Hướng dẫn sử dụng công cụ Matlab

Chia sẻ: Do Van Can | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:112

0
542
lượt xem
293
download

Hướng dẫn sử dụng công cụ Matlab

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Hướng dẫn sử dụng Matlab

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Hướng dẫn sử dụng công cụ Matlab

  1. Các lệnh cơ bản Xác định: định thức, ma trận chuyển vị, ngịch đảo, trị riêng 3 2 1  A = 4 1 0    6 7 7    Det (A) dinh_thuc = -13 chuyen_vi = 346 217 107 ngich_dao = -0.5385 0.5385 0.0769 2.1538 -1.1538 -0.3077 -1.6923 0.6923 0.3846 gia_tri_rieng = -0.5552 2.6208 8.9344 Xây dựng phương trình đường bậc 3 cho bởi bảng số x=[-2 -1 -1/2 0 1 2 3 4 5]; y=[-7 -5 -1 4 2 0 -3 0 7]; ans = y = 0.2995x3 -1.4451x2 + 0.7970x1 + 1.1376 Tạo hàm truyền:
  2. 2s + 3 F3 = 2 s + 4s + 7 s=tf('s'); a=2*s+3*s; b=1*s^2 +4*s +7; F3=a/b Transfer function: 5s ------------- s^2 + 4 s + 7 Tạo một đồ họa 2 hàng 2 cột vẽ 3 hàm số sau và chèm một hình ảnh cấp xung Step F 4 = Kp = 6 s F5 = I = 0,3 F 6 = D = 2s Giải tìm I, với E=100-j90, R=3, C=3-j5 L=4+j7 -0.0736 + 0.0817i -0.0521 + 0.0113i -0.0216 + 0.0704i
  3. Thiết lập phương trình trạng thái cho hệ vật lý sau K=15N/m F=25N M=1kg Tìm nghiệm của phương trình S6+9s5+30s4+60s3+70s2+20s+15 >> ans = -4.6833 -2.5225 -0.8482 + 2.0271i -0.8482 - 2.0271i -0.0489 + 0.5104i -0.0489 - 0.5104i Vẽ đồ thị 2D, 3D t = 0: 0.2:10; Y =sint, y= cos2t Z=x2 + y2
  4. Tạo một cửa sổ đồ họa giao diện Figure(‘color’,[0.2 0.4 0.7], ‘name’, ‘ten cua so’,’number title’,’off’, ’menubar’,’none’); Text = uicontrol(gcf, 'Style', 'Text', 'String','nhãn', 'Position',[0.8 0.37 0.15 0.05],... % 'HorizontalAlignment','center'); %set(nhan3,'BackgroundColor', [0.5 0.5 0.5]); 2.1 Tổng hợp hệ thống sau G1=(2s+1)/(s2+3s+4), G2=(1)/(s2+4s+4), G3=10/(4s+1), G4=(5s)/(s2+s+2), bằng lệnh series, parallel,feedback 2.2 Nhân các đa thức và chuyển đổi hàm truyền sang không gian trạng thái Và ngược lại: F1=(s+4), F2=(s+2), F3=(s+3), F4=F2*F3, G5=F1/F4, G6=1, G6 phản hồi âm G5, Dùng lệnh tf, ss, tf2ss, ss2tf để tính và chuyển đổi hệ tổng trên: Xác định Num, Den, A, B, C, D
