- •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
Построение графиков функции
Построение графиков функций различного вида в Mathcad выполняется практически мгновенно. Например, построим график функции y = sin(5x), выполнив приведенную ниже последовательность действий.
Задаем диапазон изменения аргумента х := 0, 0.1..5.
Введем функцию y(x): = sin(5x).
Н
а
наборной панели математических знаков
активизируем пиктограмму с изображением
графиков – на экране появляется
панель графиков.В палитре графиков активизируем кнопку с изображением двумерного графика . В месте расположения визира появляется шаблон графика в декартовой системе координат.
В шаблон (черный квадрат), расположенный по оси абсцисс, вводим значение аргумента х, а в шаблон оси ординат – функцию у(х).
Завершаем режим редактирования графика (щелчком левой кнопкой мыши вне пределов графика).
Полученный по изложенной методике график изображен на рис. 3.
Рис. 3. График функции у = sin(х)
Изменение цвета и стиля кривой, способа разбиения осей, нанесение координатной сетки на график, отображение подписей к осям и название графика и т. д. возможно с помощью диалогового окна форматирования (рис. 4, 5), активизируемого с помощью пункта Формат альтернативного меню, вызываемого правой кнопкой мыши.
Вкладка Оси Х-Y (рис. 4) пометкой опций позволяет задать:
логарифмический масштаб по осям (опция Логарифмично);
нанести координатную сетку (опция Сетка);
подписи значений на осях (опция Цифры);
автоматическое разбиение шкалы (опция Автошкала);
нанести две горизонтальные прямые (опция Маркеры по оси х) и две вертикальные (опция Маркеры по оси y) через заданные значения. Значения задаются в появляющихся шаблонах на оси х и y графика функции;
определить количество отображаемых линий сетки (опция Автосетка). Если Автосетка выбрана – отображается одна линия сетки (ось делится на две части), если не выбрана задается Количество сеток, определяющее, на сколько частей будет разбита ось.
Рис. 4. Диалоговое окно форматирования графиков с открытой вкладкой Оси ХY
На этой вкладке также можно:
задать стиль отображения осей в подокне Стиль оси:
в виде прямоугольника (опция Граница);
в традиционном виде (пересекающиеся оси) (опция Пересечение);
без отображения осей (опция Нет);
с равным масштабом по обеим осям (опция Равные оси);
изменить цвет линий сетки вызовом диалогового окна выбора цвета с помощью активизации кнопки Цвет сетки.
Рис. 5. Диалоговое окно форматирования графиков с открытой вкладкой Следы
Вкладка Следы (рис. 5) окна форматирования позволяет определить параметры отображения графика, заданием названия в окне редактирования или выбором значений в раскрывающихся списках:
изменить название кривой с trace1 (по умолчанию) на задаваемое пользователем в окне редактирования Метка Легенды;
задать шаблон отображения точек расчета на графике (квадратами, крестиками и т. п.) в списке Символ;
изменить тип линии в списке Линия;
определить цвет кривой графика в списке Цвет;
задать тип графика (линия, точки и т.п.) в списке Тип;
определить толщину линии графика в списке Размер.
Все заданные значения отображения графика функции отображаются в окне с полосой прокрутки.
Кроме того, во вкладке Следы можно определить:
отображение имен аргумента и функции деактивиза-
цией пункта Скрыть Аргументы;
вывод названия кривой активизацией пункта Скрыть Легенду.
Во вкладке Метки окна форматирования можно задать название графика функции, подписи осей.
Отображение нескольких графиков функций возможно, если в шаблоне графика перечислить аргументы по оси абсцисс и функции по оси ординат через запятую. В этом случае появляется дополнительный черный квадрат шаблона справа или внизу соответственно, в который вводится аргумент или функция. Форматирование отображения второго и последующих графиков производится во вкладке Следы окна форматирования, выбором соответствующих опций для кривой trace2 и т.д.
