂš thĂp ph©n truyĂn thĂšng vĂi sĂš chĂ· sĂš thĂp ph©n tuĂș chĂ€n.
BÂčn cĂČng cĂŁ thĂ dĂŻng sĂš dâĂi dÂčng luĂŒ thĂ”a cña 10 v” sĂš cĂŁ Ÿn vĂ phĂžc.
DâĂi Ÿ©y l” mĂ©t sĂš vĂ dĂŽ vĂ cžc sĂš hĂźp thĂžc dĂŻng trong Matlab:
4 57 -180.1122
3.09837412 12.6529E4 20.2908e-2
12i -23.1261i 5e2i
d- NhĂp sĂš liĂu tĂ” b”n phĂm
DĂŻng lĂnh input vĂi qui cžch viĂt nhâ sau:
a=input(â H·y nhĂp giž trĂ cña a : a = â)
Khi chÂčy châÂŹng trĂnh mžy sĂ dĂ”ng Ÿà Ÿßi ta gĂą v”o tĂ” b”n phĂm giž trĂ
cña a, sau Ÿã bĂm Enter.
e. In kĂt qu¶ ra m”n hĂnh: cĂŁ hai cžch
Cžch 1 : Kh«ng gĂą dĂu kĂt thĂłc ( ; ) Ă« cuĂši c©u lĂnh. Khi chÂčy kĂt qu¶
tĂnh ÂźâĂźc tĂč Ÿéng in ra trÂȘn m”n hĂnh.
VĂ dĂŽ:
>> x=12+6*sin(pi/7)
x=
14.6033
Cžch 2: dĂŻng lĂnh disp
>> x=12+6*sin(pi/7);
disp(x)
14.6033
f. Ma trĂn
13. Ma trĂn ÂźâĂźc biĂu thĂ trong dĂu ngoĂc vu«ng, mçi phĂn tö trÂȘn mĂ©t h”ng
ÂźâĂźc cžch nhau b»ng cžc « trĂšng hoĂc dĂu phĂy (,), cĂn mçi h”ng ÂźâĂźc
ngšn cžch bĂ«i dĂu chĂm phĂy (;).
VĂ dĂŽ : viĂt ma trĂn A gĂ„m 3 h”ng 3 cĂ©t trÂȘn m”n hĂnh Command
Window
>> A=[ 1 2 3 ; 4 5 6 ; 7 8 9]
A=
1 2 3
4 5 6
7 8 9
TrâĂȘng hĂźp ma trĂn quž lĂn ta cĂŁ thĂ viĂt mçi h”ng cña ma trĂn trÂȘn mĂ©t
dĂng nhâ sau:
B=[1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12 ] ;
Cžc phĂn tö cña ma trĂn cĂŁ thĂ l” cžc biĂu thĂžc. VĂ dĂŽ:
C=[ -1 2*3/5 2.2^3 (12+34/7)/3 ]
C=
-1.0000 1.2000 10.6480 5.6190
g. SĂš phĂžc v” ma trĂn phĂžc
Matlab cĂŁ thĂ thĂčc hiĂn ÂźâĂźc cžc phĂp tožn vĂ sĂš phĂžc. SĂš phĂžc
ÂźâĂźc biĂu thĂ nhĂȘ h”m i v” j. VĂ dĂŽ viĂt sĂš phĂžc z dĂŻng i v” j nhâ
dâĂi Ÿ©y cho kĂt qu¶ nhâ nhau:
z = 4+5*i
hoĂc z = 4+5*j
MĂ©t vĂ dĂŽ khžc vĂ sĂš phĂžc ÂźâĂźc viĂt dâĂi dÂčng e mĂČ:
w =r* exp(i*theta)
Ma trĂn cĂŁ cžc phĂn tö l” sĂš phĂžc ÂźâĂźc viĂt nhâ sau:
A=[ 3+2*i 4-9*i ; 12+i 7-6*i ]
3. Cžc h”m tožn hÀc
a. Cžc h”m lâĂźng gižc
- sin : sin
- cos : cosin
- tan : tang
- asin : arcsin
- acos : arccosin
- atan : arctang
- atan2 : arctan gĂŁc phĂn tâ
- sinh : sin hypecb«lic
- cosh : cosin hypecb«lic
- tanh : tang hypecb«lic
14. - asinh : sin hypecb«lic ngâĂźc
- acosh : cosin hypecb«lic ngâĂźc
- atanh : tang hypecb«lic ngâĂźc
VĂ dĂŽ 1:
a=1.223;
b=sin(a)
KĂt qu¶ cho:
b=
0.9401
VĂ dĂŽ 2:
c=[1.22 -0.96 1.17 ];
d=cos(c)
KĂt qu¶ cho:
d=
0.3436 0.5735 0.3902
b. Cžc h”m tožn sÂŹ cĂp
- abs : giž trĂ tuyĂt ŸÚi hoĂc m« Âźun cña sĂš phĂžc
- angle : gĂŁc pha
- real : phĂn thĂčc cña sĂš phĂžc
- imag: phĂn ¶o
- sqrt : cšn bĂc hai
- conj : sĂš phĂžc liÂȘn hĂźp
- round : l”m trĂn ÂźĂn sĂš nguyÂȘn gĂn nhĂt
- fix : l”m trĂn hâĂng vĂ zĂo
- sign : h”m xĂt dĂu
- gcd : ޏc sĂš chung lĂn nhĂt
- lom : BĂ©i sĂš chung nhĂĄ nhĂt
- exp : h”m e mĂČ
- log : logarit cÂŹ sĂš tĂč nhiÂȘn
- log10 : logarit cÂŹ sĂš 10
VĂ dĂŽ 1:
a=2+5*i;
md= abs(a)
arg= angle(a)
KĂt qu¶ cho:
md =
5.3852
arg =
1.1903
4. Cžc thao tžc ÂźĂc biĂt trÂȘn ma trĂn
15. - TÂčo ma trĂn h”ng
>>t=0: 0.5: 3
t=
0 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000
>> v= -2: 3
v=
-2 -1 0 1 2 3
- LĂy ra mĂ©t ma trĂn con tĂ” mĂ©t ma trĂn Âźâ cho
VĂ dĂŽ: Cho ma trĂn c
>> c=[1 2 3 4 ; 5 6 7 8; 9 10 11 12]
c=
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
LĂy ra mĂ©t ma trĂn con e tĂ” ma trĂn c nhâ sau:
>> e=c(1:2,2: 4)
e=
2 3 4
6 7 8
HoĂc vĂ dĂŽ khžc: lĂy ra mĂ©t ma trĂn cĂ©t tâÂŹng Ăžng vĂi cĂ©t thĂž 3 cña ma
trĂn c
>> f=c(:,3)
f=
3
7
11
LĂy ra mĂ©t ma trĂn h”ng gĂ„m 3 phĂn tö cuĂši cña h”ng thĂž 3:
>>g=c(3,2:4)
g=
10 11 12
16. - TÂčo ma trĂn cĂŁ cĂŹ lĂn hÂŹn tĂ” cžc ma trĂn nhĂĄ
VĂ dĂŽ: tÂčo ma trĂn h tĂ” hai ma trĂn e v” g Ă« trÂȘn
>> h=[e ; g]
h=
2 3 4
6 7 8
10 11 12
VĂ dĂŽ khžc: tÂčo ma trĂn k tĂ” ma trĂn h v” ma trĂn cĂ©t f
>> k= [ h f ]
k=
2 3 4 3
6 7 8 7
10 11 12 11
- TÂčo mĂ©t sĂš ma trĂn ÂźĂc biĂt
+ VĂt cña ma trĂn : DĂŻng lĂnh diag Ÿà tÂčo mĂ©t ma trĂn cĂ©t m”
cžc phĂn tö cña nĂŁ l” cžc phĂn tö n»m trÂȘn ÂźâĂȘng chĂo cña ma trĂn cho
trâĂc. VĂ dĂŽ: muĂšn cĂŁ vĂt cña ma trĂn h Ă« trÂȘn ta l”m nhâ sau:
>> ch=diag(h)
ch =
2
7
12
+ Ma trĂn ÂźâĂȘng chĂo
CĂČng dĂŻng lĂnh diag tÂčo ma trĂn ÂźâĂȘng chĂo tĂ” mĂ©t ma trĂn cĂ©t hoĂc ma
trĂn h”ng cho trâĂc.
VĂ dĂŽ: tÂčo ma trĂn ÂźâĂȘng chĂo tĂ” ma trĂn cĂ©t ch Ă« trÂȘn
>>C=diag(ch)
C=
2 0 0
0 7 0
0 0 12
+ Ma trĂn Ÿn vĂ : DĂŻng h”m eye
VĂ dĂŽ: §à tÂčo ma trĂn Ÿn vĂ cĂŁ 4 h”ng 4 cĂ©t ta viĂt nhâ sau:
>> I=eye(4)
17. I=
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
+ Ma trĂn m” cžc phĂn tö ÂźĂu l” cžc sĂš 0 hoĂc sĂš 1:
Dïng h”m zeros v” h”m ones.
VĂ dĂŽ:
>> K=zeros(3,4)
K=
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
>>M=ones(2,2)
M=
1 1
1 1
- §¶o ma trĂn
DĂŻng h”m fliplr و ٦o ma trĂn tĂ” trži sang ph¶i v” h”m flipud ٦o ma
trĂn tĂ” trÂȘn xuĂšng dâĂi.
VĂ dĂŽ : Cho ma trĂn M cĂŹ 4x4 rĂ„i tiĂn h”nh ٦o nhâ dâĂi Ÿ©y
>> M=[1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13 14 15 16]
M=
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 15 16
>> Mtf=fliplr(M) % Dao tu trai sang phai
Mtf =
4 3 2 1
8 7 6 5
12 11 10 9
16 15 14 13
>> Mtd=flipud(M) % Dao tu tren xuong duoi
Mtd =
18. 13 14 15 16
9 10 11 12
5 6 7 8
1 2 3 4
5. ThĂčc hiĂn Cžc phĂp tĂnh trÂȘn ma trĂn
a- Cžc phĂp tĂnh tiÂȘu chuĂn
Gi¶ sö cho a l” ma trĂn vu«ng cĂŹ 4x4
a=[1 3 -4 5; 2 -1 2 0 ; 4 6 -1 1; 0 1 3 5]
a=
1 3 -4 5
2 -1 2 0
4 6 -1 1
0 1 3 5
- Ma trĂn chuyĂn vĂ
Ma trĂn chuyĂn vĂ cña a l” ac ÂźâĂźc xžc ÂźĂnh nhâ sau:
ac=a'
ac =
1 2 4 0
3 -1 6 1
-4 2 -1 3
5 0 1 5
- CĂ©ng ma trĂn : hai ma trĂn ph¶i cĂŻng cĂŹ. Ta tĂnh tĂŠng cña hai
ma trĂn a v” ac nhâ sau:
at=a+ac
at =
2 5 0 5
5 -2 8 1
0 8 -2 4
5 1 4 10
- CĂ©ng mĂ©t sĂš vĂi ma trĂn:
Matlab coi sĂš Ÿã nhâ mĂ©t ma trĂn cĂŻng cĂŹ vĂi ma trĂn ÂźâĂźc cĂ©ng, mçi
phĂn tö cña ma trĂn b»ng chĂnh sĂš Ÿã. VĂ dĂŽ: cĂ©ng sĂš l” 7 vĂi ma trĂn at
Ă« trÂȘn ta ÂźâĂźc ma trĂn cs.
s =7;
cs=s+at
cs =
9 12 7 12
12 5 15 8
7 15 5 11
12 8 11 17
- Nh©n ma trĂn vĂi mĂ©t sĂš
19. VĂ dĂŽ: Nh©n sĂš 3 vĂi ma trĂn a Ă« trÂȘn
>> t=3*a
t=
3 9 -12 15
6 -3 6 0
12 18 -3 3
0 3 9 15
- Nh©n ma trĂn vĂi ma trĂn
§iĂu kiĂn Ÿà hai ma trĂn nh©n ÂźâĂźc vĂi nhau l” sĂš cĂ©t cña ma trĂn thĂž
nhĂt ph¶i b»ng sĂš h”ng cña ma trĂn thĂž hai. VĂ dĂŽ ta nh©n ma trĂn b
dâĂi Ÿ©y vĂi ma trĂn a:
>> b=[3 7 0 9];
>> tich=b*a
tich =
17 11 29 60
VĂ dĂŽ nĂ·a l” ta nh©n ma trĂn a vĂi ma trĂn chuyĂn vĂ cña b:
>> tich2=a*b'
tich2 =
69
-1
63
52
- Chia ma trĂn
Ma trĂn x= AB vĂi ÂźiĂu kiĂn : A*x=B (*)
VĂ dĂŽ:
A=[ 2 1 9 7; 1 3 8 5; 5 3 4 2; 9 0 6 6]
A=
2 1 9 7
1 3 8 5
5 3 4 2
9 0 6 6
B=[12; 2; -6; 8 ]'
B=
12
2
-6
8
x= AB
20. x=
0.1026
-6.2051
4.8718
-3.6923
Thö lÂči xem A*x cĂŁ b»ng B kh«ng:
A*x
ans =
12.0000
2.0000
-6.0000
8.0000
KĂt qu¶ Ÿóng b»ng vĂc tÂŹ B
(cĂČng cĂŁ thĂ dĂŻng phĂp chia ph¶i / nhâng ph¶i thay A v” B b»ng cžc ma
trĂn chuyĂn vĂ tâÂŹng Ăžng, tĂžc Bâ/Aâ, v” kĂt qu¶ l” mĂ©t ma trĂn h”ng Ÿóng
b»ng ma trĂn chuyĂn cña nghiĂm x Ÿ· tĂnh Ă« trÂȘn).
