Hướng dẫn sử dụng MATLAB & Simulink và ứng dụng điều khiển các hệ thống tự động

MATLAB là phần mềm ứng dụng của tập đoàn Mathworks (Mỹ). Đây là phần mềm xử lý toán học rất mạnh, thông qua việc thực hiện các phép toán trên ma trận (MAT - Matrix), được các chuyên gia toán học và máy tính đã lập trình các thuật giải thông qua các thư viện công cụ xử lý toán học (LAB - Laboratory). Phần mềm cũng cung cấp nhiều modulee khác nhau, phục vụ cho các lĩnh vực, các chuyên ngành cụ thể.

NỘI DUNG:

PHẦN 1: SƠ LƯỢC VỀ MATLAB…………………………………………………………………………………

I. Phần mềm Matlab………………………………………………………………………………………..

II. Phạm vi ứng dụng……………………………………………………………………………………

III. Cài đặt phần mềm Matlab…………………………………………………………………………

PHẦN 2: GIỚI THIỆU VỀ MATLAB VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG…………………………………………

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MATLAB………………………………………………………………

I. Giới thiệu về Matlab.……………………………………………………………………………………

1.1 Khởi động và Giao Diện của Matlab……………………………………………………

1.2 Cách thức sử dụng phần mềm Matlab ……………………………………………………

1.3. Các thức viết biểu thức, sử dụng biến, các phím chức năng……………………

II. Thao tác với các tệp trong Matlab ………………………………………………………………

2.1. Các loại tệp được dùng trong Matlab……………………………………………………

2.2. Các lệnh xử lý tệp .mat ………………………………………………………………

2.3. Đường dẫn ……………………………………………………………………………………

2.4. Các lệnh xử lý m. file…………………………………………………………………………

CHƯƠNG 2. XỬ LÝ DỮ LIỆU DẠNG MẢNG (MA TRẬN) TRONG MATLAB………………………………

I. Các phương pháp tạo mảng dữ liệu ………………………………………………………………

1.1 Phương pháp nhập trực tiếp từ bàn phím…………………………………………

1.2 Dùng toán tử " : "…………………………………………………………………………

1.3 Dùng hàm linspace và logspace:……………………………………………………

1.4. Sử dụng các mảng chuẩn………………………………………………………………

1.5. Mảng tạo từ tệp…………………………………………………………………………

2

Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com)

lOMoARcPSD|2935381

II. Tham chiếu tới các phần tử của mảng, tạo các mảng con………………………………

2.1 Nguyên tắc tham chiếu tới các phần tử của mảng…………………………………………

2.2 Các ứng dụng của việc truy cập các phần tử của mảng………………………………

III. Các phép tính thực hiện trên mảng………………………………………………………………

3.1 Các phép toán thông thường………………………………………………………………

3.2. Sử dụng các toán tử với dấu "."……………………………………………………

3.3. Các hàm dùng trên mảng………………………………………………………………

CHƯƠNG 3. ĐỒ HỌA TRONG MATLAB…………………………………………………………………………

3.1. Những vấn đề chung…………………………………………………………………………

3.2. Đường cong biểu diễn mỗi quan hệ của các giá trị…………………………………………

3.2.1. Đồ thị 2 chiều…………………………………………………………………………

3.2.2. Đồ thị 3 chiều (dạng lưới và bề mặt)……………………………………………………

3.2. Tên của đồ thị……………………………………………………………………………………

3.3. Các trục toạ độ……………………………………………………………………………………

3.3.1. Điều khiển các trục toạ độ………………………………………………………………

3.3.2. Các chú thích trên trục toạ độ……………………………………………………

3.4. Các chú thích khác trên đồ thị………………………………………………………………

3.5. Các thuộc tính của văn bản đồ hoạ………………………………………………………………

3.5.1. Các thuộc tính của văn bản………………………………………………………………

3.5.2. Các ký tự đặc biệt…………………………………………………………………………

3.5.3. Một số ví dụ…………………………………………………………………………

3.5.4. Các tuỳ chọn của lệnh plot………………………………………………………………

3.6. Một số lệnh viết chữ khác…………………………………………………………………………

3.6.1 Lệnh gtext……………………………………………………………………………………

3.6.2: Lệnh ginput…………………………………………………………………………

3.7. In ấn đồ thị ……………………………………………………………………………………

CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG TRONG MATLAB……………………………………………………

I. Các loại dữ liệu dùng trong Matlab………………………………………………………………

1. Dữ liệu số……………………………………………………………………………………

3

Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com)

