Курсак.Програмирование.Минев№13 / 3часть Минев

4 ПОБУДОВА БЛОК-СХЕМИ ТА РОЗРОБКА ПРОГРАМИ ПРОВЕДЕННЯ РОЗРАХУНКІВ АЧХ ТА ФЧХ

4.1 Розробка блок-схеми програми

Постановка задачі полягає у тому, щоб розробити програму розрахунку значень АЧХ та ФЧХ відповідно до схеми зв’язаного контуру, параметри якої були визначені у попередніх розділах, та вивід цих значень у вигляді таблиці. Звідcи зрозуміло, що програма матиме оператор циклу. Доцільно для цього обрати оператор циклу з відомим числом повторення for. У цьому операторі передбачимо розрахунок лише значень АЧХ, ФЧХ та відповідних значень ω, а також їх вивід на екран користувача. Причому оператор for повинен містити в собі лише виклик необхідних функцій, а безпосередньо розрахунок буде проводитись за допомогою функцій користувача. Також слід передбачити, щоб функції користувача виводили на екран назву таблиці (результат розрахунку ми представимо у вигляді таблиці), її шапку.

Пам’ятаємо про те, що вихідні дані для розрахунку – десяткові числа.

Згідно з цими вимогами розглянемо блок-схему програми (рис.4.1).

1

2

4

3

5

6

4

5

6

7

Ні

Так

14

9

13

8

15

10

12

11

Рис. 4.1 – Блок-схема програми

Відповідно до стандарту, блок-схема починається блоком „Початок”.

У Блоці №2 здійснюється ініціалізація змінних відповідно до пункту 2.1.

У блоці №3проводиться очистка екрану користувача від попередніх результатів виконання програми.

Блок №4 реалізує розрахунок параметрів(Q, , K, X) зв’язаного контуру, якінеобхідні для визначення АЧХ, ФЧХ та ω, згідно з розділом 2 (формули (2.12) – (2.15)).

У блоці №5 назва таблиці результатів розрахунку та її шапка виводяться на екран за допомогою функції користувача, блок-схема якої представлена нарис.4.2.

Початок

1

Вивід заголовка таблиці

2

Вивід псевдографіки

3

Кінець

4

Рис.4.2 – Блок-схема функції користувача, щовиводить назву та шапку таблиці

Спочатку на екран виводимоназву таблиці, потім за допомогою псевдографіки виводимо шапку майбутньої таблиці.

У блоці №6 основної блок-схемипараметру циклу(ξ) відбувається присвоювання його початкового значення — -4.

Блок №7 перевіряє умову виконання циклу(ξ<=4). Якщоумоваістинна, то тіло циклу(блоки №8 - №12) виконується, якщо ні — виконується блок №13.

Тіло циклу в даному випадку містить виклик функцій користувача (блоки №8 - №11) та зміну параметру циклу(блок №12).

Розглянемо на рис. 4.3 блок-схеми функцій користувача для розрахунку АЧХ та ФЧХ(блоки №8 та №9).

1

1

Початок

Початок

2

2

3

3

Повернення значення в тіло циклу

Повернення значення в тіло циклу

4

Повернення

Повернення

4

а)

б)

Рис.4.3 – Блок-схема функцій користувача для розрахунку: а) АЧХ; б) ФЧХ

Блок-схема функції користувача для розрахунку АЧХ починається блоком „Початок”.

У блоці №2 проводиться розрахування значення АЧХ за формулою (2.17).

Блок №3 повертає розраховане значення АЧХ до тіла циклу.

Блок-схема закінчується блоком „Повернення”.

Аналогічно виконується функція користувача для розрахунку ФЧХ,

оскільки їх блок-схеми відрізняються лише основними формулами, за якими проводиться розрахунок.

Блок №10 основної блок-схеми програми реалізує пошук для даного значення ξ відповідного ω за формулою (3.3)— відбувається виклик функції користувача, блок-схема якої представлена на рис. 4.4.

1

Початок

2

Визначення ω

3

Визначення нормованого значенняω

4

Повернення значення в тіло циклу

5

Повернення

Рис.4.4 – Блок-схема функції користувача для пошукуω

Блок-схема функції користувача для пошукуω починається блоком „Початок”.

У блоці №2 проводиться розрахунок значення ω за формулою (3.3).

Блок №3проводиться нормування значення ω, розділивши його на _, для зручності представлення в таблиці.

