- •Аналіз та обробка експериментальних даних засобами MathCAD в проектуванні СОС
- •1 Робота з файлами даних
- •1.1 Запис даних y файл
- •1.2 Зчитування даних з файла
- •1.3 Імпортування даних з файла
- •1.4 Експортування даних y файл
- •1.6 Обмін даних з іншими програмами
- •1.6.1 Обмін даними з Excel.
- •1.7 Підготовка даних до аналізу
- •1.8 Створення Масивів, використовуючи індекси
- •1.8.1 Створення елементів масиву математично
- •1.8.2 Створення масиву прямим введенням елементів
- •1.8.3 Створення масиву, використовуючи таблицю
- •1.8.4 Інші шляхи створення масиву даних
- •1.9 Сортування даних
- •1.9.1 Звертання до підмножин даних
- •1.9.2 Розділення даних на групи, використовуючи програму
- •2 Регресія
- •2.1 Використання line і medfit в лінійній регресії
- •2.1.1 Функції лінійної регресії
- •2.1.2 Функція line
- •2.1.3 Експоненційні дані
- •2.1.4 Medfit
- •2.2 Багатовимірна регресія
- •2.2.1 Багатовимірна поліноміальна регресія
- •2.2.2 Результати функцій regress і loess
- •2.2.3 Прогляд результатів interp
- •2.2.4 Зауваження
- •2.3 Спеціалізовані підгоночні функції
- •2.3.1 Використання спеціалізованих підгоночних функцій
- •2.4 Лінійна регресія з використанням linfit
- •2.4.1 Функція linfit
- •2.4.2 Представлення результатів функції
- •2.5 Узагальнена нелінійна регресія (genfit)
- •2.5.1 Функція Genfit
- •3 Інтерполяція
- •3.1.1 cspline інтерполяція багатьох змінних
- •3.1.2 Функція cspline
- •3.1.3 Функція interp
- •3.1.4 Прогляд результатів interp
- •4 Згладжування даних
- •4.1 Вбудовані функції згладжування
- •4.1.1 Функція medsmooth
- •4.1.2 Функція ksmooth
- •4.1.3 Функція supsmooth
- •5 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
- •6 ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ
- •8 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
МЕТА РОБОТИ
•ознайомитись з основними принципами обробки даних в
MathCAD
•вивчити основні функції аналізу експериментальних даних засобами MathCAD
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНI ВIДОМОСТI
Mathcad включає різні стандартні функції, які можна використовувати для організації, представлення і аналізу даних.
1 Робота з файлами даних
Для обробки даних, їх необхідно завантажити в робоче поле – MathCAD worksheet. Пакет дозволяє експортувати дані з середовища в файл і навпаки. Крім того, MathCAD підтримує динамічний обмін даних та процедури експорту - імпорту з іншими комп’ютерними програмами та додатками.
1.1Запис даних y файл
Для запису даних змінної в файл, використовують компоненту
Write File.
Наприклад, припустимо у робочому полі маємо визначений масив B, і це є дані, які потрібно записати у файл.
Тоді, щоб написати значення, які зберігаються в змінній B у файл, слід виконати наступні кроки:
i := 0 ..10 |
j := 0 ..4 |
k := 1 ..2 |
j
Bi, j := (−1)k i10
|
|
0 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
2 |
|
1 |
1.072 |
1.149 |
1.231 |
1.32 |
|
3 |
|
1 |
1.116 |
1.246 |
1.39 |
1.552 |
B = |
4 |
|
1 |
1.149 |
1.32 |
1.516 |
1.741 |
|
5 |
|
1 |
1.175 |
1.38 |
1.621 |
1.904 |
|
6 |
|
1 |
1.196 |
1.431 |
1.712 |
2.048 |
|
7 |
|
1 |
1.215 |
1.476 |
1.793 |
2.178 |
|
8 |
|
1 |
1.231 |
1.516 |
1.866 |
2.297 |
|
9 |
|
1 |
1.246 |
1.552 |
1.933 |
2.408 |
|
10 |
|
1 |
1.259 |
1.585 |
1.995 |
2.512 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3
1.Вибрати Component з меню Insert.
2.Вибрати “File Read or Write” з діалогового блоку і натисніть
“Next”.
3.Клацнути на “Write to a File” і далі “Next”.
4.Конкретизуйте формат файла (Відформатований Текст, Tab Delimited, Excel, Lotus 1-2-3, т.д.). Введіть маршрут та ім'я файла в форматі „c:\temp\datafile.txt”.
5.Клацнути “Finish”.
6.Заповнити мітку-заповнювач ім'ям змінної, яку потрібно записати - наприклад B.
Щоб змінити формат даних або шлях до файлу, слід клацнути на будь-якій компоненті правою клавішею мишки і вибрати Choose File з pop-up меню.
1.2Зчитування даних з файла
Для зчитування даних файла в робоче поле MathCAD слід використати компоненту File Read.
Щоб прочитати дані з файла і зберігати їх в змінній під назвою Read, слід виконати наступні кроки:
1.Вибрати Component з меню Insert.
