Контрольная работа
по дисциплине “Основы системного анализа объектов и процессов компьютеризации ”
Анализ стационарных и динамических объектов
Вариант № 5
Задание 2
Задание на контрольную работу
1. Анализ нелинейных стационарных объектов
Цель работы: исследовать параметры нелинейных стационарных объектов, описываемых системами нелинейных алгебраических уравнений, используя для их решения средства пакета MathCAD.
Последовательность выполнения работы
Согласно номеру по списку группы выбрать из табл.2.1 значения параметров для нелинейного объекта. По формулам
в1і= в1-h(і-1) ;
в2і= в2-h(і-1) ;
для і=1,2,...5 определить значения коэффициентов, определяющих выход для пяти рассматриваемых случаев.
2. Составить и отладить программу решения системы нелинейных уравнений согласно Приложению 2.1 и для полученных в пункте 1 значений выхода найти пять наборов значений входных переменных х1 и х2 .
3. По результатам просчета на ПЭВМ получить таблицы значений входа (х1 и х2 ) при заданных значениях выхода ( в1 и в2).
4. Построить графики изменения значений х1 и х2 в зависимости от значений в1 и в2. .
Номер по списку
Задания
Коэффициенты системы уравнений
а1 х1+ а2 х2=в1;
х1 х2=в2;
а1 а2 в1 в2 h
5
2 1 4 2 0,1
2. Пояснительная записка
Выполняем пункт №1
Запускаем программу “Mathcad v11.0a.
Сохраняем созданный программой файл под именем 5_2zad_i1.mcd (File->Save As…), в котором будем создавать листинг программы для выполнения 2 задания, где i=1.
По формулам
в1і= в1+h(і-1) ;
в2і= в2+h(і-1) ;
для і=1 определяем значения коэффициентов, определяющего выходные значения объекта для первого рассматриваемого случая.
Выполняем пункт №2.
Ориентируясь на образец (Приложение 2.1) начинаем с клавиатуры вводить необходимые выражения, а также пользуясь манипулятором (мышь) для визуального выбора команд в нашей программе “Mathcad v11.0a”.
В третьем способе решение отображается в символьном виде. Для этого используют функцию
Чтобы ввести символ “стрелка вправо”, например, в выражении выше
надо нажать пиктограмму 10 (см. рис. 1) в файле для задания №1 и после в окне выбрать указанный элемент.
То что мы набрали (листинг программы) в рабочей области программы для i=1 и сохранили в файле 5_2zad_i1.mcd можно просмотреть в файле 5_2zad_i1.rtf.
Аналогично, проводим расчеты для других значениё переменной i.
Для этого создаём копии файлов с разными именами, которые по содержанию отличаются лишь числовыми значениями параметров b1 и b2.
То, что мы набрали в рабочей области программы для i=2 и сохранили в файле 5_2zad_i2.mcd можно просмотреть в файле 5_2zad_i2.rtf.
То, что мы набрали в рабочей области программы для i=3 и сохранили в файле 5_2zad_i3.mcd можно просмотреть в файле 5_2zad_i3.rtf.
То, что мы набрали в рабочей области программы для i=4 и сохранили в файле 5_2zad_i4.mcd можно просмотреть в файле 5_2zad_i4.rtf.
То, что мы набрали в рабочей области программы для i=5 и сохранили в файле 5_2zad_i5.mcd можно просмотреть в файле 5_2zad_i5.rtf.
При изменении содержания листинга программа автоматически пересчитывает все промежуточные результаты и ответ. Чтобы задать пересчёт всех формул на странице листинга выбираем команду в программе (Tools->Calculate-> Calculate Worksheet).
Выполняем пункты №3 и №4.
В файле 5_2zad_tabl_graf.mcd создаём таблицу и графики (смотрите файл 5_2zad_tabl_graf.rtf).
Чтобы вставить таблицу надо нажать пиктограмму 15 (см. рис. 1). Задаём таблице имя А, вводим в неё полученные данные. Чтобы по таблице построить графики создаём таблицу (В) только с числовыми данными (без первой строки в таблице А).
В выражении
цифра в угловых скобках означает массив даннях 2-го столбца таблицы (В).
Чтобы создать область для отображения графиков нажимаем пиктограмму 3 (см. Рис. 1).
Слева вводим имена зависимых переменных через запятую, а снизу вводим независимую переменную. Также предусмотрено задание числового интервала по осям ОХ и OY для отображения графиков.
Вывод: из полученных результатов видим, что вышеупомянутые зависимости линейны, так как графически мы получили прямые линии Объяснение представлено Борисом Николаевичем ( www.gboris.ho.ua ).
Этапы выполнения работы
изучить теоретические положения, раскрывающие структуру линейных и нелинейных стационарных и динамических объектов, математическое описание и решение задачи анализа такого рода объектов;
выполнить индивидуальное задание согласно предусмотренной последовательности выполнения работы;
оформить описание контрольной работы.
Перечень документов, входящих в контрольную работу
1. Задание на контрольную работу
3. Приложения
Содержание пояснительной записки
Структуры исследуемых стационарных линейного, нелинейного и динамического объектов, их свойства, параметры и математическое описание. Решение задачи анализа объектов. Методы и алгоритмы решения систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений, обыкновенных дифференциальных уравнений и систем уравнений. Описания программ решения в системе MathCAD. Выводы.
Примечание: объем пояснительной записки должен быть не менее 15 стр.
Состав приложений
Приложение 1. Листинг программы решения задачи анализа стационарного линейного объекта с графиками и комментариями, поясняющими использование в программе констант, переменных, массивов, векторов, матриц, функций и т.д.
Приложение 2. Листинг программы решения задачи анализа стационарного нелинейного объекта с графиками и комментариями, поясняющими использование в программе констант, переменных, массивов, векторов, матриц, функций и т.д.
Приложение 3. Листинг программы решения задачи анализа динамического объекта с графиками и комментариями, поясняющими использование в программе констант, переменных, массивов, векторов, матриц, функций и т.д.
1. Анализ линейных стационарных объектов
Цель работы: исследовать параметры линейных стационарных объектов, описываемых системами линейных алгебраических уравнений, используя для их решения средства матричной алгебры и специальные функции системы математических расчетов MathCAD.
Содержание работы:
1) изучить теоретические положения (раздел 1.1), раскрывающие структуру линейных объектов, их математическое описание и решение задачи анализа такого рода объектов;
2) выполнить индивидуальное задание согласно предусмотренной в разд.1.2 последовательности выполнения работы;
3) оформить описание раздела по контрольной работе согласно требованиям задания.
1.1. Краткие теоретические сведения
1.1.1. Иерархические уровни описания объектов
Описания технических объектов должны быть по сложности согласованы с возможностями восприятия человеком и возможностями оперирования описаниями в процессе их преобразования с помощью имеющихся средств проектирования. Однако выполнить это требование в рамках некоторого единого описания, не разделяя его на некоторые составные части, удается лишь для простых изделий. Как правило, требуется структурирование описаний и соответствующее разделение представлений о проектируемых объектах на иерархические уровни и аспекты.
Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и характеристик объекта лежит в основе блочно-иерархического подхода к проектированию и приводит к появлению иерархических уровней в представлениях о проектируемом объекте.
Страницы: 1, 2, 3, 4
