- •Введение
- •Раздел 1 Имитационное Моделирование электронных схем в программе Electronics Workbench
- •Глава 1. Интерфейс программы Electronics Workbench
- •§1. Общие сведения
- •§2. Источники питания
- •§3. Пассивные элементы
- •§4. Диоды
- •§5. Транзисторы
- •§7. Измерительные приборы
- •§8. Библиотека Miscellaneous
- •§9. Элементная база
- •Источники тока
- •Источники постоянного тока
- •§6. Аналоговые микросхемы
- •Источники переменного тока
- •Пассивные элементы Резисторы
- •Конденсаторы
- •Индуктивные элементы
- •Полупроводниковые диоды
- •Глава 2. Исследование вах полупроводниковых приборов
- •§1. Исследование вах диодов и стабилитронов
- •§ 2. Исследование вах биполярных транзисторов
- •Глава 3. Схемы на транзисторах
- •§1. Усилитель переменного тока на транзисторе
- •§2. Электропривод постоянного тока на транзисторном ключе
- •Глава 4. Решение типовых электротехнических задач в программе Electronics workbench
- •§1. Расчёт разветвлённой линейной электрической цепи
- •§2. Расчёт частотных характеристик линейной электрической цепи переменного тока
- •§3. Расчёт нелинейной электрической цепи переменного тока
- •§5. Цепи с управляемыми источниками
- •§6. Применение ewb при проектировании и исследовании электрических фильтров
- •§7. Исследование трёхфазных электрических цепей переменного тока
- •§8. Исследование аналоговых схем на операционных усилителях
- •§9. Исследование дискретных и цифровых схем
- •Глава 5. Практическая работа моделирование типовых электронных схем в программе Electronics Workbench
- •Программа работы
- •Содержание отчёта по работе
- •Раздел 2 Применение программы Mathcad для решения численных и аналитических задач
- •Глава 1. Интерфейс программы Mathcad
- •Глава 2. Простейшие электротехнические расчёты
- •Глава 6. Системы линейных алгебраических уравнений
- •Расчёт цепи постоянного тока методами обратной матрицы и Крамера
- •Глава 7. Графическое и численное решение системы нелинейных уравнений
- •§1. Графическое определение рабочей точки по внешней характеристике асинхронного двигателя и нагрузочной характеристике турбомеханизма
- •§2. Определение параметров рабочей точки по внешней характеристике асинхронного двигателя и нагрузочной характеристике турбомеханизма встроенными средствами MathCad
- •Глава 8. Прямое преобразование Лапласа и операторные передаточные функции
- •Глава 9. Обратное преобразование Лапласа и переходные функции
- •Глава 10. Построение и анализ частотных характеристик в Mathcad
- •Глава 11. Разложение в ряд Фурье и анализ сигналов в Mathcad
- •§1. Гармонический анализ напряжения на выходе трёхфазного мостового выпрямителя
- •§2. Применение гребенчатой и прямоугольной функций для гармонического анализа в MathCad
- •Глава 12. Численное решение дифференциальных уравнений в Mathcad
- •Глава 13. Интерполяция и регрессия экспериментальных данных в Mathcad
- •Глава 14. Загрузка экспериментальных данных из внешнего файла в MathCad
- •Глава 15. Практическая работа Применение программы Mathcad для решения численных и аналитических задач
- •Программа работы
- •Тема 1. Типовые электротехнические расчёты
- •Тема 2. Символьные вычисления с использованием встроенных операторов пакета MathCad
- •Тема 3. Матричная алгебра
- •Тема 4. Задачи оптимизации
- •Тема 5. Решение систем линейных алгебраических уравнений
- •Тема 6. Нелинейные уравнения
- •Тема 7. Преобразование Лапласа и частотные характеристики фнч
- •Тема 8. Ряды Фурье. Разложение и анализ сигналов
- •Тема 9. Численное решение дифференциальных уравнений
- •Тема 10. Интерполяция экспериментальных данных
- •Тема 11. Регрессия экспериментальных данных
- •Тема 12. Загрузка экспериментальных данных из внешнего файла в MathCad
- •Содержание отчёта по работе
- •Раздел 3 Решение типовых электротехнических задач в программе Microsoft Office Excel
- •Глава 1. Интерфейс программы Excel
- •Глава 2. Графическое решение систем уравнений
- •§ 2.1. Постановка задачи
- •§ 2.2. Получение нелинейного уравнения
- •§ 2.3. Численное решение задачи в Excel
- •§ 2.4. Графическое решение системы нелинейных уравнений. Постановка задачи
- •§ 2.5. Получение системы нелинейных уравнений
- •§ 2.6. Численное решение задачи в Excel
- •Глава 3. Расчёт линейных цепей постоянного и переменного тока
- •§3.1. Расчёт цепи постоянного тока методом обратной матрицы
- •§3.2. Расчёт цепи постоянного тока методом Крамера
- •§3.3. Расчёт цепи переменного тока, определение фазы потребляемого тока, активной мощности и коэффициента мощности
