- •М инистерство образования и науки российской федерации
- •220700 - Автоматизация технологических процессов и производств
- •220400 - Управление в технических системах воронеж 2012
- •Предисловие
- •Оновные сведения о системе mathcad
- •Основы пользовательского интерфейса
- •Операции с файлами
- •Входной язык Mathcad
- •Типы данных
- •Присваивание значений
- •Алфавит входного языка Mathcad
- •Задание ранжированных переменных
- •Выполнение арифметических операций
- •Элементарные функции
- •Работа с массивами, векторами и матрицами
- •Задание формата результатов
- •Построение графиков функции
- •Символьные вычисления
- •Символьные операции с выделенными выражениями
- •Символьные операции с выделенными переменными
- •Лабораторная работа № 1 основы работы в mathcad
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •Лабораторная работа № 2
- •Порядок выполнения работы
- •Теоретические сведения
- •1. Решение с помощью обратного преобразования Лапласа
- •2. Приближенное численное решение
- •3. Решение с помощью блока Given и функции odesolve
- •Пример выполнения
- •1. Решение дифференциального уравнения с помощью преобразований Лапласа
- •2. Решение дифференциального уравнения методом Эйлера
- •3. Решение дифференциального уравнения с помощью функции odesolve
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •Лабораторная работа № 3 решение систем дифференциальных уравнений
- •Порядок выполнения работы
- •Теоретические сведения
- •Пример выполнения
- •4. Приведение матричного уравнения к новым координатам
- •5. Решение матричного уравнения с помощью теоремы Лагранжа-Сильвестра
- •Контрольные вопросы
- •Задания
- •Лабораторная работа № 4 исследование временных характеристик элементарных звеньев и соединений звеньев
- •Порядок выполнения работы
- •Теоретические сведения
- •Пример выполнения
- •1. Построение переходной и весовой функций идеального интегрирующего звена
- •2. Построение переходной и весовой функций апериодического звена первого порядка
- •3. Построение переходной и весовой функций реального дифференцирующего звена
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Задания
- •Лабораторная работа № 5 исследование частотных xарактеристик элементарных звеньев и соединений звеньев
- •Порядок выполнения работы
- •Теоретические сведения
- •Пример выполнения
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Задания
- •Лабораторная работа № 6 исследование устойчивости объектов управления и замкнутых систем автоматического управления
- •Порядок выполнения
- •Теоретические сведения
- •Пример выполнения
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения
- •Пример выполнения
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Задания
Лабораторная работа № 1 основы работы в mathcad
Цель работы: получение навыков по решению простых задач в системе Mathcad.
Порядок выполнения работы
Выполнить задание для исходных данных выданного варианта с помощью Mathcad наиболее рациональным способом. Решение сопроводить комментариями. Оформить отчет по работе и ответить на контрольные вопросы.
Краткие теоретические сведения о системе Mathcad и примеры использования конструкций системы приведены выше в разделе “Основные сведения о системе Mathcad”
Контрольные вопросы
Какие редакторы входят в состав Mathcad?
Как осуществить ввод и редактирование формульного и текстового блоков?
Как построить графики функций в Mathcad?
Какие типы данных существуют в Mathcad?
Как осуществлять расчеты с использованием размерных переменных?
Какие операторы присваивания, используются в Mathcad?
Какие операторы применяются для вывода результатов вычислений в Mathcad?
Какие вы знаете операторы отношения и логические операторы?
Как изменить формат представления результатов?
Как изменить размещение результатов вычислений в документе?
Как решить простейшие уравнения в Mathcad?
Какие способы дифференцирования и интегрирования выражений используются в Mathcad?
Какие преобразования функций можно выполнить в системе Mathcad?
Задания
Выполните ниже приведенные задания, взяв коэффициенты их табл. 4 в соответствии со своим вариантом.
Рассчитайте значение выражения
.
Рассчитайте значения функции для указанного диапазона изменения аргумента с шагом 0,1 и выведите таблицу результатов
.
Постройте графики функций в одной координатной плоскости с шагом 0,5 и 0,01:
Найдите производные и интегралы от следующих выражений
,
.
Упростите выражения
,
.
Решите уравнения в символьном виде и с подстановкой значений
,
.
7. Введите квадратную матрицу А из элементов a, b, c, d и получите ее определитель.
8. Выполните преобразование Лапласа функции аеxbsin(x).
Таблица 4
Вариант |
a |
b |
c |
d |
f |
g |
1 |
0,5 |
0,8 |
1,2 |
0,56 |
0,98 |
1,4 |
2 |
1,18 |
5,94 |
0,87 |
0,14 |
2,37 |
1,67 |
3 |
-0,14 |
0,12 |
0,01 |
8,63 |
4,9 |
0,87 |
4 |
11 |
5 |
3 |
7,9 |
0,45 |
4,68 |
5 |
0,85 |
-0,68 |
0,23 |
1,54 |
0,82 |
2,38 |
6 |
4,23 |
4,87 |
3,56 |
2,18 |
7,54 |
0,9 |
7 |
0,15 |
0,18 |
1,67 |
0,43 |
0,59 |
1,24 |
8 |
0,58 |
0,97 |
0,45 |
3,1 |
2,47 |
6,71 |
9 |
5,74 |
5,61 |
3,28 |
1,86 |
0,79 |
1,14 |
10 |
0,45 |
0,78 |
0,25 |
1,37 |
2,145 |
2,56 |
11 |
1,42 |
1,78 |
2,64 |
3,71 |
1,15 |
4,57 |
12 |
0,84 |
1,27 |
0,47 |
2,43 |
3,47 |
5,11 |
13 |
-1,33 |
4,82 |
5,22 |
1,45 |
4,21 |
3,15 |
14 |
2,48 |
1,21 |
3,24 |
2,56 |
1,23 |
3,65 |
15 |
0,56 |
-2,41 |
2,32 |
4,55 |
0,77 |
1,98 |
16 |
3 |
5,55 |
2,89 |
0,35 |
1,85 |
2 |
17 |
0,81 |
2,27 |
0,90 |
1,33 |
2,88 |
4,22 |
18 |
4,42 |
1,27 |
4,55 |
2,43 |
3,22 |
7,11 |
19 |
5,99 |
4,66 |
0,47 |
2,26 |
3,47 |
5,11 |
20 |
1,36 |
-3,21 |
1,32 |
4,82 |
0,91 |
1,12 |
21 |
0,5 |
2,22 |
0,32 |
7,55 |
2,17 |
1,8 |
22 |
0,56 |
0,41 |
2,88 |
4,21 |
0,56 |
1,15 |
23 |
3,21 |
-2,41 |
3,21 |
1,23 |
6,21 |
1,98 |
24 |
0,56 |
0,45 |
6,32 |
4,28 |
0,21 |
5,12 |
25 |
4,6 |
-2,41 |
2,2 |
4,55 |
0,84 |
1,14 |
