- •А. В. Лыкин
- •В задачах электроэнергетики Учебное пособие
- •Предисловие
- •1. Краткое руководство по работе в системе MathCad
- •1.1. Интерфейс MathCad 3.0
- •1.2. Переменные
- •1.3. Векторы и матрицы
- •1.4. Функции
- •1.5. Ввод и редактирование математических выражений
- •1.6. Ввод и редактирование текста
- •1.7. Ввод и вывод данных
- •1. 8. Решение уравнений
- •1.9. Графические возможности
- •1.10. Символьная математика
- •1.11. Использование размерностей физических величин
- •1.12. Описание зависимостей
- •1.13. Интерполяция
- •1.14. Статистический анализ данных и сортировка
- •2. Решения задач
- •2.1. Расчет режима электрической сети (линейная модель)
- •2.2. Расчет режима электрической сети (нелинейная модель)
- •2.3. Исследование корней уравнений установившегося режима
- •2.4. Определение мощности компенсирующего устройства из баланса реактивной мощности
- •2.5. Регулирование напряжения в электрической сети
- •6. Оптимизация режима работы неоднородной электрической сети
- •2.7. Распределение мощностей между тепловыми электростанциями
- •2.8. Проверка статической устойчивости системы автоматического регулирования
- •2.9. Расчет токов короткого замыкания в электрической сети
- •Список использованных источников
- •Использование клавиатуры
- •Математические функции
1.2. Переменные
Для обозначения переменных в системе MathCAD используются буквы латинского и греческого алфавита (прописные и строчные) и цифры. Имена переменных должны начинаться с буквы и не должны совпадать с именами встроенных переменных (см. ниже). Допускается использование символа подчеркивания <_> , штриха <‘>, который создается клавишей <`> (см. клавишу с тильдой <~>), процента (%) и бесконечности <> (создается комбинацией <Ctrl+Z>), который применим только как первый символ имени.
Любые символы, набираемые после нажатия точки <.>, будут несколько смещены вниз, образуя подстрочный литерный индекс. Этот индекс не является обозначением номера элемента вектора или матрицы (массива).
Числа (константы) могут быть представлены в десятичной, восьмеричной или шестнадцатеричной системах счисления.
Ввод чисел и имен переменных осуществляется с клавиатуры. Мышь может использоваться для ввода математических операторов и некоторых букв греческого алфавита с помощью пиктограммы.
Для определения переменной ей присваивается значение с помощью оператора присваивания :=, например
A := 5 b := 16.08 i1 := -0.03 bi1 := b + i1.
Для ввода оператора присваивания с клавиатуры следует нажать клавишу <:>. Для ввода оператора присваивания с помощью мыши необходимо щелкнуть мышью по значку пиктограммы [:=].
Для вывода значений переменных используется знак равенства =. Перед этим переменная должна быть определена.
Для вывода значений переменной следует набрать ее имя и нажать клавишу <=> или щелкнуть мышью по значку [=].
При использовании комплексных чисел должна быть введена мнимая единица (i или j). Для ввода мнимой части комплексного числа необходимо вслед за его значением ввести символ мнимой единицы i или j, например, 3i или -2.5j. Нельзя использовать i или j сами по себе для обозначения мнимой единицы, если ранее им не присвоено это значение. Для ввода мнимой единицы в буквенных обозначениях следует использовать оператор умножения переменной слева или справа на 1i или 1j, например 1ix, Bc1j.
Для задания интервала дискретных значений переменной используется конструкция: <имя переменной> := n1,n2 .. n3, где n1 - начальное значение, n2 - следующее значение и n3 - конечное значение переменной. Разность n2 - n1 определяет шаг изменения переменной.
Если шаг изменения переменной равен 1 или -1 то конструкция задания интервала значений переменной упрощается <имя переменной> := n1 .. n3.
Для ввода символа .. следует нажать клавишу <;> или щелкнуть мышью по значку [x..y].
Переменные подразделяются на локальные и глобальные. Попытка вывода значения локальной переменной до ее определения приводит к ошибке. Глобальная переменная может быть использована и до ее определения. Для задания значения глобальной переменной используется знак .
Для ввода оператора следует нажать клавишу <~> или щелкнуть мышью по значку [].
MathCAD обрабатывает документ слева направо и сверху вниз дважды. При первой обработке выполняются все глобальные операции, во второй раз MathCAD обрабатывает все локальные определения и выводит на экран результаты всех вычислений.
К встроенным математическим переменным в MathCAD относятся:
e = 2.7182818... - основание натурального логарифма <e>;
= 3.1415926536... - число "пи" <Ctrl+P>;
= 10307 - машинная бесконечность <Ctrl+Z);
1i - мнимая единица <1>,<i>;
1j - мнимая единица <1>,<j>;
% = 0.01 - один процент <%>.
К встроенным системным переменным относятся:
ORIGIN = 0 - нижняя граница индекса векторов и матриц;
PRNCOLWIDTH = 8 - параметр оператора ввода матриц из файла WRITEPRN, равный числу столбцов матрицы;
PRNPRECISION = 4 - число десятичных разрядов оператора ввода матрицы WRITEPRN.
TOL = 0.001 - погрешность численных вычислений.
Математические и системные переменные устанавливаются по умолчанию равными значениям, приведенным выше, и могут переопределяться с помощью оператора присваивания.
Примеры использования переменных даны ниже.