- •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
Задание ранжированных переменных
Достаточно часто возникает необходимость задать диапазон изменения значений переменной, например, для построения графика функции, использовании векторов, определении индексированных переменных. Для этого в Mathcad существуют ранжированные переменные, использование которых в ряде случаев заменяет циклы. Задается переменная следующим образом:
Name := Begin, Begin+Step, End ,
где Name – имя переменной;
Begin – начальное значение переменной;
Еnd – конечное значение переменной;
Step – шаг изменения значения переменной (положительный, если Begin < End, и отрицательный, если наоборот).
Например, запись х := 5, 5.1 .. 6 означает, что переменная х изменяется от 5 до 6 с шагом 0,1. Символ «..» набирается в документе не двумя точками подряд, а вставкой в документ символа «;» либо с помощью клавиши «;» в английской раскладке клавиатуры, либо Shift + «4» в русской раскладке. Вывод значений ранжированной переменной осуществляется в таблицу, которая автоматически появляется на экране, после нажатия «=» за именем переменной. Например, задаем
u := 8, 7.5 .. 6.
Затем набираем u = и получаем следующую таблицу:
-
u =
8
7.5
7
6.5
6
Выполнение арифметических операций
Самыми распространенными являются операторы арифметических действий «+», «–», «*», «/», возведения в степень «^», извлечения квадратного корня и т. д. Например,
x := 5 y:=3 b:=xy b = 15,
,
g := 6 [[8 + 3] 2 + 7] g = 174.
Кроме этого существуют расширенные операторы такие, как вычисление суммы, произведения, производной, интеграла. Например:
i
: = 1 .. 10
,
или
.
Ряд операторов предназначен для сравнения двух величин. Это так называемые операторы отношения, приведенные в табл. 1 (сочетание клавиш указано для английской раскладки).
Таблица 1
Оператор |
Клавиши |
Наименование операции |
х > y |
х > y |
х больше y |
х < y |
х < y |
х меньше y |
х y |
х Ctrl ) y |
х больше или равно y |
х y |
х Ctrl ( y |
х меньше или равно y |
х y |
х Ctrl # y |
х не равно y |
х = y |
х Ctrl = y |
х равно y |
Выражения с логическими операторами возвращают логическое значение 1 или 0, соответствующее выполнению или невыполнению условия, заданного оператором. Например,
5 > 7 = 0 – условие не выполняется, результат 0,
8 3 = 1 – условие выполняется, результат 1.
Действие логических операторов задается таблицей истинности (табл. 2). Операторы находятся в наборной панели Boolean (булевы).
Таблица 2
НЕ |
И |
ИЛИ V |
Исключающее ИЛИ |
0 = 1 |
0 0 = 0 |
0 V 0 = 0 |
0 0 = 0 |
1 = 0 |
0 1 = 0 |
0 V 1 = 1 |
1 0 = 1 |
|
1 0 = 0 |
1 V 0 = 1 |
0 1 = 1 |
|
1 1 = 1 |
1 V 1 = 1 |
1 1 = 0 |
