- •Ю.Н. Тановицкий, и.М. Егоров, д.А. Савин
- •Рабочая программа
- •1 Цели и задачи курса
- •4. Рейтинговые индивидуальные задания
- •5. Контрольные работы
- •6. Балльная раскладка по дисциплине (четвертый семестр)
- •7. Самостоятельная работа студентов
- •8. Содержание курсового проекта
- •8.1.Временная и балльная раскладка этапов работы над курсовым проектом
- •9 Литература
- •9.1. Основная литература
- •Егоров и.М.Программирование: Учебно-методическое пособие (Курсовое проектирование). Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2007. 80 с
- •9.2. Дополнительная литература
- •Лабораторная работа № 1 Изучение html
- •1 Введение
- •2 Описание языка html
- •3 Структура html документа
- •4 Программа работы
- •5 Варианты работы
- •Лабораторная работа № 2 Изучение css
- •1 Введение
- •2 Описание css
- •2 Программа работы
- •3 Варианты работы
- •Лабораторная работа № 3 Изучение dom
- •1 Введение
- •2 Описание dom
- •2 Программа работы
- •4. Программа работы
- •5. Варианты работы
- •Лабораторная работа № 5 Автоматизация формирования математических моделей электронных схем
- •1. Введение
- •2. Описание работы
- •3. Программа работы
- •4. Варианты схем
- •3. Программа работы
- •Лабораторная работа № 7 Знакомство со средой программирования Microsoft
- •1 Введение
- •2 Описание работы
- •3. Программа работы
- •5. Варианты работы
- •Построение графика переходного процесса в среде Matcad методом узловых потенциалов.
- •1. Введение
- •2. Описание работы
- •3. Программа работы
- •Лабораторная работа № 8
- •1 Введение
- •2 Описание языка javascript
- •3 Синтаксис языка javascript
- •4. Программа работы
- •5. Варианты работы
3. Программа работы
Запустите среду разработки Microsoft Visual C++.
Создайте консольное приложение
Добавтье необходимый код в основной файл (содержащий функцию main) и в файл заголовков (stdafx.h)
Выполните задание в соответствии с вариантом (В каждом варианте предполагается проверка вводимых пользователем значений). Результат выполнения и код программы покажите преподавателю
5. Варианты работы
Расчет суммы арифметической прогрессии. Вводится количество членов прогрессии (от 1 до 10) и шаг (от 1 до 5).
Расчет суммы геометрической прогрессии. Вводится количество членов прогрессии (от 1 до 10) и шаг (от 1 до 5).
Расчет факториала. Вводится число, для которого необходимо расчитать факториал (от 1 до 15).
Вывод ряда арифметической прогрессии. Вводится количество членов прогрессии (от 1 до 10) и шаг (от 1 до 5).
Вывод ряда геометриеской прогрессии. Вводится количество членов прогрессии (от 1 до 10) и шаг (от 1 до 5).
Численное интегрирование функции sin(2*3.14*x) на интервале [0, 0.5]. Вводится шаг интегрирования (от 0.01 до 0.1).
Численное интегрирование функции cos(2*3.14*x) на интервале [0, 0.5]. Вводится шаг интегрирования (от 0.01 до 0.1).
Численное интегрирование функции 3*x + 2 с шагом 0.1. Вводится интервал (в диапазоне от -10 до + 10).
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 2
Построение графика переходного процесса в среде Matcad методом узловых потенциалов.
1. Введение
Целью работы является расчет и построение графика переходного процесса.
2. Описание работы
Задача Коши предполагает нахождение частного решения исходной системы уравнений – нахождение функции x(t) - для одной или нескольких выходных переменных при заданных начальных условиях x(0).
Для нахождения переходного процесса будем использовать метод численного интегрирования с помощью неявной схемы Эйлера –
X=Xp+h*dX/dt
Здесь X – вектор состояния искомого решения в момент времени t=tp+h, Xp=X(tp) – значение вектора состояния в момент tp, соответствующий предшествующему состоянию.
Индекс p – означает previous (предшествующий).
Реализация схемы следующая – при известном Xp в момент времени tp – находим X, соответствующий времени t=tp+h, при этом вектор X и вектор его производных по времени dX/dt связанны между собой посредствам нашей матричной системы уравнений
для токов
AR* IR + AL* IL + AC * IC + AV * IV + AJ * J + AI * I = 0;
напряжений
UR = ART*, UL = ALT*, UC = ACT*, UV = AVT*
и компонентных уравнений
UR=R*IR, J=K*V, L*dIL/dt=UL, C*dUC/dt=IC
Два последних компонентных уравнения являются дифференциальными, следовательно -
dX/dt = [dUC/dt, dIL/dt]T, а X = [UC, IL]T.
Дальнейшие выражения для расчета будем получать простой подстановкой одних уравнений в другие, исключая переменные, тем самым упрощая систему до удобного вида. Сначала подставим выражение для неявной схемы Эйлера в компонентные уравнения для емкостей
IC=C/h*(UC-UCp), (1*)
затем для индуктивностей
IL =ILp + h/L*UL. (2*)
IR – выразим через узловые потенциалы при помощи первого уравнения для напряжений и первого компонентного уравнения –
IR = R-1*ART*
Результат подставим в уравнение для токов -
AR* R-1*ART* + AL* IL + AC * IC + AJ * J + AI * I = 0
Этим действием мы исключили из дальнейшего рассмотрения переменные IR и UR.
Действуя по аналогии для зависимых источников J –
AR* R-1*ART* + AL* IL + AC * IC + AJ * K * AVT* + AI * I = 0
Для емкостей, подставив уравнение для напряжений UC = ACT* в (1*) получим
IC=C/h*( ACT* -UCp) и
AR* R-1*ART* + AL* IL + AC * C/h* ACT* - AC * C/h* UCp + AJ * K * AVT* + AI * I = 0
Заменим в (2*) UL = ALT* и подставим в полученное уравнение для токов -
AR* R-1*ART* + AL* ILp + AL* h/L* ALT* + AC * C/h* ACT* - AC * C/h* UCp + AJ * K * AVT* + AI * I = 0
Неизвестными в полученном выражении будут только узловые потенциалы. Введем обозначения -
YR = AR* R-1*ART, YL = AL* h/L*ALT, YC = AC* C/h*ACT, YJ = AJ * K * AVT
Тогда
[YR +YC+YL+YJ] * -AL* ILp + AC * C/h* UCp - AI * I
С точки зрения вычислительных затрат выгодно создать матрицу
Yinv = [YR +YC+YL+YJ]-1
поскольку операция обращения самая трудоемкая, здесь она выполняется 1 раз.
тогда узловые потенциалы –
Yinv [-AL* ILp + AC * C/h* UCp - AI * I] (3*)
Для построения графиков переходных процессов нам понадобятся следующие функции –
calcFi(ILp, UCp)
реализующая (3*),
UC = calcUc(),
реализующая, соответствующее (третье) уравнение для напряжений, и
IL=calcUL(,ILp),
реализующая IL =ILp + h/L*UL, где UL = ALT *