Блок №4 відповідає за повернення розрахункового та пронормованого значення ω до тіла циклу.

Блок-схема закінчується блоком „Повернення”.

Блок №11основної блок-схеми викликає функцію користувача, що виводитьна екран розраховані значення АЧХ, ФЧХ та ω для кожного значення ξ у вигляді строки таблиці. Блок-схема цієї функції користувача представлена на рис. 4.5.

Блок №12 відповідає за зміну параметру циклу(ξ) — кожне наступне значення ξ збільшується на 0.5 у порівнянні із попереднім.

Початок

1

Вивід строки таблиці

2

Повернення

3

Рис.4.5 - Блок-схема функції користувача, що виводить на екран табличні значення

Блок №13 Відповідає за виведення на екран останньої строки таблиці за допомогою функції користувача, блок-схема якої представлена на рис. 4.6.

Початок

Вивід останньої строки таблиці

Повернення

Рис. 4.6 - Блок-схема функції користувача, що виводить на екран останню строку таблиці

Блок №14призупиняє виконання програми, щоб користувач мав можливість побачити результат виконання програми.

Блоком №15 закінчується блок-схема програми.

4.2 Відгук програми та перевірка коректності її роботи за

допомогою пакета MathCad

Відгук програми, поданий на рисунку 4.7. Побудуємо за отриманими значеннями графіки АЧХ та ФЧХ(рис. 4.8 – 4.9).

Таблица значений АЧХ и ФЧХ

╔═══════╦═══════╦═══════════╦═══════════╗

║ Ksi ║ Omega ║ АЧХ ║ ФЧХ║

║ ║*10^6 ║ ║ ║

╠═══════╬═══════╬═══════════╬═══════════╣

║-4.0 ║ 0.419 ║ 0.305 ║ 0.933 ║

║-3.5 ║ 0.428 ║ 0.412 ║ 0.788 ║

║ -3.0 ║ 0.436 ║ 0.577 ║ 0.564 ║

║ -2.5 ║ 0.446 ║ 0.802 ║ 0.207 ║

║ -2.0║ 0.455 ║ 0.981 ║ 2.850║

║-1.5║ 0.465 ║ 0.974 ║ 2.364 ║

║ -1.0║ 0.475 ║ 0.881 ║ 2.015 ║

║ -0.5║ 0.485 ║ 0.812 ║ 1.769 ║

║ 0.0║ 0.495 ║ 0.788 ║ 1.570 ║

║0.5║ 0.506 ║ 0.812 ║ 1.371 ║

║ 1.0 ║ 0.516 ║ 0.881 ║ 0.125 ║

║ 1.5║ 0.527 ║ 0.974 ║ 0.776 ║

║ 2.0 ║ 0.538 ║ 0.981 ║ 0.290 ║

║ 2.5 ║ 0.550 ║ 0.802 ║ 2.933 ║

║ 3.0 ║ 0.561 ║ 0.577 ║ 2.576 ║

║ 3.5 ║ 0.573 ║ 0.412 ║ 2.352 ║

║ 4.0 ║ 0.585 ║ 0.305 ║ 2.207 ║

╚═══════╩═══════╩═══════════╩═══════════╝

Рис.4.7 – Відгук програми проведення розрахунків АЧХ та ФЧХ

Рис. 4.8 – Графік АЧХ

Рис. 4.9 – Графік ФЧХ

Тепер слід перевірити результати роботи програми за допомогою пакета MathCad.

Запишемо вихідні дані(рис. 4.10) та основні формули для розрахунку АЧХ, ФЧХ та ω(рис. 4.11 – 4.13):

а)

б)

в)

г)

Рис. 4.10 – Значення: а) узагальненоїрозстройки(ξ);

б) резонансної частоти(); в) добротності(Q); г)фактору зв’язку(χ)

Рис. 4.11 – Формула для розрахунку АЧХ

Рис. 4.12 – Формула для розрахунку ФЧХ

Рис. 4.13 – Формула для розрахунку ω

Отримані результати розрахунків представлені на рис. 4.14.

Рис. 4.14 – Результати розрахунків АЧХ, ФЧХ та ω

Побудуємо графіки АЧХ та ФЧХ за допомогою пакета MathCad (рис. 4.15 – 4.16).

Рис.4.15 – Графік АЧХ

Рис.4.16 – Графік ФЧХ

Як бачимо, після порівняння відгуку програми із результатами перевірки, програма працює правильно.Вихідний текст програми подано у додатку А.