lOMoARcPSD|2935381

2. Các phép tính trên số phức………………………………………………………………

2.1 Nhập dữ liệu…………………………………………………………………………

2.2 các phép tính thực hiện trên số phức…………………………………………

2.3 Các hàm xử lý số phức……………………………………………………

3. Dữ liệu dạng chuỗi………………………………………………………………

3.1. Phép gán và tham chiếu đến dữ liệu dạng chuỗi……………………

3.2. Tạo các mảng với phần tử là chuỗi…………………………………………

3.2.1 Tạo véc tơ cột các chuỗi:……………………………………………………

3.2.2 Tạo mảng hoặc véc tơ hàng các chuỗi…………………………………………

3.3. Các hàm dùng trên chuỗi……………………………………………………

3.3.1 Hàm chuyển đổi từ dữ liệu số sang chuỗi và ngược lại……………………

II. Nhập, xuất dữ liệu……………………………………………………………………………………

1. Các lệnh nhập dữ liệu…………………………………………………………………………

1.1. Nhập từ bàn phím: Lệnh input……………………………………………………

1.2. Nhập từ hộp thoại: Lệnh inputdlg…………………………………………

1.3. Nhập dữ liệu từ tệp: Lệnh fread……………………………………………………

1.4. Lệnh fopen: …………………………………………………………………………

1.5 Lệnh đóng tệp, fclose………………………………………………………………

1.6 Lệnh fscanf: …………………………………………………………………………

2. Các lệnh xuất dữ liệu…………………………………………………………………………

2.1. lệnh disp…………………………………………………………………………

2.2. Lệnh fprintf…………………………………………………………………………

2.3. Lệnh fwrite…………………………………………………………………………

III. Các lệnh phân nhánh…………………………………………………………………………

1. Lệnh if……………………………………………………………………………………

1.1 Cú pháp: Lệnh If………………………………………………………………

1.2 Các toán tử logic………………………………………………………………

1.3 Các hàm logíc………………………………………………………………

2. Lệnh switch…………………………………………………………………………

4

Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com)

lOMoARcPSD|2935381

IV. Các vòng lặp……………………………………………………………………………………

1. Vòng lặp xác định: for………………………………………………………………

2. Vòng lặp không xác định: while……………………………………………………

V. Các chương trình con………………………………………………………………

1.Phương pháp xây dựng các hàm và chương trình con………………………………

2. Các đối số vào, ra…………………………………………………………………………

CHƯƠNG 5. MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC BẰNG SIMULINK………………………………

I. Giới thiệu về mô phỏng số …………………………………………………………………………

1. Ý nghĩa và tầm quan trọng của mô phỏng số…………………………………………

2. Giới thiệu về các phần mềm mô phỏng …………………………………………

II. Trình tự thực hiện một quá trình mô phỏng.……………………………………………………

1. Xây dựng cấu trúc mô phỏng: Sơ đồ khối…………………………………………

2. Xác lập giá trị các thông số của mô hình…………………………………………

3. Xác lập các điều kiện đầu……………………………………………………………

4. Các kích động đưa vào hệ thống……………………………………………………

5. Lựa chọn cách thức xuất kết quả……………………………………………………

6. Điểu khiển việc thực thi quá trình mô phỏng.…………………………………………

III. Sử dụng SIMULINK trong mô phỏng các hệ động lực…………………………………………

1. Các thao tác cơ bản…………………………………………………………………………

2. Chức năng và thao tác trên các khối thông dụng………………………………

2.1. Nhóm các khối xử lý tín hiệu liên tục…………………………………………

2.2. Nhóm các khối thực hiện việc gọi hàm từ Matlab và hàm truyền…………

2.3. Nhóm các khối thực hiện thao tác toán học (Math)……………………

2.4. Nhóm các khối xử lý tín hiệu……………………………………………………

2.5. Nhóm các khối thực hiện chức năng xuất kết quả (Sinks)……………………

2.6. Nhóm các khối thực hiện chức năng nhập dữ liệu (Sources)…………

PHẦN 3: ỨNG DỤNG………………………………………………………………………………………………

ỨNG DỤNG SIMULINK ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÒ NHIỆT…………………………………………

1.ỨNG DỤNG SIMULINK ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÒ NHIỆT………………………………

5

Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com)

lOMoARcPSD|2935381

1.1. Mục đích …………………………………………………………………………

1.2. Giới thiệu Simulink ………………………………………………………

1.2.1. Các khối sử dụng trong bài thí nghiệm ……………………………………

1.2.2 Các bước để xây dựng ứng dụng mới……………………………………

2.Hàm truyền lò điện và mô hình của Ziegler-Nichols……………………………………

2.1 Hàm truyền lò điện …………………………………………………………………………

2.2 Mô hình của Ziegler-Nichols ………………………………………………………

2.3. Thí nghiệm …………………………………………………………………………

2.3.1. Chuẩn bị thí nghiệm ………………………………………………………

2.3.2. Khảo sát hệ hở lò nhiệt, nhận dạng hệ thống theo mô hình Ziegler – Nichols. …..

2.3.3. Khảo sát mô hình điều khiển nhiệt độ ON – OFF.……………………………………

2.4 Khảo sát mô hình điều khiển nhiệt độ PID (phươngpháp Ziegler – Nichols).

…………………

KIỂM SOÁT MỰC NƯỚC HỆ BỒN ĐƠN DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ………………………………

1.Giới Thiệu……………………………………………………………………………………………

2.Nội dung………………………………………………………………………………………………

2.1 Mô hình toán của hệ bồn đơn ………………………………………………………………

2.2 Hệ thống điều khiển rời rạc………………………………………………………………

2.3. Mô phỏng ………………………………………………………………………………

2.4. Điều khiển hệ bồn đơn dùng bộ điều khiển PID………………………………………

2.5. Kết quả thực tế ………………………………………………………………………

3. Kết luận…

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: