Đồ án: Ứng dụng Matlab trong giải mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập

MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MATLAB ...……………...……………………3 1.1. Bắt đầu với Matlab ………….……………………………………………. 3 1.2. Các khái niệm cơ bản……………………………………………………… 6 1.3. Các hàm toán học…………………………………………………………. 9 Chương 2. MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH Ở CHẾ ĐỘ XÁC LẬP ...………… 10 2.1. Mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập ..…………………………….. ….10 2.2. Một số phương pháp giải mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập ……….11 Chương 3. XÂY DỰNG THUẬT TOÁN PHÂN TÍCH MẠCH ……….....18 3.1. Bài toán ……………………………………………….……………….....18 3.2 . Thuật toán phân tích mạch……………………………………………….18 Chương 4. KIỂM TRA VỚI MATLAB ……………………………..…….25 4.1. Ví dụ…………………………………………………………………….. 25 4.2. Kiểm tra bằng Matlab…………………………………………………... 27 1 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Mở đầu Trong chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, lý thuyết mạch điện là một học phần quan trọng. Là cơ sở để sinh viên nắm vững và hiểu được các nguyên lý, nguyên tắc trong xây dựng, tính toán mạch điện, từ đó giúp sinh viên có thể đi sâu học tập, nghiên cứu các học phần là đặc thù của ngành. Với sự giảng dạy của thầy, cô bộ môn học phần lý thuyết mạch bản thân em đã phần nào nắm vững cơ lý thuyết, phương pháp để giải các bài tập mạch điện. Song với số lượng bài tập lớn, khối lượng tính toán nhiều, phải thường xuyên làm việc với những mạch điện phức tạp ở các chế độ khác nhau. Vì vậy việc tính toán để giải một bài tập lý thuyết mạch thường mất khá nhiều thời gian, trong quá trình tính toán có thể mắc nhiều sai lầm dẫn đến kết quả thu được không chính xác. Qua quá trình tìm hiểu về phần mềm mô phỏng Matlab & Simulink, với những ứng dụng thiết thực, rộng lớn của nó ở rất nhiều lĩnh vực khoa học – kỹ thuật nói chung và đặc biệt đối với kỹ sư điều khiển – tự động hóa, cụ thể hơn là việc hỗ trợ giải bài toán mạch điện. Với mục đích tìm ra phương pháp giải bài tập về mạch tuyến tính nhanh chóng và chính xác, đề tài “Ứng dụng Matlab trong giải mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập” được hình thành. 2 Lời cảm ơn Để hoàn thành được đồ án với đề tài “ Ứng dụng Matlab trong giải mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập”, với sự nỗ lực của bản thân, em đã vận dụng những kiến thức được học, được trang bị từ thầy cô giảng dạy tại giảng đường, sự tìm tòi học hỏi, cùng sự thu thập thông tin liên quan tới đề tài. Bên cạnh đó em luôn nhận dược sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy cô và sự góp ý của các bạn trong nhóm đồ án. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy. Người đã hướng dẫn em làm đồ án này, thầy đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành được đồ án. Lần đầu tiên thực hiện làm một đồ án, với thời gian và khả năng kiến thức còn hạn chế, đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em xin nhận được những nhận xét, góp ý từ thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! 3 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MATLAB 1.1.1. BẮT ĐẦU VỚI MATLAB 1.1.2. Giới thiệu chung MATLAB là một bộ phần mềm dùng để tính toán các bài toán kỹ thuật, được viết bằng ngôn ngữ C do hãng Math Works Inc sản xuất. Nó được tạo trên cở sở những phần mềm do các nhà lập trình của các dự án LINPACK và EISPACK viết ra bằng ngôn ngữ Fortran dùng cho việc thực hiện các phép tính và thao tác trên ma trận. Tên của phần mềm MATLAB là chữ viết tắt của ‘Matrix Laboratory’ có nghĩa là ‘phương pháp ma trận’. Đến khi thực hành sử dụng phần mềm ta sẽ thấy mỗi phần tử cơ bản của Matlab là một ma trận. Phần mềm Matlab liên tục được bổ sung và hoàn thiện. Các ứng dụng điển hình của Matlab: ­ Toán học và tính toán. ­ Phát triển thuật toán. ­ Tạo mô hình, mô phỏng và giao thức. ­ Khảo sát, phân tích số liệu. ­ Đồ họa khoa học kỹ thuật. ­ Phát triển ứng dụng, gồm cả giao diện người dùng đồ họa GUI. ­ Thiết kế các hệ thống điều khiển trong thời gian thực. 4 Matlab cung cấp cho ta các phương pháp theo hướng chuyên dụng hóa được gọi là các Toolbox (hộp công cụ). Các Toolbox cho phép người sử dụng học và áp dụng các kỹ thuật chuyên dụng cho một lĩnh vực nào đó. Toolbox là một tập hợp toàn diện các hàm của matlab (M­file) cho phép mở rộng môi trường Matlab để giải các lớp bài toán cụ thể. Các lĩnh vực trong đó có sẵn các Toolbox bao gồm: xử lý tín hiệu, hệ thống điều khiển, mạng noron, mô phỏng… Hệ thống Matlab gồm có 5 phần chính: ­ Ngôn ngữ Matlab: là một ngôn ngữ ma trận, mảng cấp cao với các câu lệnh, hàm, cấu trúc dữ liệu vào/ra, các tính năng lập trình đối tượng. Nó cho phép lập trình các ứng dụng từ nhỏ đến các ứng dụng lớn, từ ứng dụng đơn giản đến phức tạp. ­ Môi trường làm việc của Matlab: đây là một bộ các công cụ và phương tiện mà bạn sử dụng với tư cách người dùng hoặc người lập trình Matlab. Nó bao gồm các phương tiện cho việc quản lý các biến trong không gian làm việc Workspace cũng như xuất nhập dữ liệu. Nó cũng bao gồm các công cụ để phát triển quản lý, gỡ rối và định hình M – file. ­ Xử lý đồ họa: đây là một hệ thống đồ họa của Matlab. Nó bao gồm các lệnh cao cấp cho trực quan hóa dữ liệu hai chiều và ba chiều, xử lý ảnh, ảnh động,… Nó cũng cung cấp các lệnh cấp thấp cho phép bạn tùy biến giao diện đồ họa cũng như đi xây dựng một giao diện đồ họa hoàn chỉnh cho ứng dụng Matlab của mình. ­ Thư viện toán học Matlab: đây là một thuật toán khổng lồ các thuật toán tính toán từ các hàm cơ bản cộng, trừ, nhân, chia, sin, cos, số học 5 ... - tailieumienphi.vn