- Ma trĂn nghĂch ٦o : DĂŻng h”m inv
VĂ dĂŽ: TĂnh ma trĂn nghĂch ٦o cña ma trĂn A Ă« trÂȘn
gĂ€i An l” ma trĂn nghĂch ٦o cña ma trĂn A thĂ:
>> An=inv(A)
An =
0.4615 -0.6154 0.4615 -0.1795
-2.9231 3.2308 -1.9231 1.3590
3.9231 -4.2308 2.9231 -2.0256
-4.6154 5.1538 -3.6154 2.4615
Thö tĂm nghiĂm x tĂ” phâÂŹng trĂnh (*) khi dĂŻng ma trĂn nghĂch ٦o:
Ta cĂŁ nghiĂm x ÂźâĂźc viĂt nhâ sau: x=A-1.B
GĂą v”o dĂng lĂnh sau:
X=An*B
KĂt qu¶ cho:
X=
0.1026
-6.2051
4.8718
-3.6923
- §Ănh thĂžc cña ma trĂn
§Ănh thĂžc cña ma trĂn vu«ng ÂźâĂźc tĂnh nhĂȘ h”m det. VĂ dĂŽ tĂnh ÂźĂnh thĂžc
D cña ma trĂn A Ă« trÂȘn:
>> D=det(A)
21. D=
-39
- Nh©n v« hâĂng, nh©n cĂŁ hâĂng vĂc tÂŹ
Cho hai vĂc tÂŹ m v” n nhâ sau:
m=[1 1 3]; n=[4 2 0];
TĂch v« hâĂng cña m v” n: dĂŻng h”m dot
vh=dot(m,n)
vh = 6
TĂch cĂŁ hâĂng cña m v” n: dĂŻng h”m cross
ch=cross(m,n)
ch = -6 12 -2
CĂn tĂch cĂŁ hâĂng cña n v” m:
ch2=cross(n,m)
ch2 = 6 -12 2
b- Cžc phĂp tĂnh phĂn tö - phĂn tö cña ma trĂn
Cžc phĂp tĂnh n”y rĂt tiĂn Ăch v” ÂźâĂźc ph©n biĂt vĂi cžc phĂp tĂnh tiÂȘu
chuĂn trÂȘn ma trĂn b»ng dĂu chĂm ( . ) ÂźâĂźc ÂźĂt trâĂc cžc dĂu phĂp tĂnh.
VĂ dĂŽ: X.^Y, X.*Y, hay X.Y. NĂu X v” Y l” cžc ma trĂn ( hay vĂc tÂŹ)
cžc phĂn tö cña X sĂ ÂźâĂźc n©ng lÂȘn luĂŒ thĂ”a hoĂc ÂźâĂźc nh©n , chia bĂ«i
cžc phĂn tö tâÂŹng Ăžng cña ma trĂn Y. DĂ thĂy l” ma trĂn X v” Y ph¶i
cĂŻng cĂŹ.
- LuĂŒ thĂ”a cžc phĂn tö ma trĂn
VĂ dĂŽ:
>> x=[1 2 ; 3 4]
x=
1 2
3 4
>> y=[ 3 4; 1 2]
y=
3 4
1 2
>> x.^y
ans =
1 16
3 16
x=
22. 1 2
3 4
NĂu y kh«ng ph¶i l” ma trĂn m” l” mĂ©t sĂš, vĂ dĂŽ y=2, thĂ kĂt qu¶ nhâ
sau:
>> x.^2
ans =
1 4
9 16
- Nh©n phĂn tö ma trĂn
VĂ dĂŽ
>> x.*y
ans =
3 8
2 8
- Chia phĂn tö ma trĂn
VĂ dĂŽ;
>> x./y
ans =
0.3333 0.5000
3.0000 2.0000
6. Cžc h”m thĂčc hiĂn cžc phĂp tĂnh vĂi Âźa thĂžc
- H”m poly : Xžc ÂźĂnh Âźa thĂžc khi biĂt trâĂc nghiĂm
Quy cžc viĂt p=poly(b)
trong Ÿã b l” mĂ©t ma trĂn h”ng.
KĂt qu¶ sĂ cho ra l” mĂ©t ma trĂn h”ng m” mçi phĂn tö cña nĂŁ l” mĂ©t hĂ
sĂš cña mĂ©t Âźa thĂžc cĂŁ nghiĂm l” cžc phĂn tö cña ma trĂn b ( theo sĂš mĂČ
gi¶m dĂn).
VĂ dĂŽ:
b=[2 1 -4 3];
p=poly(b)
p=
1 -2 -13 38 -24
Theo kĂt qu¶ trÂȘn thĂ cžc sĂš 2, 1, -4 v” 3 l” nghiĂm cña Âźa thĂžc :
23. x4- 2x3 - 13x2 + 38x - 24 = 0
- H”m roots : Xžc ÂźĂnh nghiĂm cña Âźa thĂžc
Quy cžch viĂt : a=roots(b)
trong Ÿã b l” ma trĂn h”ng vĂi cžc phĂn tö l” cžc hĂ sĂš cña Âźa thĂžc (theo
sĂš mĂČ gi¶m dĂn). KĂt qu¶ cho ra l” mĂ©t ma trĂn cĂ©t m” cžc phĂn tö l”
nghiĂm cña Âźa thĂžc.
VĂ dĂŽ: Thö tĂm lÂči nghiĂm cña Âźa thĂžc trÂȘn. Ta viĂt cžc lĂn nhâ sau:
p=[ 1 -2 -13 38 -24 ];
r=roots(p)
r=
-4.0000
3.0000
2.0000
1.0000
Ta thĂy kĂt qu¶ ho”n to”n chĂnh xžc.
- H”m conv : Dïng nh©n Ÿa thÞc.
Quy cžch viĂt: a=conv(b,c) trong Ÿã b,c l” hai ma trĂn h”ng cĂŁ cžc phĂn
tö l” cžc hĂ sĂš cña cžc Âźa thĂžc cĂn nh©n. KĂt qu¶ cho ra l” ma trĂn a cĂŁ
cžc phĂn tö l” hĂ sĂš cña ma trĂn tĂch.
VĂ dĂŽ : cĂn nh©n hai Âźa thĂžc x3+2x2+6 v” 3x4-6x2+5x-10 ta l”m nhâ sau:
b=[1 2 0 6];
c=[3 0 -6 5 -10];
a=conv(b,c)
a=
3 6 -6 11 0 -56 30 -60
VĂy Âźa thĂžc tĂch l”: 3x7+ 6x6- 6x5 + 11x4 - 56x2 + 30x â 60
- H”m deconv : Dïng chia hai Ÿa thÞc
Qui cžch viĂt nhâ sau: [ m , n] = deconv(p,q)
vĂi p v” q l” hai ma trĂn h”ng cĂŁ cžc phĂn tö l” cžc hĂ sĂš cña Âźa thĂžc bĂ
chia v” Âźa thĂžc chia, cĂn cžc phĂn tö cña ma trĂn m,n l” cžc hĂ sĂš cña Âźa
thĂžc thâÂŹng v” phĂn dâ.
VĂ dĂŽ : Ta thö chia ngay Âźa thĂžc tĂch vĂ”a cĂŁ Ă« trÂȘn cho Âźa thĂžc cĂŁ cžc hĂ
sĂš l” cžc phĂn tö cña ma trĂn c, tĂžc Âźa thĂžc: 3x4-6x2+5x-10.
a=[3 6 -6 11 0 -56 30 -60];
c=[3 0 -6 5 -10];
[b,d]=deconv(a,c)
24. b=
1 2 0 6
d=
0 0 0 0 0 0 0 0
Ta thĂy kĂt qu¶ l” ho”n to”n Ÿóng.
7. cžc H”m dĂŻng ph©n tĂch dĂ· liĂu
Cžc h”m tĂm giž trĂ cĂčc ÂźÂči, cĂčc tiĂu v” trung bĂnh
- H”m max : TĂm giž trĂ lĂn nhĂt
Qui cžch viĂt ln=max(a)
vĂi a l” ma trĂn h”ng. KĂt qu¶ cho ra l” mĂ©t phĂn tö cĂŁ giž trĂ lĂn nhĂt
cña a
VĂ dĂŽ:
a=[ 10 2 1 -30 23 8];
ln=max(a)
ln =
23
- H”m min : tĂm giž trĂ cĂčc tiĂu
VĂ dĂŽ:
bn=min(a)
bn =
-30
bn=mi
- H”m mean : TĂm giž trĂ trung bĂnh
VĂ dĂŽ:
tb=mean(a)
tb =
2.3333
NĂu a l” mĂ©t ma trĂn cĂŁ nhiĂu h”ng nhiĂu cĂ©t thĂ cžc giž trĂ max, min
hoĂc trung bĂnh sĂ l” cžc giž trĂ tâÂŹng Ăžng ŸÚi vĂi cžc cĂ©t cña ma trĂn.
VĂ du :
>>b=[1 2 3; 4 5 6 ; 7 8 9]
b=
1 2 3
4 5 6
7 8 9
>>ln=max(b)
ln =
7 8 9
25. >>bn=min(b)
bn =
1 2 3
>>tb=mean(b)
tb =
4 5 6
- H”m sum : dĂŻng tĂnh tĂŠng
VĂ dĂŽ: TĂnh tĂŠng cžc phĂn tö cña ma trĂn a nhâ sau
T=sum(a)
T=
26
- H”m diff : TĂnh giž trĂ sai khžc cña hai sĂš ŸÞng liĂn nhau. Qui cžch
viĂt:
s=diff(x)
vĂi x l” mĂ©t ma trĂn h”ng hoĂc cĂ©t.
VĂ dĂŽ:
>>x=[ 1.2 1.4 1.8 2.1 3 ];
>> s=diff(x)
s=
0.2000 0.4000 0.3000 0.9000
Ta dĂ d”ng thĂy r»ng h”m diff n”y cĂŁ thĂ dĂŻng Ÿà tĂnh gĂn Ÿóng ÂźÂčo
h”m.
NĂu x l” mĂ©t ma trĂn bĂnh thâĂȘng thĂ quž trĂnh tĂnh sĂ ÂźâĂźc thĂčc hiĂn
theo thĂž tĂč cžc cĂ©t.
