6386
.pdf
Профессиональные математические пакеты
Приложение 11
Практическая работа № 11. Интерполяция и регрессия Варианты индивидуальных заданий.
|
|
|
|
|
Таблица 19 |
|
№ |
n |
степень регрессионного |
m×m |
вид двумерной |
тип |
|
|
|
полинома q |
|
интерполяции |
регрессии |
|
1. |
7 |
7 |
5×5 |
lspline |
expfit |
|
2. |
8 |
6 |
6×6 |
pspline |
igsfit |
|
3. |
9 |
5 |
7×7 |
cspline |
sinfit |
|
4. |
10 |
7 |
8×8 |
bspline |
pwfit |
|
5. |
11 |
8 |
5×5 |
linterp |
logfit |
|
6. |
12 |
9 |
6×6 |
lspline |
lnfit |
|
7. |
7 |
6 |
7×7 |
pspline |
regress |
|
8. |
8 |
7 |
8×8 |
cspline |
loess |
|
9. |
9 |
8 |
5×5 |
bspline |
expfit |
|
10. |
10 |
9 |
6×6 |
linterp |
igsfit |
|
11. |
11 |
8 |
7×7 |
lspline |
sinfit |
|
12. |
12 |
7 |
8×8 |
pspline |
pwfit |
|
13. |
7 |
3 |
5×5 |
cspline |
logfit |
|
14. |
8 |
5 |
6×6 |
bspline |
lnfit |
|
15. |
9 |
4 |
7×7 |
linterp |
regress |
|
16. |
10 |
5 |
8×8 |
lspline |
loess |
|
17. |
11 |
6 |
5×5 |
pspline |
expfit |
|
18. |
12 |
7 |
6×6 |
cspline |
igsfit |
|
19. |
7 |
4 |
7×7 |
bspline |
sinfit |
|
20. |
8 |
5 |
8×8 |
linterp |
pwfit |
|
21. |
9 |
3 |
5×5 |
lspline |
logfit |
|
22. |
10 |
8 |
6×6 |
pspline |
lnfit |
|
23. |
11 |
9 |
7×7 |
cspline |
regress |
|
24. |
12 |
5 |
8×8 |
bspline |
loess |
|
121
Приложения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 12 |
Лабораторная работа № 12. Решение системы ОДУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 20. Варианты схем к Лабораторной работе №12. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.01 Гн |
2) |
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.02 Гн |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
C = 10-6 Ф |
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
C = 10-5 Ф |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
R = 100 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R = 200 Ом |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 100 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 250 В |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.005 Гн |
4) |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.05 Гн |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
E |
|
|
|
|
|
|
R |
|
L |
|
C = 10-7 Ф |
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
C = 10-7 Ф |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R = 100 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R = 10 Ом |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 120 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 100 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5) |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.01 Гн |
6) |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.01 Гн |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
C = 10-5 Ф |
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C = 10-7 Ф |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
R = 100 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
R = 100 Ом |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 50 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 150 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7) |
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.005 Гн |
8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.003 Гн |
|||||
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
C = 10-5 Ф |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
C = 10-7 Ф |
|||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
R = 50 Ом |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
R = 10 Ом |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 500 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 20 В |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
9) |
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.03 Гн |
10) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.04 Гн |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C = 10-5 Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C = 10-6 Ф |
E |
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
R = 500 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
R = 100 Ом |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 200 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 250 В |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
11) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.05 Гн |
12) |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0.02 Гн |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
E |
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
L |
|
|
