- •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
- •Алфавит входного языка Mathcad
- •Типы данных
- •Присваивание значений
- •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
Оновные сведения о системе mathcad
Mathcad – это пакет прикладных программ [1, 2], позволяющий пользователям достаточно просто производить элементарные численные расчеты и решать системы сложных нелинейных дифференциальных уравнений, проводить интегрирование и дифференцирование, получая результаты как в численном так и формульном виде, выполнять преобразования Лапласа и Фурье, раскладывать функции в ряд Тейлора, моделировать случайные процессы, строить графики в плоской и пространственной системах координат и многое другое.
Основы пользовательского интерфейса
Интерфейс пакета создан так, что пользователь, имеющий элементарные навыки работы с Windows-приложениями, может сразу начать работу с Mathcad.
Сразу после запуска Mathcad готов к созданию документа с необходимыми пользователю вычислениями.
Основную часть экрана занимает окно редактирования, первоначально пустое. Полосы прокрутки на нижней и правой кромке текущего окна предназначены для перемещения изображения на экране по горизонтали и вертикали.
Вверху расположено несколько строк с типовыми элементами интерфейса. Верхняя строка окна (рис. 1) – строка заголовка, отображающая название загруженного или вводимого с клавиатуры документа. Вторая строка окна – главное меню, включающее в себя следующие элементы:
Файл – работа с файлами, сетью Internet и электронной почтой,
Правка – редактирование документов,
Вид – изменение средств обзора,
Вставить – установка вставок объектов шаблонов (включая графику),
Формат – изменение формата объектов,
Инструменты – управление процессом вычислений,
Символика – выбор операций символьного процессора,
Окно – управление окнами системы;
Помощь – работа со справочной базой данных о системе.
Рис. 1. Экран Mathcad с загруженным документом
Панель инструментов (дублирующая ряд наиболее распространенных команд и операций) и панель форматирования для выбора типа и размера шрифтов и способа выравнивания текстовых комментариев находятся под строкой главного меню. Их можно выводить на экран или убирать с него с помощью главного меню Вид подменю Панели опций Стандартная и Форматирования.
Специфическими для Mathcad являются перемещаемые наборные панели для вывода заготовок – шаблонов математических знаков (цифр, знаков арифметических операций, матриц, знаков интегралов, производных и т. д.). Используя общую наборную панель, можно вывести или все панели сразу, или только те, что нужны для работы. Наборная панель выводится на экран или убирается с него с помощью главного меню Вид подменю Панели опции Математика.
Документы Mathcad состоят из отдельных блоков: текстовых, формульных, графических.
Вставка блоков в документ возможна с помощью необходимых шаблонов из наборных панелей. Для вставки достаточно поместить курсор в желаемое место окна редактирования и щелкнуть левой клавишей мыши. В месте, указанном острием стрелки курсора мыши, появится визир в виде маленького красного крестика. Его можно перемещать клавишами перемещения курсора. Визир не надо путать с курсором мыши, который имеет вид жирной наклонной стрелки. Затем необходимо активизировать пиктограмму нужного шаблона, установив на него курсор мыши и нажав ее левую клавишу. Применение панелей для выбора шаблонов математических знаков очень удобно, поскольку не надо запоминать разнообразные сочетания клавиш, используемые для ввода специальных математических символов.