- H”m Interp1 : DĂŻng tĂm cžc giž trĂ bĂ khuyĂt.
VĂ dĂŽ: §· biĂt giž trĂ cña h”m y=x3-3x+4 tÂči cžc ÂźiĂm cĂŁ x=0,1,2,3,4 v”
5. H·y xžc ÂźĂnh giž trĂ cña y tÂči cžc ÂźiĂm cĂŁ x= 0,3, 0,5, ..., 4.2, 4,8.
Ta viĂt cžc lĂnh nhâ sau:
x1=0:5;
y1=x1.^3-3*x1+4;
x2=[0 .3 .5 1.2 1.4 2.1 3.3 4.2 4.8 5];
y2=interp1(x1,y1,x2,'cubic')
plot(x1,y1,'ro',x2,y2,'b+')
KĂt qu¶ cho Ă« dÂčng sĂš v” ŸÄ thĂ dâĂi Ÿ©y
y2 =
Columns 1 through 7
4.0000 2.7700 2.2500 2.2240 2.5920 7.0330 30.1210
26. Columns 8 through 10
65.6800 100.4800 114.0000
§ã l” 10 giž trĂ cña y Ăžng vĂi 10 giž trĂ cña x ( trong châÂŹng trĂnh tĂnh l”
x2). CĂn ŸÄ thĂ sĂ cho thĂy sĂč ppĂŻ hĂźp cña cžc kĂt qu¶ n”y: Cžc ÂźiĂm vĂ
b»ng dĂu â+â l” biĂu thĂ cžc ÂźiĂm cĂn tĂm, cĂn cžc ÂźiĂm vĂ b»ng dĂu âoâ
l” tâÂŹng Ăžng cžc ÂźiĂm Ÿ· cho.
120
100
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4 5
8. H”m cña h”m
CĂŁ nhiĂu h”m trong Matlab kh«ng chĂ l”m viĂc vĂi cžc ma trĂn sĂš m”
cĂn l”m viĂc vĂi cžc h”m tožn. Cžc h”m cña h”m n”y bao gĂ„m cžc h”m
dĂŻng Ÿà tĂnh tĂch ph©n, gi¶i cžc phâÂŹng trĂnh phi tuyĂn v” gi¶i cžc
phâÂŹng trĂnh vi ph©n.
a. H”m dĂŻng Ÿà tĂch ph©n sĂš: h”m quad hoĂc quad8
VĂ dĂŽ: CĂn tĂnh tĂch ph©n cña h”m f(x) = 3+sin2x/(4+2cosx) vĂi cĂn tĂ”
0 ÂźĂn 4, ta tiĂn h”nh nhâ sau:
ViĂt mĂ©t file h”m cĂŁ tÂȘn tfan1.m nhâ dâĂi Ÿ©y:
function f=tfan1(x)
f=3+sin(2*x)/(4+2*cos(x));
v” mĂ©t file chĂnh cĂŁ tÂȘn tfan.m:
tf=quad8('tfan1',0,4)
ChÂčy châÂŹng trĂnh kĂt qu¶ cho giž trĂ cña tĂch ph©n:
tf =
27. 12.0517
b. H”m Ÿà tĂm nghiĂm phâÂŹng trĂnh phi tuyĂn v” cžc h”m tĂši
âu
- H”m fzero : xžc ÂźĂnh nghiĂm cña h”m mĂ©t biĂn.
- H”m fmin : tĂnh giž trĂ cĂčc tiĂu cña h”m mĂ©t biĂn.
- H”m fmins : tĂnh cžc giž trĂ cĂčc tiĂu cña h”m nhiĂu biĂn
VĂ dĂŽ: DĂŻng h”m fzero tĂm nghiĂm cña phâÂŹng trĂnh sau tÂči vĂ trĂ gĂn
x=1 :
y=2- 6sinx / (1+x);
Ta viĂt file h”m nghiem1.m nhâ sau:
function y=nghiem(x)
y=2-6*sin(x)./(1+x);
Sau Ÿã viĂt file chĂnh nghiem.m:
x1=fzero('nghiem1',1)
ChÂčy châÂŹng trĂnh chĂnh, kĂt qu¶ cho trÂȘn m”n hĂnh nhâ sau:
Zero found in the interval: [0.36, 1.4525].
x1 =
0.5385
§à thö lÂči, ta thay x=x1 v”o phâÂŹng trĂnh ban ÂźĂu Ÿà xem kĂt qu¶ hai vĂ
cã b»ng 0 hay kh«ng.
y=2-6*sin(.5385)/(1+.5385)
y=
-6.0516e-005
Ta thĂy y~ 0 v” cĂŁ thĂ nĂŁi kĂt qu¶ Ÿñ chĂnh xžc.
c. H”m Ÿà gi¶i phâÂŹng trĂnh vi ph©n : h”m ode23 v” ode34
VĂ dĂŽ: Gi¶i phâÂŹng trĂnh vi ph©n Van de Pol cĂŁ dÂčng nhâ sau:
xââ+( x2- 1 ) xâ+ x=0
Ta viĂt lÂči phâÂŹng trĂnh trÂȘn dâĂi dÂčng hĂ phâÂŹng trĂnh vi ph©n bĂc nhĂt:
x1â= x1(1- x22 ) - x2
x2â= x1
ViĂt mĂ©t file h”m mang tÂȘn ftvf.m m« t¶ hĂ phâÂŹng trĂnh vi ph©n:
function xc=ftvf(t,x)
28. xc=zeros(2,1);
xc(1)=x(1).*(1-x(2).^2)-x(2);
xc(2)=x(1);
ViĂt file chĂnh cĂŁ tÂȘn ftvf0.m nhâ dâĂi Ÿ©y:
t0=0; t1=20;% Thoi diem dau va cuoi
x0=[0 .2]; % Dieu kien ban dau
[t,x]=ode23('ftvf',t0,t1,x0);
plot(t,x)
ChÂčy châÂŹng trĂnh kĂt qu¶ cho dâĂi dÂčng ŸÄ thĂ nhâ dâĂi Ÿ©y:
3
2
1
0
-1
-2
-3
0 5 10 15 20
9. Cžc tožn tö ÂźiĂu khiĂn
CĂČng nhâ cžc phĂn mĂm lĂp trĂnh khžc, cžc tožn tö ÂźiĂu khiĂn cĂČng cĂŁ
trong Matlab. §ã l” tožn tö vĂng lĂp for, while v” tožn tö lĂča chĂ€n if.
- Tožn tö for
DÂčng chung cña tožn tö n”y ÂźâĂźc viĂt nhâ sau:
for biĂn = biĂu thĂžc
cžc c©u lĂnh
end
BiĂu thĂžc Ă« Ÿ©y thâĂȘng cĂŁ dÂčng m:n hoĂc m:i:n, trong Ÿã m, n l”
giž trĂ ÂźĂu v” cuĂši, cĂn i l” gia sĂš.
VĂ dĂŽ:
for k=1: n
a(k)=sin(k*pi/5);
b(k)=cĂŁ(k*pi/5);
end
29. - Tožn tö while
DÂčng chung cña lĂnh vĂng lĂp n”y cĂŁ dÂčng sau:
while biĂu thĂžc
cžc c©u lĂnh
end
BiĂu thĂžc Ă« Ÿ©y l” biĂu thĂžc quan hĂ.
VĂ dĂŽ:
d=1;
while d>0.001
z1=z2-sin(z2)/(z2+2);
d=abs(z2-z1);
z2=z1;
end
- Tožn tö ÂźiĂu kiĂn if
Tožn tö cĂŁ dÂčng chung nhâ sau:
if biĂu thĂžc
cžc c©u lĂnh
elseif biĂu thĂžc
cžc c©u lĂnh
...
...
else
cžc c©u lĂnh
end
CĂČng nhâ ŸÚi vĂi tožn tö while biĂu thĂžc Ă« Ÿ©y cĂČng l” biĂu
thĂžc quan hĂ.
VĂ dĂŽ:
for k=1: n
for p=1: m
if k= =p
z(k,p)=1;
elseif k<p
z(k,p)=-1 ;
else
z(k,p)=0;
end
end
end
- C©u lĂnh Break
LĂnh Break cho phĂp thožt ra khĂĄi vĂng lĂp.
VĂ dĂŽ:
k=input(' k=');
if k>0
break
else
30. a=5*k+4
end
10. cžc loÂči file dĂŻng trong matlab
CĂŁ hai loÂči file l” M-File v” file dĂ· liĂu (data file)
Cžc file cĂŁ chĂža cžc lĂnh cña Matlab ÂźâĂźc gĂ€i l” M-
file . SĂ« dĂ gĂ€i l” M- file vĂ phĂn mĂ« rĂ©ng cña cžc file
n”y l” .m.
CĂŁ hai loÂči M- file l” script file v” function file (file h”m)
Script File
Khi Script ÂźâĂźc kĂch hoÂčt Matlab Ÿn gi¶n thĂčc hiĂn cžc lĂnh tĂm thĂy
trong file. Cžc c©u lĂnh trong file n”y thĂ hoÂčt Ÿéng trÂȘn to”n bĂ© cžc dĂ·
liĂu trong Workspace.
VĂ dĂŽ : file lg.m dâĂi Ÿ©y l” mĂ©t script file:
% File dung tinh ham luong giac va ve do thi
f1=0:2*pi/60;
a=3*sin(f1)+4.5*cos(f1+.6);
plot(f1,a)
Sau khi tĂnh tožn v” và Ÿà thĂ xong cžc biĂn f1 v” a vĂn cĂn lâu trong
workspace
Function File
L” mĂ©t M-File cĂŁ chĂža tĂ” function tÂči vĂ trĂ ÂźĂu tiÂȘn trÂȘn dĂng ÂźĂu cña
file. VĂi function file, cžc biĂn ÂźâĂźc ÂźĂnh nghĂa v” hoÂčt Ÿéng chĂ trong
phÂčm vi file, chĂž kh«ng cĂŁ tĂnh to”n cĂŽc nhâ trong script file. Function
file rĂt tiĂn Ăch trong viĂc mĂ« rĂ©ng thÂȘm kh¶ nšng cña Matlab, cĂŽ thĂ l”
tÂčo thÂȘm ÂźâĂźc cžc Matlab file mĂi.
DâĂi Ÿ©y l” mĂ©t vĂ dĂŽ vĂ function file ÂźâĂźc tÂčo Ÿà gi¶i phâÂŹng trĂnh bĂc
hai, tÂȘn file l” ftb2.m :
function [x1 , x2] = ftb2(a,b,c)
% File ham nay dung de giai Fuong trĂnh bac hai : ax^2+bx+c=0
% voi a, b, c la cac hang so cho truoc. Cac nghiem l” x1 va x2
delta=b^2-4*a*c;
x1=(-b+sqrt(delta)/(2*a);
x2=(-b-sqrt(delta)/(2*a);
H”m n”y dĂŻng Ÿà gi¶i phâÂŹng trĂnh bĂc hai vĂi lĂnh gĂ€i ra l”:
[nghiem1, nghiem2] = ftb2(10,-6.5,-3.5);
File dĂ· liĂu ( data file)
Ta cĂŁ thĂ ghi sĂš liĂu v”o mĂ©t file gĂ€i l” file sĂš liĂu vĂi phĂn mĂ« rĂ©ng l”
.dat. Khi cĂn file cĂŁ thĂ ÂźâĂźc gĂ€i ra.