  5. 2.3) Cho PTVP 2c(t ) + 5c (t ) + 6c(t ) + 10c(t ) = r (t )    Xác định phương trình trạng thái A, B, C, D Chuyển về dạng hàm truyền và vẽ đặc tính động họcHàm thời gian, bode, nyquist, tần số… trên Matlab m-file và Simulink 3.1) Kiển tra hệ thống theo các tiêu chuẩn Nghiệm, Rounth, Hurtzit, Nyquist, Bode 2 Cho hệ sau S ( s) = (2s + 1)(0.1s + 1)5 3.2) Khảo sát hệ và thiết kế bộ điều chỉnh theo tối ưu môdul 2 S (s) = (1 + 0.1s ) 6 3.3) Khảo sát hệ và thiết kế bộ điều chỉnh theo tối ưu đối xứng 2 S (s) = s(3s + 1)(5s + 1) 4.1) Tạo một m- file cho các thông số động cơ và chạy để xuất các thông số động cơ fl=50; Pdm=3731; Uudm=240; Iudm=16.2; Uktdm=240; Iktdm=1; ndm=1220; wdm=? Mdm=?, Ru=0.6; Lu=0.012; Tu=?, Rkt=240; Lkt=120; Tkt=?Lm=1.8;J=1; Eudm=?KFidm=Eudm/wdm; Kd=?, Tc=?, Kcl=Uudm/10; P=6; Tcl=1/(2*P*fl); Kbd=Iudm/10; Tbd=0.01; Kft=wdm/10; Tft=0.04;
  6. 4.2) Thiết lập hàm truyển Chỉnh luu, phát tốc, Động cơ Wcl=tf(Kcl/(Tcls+1)); Wft=tf(Kft/(Tfts+1)); Wdc1=tf(Kd/(TuTcs^2+Tcs+1)) Tính và thiết kế bộ điều khiển cho sơ đồ điều khiển động cơ trên M—file 4.3) Thiết lập bộ mô phỏng trên Simulink Sau khi đã thiết kế bộ điều khiển trên M—file BDC CL ĐC Wđ w - FT LYÙ THUYEÁT ẹIEÀU KHIEÅN Tệẽ ẹOÄNG BAỉI SOÁ 1: LAỉM QUEN VễÙI MATLAB - MULINK VAỉ CAÙC KHAÂU ẹIEÀU KHIEÅN Tệẽ ẹOÄNG
  7. 1. Khụỷi ủoọng matlab - Nhaộp duựp bieồu tửụùng matlab coự treõn maứn hỡnh cửỷa soồ leọnh Matlab conmand window seừ hieọn ra goừ leọnh simulink hoaởc nhaộp vaứo bieồu tửụùng simulink library browser Khi ủoự thử vieọn caực khaõu seừ hieọn ra Vaứo ủửụứng daón simulink 2. MOÄT SOÁ HAỉM TRONG MATLAB - demo: xem caực vớ duù coự trong chửụng trỡnh - casesen : khoõng phaõn bieọt chửừ hoa vaứ chửừ thửụứng - exp(), sin(), sqrt() .... - input(): nhaọp thoõng soỏ tửứ baứn phớm. Vớ duù R= input(‘ nhaọp baựn kớnh meựt’); - polyfit(giaự trũ bieỏn, giaự trũ haứm, heọ soỏ baọc): xaõy dửùng haứm ủửụứng cong theo baỷn soỏ. vớ duù tỡm phửụng trỡnh ủửụứng cong sau: y=f(x) coự baỷng soỏ x= 0 1 2 4 6 10; y= 1 7 23 109 307 1231; Tửứ cửỷa soồ Matlab conmand window ta nhaọp: X=[ 0 1 2 4 6 10]; Y=[1 7 23 109 307 1231]; C= polyfit(x,y,3) maứn hỡnh xuaỏt hieọn C=1.0000 2.0000 3.0000 1.0000 Tửứ ủoự ta coự phửụng trỡnh ủửụứng cong caàn tỡm laứ: x3 + 2x2 + 3x + 1