2.Вибрати “File Read or Write” ” з діалогового блоку і натиснути “Next”.
3.Клацнути на “Read from a File” і далі “Next.”
4.Вибрати файл з якого прочитати: datafile.txt або datafile.xls.
5.Клацнути “Finish”.
6.Заповнити мітку-заповнювач ім'ям змінної, яку потрібно записати – наприклад, надрукуйте Read:= datafile.txt
Змінна Read є масив, який містить дані файла. З цим масивом можна працювати, як і з будь-яким іншим. Наприклад, можна визначити кількість рядків і стовпців в масиві або отримати доступ до індивідуальних елементів масиву:
cols(Read) = 5 |
rows(Read) = 11 |
a := Read2,4 |
a = 1.32 |
4
1.3Імпортування даних з файла
Компонента File Read встановлює живий зв'язок між робочим полем MathCAD і файлом даних. Тому, якщо змінюються дані файла, це призводить до автоматичної зміни даних в MathCAD.
Якщо ж потрібно імпортувати дані з вибраного файла тільки один раз (без встановлення живого зв'язку), краще використати компоненту Input Table.
Щоб вставити Input Table, слід:
1.Вибрати Component з меню Insert.
2.Вибрати Input Table і клацнути “Finish”.
3. Заповнити |
мітку- |
Import := |
|
|
|
заповнювач |
ім'ям |
|
|
0 |
1 |
змінної, напр.: |
|
|
0 |
|
0 |
1
4.Клацнути на таблиці, а потім клацнути на ній правою клавішею мишки і вибрати Import з pop-up меню.
5.В діалозі вказати файл, який потрібно імпортувати.
1.4Експортування даних y файл
Компонента File Write (як і File Read) встановлює живий зв'язок між робочим полем MathCAD і файлом даних.
Тому, якщо потрібно експортувати дані в файл тільки один раз (без встановлення живого зв'язку), тоді краще скористатись Output Table. Для цього:
1.Виділити матрицю даних, яку потрібно експортувати (аналогічно, як це робилось при використанні File Write):
i := 0 ..10 |
j := 0 ..4 |
k := 1 ..2 |
j
Bi, j := (−1)k i10
2.Клацнути правою клавішею мишки на таблиці і вибрати
Export з pop-up меню.
3.Через діалог слід задати ім’я файлу та каталог для запису.
5
1.5 Використання “Read from” та “Write to”
для ASCII файлів
Якщо потрібно прочитати або записати ASCII-дані, можна використати компоненти File Read or Write або наступні функції доступу до файла:
READPRN("filename.prn)
WRITEPRN("filename.prn)
APPENDPRN("filename.prn)
Параметр “filename.prn" друкується, як рядок (натисніть " всередині круглої дужки, щоб створити рядок) і являє собою назву файлу в папці Mathcad. Щоб вказати шлях до файла в іншій папці, потрібно задати повний маршрут – напр., "c:\temp\filename.prn".
Оператор WRITEPRN створює (або перезаписує) файл" в ASCII-форматі, що містить дані вектора або матриці:
WRITEPRN("output.prn") := B
Оператор READPRN читає дані з ASCII-файла і зберігає їх у вектор або в матрицю:
C := READPRN("output.prn")
Оператор APPENDPRN приєднує дані вектора або матриці, напр. з назвою D до ASCII-файла, що вже існує:
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D := |
|
|
|
|
|
|
|
APPENDPRN("output.prn") := D |
||||||||
|
2 2 3 23 34 |
|
||||||||||||||
|
Тепер |
|
файл |
|
|
|
0 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
“output.prn" |
|
містить |
|
|
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||
|
|
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||||
матрицю |
від |
B, |
|
що |
|
|
2 |
|
1 |
1.072 |
1.149 |
1.231 |
1.32 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
була |
|
записана |
|
з |
|
|
3 |
|
1 |
1.116 |
1.246 |
1.39 |
1.552 |
|||
|
|
|
|
4 |
|
1 |
1.149 |
1.32 |
1.516 |
1.741 |
||||||
використанням |
|
|
|
READPRN("output.prn") = |
5 |
|
1 |
1.175 |
1.38 |
1.621 |
1.904 |
|||||
WRITEPRN, а також і |
|
|
6 |
|
1 |
1.196 |
1.431 |
1.712 |
2.048 |
|||||||
|
|
7 |
|
1 |
1.215 |
1.476 |
1.793 |
2.178 |
||||||||
дані |
матриці |
D, |
|
яка |
|
|
8 |
|
1 |
1.231 |
1.516 |
1.866 |
2.297 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
була приєднана. |
Щоб |
|
|
9 |
|
1 |
1.246 |
1.552 |
1.933 |
2.408 |
||||||
|
|
10 |
|
1 |
1.259 |
1.585 |
1.995 |
2.512 |
||||||||
побачити |
|
|
|
дані, |
|
|
11 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
введіть: |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
2 |
2 |
3 |
23 |
34 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6