31. DâĂi Ÿ©y l” vĂ dĂŽ vĂ tÂčo v” gĂ€i file sĂš liĂu:
Gi¶ sö ta cĂŁ mĂ©t ma trĂn h”ng a nhâ sau:
>>a=1:8
a=
1 2 3 4 5 6 7 8
GiĂȘ ta muĂšn ghi cžc giž trĂ cña ma trĂn a v”o mĂ©t file dĂ· liĂu cĂŁ tÂȘn l”
sl1.dat, ta dĂŻng lĂnh save vĂi qui cžch viĂt nhâ sau:
>> save sl1.dat a -ascii
Khi Ÿã ma trĂn a Ÿ· ÂźâĂźc lâu trong fil sl1.dat. NĂu muĂšn gĂ€i ra cžc sĂš
liĂu n”y v” gžn cho cho nĂŁ mĂ©t tÂȘn biĂn mĂi, vĂ dĂŽ l” x, ta dĂŻng lĂnh
load vĂi qui cžch viĂt nhâ sau:
>>load sl1.dat
>> x=sl1
x=
1 2 3 4 5 6 7 8
11. Xö lĂ tĂn hiĂu
Matlab cĂŁ mĂ©t sĂš h”m dĂŻng Ÿà xö lĂ tĂn hiĂu sĂš dâĂi Ÿ©y:
abs - giž trà (m« Ÿun) cña sÚ phÞc
angle â gĂŁc pha
conv - tĂch chĂp ( convolution)
deconv â ( deconvotution)
fft - biĂn ŸÊi Fu ri ÂȘ nhanh
ift - biĂn ŸÊi ngâĂźc Fu ri ÂȘ
fftshift
VĂ dĂŽ: cho x l” mĂ©t ma trĂn cĂ©t nhâ sau:
x=[ 4 3 7 -9 1 0 0 0 ]â ;
BiĂn ŸÊi Fu ri ÂȘ nhanh cña x ÂźâĂźc viĂt nhâ sau:
y=fft(x)
KĂt qu¶ cho nhâ dâĂi Ÿ©y:
y=
6.0000
11.4853 + 2.7574i
-2.0000 +12.0000i
-5.4853 -11.2426i
18.0000
-5.4853 +11.2426i
-2.0000 -12.0000i
11.4853 - 2.7574i
32. 12. và ŸÄ thĂ
Matlab rĂt mÂčnh vĂi viĂc và ŸÄ thĂ. DâĂi Ÿ©y trĂnh b”y cžch và ŸÄ thĂ
trong kh«ng gian hai chiĂu (2D) v” ba chiĂu (3D).
a.Và ŸÄ thà 2D
VĂ cžc ÂźâĂȘng cong th«ng thâĂȘng:
DĂŻng lĂnh plot vĂi qui cžch viĂt nhâ sau:
plot(x,y)
trong Ÿã x v” y l” cžc ma trĂn h”ng (hoĂc cĂ©t ) cĂŻng cĂŹ. Matlab sĂ vĂ ra
mĂ©t ÂźâĂȘng cong cña y theo x.
NĂu bÂčn muĂšn chĂ€n m”u v” kiĂu nĂt vĂ cho ÂźâÂŹng cong cĂŁ thĂ l”m theo
vĂ dĂŽ sau:
plot(x,y, 'r*')
Khi chÂčy, Matab sĂ cho bÂčn ÂźâĂȘng cong tÂčo bĂ«i cžc dĂu *** v” cĂŁ m”u
Ÿå (chĂ· r ŸÞng cho tĂ” red trong tiĂng Anh, nghĂa l” Ÿå).
DâĂi Ÿ©y l” b¶ng kĂ hiĂu m”u v” kiĂu nĂt vĂ dĂŻng khi và ŸÄ thĂ:
BiĂu tâĂźng M”u sŸc BiĂu tâĂźng LoÂči ÂźâĂȘng nĂt
y V”ng . §iĂm
m §å tâÂŹi ° VĂng trĂn
c Xanh lž mÂč Ă DĂu nh©n
r §å + DĂu cĂ©ng
g Xanh lž c©y â DĂu sao
b Xanh nâĂc biĂn - NĂt liĂn
w TrŸng : NĂt chĂm
k §en -- NĂt ŸÞt
-. NĂt chĂm gÂčch
CĂČng cĂŁ thĂ vĂ nhiĂu ÂźâĂȘng cong trÂȘn cĂŻng mĂ©t hĂ trĂŽc toÂč Ÿé.
VĂ dĂŽ: lĂnh vĂ sau sĂ cho 3 ÂźâĂȘng cong khžc nhau trÂȘn mĂ©t hĂnh:
plot(x1,y1,âr *â,x2,y2,âg+âx3,y3,âw -â)
NĂu bÂčn muĂšn ÂźĂt tÂȘn cho ŸÄ thĂ h·y dĂŻng lĂnh title.
VĂ dĂŽ: title(' Do thi 1 â)
BÂčn cĂČng cĂŁ thĂ ÂźĂt tÂȘn cho cžc trĂŽc toÂč Ÿé x v” y b»ng cžch dĂŻng lĂnh
xlabel
v” ylabel .
VĂ dĂŽ:
xlabel('x - m');
ylabel('y - m/s ');
CĂn Ÿà tÂčo lâĂi trÂȘn hĂnh vĂ dĂŻng lĂnh grid.
CĂŽ thĂ ta l”m mĂ©t vĂ dĂŽ dâĂi Ÿ©y:
VĂ trÂȘn cĂŻng hĂ trĂŽc toÂč Ÿé ŸÄ thĂ hai h”m sĂš sau
y1=e-5tsin5t ; y2= e-5t cos5t;
33. vĂi biĂn t chÂčy tĂ” - 4 ÂźĂn +4:
Ta viÂȘt file p2d.m Ÿà và ŸÄ thĂ nhâ sau:
% Chuong trinh ve do thi 2D
t=-4:.05:4;
y1=exp(-.5*t).*sin(5*t);
y2=exp(-.5*t).*cos(5*t);
plot(t,y1,'*',t,y2,'-');
title('VE DO THI 2 CHIEU : y1( ***), y2 (---)')
xlabel(' Gia tri t ')
ylabel('gia tri y1, y2')
grid
ChÂčy châÂŹng trinh cho kĂt qu¶ l” ŸÄ thĂ dâĂi Ÿ©y:
V E D O T H I 2 C H IE U : y 1 ( * * * ) , y 2 ( - - - )
8
6
4
2
gia tri y1, y2
0
-2
-4
-6
-8
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
G i a tr i t
CĂŁ thĂ vĂ nhiĂu ŸÄ thĂ trÂȘn mĂ©t hĂnh b»ng cžch dĂŻng lĂnh subplot.
VĂ dĂŽ: ta vĂ hai ŸÄ thĂ y1=y1(t) v” y2=y2(t) vĂ”a nÂȘu trÂȘn cĂŻng mĂ©t hĂnh
nhâng lÂči trÂȘn hai hĂ trĂŽc riÂȘng biĂt, ta viĂt lÂči cžc cžc lĂnh ( tĂnh tĂ” lĂnh
plot(t,y1,...) nhâ sau:
subplot(211)
plot(t,y1,'*')
title('VE DO THI 2 CHIEU : y1( ***), y2 (---)')
xlabel('gia tri t')
ylabel('gia tri y1')
grid
subplot(212)
plot(t,y2,'-')
xlabel('gia tri t')
34. ylabel('gia tri y2')
grid
V E D O T H I 2 C H IE U : y1 ( * * * ), y2 (---)
10
5
gia tri y1
0
-5
-1 0
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
g i a tri x
10
5
gia tri y2
0
-5
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
g i a tri x
Và ŸÄ thà Ÿéc cĂčc DĂŻng lĂnh polar
VĂ dĂŽ: và ŸÄ thĂ h”m y=4e-4t vĂi t=0:2pi/3
Ta viĂt châÂŹng trĂnh vĂ nhâ sau:
t=0:pi/20:2*pi/3;
r=4*exp(-4*t);
polar(t,r)
KĂt qu¶ cho ra nhâ dâĂi Ÿ©y:
90
4
120 60
3
150 2 30
1
180 0
210 330
240 300
270
35. Và §Ä thĂ dÂčng thanh (Bar).
§Ä thĂ bar biĂu diĂn giž trĂ cña mĂ©t vĂc tÂŹ hay mĂ©t ma trĂn dâĂi dÂčng
cžc thanh thÂŒng ŸÞng hay n»m ngang. Bar(y) biĂu diĂn cžc phĂn tö cña
vĂc tÂŹ y nĂu y l” mĂ©t vĂc tÂŹ. NĂu y l” mĂ©t ma trĂn, mĂ©t nhĂŁm thanh sĂ
biĂu diĂn cžc phĂn tö trong mĂ©t h”ng, trĂŽc x sĂ biĂu diĂn sĂš h”ng.
VĂ dĂŽ: Và ŸÄ thĂ biĂu thĂ sĂš sinh viÂȘn tĂšt nghiÂȘp cña mĂ©t trâĂȘng §Âči hĂ€c
tĂ” nšm 1995 ÂźĂn 2001, biĂt sĂš sinh viÂȘn tĂšt nghiĂp tâÂŹng Ăžng l” 1000,
1200, 1800, 1850, 1750, 2100.
LĂp châÂŹng trĂnh vĂ nhâ sau:
x=[1000, 1200, 1800, 1850, 1750, 2100]
bar(x);
title('SO LUONG SINH VIEN TOT NGHIEP HANG NAM')
xlabel('Nam')
ylabel('So luong sinh vien')
set(gca,'XTickLabel',{'1996';'1997';'1998';...
'1999';'2000';'2001'})
ChÂčy châÂŹng trĂnh cho kĂt qu¶ l” ŸÄ thĂ dâĂi Ÿ©y:
S O L U O N G S IN H V IE N T O T N G H IE P H A N G N A M
2 500
2 000
So luong sinh vien
1 500
1 000
500
0
1996 199 7 1998 1999 2000 2001
N am
§Ä thà pie.
LĂnh Pie(x) biĂu thĂ th”nh phĂn phĂn tršm theo dĂ· liĂu trong x. Mçi
phĂn tö trong x ÂźâĂźc ÂźÂči diĂn b»ng mĂ©t phĂn cña ŸÄ thĂ Pie.
Pie(x,explode) ÂźĂt cžc phĂn tö cho ŸÄ thĂ Pie. Explode l” mĂ©t vĂc tÂŹ hay
mĂ©t ma trĂn cña sĂš 0 v” 1 tâÂŹng Ăžng vĂi x. Cžc phĂn tö l” 0 sĂ tâÂŹng Ăžng
vĂi cžc phĂn tÂčo th”nh mĂ©t khĂši liĂn trong ŸÄ thĂ pie. NĂu l” giž trĂ 1 thĂ
phĂn tö tâÂŹng Ăžng vĂi mĂu trÂȘn ŸÄ thĂ sĂ ÂźâĂźc tžch rĂȘi khĂĄi khĂši liĂn
trong ŸÄ thĂ Pie. Explode ph¶i cĂŁ cĂŹ giĂšng vĂi x.
VĂ dĂŽ : BiĂu diĂn th”nh phĂn phĂn tršm cña cžc loÂči vĂt liĂu cĂŁ
trong mét hçn hßp.
x=[7 15 56 12 10];
36. eplode= [1 0 0 0 0];
pie(x,eplode)
colormap jet
Ta ÂźâĂźc ŸÄ thĂ :
7%
10%
15%
12%
56%
b. Và ŸÄ thĂ 3D : dĂŻng lĂnh surf, mesh, contour3
VĂ dĂŽ: Và ŸÄ thĂ z=-20x2+x-15y2+5y , vĂi -4<x<4 v” -4<y<4.