  8. - num =[ caực heọ soỏ cuỷa tửỷ soỏ]: nhaọn daùng caực tửỷ soỏ cuỷa haứm truyeàn tửứ baọc cao ủeỏn baọc thaỏp - den =[ caực heọ soỏ cuỷa maóu soỏ]: nhaọn daùng caực maóu soỏ cuỷa haứm truyeàn tửứ baọc cao ủeỏn baọc thaỏp - tf2zp(num, den): tỡm nghieọm cuỷa tửỷ vaứ maóu cuỷa caực haứm truyeàn, vaứ heọ soỏ khuyeỏt ủaùi tửứ caực bieỏn thửự tửù trửụực haứm naứy. - residue(heọ soỏ cuỷa tửỷ soỏ, soỏ cuỷa maóu soỏ): duứng toỏi giaỷm haứm truyeàn. 3. TèM NGHIEÄM VAỉ RUÙT GOẽN HAỉM TRUYEÀN W(s) Vớ duù1 tỡm nghieọm haứm truyeàn sau: s 3 + 11s 2 + 30 s W(s) = s 4 + 9s 3 + 45s 2 + 87 s + 50 Tửứ cửỷa soồ Matlab conmand window ta nhaọp: Num = [ 1 11 30 10]; den = [ 1 9 45 87 50]; [z,p,k] = tf2zp(num, den)↵ maứn hỡnh xuaỏt hieọn % nghieọm tửỷ soỏ z=0 -5.000 -6.000 % nghieọm maóu soỏ p = -1.000 -2.000 -3.000 + 4.000i -3.000 - 4.000i % heọ soỏ khueỏch ủaùi k=1 Tửực ta coự s ( s + 5)( s + 6) W(s) = ( s + 1)(s + 2)( s + 3 + 4 j )( s + 3 − 4 j ) Vớ du2 toỏi giaỷm haứm truyeàn sau: 2s 3 + 9s + 1 W(s) = s 3 + s 2 + 4s + 4 Tửứ cửỷa soồ Matlab conmand window ta nhaọp: a = [ 2 0 9 1 ]; b = [ 1 1 4 4 ]; [ r,p,k]= residue(a,b)↵ r = 0.000- 0.025i 0.000+0.025i
  9. -2.000 p = 0.000- 2.000i 0.000+2.000i -1.000 k = 2.000 Tửực ta coự −2 −2 0.25i 0.25i 1 W(s) = 2+ ( s + 1) + ( s + 2 j ) − ( s − 2 j ) = 2 + ( s + 1) + ( s 2 + 4) Vớ duù 3 veừ ủoà thũ cuỷa haứm truyeàn 100 Wh(s) = 40 s + 44 s 2 + 14 s + 1 3 Tửứ cửỷa soồ Matlab conmand window ta nhaọp: num=100; den=[40 44 14 1]; t=0: 0.02:100; c=step(num,den,t); plot(t,c); xlabel('t-sec'); ylabel('c(t)'); grid; pause; timespec(num,den); meta(ch4ex01)
  10. 4. ẹAậC TÍNH CUÛA CAÙC KHAÂU TRONG LYÙ THUYEÁT ẹIEÀU KHIEÅN Tệẽ ẹOÄNG - Khaõu khueỏch ủaùi w(s) = K = R/R0 R R0 K - Khaõu quaựn tớnh w(s) = Ts + 1 R L C R Haống soỏ thụứi gian treõn laứ: T= L/R, T= RC K - Khaõu dao ủoọng w(s) = T T s 2 + T s + 1 12 2 L R C Haống soỏ thụứi gian treõn laứ: T2= L/R, T1= RC Vaứo ủửụứng daón simulink\math\gain nhaộp vaứo bieồu tửụùng vaứ keựo ra cửỷa soồ untitled Nhaộp duựp vaứo caực ủoỏi tửụùng ủeồ thay ủoồi thoõng soỏ * Tửứ khaõu Kẹ ta duựp vaứo ủeồ thay ủoồi thaứnh caực khaõu baọc 2,3... Xaõy dửùng ủửụứng ủaởc tớnh cuỷa caực khaõu quaựn tớnh, tớch phaõn, dao ủoọng vaứ vi phaõn
  11. BAỉI 2: KIEÅM TRA HEÄ OÅN ẹềNH 1. Sễ ẹOÀ HèNH VEế FT ẹC MF U0 Hỡnh 2 Tửứ sụ ủoà hỡnh veừ ta coự nguyeõn lyự laứm vieọc nhử sau: Khi toỏc ủoọ n ↑ → Uf ↑ → ∆ U(U0-Uf) ↓ → Ukt ↓ → Uf ↓ → Udc ↓ → n ↓ Ngửụùc laùi n ↓ → Uf ↓ → ∆ U(U0-Uf) ↑ → Ukt ↑ → Uf ↑ → Udc ↑ → n ↑ Nhử vaọy heọ oồn ủũnh 2. CHO CAÙC GIAÙ TRề CUÛA HEÄ ẹIEÀU KHIEÅN Tệẽ ẹOÄNG TREÂN Maựy phaựt Kf = 2; Tf=10sec