- •Глава 4. Построение частотных характеристик электротехнических устройств в программе Excel
- •Глава 5. Анализ динамики электротехнических устройств в программе Excel
- •§5.1. Расчёт методом Эйлера переходного процесса заряда rc-цепи при коммутации на источник постоянного тока
- •§5.2. Расчёт методом Эйлера переходного процесса пуска вхолостую двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •Глава 6. Построение характеристик в программе Excel, загружаемых из внешних файлов
- •Глава 7. Практическая работа Решение типовых электротехнических задач в программе Excel
- •Программа работы
- •Тема 1. Графическое решение нелинейного уравнения
- •Тема 2. Графическое решение системы нелинейных уравнений
- •Тема 3. Расчёт цепи постоянного тока методами обратной матрицы и Крамера
- •Тема 4. Расчёт цепи переменного тока, определение фазы потребляемого тока, активной мощности и коэффициента мощности
- •Тема 5. Частотные характеристики цепей переменного тока
- •Тема 6. Расчёт методом Эйлера переходного процесса заряда
- •Тема 7. Расчёт методом Эйлера переходного процесса пуска вхолостую двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •Раздел 4
- •Глава 1. Использование пакета elcut
- •§1. Этапы решения задачи
- •Глава 2. Практическая работа расчет эЛектрических полей электротехнических устройств при помощи программы elcut-4.2
- •Содержание отчёта
- •Библиографический список
Содержание отчёта по работе
1. Цель работы.
2. Решение заданий 1–7, включая
текст задания;
поясняющий рисунок;
заполненные таблицы, если это требуется по тексту задания;
численный ответ (или ответы).
3. Выводы по работе.
Раздел 2 Применение программы Mathcad для решения численных и аналитических задач
Глава 1. Интерфейс программы Mathcad
Программа MathCAD уже давно пользуется заслуженным признанием как высокоэффективный инструмент автоматизации численных и аналитических вычислений.
Для большого количества решений задач, встречающихся в инженерной практике, пригодны версии программы MathCAD 7, 8, 2000 и выше. Отметим высокое качество решения численных задач с использованием версии MathCAD 2000. Эту версию рекомендуется применять при решении задач, приведённых в данном разделе.
MathCAD имеет дружественный пользовательский интерфейс, как и большинство программ, работающих под операционной системой Windows.
В данном пособии подробно не рассматриваются особенности интерфейса программы, так как в специальной литературе достаточно источников, содержащих эту информацию.
Рассмотрим только математическую панель, которая наиболее часто применяется при решении рассматриваемых здесь задач (рис. 2.1).
Панель символьных вычислений (1) содержит команды символьного процессора, позволяющего в символьном виде решать такие задачи, как упрощение выражений, решение нелинейных уравнений, разложение выражений на множители, разложение в ряд Тейлора, прямые и обратные преобразования Лапласа, Фурье и z-преобразование. Панель калькулятора (2) позволяет быстро набрать и посчитать алгебраические и тригонометрические численные выражения. Панель символов греческого алфавита (3) позволит использовать в математических выражениях привычные обозначения переменных. Панель программирования (4) позволяет производить с обрабатываемыми данными стандартные алгоритмические процедуры с применением операторов условного и безусловного циклов, операторов условного перехода и других типовых операторов. Панель математического анализа (5) содержит процедуры, позволяющие находить пределы, суммы, производные, интегралы выражений. Панель графиков (6) позволяет индицировать полученные промежуточные и итоговые результаты в виде плоских и трёхмерных графиков в декартовой и полярной системах координат. Панель вычислений (7) позволяет производить операции локального и глобального присваивания, вывод результатов вычислений в численном и символьном формате. Панель логических операций (8) позволяет эффективно составлять логические выражения, что часто используется при обработке данных. Панель матриц (9) содержит все самые необходимые для работы с матрицами процедуры.
|
Рис. 2.1. Математическая панель MathCAD: 1 – панель символьных вычислений4; 2 – панель калькулятора; 3 – панель символов греческого алфавита; 4 – панель программирования; 5 – панель математического анализа; 6 – панель графиков; 7 – панель вычисления; 8 – панель логических операций; 9 – панель матриц. |
Далее в данном разделе приведены примеры решения типовых задач в программе MathCAD. Можно убедиться, что математическая панель является самой востребованной в большинстве случаев.