ViÂȘt file p3d.m Ÿà và ŸÄ thĂ ( dĂŻng lĂnh surf )nhâ sau:
[x,y]=meshgrid(-4:.2:4,-4:.2:4);
z=-20*x.^2+x-15*y.^2+5*y;
surf(x,y,z)
title(' Do thi 3D')
xlabel(' truc x')
ylabel(' truc y')
zlabel(' truc z')
pause
KĂt qu¶ cho nhâ hĂnh dâĂi Ÿ©y:
37. CĂn hai ŸÄ thĂ dâĂi Ÿ©y ÂźâĂźc vĂ b»ng lĂn mesh v” lĂnh contour3:
- §Ä thĂ 3D dĂŻng lĂnh mesh
- §Ä thĂ 3D dĂŻng lĂnh contour
38. D o th i 3 D d u n g le n h c o n to u r
0
-1 0 0
-2 0 0
truc z
-3 0 0
-4 0 0
-5 0 0
40
30 40
20 30
20
10 10
tru c y tru c x
39. PhĂn 2
Ăžng dĂŽng Matlab gi¶i mĂ©t sĂš b”i toĂn kĂ
thuĂt
1. B”i tožn vĂ mÂčch ÂźiĂn
VĂ dĂŽ 1: TĂnh câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn cña mÂčch ÂźiĂn cĂŁ cžc trĂ« khžng phĂžc
dâĂi Ÿ©y, biĂt hiĂu ÂźiĂn thĂ nguĂ„n U=5V, cžc trĂ« khžng: z1=1+0,5i,
z2=2+0,5i, z3=4+i, z4=z1 ( ⊠).
z1 z1 z1 z1
aaa
U=5v fff
z4 z4 z4 z4
Gi¶i:
ViĂt cžc phâÂŹng trĂnh ÂźĂnh luĂt KiĂc sĂšp cho mÂčch nhâ sau:
(z1+z2+z4)I1- z2I2 = U
(z1+2z2+z4)I2 - z2I1- z2I3= 0
(z1+2z2+z4)I3- z2I2- z2I4= 0
(z1+z2+z3+z4)I4- z2I3 = 0
ViĂt lÂči hĂ phâÂŹng trĂnh trÂȘn dâĂi dÂčng ma trĂn nhâ sau:
(z1+z2+z4) - z2 0 0 I1 = U
- z2 (z1+2z2+z4)I2 - z2 0 I2 = 0
0 - z2 (z1+2z2+z4) - z2 I3 = 0
0 0 - z2 (z1+z2+z3+z4) I4 = 0
hay Z.I = U
vĂi Z l” ma tr©n trĂ« khžng, I l” ma trĂn cĂ©t dĂng ÂźiĂn, cĂn U l” ma trĂn
cĂ©t thĂ hiĂu.
NghiĂm I ÂźâĂźc tĂnh nhâ sau:
I=Z-1.U
DâĂi Ÿ©y l” file ml12.m Ÿà gi¶i phâÂŹng trĂnh ma trĂn trÂȘn
40. % File ml12.m
% Chuong trinh giai mach dien tro khang phuc
z1=1+.5i; z2=2+.5i; z3=4+i; z4=z1; % Cac tro
khang
U=5; % Hieu dien the
nguon
% Ma tran tro khang
Z=[z1+z2+z4 -z2 0 0;...
-z2 z1+2*z2+z4 -z2 0;...
0 -z2 z1+2*z2+z4 -z2;...
0 0 -z2
z1+z2+z3+z4 ];
F=[ V 0 0 0 ]'; % Ma tran cot ve phai
I=inv(Z)*F % Tinh dong dien
ChÂčy châÂŹng trĂnh cho kĂt qu¶ dâĂi Ÿ©y:
I=
1.3008 - 0.5560i
0.4560 - 0.2504i
0.1530 - 0.1026i
0.0361 - 0.0274i
VĂ dĂŽ 2: TĂnh dĂng ÂźiĂn cho mÂčch cĂŁ R, L v” C nhâ hĂnh vĂ, cho
E=60v, R=50 ⊠, L=1H,
C=10-4F, tÂči thĂȘi ÂźiĂm ban ÂźĂu i1(0)=0, i2(0)=0.
i1 L
i3
E oi R C
ViĂt hĂ phâÂŹng trĂnh vi ph©n cho mÂčch nhâ sau:
Ldi1/dt + Ri2 = E
RCdi2/dt+ i2 - i1 = 0
ChuyĂn vĂ, viĂt lÂči hĂ phâÂŹng trĂnh trÂȘn nhâ dâĂi Ÿ©y:
i1â = - Ri2/L + E/L (1)
41. i2â = i1/RC - i2 /RC
DĂŻng h”m ode45, lĂp châÂŹng trĂnh Ÿà xžc ÂźĂnh i1, i2 b»ng cžc file
ml13.m v” ml13a.m dâĂi Ÿ©y:
% File ml13.m CHUONG TRINHF TINH MACH DIEN
% CO R-L-C
global E R L C
E=60; L=1; R=50;C=.005 % Nhap cac so lieu
i0=[0 0]'; % Dieu kien ban dau
t=5; % thoi gian
[t,i]=ode45('ml13a',t,i0);
subplot(211)
plot(t,i(:,1))
title('GIAI MACH DIEN CO R- L- C')
ylabel('D.dien trong mach chinh I1 - A')
grid
subplot(212)
plot(t,i(:,2))
ylabel('D.dien trong mach re I2 - A')
xlabel(' Thoi gian')
grid
% File ml13a.m
function ic=ml13a(t,i)
global E R L C
ic=zeros(2,1);
ic(1)=-R/L*i(2)+E/L;
ic(2)=i(1)/(R*C)-i(2)/(R*C);
ChÂčy châÂŹng trĂnh cho kĂt qu¶ l” trĂ sĂš câĂȘng Ÿé dĂng ÂźiĂn trong mÂčch
chĂhh i1 v” mÂčch rĂ i2 nhâ hĂnh dâĂi Ÿ©y:
42. G IA I M A C H D IE N C O R - L - C
D.dien trong m ac h c hinh I1- A
1.5
1
0.5
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
1.5
D.dien trong m ach re I2 - A
1
0.5
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Th o i g ia n
§à kiĂm tra kĂt qu¶ trÂȘn, ta so sžnh nĂŁ vĂi kĂt qu¶ chĂnh xžc cña hĂ
phâÂŹng trĂnh vi ph©n (1) l”:
i1= 6/5- 6e-100t/5- 60te-100t
i2= 6/5- 6e-100t/5- 120te-100t
§Ä thĂ chĂnh xžc cña i1 v” i2 cĂŁ dÂčng nhâ hĂnh dâĂi Ÿ©y:
D o n g d ie n I1 = 6 / 5 - 6 / 5 e ( - 1 0 0 t ) - 6 0 t e ( - 1 0 0 t )
1 . 4
1 . 2
1
0 . 8
0 . 6
0 . 4
0 . 2
0
0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5
D o n g d ie n I2 = 6 / 5 - 6 / 5 e ( - 1 0 0 t ) - 1 2 0 t e ( - 1 0 0 t )
1 . 4
1 . 2
1
0 . 8
0 . 6
0 . 4
0 . 2
0
0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5
Ta thĂy kĂt qu¶ cña hai cžch tĂnh l” nhâ nhau.
43. §à thĂy sĂč dao Ÿéng cña mÂčch ÂźiĂn mĂ©t cžch rĂą nĂt ta tšng ÂźiĂn dung
cña tĂŽ ÂźiÂȘn: lĂy C=0,005F rĂ„i chÂčy lÂči châÂŹng trĂnh ta ÂźâĂźc kĂt qu¶ nhâ
hĂnh dâĂi Ÿ©y:
G IA I M A C H D IE N C O R - L - C
Dong dien trong m ach c hinh - A
6
4
2
0
-2
0 0 .5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Dong dien trong m ac h re R - A
2
1 .5
1
0 .5
0
0 0 .5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T h o i g ia n
2. Gi¶i b”i tožn Ÿéng hĂ€c cÂŹ cĂu phÂŒng
VĂ dĂŽ : Gi¶i b”i tožn Ÿéng hĂ€c cÂŹ cĂu cu lit
H·y xžc ÂźĂnh chuyĂn vĂ, vĂn tĂšc gĂŁc, gia tĂšc gĂŁc cña thanh cu lit 3 cña
cÂŹ cĂu cu lit, biĂt trâĂc kĂch thâĂc cžc kh©u: l0=0,5m, l1=0,2m, tay quay
1 quay ÂźĂu vĂi w1=8rad/s.
l1
Ï1
l0 l3
Ï3
44. Ta cĂŁ quan hĂ vĂc tÂŹ sau:
l 3 = l0 + l1
ViĂt l0 , l1 dâĂi dÂčng sĂš phĂžc ta ÂźâĂźc:
l3 = l0ei Ï / 2 + l1ei Ï 1 (1)
DĂŻng h”m abs ta tĂnh ÂźâĂźc trĂ sĂš cña vĂc tÂŹ l3 , dĂŻng h”m angle Ÿà tĂnh
gĂŁc chĂ phâÂŹng cña vĂc tÂŹ n”y cĂČng l” gĂŁc Ï 3 cña cu lit.
l3a = abs( l3 ) (2)
Ï 3 = angle( l3 ) (3)
§à tĂnh ÂźâĂźc vĂn tĂšc gĂŁc v” gia tĂšc gĂŁc cña cu lĂt ta thay l3 = l3aei Ï 3
v”o (1) rĂ„i ÂźÂčo h”m theo t, ta ÂźâĂźc:
l3aei Ï 3 = l0ei Ï / 2 + l1ei Ï 1
l3aâe i Ï 3 + i Ï 3 l3aei Ï 3 = i Ï 1 l1ei Ï 1
Chia c¶ hai vĂ cho ei Ï 3 :
l3aâ + i Ï 3 l3a = i Ï 1 l1ei (Ï1 â Ï 3 )
Tžch phĂn thĂčc v” ¶o, ta rĂłt ra:
l3aâ = - Ï 1 l1sin( (Ï1 â Ï 3 ) (4)
Ï 3 = Ï 1 l1cos (Ï 1 â Ï 3 ) / l3a (5)
§à cĂŁ gia tĂšc gĂŁc, ta ÂźÂčo h”m (5) :
α 3 = ( - Ï 1 l1sin (Ï 1 â Ï 3 ) ( Ï 1 - Ï 3 ) l3a - l3aâ Ï 3 )/ l3a (6)
Cšn cĂž v”o cžc biĂu thĂžc (1), (2), (3), (4), (5) v” (6) lĂp châÂŹng trĂnh tĂnh
cžc chuyĂn vĂ vĂn tĂšc v” gia tĂšc nhâ ÂźâĂźc viĂt trong file cl3.m dâĂi Ÿ©y.
KĂt qu¶ vĂ chuyĂn vĂ, vĂn tĂšc v” gia tĂšc gĂŁc cu lĂt ÂźâĂźc cho dâĂi dÂčng ŸÄ
thĂ Ă« phĂa dâĂi châÂŹng trĂnh.
% CHUONG TRINH TINH CHUYEN DONG CUA CO CAU CU LIT
l1=.2; l0=.5; % Kich thuoc tay quay va
gia
w1=8; % Van toc goc khau dan -
rad/s
n=51; % So vi tri tay quay
df=2*pi/n;
f1=0:df:2*pi;
f1d=f1*180/pi; % Goc tay quay â do
l3=l0*exp(i*pi/2)+l1*exp(j*f1);
f3=angle(l3);
l3a=abs(l3);
l3ac=-l1*w1*sin(f1-f3);
w3=l1*w1*cos(f1-f3)./l3a;
alpha3=-(v32.*w3+l1*w1*(w3-w1).*sin(f3-
f1))./l3a;
45. subplot(311)
plot(f1d,f3*180/pi)
title(' CHUYEN DONG CUA CU LIT ')
ylabel(' C.vi goc Culit - do')
grid
subplot(312)
plot(f1d,w3)
ylabel(' Van toc goc Culit - rad/s')
grid
subplot(313)
plot(f1d,alpha3)
ylabel(' Gia toc goc Culit - rad/s^2')
xlabel(' Goc tay quay')
grid
CHUYEN DONG CUA CU LIT
120
Gia toc goc Culit - rad/s 2 toc goc Culit - rad/s C.vi goc Culit - do
100
80
60
0 50 100 150 200 250 300 350 400
5
0
-5
-10
V an
0 50 100 150 200 250 300 350 400
50
0
-50
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Goc tay quay
3. Gi¶i b”i tožn c©n b»ng mžy
46. VĂ dĂŽ 1 : Gi¶i b”i tožn c©n b»ng tĂnh
CĂŁ trĂŽc quay trÂȘn cĂŁ gŸn cžc khĂši lâĂźng lĂch t©m ÂźĂt trong cĂŻng mĂ©t mĂt
phÂŒng nhâ hĂnh vĂ. TrĂŽc hiĂn Âźang mĂt c©n b»ng tĂnh.Ta tiĂn h”nh c©n
b»ng trĂŽc quay b»ng phâÂŹng phžp sĂš phĂžc nhâ sau:
TĂ” ÂźiĂu kiĂn c©n b»ng tĂnh ta cĂŁ: m4
m1
m1r1 + m2r2 + m3r3 + m4r4 + mcbrcb = 0 r1
r4
r2
mcb rcb
r3
BiĂu diĂn cžc vĂc tÂŹ dâĂi dÂčng sĂš phĂžc ta ÂźâĂźc:
mcbrcb = - (m1r1ei Ï 1 + m2r2ei Ï 2 + m3r3ei Ï 3 + m4r4ei Ï 4 )
TĂ” Ÿã tĂnh ÂźâĂźc trĂ sĂš cña tĂch mcbrcb v” gĂŁc chĂ phâÂŹng Ï cña bžn kĂnh
vĂc tÂŹ rcb b»ng cžch dĂŻng h”m abs v” h”m angle.
mcbrcb = abs( mcbrcb);
Ï = angle(mcbrcb )
ChâÂŹng trĂnh tĂnh nhâ sau:
% File canbt.m
% TINH CAN BANG TINH
m1=12; m2=15; m3=27;m4=30; % Cac khoi
luong
r1=.6; r2=.8; r3=.5; r4=.4; % Tri so cac ban
kinh vec to
f1=pi/2; f2=pi/12; % Cac goc chi
phuong
f3=-pi/6;f4=2*pi/3; % cua ban kinh ri
mrcb=-m1*r1*exp(i*f1)-m2*r2*exp(i*f2)-
m3*r1*exp(i*f3)-...
m4*r4*exp(i*f4);
mr=abs(mrcb) % Tri so mcg*rcb
f=angle(mrcb)*180/pi % Goc chi phuong cua
ban
% kinh vecto rcb (do)
ChÂčy châÂŹng trĂnh trÂȘn kĂt qu¶ nhĂn ÂźâĂźc l” tĂch mcbrcb ( kĂ hiĂu
l” mr) v” gĂŁc chĂ phâÂŹng (kĂ hiĂu l” f) cña bžn kĂnh vĂc tÂŹ cña khĂši
lâĂźng c©n b»ng (tĂnh ra Ÿé):
mr =
23.3171
47. f=
-147.2962
NĂu chĂ€n trâĂc r = rcb= 0,6m thĂ khĂši lâĂźng c©n b»ng cĂn ÂźĂt v”o l”:
m = mcb = mr/rcb =38,86 kg.
VĂ dĂŽ 2: Gi¶i b”i tožn c©n b»ng Ÿéng vĂt quay
B”i tožn: H·y c©n b»ng Ÿéng trĂŽc quay cĂŁ gŸn cžc khĂši lâĂźng ÂźĂt lĂch
t©m trÂȘn nhĂ·ng mĂt phÂŒng khžc nhau nhâ hĂnh vĂ dâĂi Ÿ©y. BiĂt hai mĂt
phÂŒng T v” P l” hai mĂt phÂŒng c©n b»ng.
m1 T m1
P
m2 m2 r1
r1 r2 r2 m4
r4 A B
m4 rP mP l2
mP l1
r3 l4
r3
m3 l3
m3
rT
mT mT l
Cžc khĂši lâĂźng, Ÿé d”i cžc bžn kĂnh vĂc tÂŹ tâÂŹng Ăžng v” cžc kĂch thâĂc
khžc ÂźâĂźc cho nhâ sau: m1=20 kg, m2=15 kg, m3=17 kg, m4=26 kg,
r1=0,6m, r2= 0,3m, r3=0,4m, r4=0,4m, l1=0,3m, l2=0,5m, l3=0,8m,
l4=1,2m, l=1,5m . Cžc bžn kĂnh vĂc tÂŹ r1, r4 tâÂŹng Ăžng cĂŁ phâÂŹng thÂŒng
ŸÞng v” n»m ngang, cĂn vĂc tÂŹ r2, r3 l”m vĂi phâÂŹng ngang gĂŁc
Ï 2 = 30 0 v” Ï 3 = â60 0 .
Ta gi¶i nhâ sau: Gi¶ sö hai ŸÚi trĂ€ng khĂši lâĂźng mT v” mP Ÿ· ÂźâĂźc ÂźĂt
v”o hai mĂt phÂŒng c©n b»ng T v” P, cžc bžn kĂnh vĂc tÂŹ tâÂŹng Ăžng l” rT
v” rP , v” hiĂn giĂȘ trĂŽc Ÿ· ÂźâĂźc c©n b»ng tĂnh v” Ÿéng. TĂ” phâÂŹng trĂnh
c©n b»ng m« men ŸÚi vĂi ÂźiĂm A cña cžc lĂčc qužn tĂnh v” phâÂŹng trĂnh
tĂŠng vĂc tÂŹ cžc lĂčc qužn tĂnh b»ng 0 ta cĂŁ hai phâÂŹng trĂnh vĂc tÂŹ sau:
m1l1r1 + m2l2r2 + m3l3r3 + m4l4r4 + mPlrP =0 (1)
m1r1 + m2r2 + m3r3 + m4r4 + mPrP +mTrT=0 (2)
Ta gi¶i (1) trâĂc Ÿà xžc ÂźĂnh mP, rP , sau Ÿã gi¶i tiĂp (2) Ÿà xžc ÂźĂnh nĂšt
mT , rT .
VĂ : r1 = r1 eiÏ , r2 = r2 eiÏ , r3 = r3 eiÏ , r4 = r4 eiÏ
1 2 3ta viĂt lÂči (1) dâĂi
4
dÂčng sĂš phĂžc nhâ sau:
48. mPlrP = mPlrP eiÏ = - m1l1r1 eiÏ - m2l2r2 eiÏ - m3l3r3 eiÏ - m4l4r4 eiÏ
P 1 2 3 4
hay : mPrP = (- m1l1r1 eiÏ - m2l2r2 eiÏ - m3l3r3 eiÏ - m4l4r4 eiÏ ) / l
1 2 3 4
TrĂ sĂš cña tĂch mPrP ÂźâĂźc tĂnh nhâ sau:
mP rP = abs(mPrP )
ChĂ€n trâĂc rP ta sĂ xžc ÂźĂnh ÂźâĂźc khĂši lâĂźng cña ŸÚi trĂ€ng cĂn ÂźĂt trÂȘn
mĂt phÂŒng c©n b»ng ph¶i P: mP= mP rP /rP
GĂŁc chĂ phâÂŹng cña bžn kĂnh vĂc tÂŹ :
Ï P = angle( mPrP )
Sau khi Ÿ· cĂŁ mP ,rP ta gi¶i (2) Ÿà xžc ÂźĂnh mTrT:
mTrT = - ( m1r1 + m2r2 + m3r3 + m4r4 + mPrP )
TrĂ sĂš cña mTrT ÂźâĂźc tĂnh theo:
mTrT = abs( mTrT )
NĂu chĂ€n trâĂc mT ta sĂ xžc ÂźĂnh ÂźâĂźc Ÿé d”i cña bžn kĂnh vĂc tÂŹ rT :
rT = m TrT / mT
GĂŁc chĂ phâÂŹng cña bžn kĂnh vĂc tÂŹ rT
Ï T = angle(mTrT)
§Ăn Ÿ©y b”i tožn Ÿ· gi¶i xong.
DâĂi Ÿ©y l” châÂŹng trĂnh tĂnh:
% File canbd.m
% CHUONG TRINH TINH CAN BANG DONG CHO VAT QUAY
m1=20; m2=15; m3=17; m4=26; % Khoi luong cac
% vat lech tam - kg
r1a=0.6; r2a= 0.3; r3a=0.4; r4a=0.4; % Do dai cac ban
% kinh vec
to -m
l1=0.3; l2=0.5; l3=0.8; l4=1.2; % Khoang cach doc
% truc den mat phang
T
% cua cacs khoi
luong
l=1.5; % Khoang cach giua hai mat phang
c.bang
f1=pi/2; f2=pi/6; % Cac goc chi phuong cua cac
f3=-pi/3; f4=pi; % ban kinh vec to -m
r1=r1a*exp(i*f1); % Cac ban kinh vec to
r2=r2a*exp(i*f2); % duoi dang so phuc
r3=r3a*exp(i*f3);
r4=r4a*exp(i*f4);
mPrP=(-m1*l1*r1-m2*l2*r2-m3*l3*r3-m4*l4*r4)/l; % Vec to
mPrPa=abs(mPrP); % Tri so cua tich mPrP -
kg.m
rPa=0.5; % Chon truoc tri so v.to rP
49. mP=mPrPa/rPa; % Khoi luong doi trong mP
fP=angle(mPrP)*180/pi; % Goc chi phuong cua rP
rP=mPrP/mP; % ban kinh vec to cua doi trong mP
mTrT=-m1*r1-m2*r2-m3*r3-m4*r4-mP*rP;
mTrTa=abs(mTrT); % Tri so tich mTrT
mT=10; % chon truoc doi trong trai
mT - kg
rTa=mTrTa/mT; % Do dai ban kinh vec to rT
fT=angle(mTrT)*180/pi; % Goc chi phuong cua vec to rT -
do
disp(' DOI TRONG DAT LEN M.PHANG P ')
disp(' mP(kg) rP(m) fP(do)')
P=[ mP rPa fP];
disp(P)
disp(' DOI TRONG DAT LEN M.PHANG T ')
disp( ' mT (kg) rT(m) fT (do)')
T=[ mT rTa fT];
disp(T)
ChÂčy châÂŹng trĂnh vĂi trĂ sĂš bžn kĂnh vĂc tÂŹ cña ŸÚi trĂ€ng ÂźĂt trÂȘn mĂt
phÂŒng c©n b»ng ph¶i rP v” khĂši lâĂźng ŸÚi trĂ€ng ÂźĂt trÂȘn mĂt phÂŒng c©n
b»ng trži mT ÂźâĂźc chĂ€n trâĂc:
rP = 0,5 m v” mT = 10 kg
ta ÂźâĂźc kĂt qu¶ l” cžc khĂši lâĂźng cña cžc ŸÚi trĂ€ng ( tĂnh b»ng kg), Ÿé
d”i cžc bžn kĂnh vĂc tÂŹ (tĂnh b»ng m)v” cžc gĂŁc chĂ phâÂŹng tâÂŹng Ăžng
cña chĂłng (tĂnh b»ng Ÿé) nhâ ÂźâĂźc biĂu diĂn dâĂi Ÿ©y:
DOI TRONG DAT LEN M.PHANG P
mP(kg) rP(m) fP(do)
10.4153 0.5000 -0.1014
DOI TRONG DAT LEN M.PHANG T
mT (kg) rT(m) fT (do)
10.0 0.8613 -104.1446
VĂ trĂ cña cžc ŸÚi trĂ€ng ÂźâĂźc thĂ hiÂȘn trÂȘn hĂnh vĂ.
4. TĂnh thiĂt kĂ bĂ© truyĂn bžnh ršng
VĂ dĂŽ: TĂnh kho¶ng cžch trĂŽc cña bĂ© truyĂn bžnh ršng trĂŽ ršng thÂŒng A
v” kh¶o sžt sĂč phĂŽ thuĂ©c giĂ·a A v” tĂ sĂš truyĂn i khi cžc th«ng sĂš khžc l”
kh«ng ŸÊi
Kho¶ng cžch trĂŽc cña bĂ© truyĂn bžnh ršng trĂŽ ršng thÂŒng ÂźâĂźc tĂnh theo
c«ng thĂžc cĂŁ dÂčng quen thuĂ©c sau:
50. 2
â 1,05.10 6 â KN
3
â [Ï ] i â Ï n
A â„ (i + 1) â â
â tx â A 2
Cho Ăžng suĂt tiĂp xĂłc cho phĂp [Ï ]tx = 546N / mm 2 , hĂ sĂš t¶i trĂ€ng K=1,3,
hĂ sĂš chiĂu rĂ©ng bžnh ršng Ï A = 0,4 , tĂšc Ÿé vĂng quay trĂŽc bĂ dĂn n2 = 60
v/ph, c«ng suĂt truyĂn N=5 kw. §à thĂy ÂźâĂźc quan hĂ giĂ·a trĂ sĂš
kho¶ng cžch trĂŽc v” tĂ sĂš truyĂn ta cho tĂ sĂš truyĂn i biĂn thiÂȘn tĂ” 1 ÂźĂn
10, sau Ÿã tĂnh cžc trĂ sĂš A tâÂŹng Ăžng. Cžch tĂnh ÂźâĂźc trĂnh b”y trong file
kctA.m v” ŸÄ thĂ trÂȘn hĂnh dâĂi Ÿ©y m« t¶ quan hĂ giĂ·a A v” i l” kĂt qu¶
thu ÂźâĂźc khi chÂčy châÂŹng trĂnh.
Ta thĂy mĂ©t ÂźiĂu thĂł vĂ l” kho¶ng cžch trĂŽc cĂŁ trĂ sĂš nhĂĄ nhĂt khi tĂ sĂš
truyĂn b»ng 2 v” kho¶ng cžch trĂŽc tšng nhanh khi tĂ sĂš truyĂn vâĂźt quž
4.
T IN H K H . C A C H T R U C B O T R U Y E N B . R A N G
240
230
220
K h. cach truc - mm
210
200
190
180
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
T i s o tr u y e n
% File kctA.m
% TINH KHOANG CACH TRUC BO TRUYEN BANH RANG
i=1:.5:10; % Ti so truyen
ustx = input(' ung suat tiep xuc - N/mm^2
ustx=')
k = input('he so tai trong la k=')
phiA = input('he so chieu rong banh rang
phiA=')
teta=input('he so tang kha nang tai teta=')
n2= input('so vong quay banh rang n2=')
N=input('cong suat la - KW N=')
A
=(i+1).*((1.05*10^6./(ustx*i)).^2*k*N/(phiA*teta*n2)).^(1
/3);
51. plot(i,A)
title(' TINH KH. CACH TRUC BO TRUYEN B.RANG')
xlabel('Ti so truyen')
ylabel(' Kh. cach truc - mm')
grid
5. TĂnh sĂžc bĂn trĂŽc
Trong tĂnh sĂžc bĂn trĂŽc trong cžc hĂ©p gi¶m tĂšc viĂc xžc ÂźĂnh cžc ph¶n
lĂčc tÂči cžc gĂši v” trĂ sĂš m« men uĂšn tÂči cžc tiĂt diĂn nguy hiĂm ( thâĂȘng
l” b”i tožn kh«ng gian) cĂŁ thĂ ÂźâĂźc thĂčc hiĂn nhĂȘ lĂp mĂ©t châÂŹng trĂnh
tĂnh nhâ trong vĂ dĂŽ dâĂi Ÿ©y:
y
PAy PBy
0 A B
C x
z lA PAz PBz
lB
lC
Gi¶ sö trĂŽc chĂu tžc dĂŽng cña hĂ lĂčc nhâ hĂnh vĂ. GĂ€i R0y,R0z,RAy,Raz l”
cžc th”nh phĂn ph¶n lĂčc tĂ” cžc ĂŠ tÂči 0 v” C. Theo ÂźiĂu kiĂn c©n b»ng vĂ
m« men ŸÚi vĂi ÂźiĂm O v” c©n b»ng tĂŠng vĂc tÂŹ lĂčc , ta viĂt ÂźâĂźc hai
phâÂŹng trĂnh c©n b»ng sau:
lAxPAy+lAxPAz+ lBxPBy+lBxPBz+ lCxRCy+lCxRCz = 0
(1)
PAy+PAz+ PBy+PBz+ RCy+RCz+ R0y+R0z = 0
(2)
Thay Rc=RCy+RCz , R0= R0y+R0z v”o (1) v” (2) ta rót ra:
lCxRC = - ( lAxPAy+lAxPAz+ lBxPBy+lBxPBz )
(3)
R0 = - ( PAy+PAz+ PBy+PBz+ RCy+RCz )
(4)
Sau khi tĂnh ÂźâĂźc cžc žp lĂčc khĂp Ÿéng tÂči C v” O, ta cĂŁ thĂ tĂnh ÂźâĂźc
m« men uĂšn tÂči cžc tiĂt diĂn nguy hiĂm l” A v” B dĂča v”o cžc phâÂŹng
trĂnh c©n b»ng sau:
MB + lBC x RC = 0
(5)
MA+(-lA x R0) = 0
(6)
52. §à gi¶i cžc phâÂŹng trĂnh vĂc tÂŹ (3), (4), (5) v” (6) ta Âźâa ra cžc vĂc tÂŹ
Ÿn và cña hà toa Ÿé §à cžc l” i, j v” k v” dïng h”m cross(...,...) Ÿà nh©n
cĂŁ hâĂng hai vĂc tÂŹ. Cžch l”m ÂźâĂźc thĂ hiĂn rĂą trong file plkd.m dâĂi
Ÿ©y:
% File plkd.m
% Tinh phan luc tai khop dong va mo men uon
% Cac Vec to don vi cua he toa do De cac
I=[1 0 0]';
J=[0 1 0]';
K=[0 0 1]';
% Vec to vi tri
la=100; lb=250; lc=350; lbc=100;
La=100*I; Lb=250*I; Lc=350*I; Lbc=lbc*I;
% Luc tac dung
Pay=-1.4*J; Paz=.5*K;
Pby=-.9*J; Pbz=1.4*K;
% Tinh phan luc goi C
LcRc=-cross(La,Pay)-cross(La,Paz)-cross(Lb,Pby)-
cross(Lb,Pbz);
Rc0=LcRc/lc; % Vec to phan luc tai
goi C(chua quay)
Q=[0 0 0; 0 0 -1; 0 1 0]; % Ma tran chuyen
(quay)
Rc=-Q*Rc0 % Vec to phan luc tai
goi C
% Tinh phan luc tai goi O
R0=-(Pay+Paz+Pby+Pbz+Rc)
% Tinh mo men uon tai tiet dien B va A
Mb=-cross(Lbc,Rc)
Ma=-cross(-La,R0)
% ---------------------------------------------
ChÂčy châÂŹng trĂnh plkd.m trÂȘn m”n hĂnh Command Window, kĂt qu¶
cña cžc ph¶n lĂčc khĂp Ÿéng tÂči O , C v” cžc m« men uĂšn tÂči mĂt cŸt A v”
B nhĂn ÂźâĂźc nhâ sau:
Rc =
53. 0
1.0429
-1.1429
R0 =
0
1.2571
-0.7571
Mb =
0
-114.2857
-104.2857
Ma =
0
-75.7143
-125.7143
» plkd
Rc =
0
1.0429
-1.1429
R0 =
0
1.2571
-0.7571
Mb =
0
-114.2857
-104.2857
Ma =
0
75.7143
125.7143
6. TĂnh dao Ÿéng
a. TĂnh dao Ÿéng cña hĂ mĂ©t bĂc tĂč do
54. Gi¶ sö cĂŁ hĂ dao Ÿéng mĂ©t bĂc tĂč do nhâ hĂnh vĂ: m k” khĂši lâĂźng cña
vĂt, c l” Ÿé cĂžng lĂ xo (N/m), k l” hĂ sĂš c¶n cña gi¶m chĂn thuĂ» lĂčc
(Ns/m), cĂn F l” lĂčc kich thĂch vĂi F=F0coswt ( F0 l” biÂȘn Ÿé cña lĂčc â
N, w l” tĂn sĂš gĂŁc â rad/s).
ViĂt phâÂŹng trĂnh ÂźĂnh luĂt 2 cho vĂt ;
mxââ= -kxâ-cx +F0coswt (1)
trong Ÿã x, xâ, xââ lĂn lâĂźt l” chuyĂn vĂ, x
vĂn tĂšc v” gia tĂšc cña vĂt. k F
ta biĂn ŸÊi (1) nhâ sau:
c m
xââ= -kxâ/m - cx/m + +F0coswt/m (2)
§Ăt x1=xâ, x2= x thĂ x1â= xââ, x2â= x1, phâÂŹng trĂnh vi ph©n cĂp 2 trÂȘn sĂ
ÂźâĂźc viĂt th”nh hĂ hai phâÂŹng trĂnh bĂc nhĂt vĂi hai Ăn l” x1 v” x2 nhâ
dâĂi Ÿ©y:
x1â= - kx1/m - cx2m + F0coswt/m (3)
x2â= x1
ChâÂŹng trĂnh Ÿà gi¶i hĂ (3) ÂźâĂźc viĂt trong cžc file ml00.m v” ml0.m
nhâ dâĂi Ÿ©y:
% File ml00.m
% Chuongtrinh tinh dao dong he 1 bac tu do co
giam chan
% thuy luc chui luc kich dong dang F=F0cos(wt)
global m k c w F0
m=100; % Khoi luong vat - kg
c=10000; % Do cung lo xo - N/m
k=80; % He so can nhot Ns/m
w1=sqrt(c/m) % Tan so dao dong rieng
w=6; % Tan so luc kich dong
tc=15; % Thoi gian dao dong
x0=[0 .01 ]' ; % Dieu kien ban dau (van
toc, toa do)
F0=20 ; % Bien do luc kich dong - N
[t,x]=ode45('ml0',tc,x0);
subplot(211)
plot(t,x(:,2))
title(' TINH DAO DONG HE MOT BAC TU DO')
ylabel('Chuyen vi cua vat - cm')
grid
subplot(212)
55. plot(t,x(:,1))
xlabel('thoi gian -s')
ylabel('Van toc cua vat - m/s')
grid
pause
% File ml0.m
function xc=ml0(t,x)
global m k c w F0
xc=zeros(2,1);
xc(1)=-k/m*x(1)-c/m*x(2)+F01*cos(w*t)/m;
xc(2)=x(1);
KĂt qu¶ chÂčy châÂŹng trĂnh cho dâĂi dÂčng ŸÄ thĂ dâĂi Ÿ©y:
TIN H D A O D O N G H E M O T B A C TU D O
1
Chuyen vi c ua vat - c m
0.5
0
-0 . 5
-1
0 5 10 15
0.1
V an toc c ua vat - m /s
0.05
0
-0 . 0 5
-0 . 1
0 5 10 15
t h o i g ia n -s
b. TĂnh dao Ÿéng hĂ hai bĂc tĂč do
CĂŁ hĂ dao dĂ©ng hai bĂc tĂč do nhâ hĂnh vĂ: khĂši lâĂźng
cña cžc vĂt l” m1, m2, Ÿé cĂžng cžc lĂ xo l” c1v” c2, hĂ x2
F1
56. sĂš c¶n nhĂt l” k1 v” k2, lĂčc kĂch thich ÂźĂt lÂȘn hĂ l” c2 k2
F1=F10sinw1t, F2=F20sinw2t.
x1
F2
c1
k1
ViĂt hĂ phâÂŹng trĂnh ÂźĂnh luĂt 2 Niu tÂŹn cho
tĂ”ng vĂt:
m1x1ââ=- k1x1â- c1x1+k2(x2â-x1â)+c2(x2-x1) +F01sinw1t
m2x2ââ= - k2 (x2â-x1â)- c2(x2 -x1)+F02sinw2t
x1ââ = - (k1+k2)x1â/m1- (c1+c2)x1/ m1+k2x2â/ m1+c2x2 / m1+ F01sinw1t/ m1
(1)
x2ââ = k2x1â/ m2 + c2x1 / m2 - k2x2â / m2 - c2x2/ m2 + F02sinw2t/ m2
TâÂŹng tĂč nhâ khi gi¶i phâÂŹng trĂnh vi ph©n c©p hai Ă« phĂn trÂȘn, ta cĂČng
ÂźĂt:
y1 = x1â, y2 = x1, y3 = x2â, y4 = x2.
(2)
RĂłt ra:
y1â=x1ââ
(3)
y2â=y1
y3â= x2ââ
y4â=y3
Thay (1) v”o (3) v” chĂł Ăœ ÂźĂn (2) ta lĂp ÂźâĂźc hĂ gĂ„m bĂšn phâÂŹng trĂnh
vi ph©n tuyĂn tĂnh bĂc nhĂt. HĂ phâÂŹng trĂnh n”y v” cžch gi¶i nĂŁ ÂźâĂźc
cho trong file ml11.m v” ml1.m Ă« dâĂi Ÿ©y.
Nh©n tiĂn Ÿ©y ta cĂČng thö tžc dĂŽng cña gi¶m chĂn Ÿéng lĂčc: theo lĂ
thuyĂt, nĂu lĂčc kĂch thĂch v”o vĂt 2 b»ng 0 ( F2=0), v” cžc th«ng sĂš cña
bĂ© gi¶m chĂn Ÿéng lĂčc gĂ„m khĂši lâĂźng m2 v” lĂ xo cĂŁ Ÿé cĂžng c2 tho·
m·n ÂźiĂu kiĂn: c2/m2 = w12 ( w1 l” tĂn sĂš lĂčc kĂch thĂch cña lĂčc F1 lÂȘn vĂt
1) thĂ dao Ÿéng cña vĂt chĂnh 1 cĂŁ khĂši lâĂźng m1 Ÿã sĂ b»ng 0. Trong
châÂŹng trĂnh ta cho F20=0, m2=10 kg, c2=510 N/m v” w1= c 2 / m 2 .
% File ml11.m
% Tinh dao dong he hai bac tu do
global m1 m2 k1 k2 c1 c2 w F10 F20
m1=100; % Khoi luong vat thu nhat - kg
c1=10000; % Do cung lo xo thu nhat - N/m
m2=10; % Khoi luong vat thu 2 - kg
c2=510; % Do cung lo xo thu 2 - N/m
k1=220; k2=0; % He so can nhot cua giam chan
- Ns/m
w20=sqrt(c2/m2)
57. x0=[0 .0 0 .0]'; % Dieu kien ban dau
F10=100; % Bien do luc tac dung vao
vat 1 â N
F20=0; % -- 2
w1=w20; % Tan so goc cua luc k.thich
- rad/s
[t,y]=ode45('ml1',tc,x0);
subplot(211)
plot(t,y(:,2)*100)
title('TINH DAO DONG HE HAI BAC TU DO')
ylabel('Chuyen vi cua vat 1 - cm')
grid
subplot(212)
plot(t,y(:,4)*100)
xlabel(' Thoi gian - s')
ylabel('Chuyen vi cua vat 2 - cm')
grid
pause
% File ml1.m
% Chuong trinh con tinh dao dong he hai bac tu
do
function yc=ml1(t,y)
global m1 m2 k1 k2 c1 c2 w F10 F20
yc=zeros(4,1);
yc(1)=-(k1+k2)/m1*y(1)-(c1+c2)/m1*y(2)+...
k2/m1*y(3)+c2/m1*y(4)+F10*sin(w1*t)/m1;
yc(2)= y(1);
yc(3)= k2/m2*y(1)+c2/m2*y(2)-k2/m2*y(3)-
c2/m2*y(4)+...
F20*sin(w2*t)/m2;
yc(4)= y(3);
ChÂčy châÂŹng trĂnh sĂ cho kĂt qu¶ dâĂi dÂčng ŸÄ thĂ sau:
58. T IN H D A O D O N G H E H A I B A C TU D O
2
Chuy en vi c ua vat 1 - cm
1
0
-1
-2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
40
Chuy en vi c ua vat 2 - c m
20
0
-2 0
-4 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Th o i g ia n - s
Ta thĂy mĂ©t ÂźiĂu thĂł vĂ l” : Ÿóng nhâ dĂč Âźožn, biÂȘn Ÿé dao Ÿéng cña vĂt
chĂnh 1 gi¶m dĂn theo thĂȘi gian v” sĂ tŸt hÂŒn sau Ăt gi©y nĂ·a.
c. Xžc ÂźĂnh tĂn sĂš dao Ÿéng riÂȘng cña hĂ nhiĂu bĂc tĂč do
VĂi hĂ cÂŹ hĂ€c nhiĂu bĂc tĂč do viĂc xžc ÂźĂnh cžc tĂn sĂš dao Ÿéng riÂȘng
cña hĂ cĂŁ mĂ©t Ăœ nghĂa quan trĂ€ng. Matlab giĂłp ta gi¶i b”i tožn n”y kh«ng
mĂy khĂŁ khšn.
VĂ dĂŽ: CĂŁ hĂ gĂ„m bĂšn toa xe mĂŁc nĂši vĂi nhau, h·y xžc ÂźĂnh tĂn sĂš dao
Ÿéng riÂȘng cña hĂ theo chiĂu dĂ€c. BiĂt khĂši lâĂźng cžc toa xe l” m1=45T,
m2=35T, m3=40T, m4=50T, Ÿé cÞng cžc là xo l” c1=c2=800KNm,
c3=1000KN/m.
m1 x1 m2 x2 m3 x3 m4 x4
§à gi¶i b”i tožn trâĂc hĂt ta ph¶i lĂp cžc ma trĂn khĂši lâĂźng v” ma tr©n
Ÿé cĂžng nhâ sau:
- Ma trĂn khĂši lâĂźng:
M=diag(m1, m2, m3, m4); ( Ma trĂn chĂo cĂŁ cžc phĂn tö l” cžc
khĂši lâĂźng)
-Ma trĂn Ÿé cĂžng:
59. c1 -c1 0 0
C= -c1 c1+c2 -c2 0
0 -c2 c2+c3 -c3
0 0 -c3 c3
- DĂŻng h”m eig Ÿà xžc ÂźĂnh cžc trĂ riÂȘng v” vĂc tÂŹ riÂȘng:
[ X, L] = eig( C, M);
trong Ÿã L l” ma trĂn ÂźâĂȘng chĂo m” mçi phĂn tö trÂȘn ÂźâĂȘng chĂo l” mĂ©t
trĂ riÂȘng (eigenvalue) l” w12, w22, w32 v” w42 . CĂn w1 w2, w3 v” w4 chĂnh l”
cžc tĂn sĂš dao Ÿéng riÂȘng cña hĂ (rad/s).
Ma trĂn (h”ng) cña cžc tĂn sĂš dao Ÿéng riÂȘng ÂźâĂźc xžc ÂźĂnh nhâ sau:
w = diag(sqrt(L));
KĂt qu¶ tĂnh b»ng sĂš cĂŽ thĂ nhĂn ÂźâĂźc nhĂȘ chÂčy châÂŹng trĂnh trong file
tansd.m dâĂi Ÿ©y:
% File tžnd.m
% CHUONG TRINH TINH TAN SO DAO DONG RIENG
% CUA HE NHIEU BAC TU DO
m1=45000; m2=35000;
m3=40000; m4=50000; % Khoi luong cac toa xe
c1=800000;c2=c1; % Do cung lo xo N/m.
c3=1000000;
% Ma tran khoi luong va ma tran do cung
m=[m1 m2 m3 m4];
M=diag(m);
C=[c1 -c1 0 0; -c1 c1+c2 -c2 0 ; 0 -c2 c2+c3
-c3;...
0 0 -c3 c3];
% Tinh tri rieng va vec to rieng
,L]=eig(C,M);
wb=diag(L); % Cac tri rieng
w=sqrt(wb) % Cac tan so dao dong rieng -
rad/s
Cžc giž trĂ tĂn sĂš dao Ÿéng riÂȘng ÂźâĂźc châÂŹng trĂnh cho dâĂi Ÿ©y:
w=
8.6524
6.5472
0 + 0.0000i
3.2807
60. Ta thĂy cĂŁ mĂ©t tĂn sĂš dao Ÿéng riÂȘng b»ng 0 : w3=0. §iĂu n”y vĂ mĂt lĂ
thuyĂt dao Ÿéng thĂ ho”n to”n hĂźp lĂ vĂ nĂŁ tâÂŹng Ăžng vĂši mĂ©t dÂčng dao
Ÿéng riÂȘng cña hĂ trong Ÿã to”n hĂ chuyĂn Ÿéng nhâ mĂ©t vĂt rŸn.
KĂt luĂn
Qua hai phĂn nghiÂȘn cĂžu tĂm hiĂu phĂn mĂm lĂp trĂnh Matlab v” Ăžng
dĂŽng nĂŁ Ÿà gi¶i mĂ©t sĂš b”i tožn kĂ thuĂt, chĂłng t«i thĂy r»ng Ÿ©y l” mĂ©t
phĂn mĂm rĂt mÂčnh, dĂ sö dĂŽng v” rĂt cĂŁ hiĂu qu¶ trong tĂnh tožn, ÂźĂc
biĂt thĂch hĂźp cho viĂc nghiÂȘn cĂžu trong lĂnh vĂčc khoa hĂ€c kĂ thuĂt.
§Äng thĂȘi chĂłng t«i cĂČng thĂy rĂą r»ng: Ÿà hiĂu cĂn kĂ cĂČng nhâ sö dĂŽng
ÂźâĂźc hĂt kh¶ nšng cña Matlab thà Ÿã cĂČng kh«ng ph¶i l” chuyĂn dĂ, vĂ
b¶n th©n nĂŁ l” mĂ©t phĂn mĂm lĂn. Tuy nhiÂȘn, trong phÂčm vi cña Ÿà t”i
nghiÂȘn cĂžu n”y, nhĂ·ng vĂn Ÿà cÂŹ b¶n v” nhĂ·ng Ăžng dĂŽng phĂŠ biĂn cña
phĂn mĂm Ÿ· ÂźâĂźc trĂnh b”y v” Ÿ· cĂŁ nhĂ·ng vĂ dĂŽ minh hoÂč cĂŽ thĂ. TĂ”
nhĂ·ng phĂn cÂŹ b¶n n”y, ngâĂȘi ŸÀc qua sö dĂŽng thĂčc tĂ phĂn mĂm sĂ cĂŁ
kh¶ nšng tĂč tĂm hiĂu s©u hÂŹn nhĂȘ tra cĂžu phĂn Help trong mžy.
Cžch trĂnh b”y chĂłng t«i Ÿ· cĂš gŸng sao cho ngŸn gĂ€n, dĂ hiĂu v” thiÂȘn
vĂ thĂčc h”nh. MĂ©t trong nhĂ·ng mĂŽc ÂźĂch chĂnh cña nhĂŁm nghiÂȘn cĂžu l”
biĂn kĂt qu¶ nghiÂȘn cĂžu n”y th”nh t”i liĂu Ÿà tĂm hiĂu v” sö dĂŽng Matlab
cho nhĂ·ng ngâĂȘi quan t©m, ÂźĂc biĂt l” cho sinh viÂȘn. Hi vĂ€ng l” vĂi t”i
liĂu n”y, ngâĂȘi hĂ€c cĂŁ thĂ tĂč thĂčc h”nh trÂȘn mžy tĂnh Ÿà lĂp cžc châÂŹng
trĂnh tĂnh tožn cho b”i tožn cña mĂnh.
Do khu«n khĂŠ thĂȘi gian cĂŁ hÂčn, cĂn mĂ©t phĂn thĂž hai nĂ·a cña Matlab m”
chĂłng t«i châa kĂp nghiÂȘn cĂžu: Ÿã l” phĂn SIMULINK. §©y l” phĂn
mĂm m« phĂĄng rĂt mÂčnh v” hiĂu qu¶ cña Matlab, cho phĂp gi¶iÂźâĂźc
nhiĂu loÂči b”i tožn phĂžc tÂčp. ChĂłng t«i hi vĂ€ng sĂ cĂŁ ÂźiĂu kiĂn nghiÂȘn
cĂžu tiĂp trong thĂȘi gian tĂi.