C = 10-5 Ф |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C = 10-6 Ф |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R = 500 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
R = 200 Ом |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 50 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 200 В |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
122
Профессиональные математические пакеты
Приложение 13
Листинг 72. Решение СЛАУ методом Гаусса
123
Приложения
Листинг 72. Решение СЛАУ методом Гаусса
124
Профессиональные математические пакеты
Приложение 14
РАСЧЕТ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. ПРИМЕР
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1=360 [В] |
= 314 [рад/с] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
R1 |
|
|
|
|
C1 |
R4 |
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
|
R1= 30 [Ом] |
L1= 0,005 [Гн] |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2= 50 [Ом] |
L2= 0,055 [Гн] |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3= 10 [Ом] |
С1= 0,5 [Ф] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R4= 80 [Ом] |
С2= 0,025 [Ф] |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C3 |
|
R5= 30 [Ом] |
С3= 0,01 [Ф] |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Сопротивления реактивных элементов цепи равны: |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
XС |
1 |
|
, |
|
|
|
X L L |
[Ом] |
(41) (44) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Комплексное сопротивление Z для участка цепи переменного тока (с частотой), обладающего активным сопротивлением R, индуктивностью L и емкостью C в общем случае может быть записано в виде:
|
|
1 |
R i X L XC [Ом]. |
|
|
Z Zm ei R i |
L |
|
|
(45) |
|
|
|||||
|
|
C |
|
|
|
Вычислим комплексные сопротивления Z1..Z6 для всех участков цепи:
Z1 |
R1 |
|
C1 |
|
|
|
R4 |
||
|
R3 |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
L1 |
|
|
Z5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
C2 |
|
R5 |
|
|
|
|
|
|
Z4 |
|
|
1 |
Z3 |
2 |
Z4 |
R2 |
|
|
|
|
|
i3 |
i4 |
E1 |
Z1 |
i1 |
Z2 |
|
Z5 |
E1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
i2 |
|
i5 |
|
|
|
|
|
I |
II |
|
III |
C3 |
|
|
|
|
i6 |
|
|
|
|
|
|
Z6 |
|
3 |
|
125
Приложения
Z1 R1 i L1 |
i |
; |
Z2 R3 ; |
Z 3 |
i |
; |
||
|
|
|||||||
C2 |
C2 |
|||||||
Z 4 R2 |
i |
; |
|
|
Z5 R4 i L2 ; |
Z6 R5 |
|
|
|
|
|
|
|||||
C3 |
|
|
|
|||||
Произвольно выберем направления протекания токов i1..i6 в сегментах схемы (на рисунке выше обозначены красными стрелками) и направления обхода контуров. По законам Кирхгофа в выбранных контурах и узлах цепи выпишем уравнения для поиска токов i1..i6:
(I ) : |
i1 Z1 i2 Z 2 0 |
(1) : |
i1 i2 i3 0 |
|||
|
i2 Z 2 i3 Z 3 i5 Z 5 i6 Z6 0 |
|
i3 i4 i5 0 |
|||
(II ) : |
(2) : |
|||||
(III ) : |
i |
Z 5 i Z 4 E1 |
(3) : |
i |
i |
i 0 |
|
5 |
4 |
|
4 |
5 |
6 |
Запишем матрицу комплексных сопротивлений системы Z и вектор внешних воздействий E:
Найдем решение системы уравнений – значения токов i1..i6, протекающих в сегментах схемы в виде комплексных значений [A]:
На рисунке ниже изображена векторная диаграмма токов:
126
Профессиональные математические пакеты
Изобразим токи в виде функции от времени и выведем их на график [A]:
Проверим правильность нахождения токов по первому закону Кирхгофа:
Можно видеть, что сумма токов в узлах цепи равна нулю для любого момента времени (здесь произвольно выбрано tt=1.7 c).
Вычислим напряжения на активных и реактивных элементах цепи переменного тока
[B]:
127
Приложения
Изобразим напряжения в виде функции от времени и выведем их на график [В]:
128
Профессиональные математические пакеты
Проверим правильность нахождения напряжений по второму закону Кирхгофа:
Можно видеть, что сумма напряжений в контурах цепи равна сумме ЭДС источника для произвольного момента времени.
Рассчитаем баланс мощностей:
Можно видеть, что полная мощность источника Sgen [ВА] в комплексном виде имеет две составляющие – активную (вещественная часть) и реактивную (мнимая часть). Активная мощность потребителей равна Ppotr [Вт], а реактивная мощность потребителей – Qpotr [ВАр].
Результаты расчетов демонстрируют полное совпадение потребленной и сгенерированной активной и реактивной мощностей. Это подтверждает правильность расчетов и неизменность закона сохранения энергии в природе.
129
Михальченко С.Г.
Информационные технологии. Часть 2. Профессиональные математические пакеты: Руководство по организации самостоятельной работы студентов / С. Г. Михальченко; Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Кафедра промышленной электроники – Томск: ТУСУР, 2016. – 130 с. : ил., табл., прил. – Библиогр.: с. 101.
©Михальченко С.Г., 2016
©Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), 2016