  12. ẹoọng cụ Kủc =5 v/p; Tủt = 1sec; Tủc = 4sec; Phaựt toỏc Kft =1voõn/voứng/phuựt Bieỏn trụỷ Kbt =0,5. B1: Tớnh caực haứm truyeàn W(s) 100 Wh(s)= 40 s + 44 s 2 + 14 s + 1 3 100 Wk(s)= 40 s + 44 s 2 + 14 s + 51 3 B2: Kieồm tra caực nghieọm baống matlab nhử ụỷ baứi 1 num=[100]; den=[40 44 14 1]; [z,p,k]=tf2zp(num,den) ằ num=[100]; den=[40 44 14 1]; [z,p,k]=tf2zp(num,den) z= Empty matrix: 0-by-1 p= -0.5000 -0.5000 -0.1000 k= 2.5000 heọ kớn ằ num=[100]; den=[40 44 14 51]; [z,p,k]=tf2zp(num,den)
  13. z= Empty matrix: 0-by-1 p= -1.4590 0.1795 + 0.9174i 0.1795 - 0.9174i k= 2.5000 ằ Xem caực nghieọm thửùc vaứ keỏt luaọn( caực no thửùc ủeàu dửụng thỡ heọ oồn ủũnh ụỷ treõn heọ kớn khoõng oồn ủũnh) B3: kieồm tra oồn ủũnh baống tieõu chuaồn Routh Ta coự phửụng trỡnh ủaởc tớnh cuỷa heọ hụỷ vaứ heọ kớn nhử sau: Fh = 40s3 + 44s2 + 14s + 1 Fh = 40s3 + 44s2 + 14s + 51 Tửứ cửỷa soồ Matlab conmand window ta nhaọp: a=[40 44 14 1]; b=[40 44 14 51]; routh(a)↵ routh(b)↵ BAỉI 3 : BOÄ ẹIEÀU CHặNH 1.Boọ PI C1 R2 R + R1 R0 R0 -
  14. Tn s + 1 Wpi = T s i Tn = R1. C1 Ti = R2. Ro. C1 Choùn Tn = T1; Ti = 2kTbeự (tieõu chuaồn phaỳng) R2 C1 R Boọ ủieàu chổnh PID + R0 C2 R0 -
  15. R2 R1 (Tn s + 1)(Tv s + 1) Wpi = Ti s Tn=R1.C1; Ti =R3.C1.R0; Tv =R2.C2 ( theo tieõu chuaồn phaỳng) 100 100 = W(s) = (10 s + 1)(4s + 4 s + 1) + 50 40s + 44 s 2 + 14 s + 51 2 3 k Chuyeồn haứm truyeàn veà daùng W(s) = (Tb s + p1 )(T1 s + p 2 )(T2 s + p3 ) Trong ủoự p1, p2, p3 laứ nghieọm cuỷa vớ duù 1 nhử sau: num=[100]; den=[40 44 14 51]; [z,p,k]= tf2zp(num,den) z= Empty matrix: 0-by-1 p= -1.4590 0.1795 + 0.9174i 0.1795 - 0.9174i
  16. k= 2.5000 Tn Tv Ti Tn s + 1 12K.Tb2/T1 4Tb Ti s (Tn s + 1)(Tv s + 1) 128K.Tb3/T1.T2 8Tb 8Tb Ti s Baứi taọp cho haứm truyeàn 100 W(s) = ( s + 1)(10 s + 1)(5s + 1) Tb =1; T1= 10; T2= 5; XAÂY DệẽNG HEÄ ẹIEÀU KHIEÅN Tệẽ ẹOÄNG OÅN ẹềNH SệÛ DUẽNG PI, HOAậC PID Cho sụ ủoà sau daõy: Baứi 4 cho heọ tửù ủoọng nhử sau haừy xaực ủũnh haứm truyeàn vaứ vaứ ủũnhk heọ soỏ k sao cho heọ tửù ủoọng oồn ủũnh K=100, k=10 so saựnh sai leọch túnh cuỷa chuựng k w( s) = (10 s + 1)(5s + 1)( s + 1) W(s)
  17. (10s + 1)(5s + 1)( s + 1) 1 1 lim s. 1 + w(s) . X (s) = lim (10s + 1)(5s + 1)(s + 1) + k = 1 + k e(s)= s →0 s →0 sai leọch túnh coự ủoà thũ xaực ủũnh nhử sau: xaực ủũnh k sao cho ủoà thũ ủeồ coự sai leọch túnh ủuỷ nhoỷ maứ heọ vaón oồn ủũnh gian trạng thái. + d e m o : xem caùc ví duï coù trong chöông trình + c a s e s e n : khoâng phaân bieät chöõ hoa vaø chöõ thöôøng + e x p ( ) , sin( ) , sqr t ( ) .... + i np u t ( ) : nhaäp thoâng soá töø baøn phím. Ví duï R= input(‘ nhaäp baùn kính meùt’); + p ol yfi t (giaù trò bieán, giaù trò haøm, heä soá baäc): xaây döïng haøm ñöôøng cong theo baûn soá. Ví Duï1: Tìm phöông trình ñöôøng cong sau: y=f(x) coù baûng soá x= 0 1 2 4 6 10; y= 1 7 23 109 307 1231; Töø cöûa soå M atl a b con m a n d wind o w ta nhaäp: X=[ 0 1 2 4 6 10]; Y=[1 7 23 109 307 1231]; C= polyfit(x,y,3) maøn hình xuaát hieän C=1.0000 2.0000 3.0000 1.0000 Töø ñoù ta coù phöông trình ñöôøng cong caàn tìm laø: x 3 + 2x2 + 3x + 1 + num =[ caùc heä soá cuûa töû soá]: nhaän daïng caùc töû soá cuûa haøm truyeàn töø baäc cao ñeán baäc thaáp. + den =[ caùc heä soá cuûa maãu soá]: nhaän daïng caùc maãu soá cuûa haøm truyeàn töø baäc cao ñeán baäc thaáp. + tf2zp(num, den): tìm nghieäm cuûa töû vaø maãu cuûa caùc haøm truyeàn, vaø heä soá khuyeát ñaïi töø caùc bieán thöù töï tröôùc haøm naøy. + residue(heä soá cuûa töû soá, soá cuûa maãu soá): duøng toái giaûm haøm truyeàn. - Biểu diễn Matran >> A=[16 3 2 13; 5 10 11 8; 9 6 7 12; 4 15 14 1]
  18. >> size(A) Truy xuất dữ liệu của matran >> A(2,3) 1 Giải hệ phương Ax=b, với: A= Gợi ý: x=A\b. và b=. Vec to >>x=0:0.1:1 >>y=linspace(1, 10, 20) % vecto 20 phan tu cach deu nhau tu 1 den 10 >>z=rand(10,1) III.3 Các đa thức Các đa thức trong Matlab được mô tả bằng các vectơ hàng với các phần tử của vectơ chính là các hệ số của đa thức, xếp theo thứ tự số mũ giảm dần. Ví dụ, đa thức m = s4-s3+4s2-5s-1 được biểu diễn là: >>m=[1 -1 4 5 -1] Để xác định giá trị của đa thức, ta dùng lệnh polyval. Ví dụ, xác định giá trị của đa thức tại điểm s=2: >>polyval(m,2) Để xác định nghiệm của đa thức, ta dùng lệnh roots. Ví dụ: >>roots(m) Cho phương trình x2-4x+5=0, giải phương trình theo 2 cách, cách 1 – tính delta theo phương pháp cổ điển, cách 2 – dùng hàm roots, hãy so sánh kết quả. a. Cách1: 1 >>a=1; >>b=-4; >>c=5 >>x1=(-b+sqrt(b^2-4*a*c))/(2*a) >>x2=(-b-sqrt(b^2-4*a*c))/(2*a) b. Cách 2: >>m=[a b c]; >>x=roots(m)

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản