Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебники 80251

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
1.65 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра электромеханических систем и электроснабжения

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ № 4-9 для студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электроснабжение» и «Моделирование систем электроснабжения»); направления 35.03.06 «Агроинженерия» (профиль «Электроснабжение и электрооборудование

сельскохозяйственных предприятий») всех форм обучения

Воронеж 2021

1

УДК 621.311(07)

ББК 31.28я7

Составители:

ст. преп. Т. Е. Черных, канд. техн. наук А. В. Тикунов

Математическое моделирование систем электроснабжения:

методические указания к выполнению лабораторных работ № 4-9 / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Т. Е. Черных, А. В. Тикунов. - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021. – 34 с.

Приводится последовательность выполнения лабораторных работ: цель работы, соответствующие теоретические положения, порядок проведения опытов, способы обработки результатов и описание применяемых приборов, а также справочные данные.

Предназначены для студентов всех форм обучения.

Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле ЛР_ММСЭ_4-9.pdf

Ил. 27. Библиогр.: 7 назв.

УДК 621.311(07) ББК 31.28я7

Рецензент – Ю. В. Писаревский, канд. техн. наук, доц. кафедры электромеханических систем и электроснабжения Воронежского государственного технического университета

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

2

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы относятся к основным видам учебных занятий, направленные на экспериментальное подтверждение теоретических положений и формирование учебных и профессиональных практических умений и составляют важную часть теоретической и профессиональной практической подготовки.

Настоящие методические указания определяют планирование, организацию и проведение лабораторных работ, выполнение лабораторных работ позволит обучающимся получить практические навыки моделирования систем электроснабжения и их отдельных элементов при помощи программы

SCILAB.

Лабораторная работа № 4 АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ В SCILAB

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.Ознакомиться с работой системы в командном и программном

режимах.

2.Освоить запись арифметических выражений.

3.Изучить арифметические операции и математические функции.

4.Освоить форматный вывод в командное окно.

5.Изучить возможности оформления графиков и графических окон.

2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Упражнение 1. Ввод формул и текста, решение простейших выражений.

Вычислим следующее выражение, при х=12, y=3, y1 = 1:

x2

12

 

 

 

 

 

 

ln x

 

 

2

 

 

 

 

 

 

x

 

y1

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для этого необходимо сначала описать переменные. После чего записать искомое выражение в одну строку:

-->x = 12; y=3; y1=1; -->((x^2+12)/y+sqrt(x^2+y1))*log(x) ans =

159.13738

Упражнение 2. Решение уравнений

Необходимо вычислить корни следующего уравнения:

x3 12 x2 47 x 60 0

3

Введём полином в систему, используя функцию poly():

-->p = poly([-60 47 -12 1], 'x', 'c')

p=

-60 + 47x - 12x2 + x3

Вычислим корни уравнения используя функцию roots(): -->x = roots(p)

x = 5. 4. 3.

Решение уравнения с помощью функции fsolve(): deff('[y]=f(x)','y=-60+47*x-12*x^2+x^3')

--

>x(1)=fsolve(0,f);x(2)=fsolve(4,f);x(3)=fsolve(8,f); -->x

x=

3.

4.

5.

Упражнение 3. Решение систем линейных уравнений матричным способом

Пусть необходимо решить следующую систему:

Вводим матрицу значений А и матрицу результатов B. -->A = [1 2 3; 1 -3 2; 1 1 1]

-->B = [7;5;3]

В этом случае, решением системы уравнений будет запись:

-->C = A^-1*B C =

1.

0.

2.

Ответом решения систему будут значения: x = 1, y = 0, z = 2.

Упражнение 4. Решение систем нелинейных уравнений

Пусть необходимо решить следующую систему:

4

Решение систему с помощью функции fsolve():

-->function [y]=f2(x) -->y(1)=x(1)+4*x(2)^2-7; -->y(2)=x(1)-2*x(2)-5; -->endfunction

-->fsolve([0 0],f2) ans =

6. 0.5 -->fsolve([-1 -1],f2) ans =

3.- 1.

Вданном случае, функция описывается через блок описания стандартных функции function.

Задание (к упражнениям 1-4): Найти корни уравнений:

 

x sin(x) 0.25

3x ex 0

x4 3x 2

 

Упражнение 5. Построение графиков функций

 

 

Построим графики функций y sin(x) ; y x2 .

 

 

 

 

 

 

 

-->x = -2*%pi:0.1:2*%pi;

 

 

 

 

-->plot(x,sin(x))

 

 

 

 

-->x = -4:0.1:4;

 

 

 

 

-->y=x^2

 

 

 

 

-->plot(x,y)

 

 

 

Результат построения графиков функций на рис. 1.

5

Рис.1. Графики функций в среде Scilab

Постройте график функций:

y sin(x) и

 

 

y sin x

 

 

 

 

4

Результат выполнения:

-->x = -2*%pi:0.1:2*%pi; -->plot(x,[sin(x); sin(x-%pi/4)])

Построение двух графиков в одном окне на рис. 2.

Рис.2. Размещение графиков функции в одном окне Постройте график функции по точкам:

x

0

67

109

217

585

930

1420

2500

5000

10000

y

0

0,4

0,7

1,0

1,3

1,36

1,42

1,5

1,6

1,7

Результат построения:

-->x = [0,67,109,217,585,930,1420,2500,5000,10000]; -->y = [0, 0.4, 0.7, 1.0, 1.3, 1.36, 1.42, 1.5, 1.6, 1.7]; -->plot(x,y)

6

Построение графика функции по точкам представлено на рис. 3.

Задание (к упражнению 5): Построить график функций:

y cos(x) ,

y 3 x 7

y esin(x / 2)

Рис. 3. Построение графика по точкам

Лабораторная работа № 5 ФОРМАТНЫЙ ВЫВОД В КОМАНДНОЕ ОКНО

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.Получить навыки работы в командном окне SciNotes.

2.Научиться навыкам программирования в программе Scilab

3.Приобрести навыки применения арифметических, логических и операций отношения к массивам (векторам и матрицам).

4.Освоить множественную и логическую индексацию массивов.

5.Изучить функции обработки данных в массивах.

2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Упражнение 1. Арифметические выражения в SCILAB

1.В командном окне задать значения переменным, затем записать выражение на языке SciLab. Для вывода значения выражения не ставить после него точки с запятой.

2.Добиться правильной записи выражения без синтаксических ошибок. Открыть окно редактора SciNotes, скопировать в него исходные переменные и правильный вариант выражения из командного окна (рис. 4).

7

Рис. 4. Вызов текстового редактора SciNotes

3. Сохранить содержимое окна редактора в sce-файле и запустить его на выполнение с отображением команд (рис. 5).

Рис. 5. Работа в Sce-файле

Заданы значения переменных:

=2,3; =1,5; =−0,77; =−10.

Вычислить значение , определяемое следующим выражением:

Решение представлено в командном окне SciLab (рис. 6):

Рис. 6. Результат работы в командном окне

Задание (к упражнению 6):

Ответ: 1.0983622

Ответ: 1.028247

8

Упражнение 2. Форматный вывод в командное окно

1.Создать программу SciLab в sce-файле (редактор SciNotes), в котором задать путем присваивания необходимые исходные данные. Переменным дать названия, совпадающие с указанными в варианте задания.

2.Записать выражения для решения задачи. Вывести результаты расчета и исходные данные в командное окно SciLab с помощью функции mprintf форматного вывода. Вывод осуществить именно так, как указано в варианте задания.

3.Вывести все заданные и рассчитанные числовые значения с 2-3 знаками после десятичной точки (mprintf(' x0 = %.2f м y0 = %.2f м\n',x0,y0).

Ввод и вывод угловых значений осуществить в градусах. Вывести рядом

счисловыми значениями названия единиц измерения.

Задача 1: Задать мощности P1 Р2, Р3 трех потребителей электроэнергии на участке промышленного предприятия и их координаты х112, у2, х33. Рассчитать координаты х00 центра нагрузок по формулам:

Вывести рассчитанные и исходные значения в виде:

Пример программы выполнения работы представлен ниже:

9

В редакторе SciNotes (рис. 7):

Рис. 7. Результат программирования в редакторе SciNotes

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]