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

Курсовая_ИНФОРМАТИКА (МАШ, КТО, ПТМК)-2015

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
18.03.2016
Размер:
2.44 Mб
Скачать

31

Варианты заданий для студентов приведены в прил. 5.

3.6.4. Пример выполнения задания

Заданы экспериментальные значения:

 

t

0

2

4

6

8

10

12

14

16

 

 

x (t)

1,1

-0,03

-0,42

0,04

0,17

0,02

-0,1

0,02

0,06

 

Определяем начальные значения параметров ωf и α. По графику

(см. ниже) видно,

что

период Tэкс прохождения

грузом нулевого

положения составляет приблизительно 8 единиц времени, fэкс=1/Tэкс,

начальное значение ωf ≈ 2πfэкс = 0,78, принимаем ωf = 0,8. Для γ выбираем начальное значение 0,2.

Решение задачи средствами Mathcad (рекомендуемый вариант)

Рабочий лист Mathcad’а (с добавленными отдельно пояснениями):

0.2

начальные

 

f 0.8

значения.

(Обратите внимание на нижние индексы: в ωf индекс буквенный, в ti – цифровой)

i 0 8 ti i 2

задание вектора моментов времени

t ( 0 2 4 6 8

10 12 14 16 )T задание вектора моментов времени по-другому

f t f i e ti cos f ti решение дифференциального уравнения как функция времени и параметров системы

F ( 1.1

0.03

 

0.42 0.04 0.17

0.02 0.1 0.02 0.06 )T задание вектора экспериментальных

exp

 

 

 

 

 

 

 

ti

Fexpi

 

f t f i

 

координат колеблющегося груза

 

 

0

 

1.1

 

 

1

 

 

Проверим, правильные ли значения у векторов?

 

2

 

-0.03

 

 

-0.02

 

 

 

 

4

 

-0.42

 

 

-0.449

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

0.04

 

 

0.026

 

 

 

 

8

 

0.17

 

 

0.201

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

0.02

 

 

-0.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

-0.1

 

 

-0.089

 

 

 

 

14

 

0.02

 

 

0.012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

0.06

 

 

0.04

 

 

 

S f f t f i Fexp 2

 

вычисление невязки

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

i

S f 0.014 значение невязки для заданных вначале значений параметров Отыскание оптимальных значений γ и ωf:

0.2

f 0.8

 

 

 

 

Given

 

 

 

 

 

f 0

 

 

 

 

 

 

 

f

 

0.2116

получены значения γ = 0,212, ωf = 0,799.

 

 

 

MinimizeS

 

 

 

 

 

0.7997

 

32

Проверка правильности найденных значений

График зависимости невязки S(γ, ωf) от искомых параметров подтверждает наличие минимума в области найденных оптимальных значений.

Экспериментальные точки хорошо согласуются с графиком движения груза, построенным для оптимальных параметров.

Пример решения задачи средствами MS Excel

Фрагмент листа MS Excel (с добавленными отдельно пояснениями):

=(EXP(-F40*$I$39)*COS(F40*$J$39)) γ (оптимальные)

 

F

G

H

I

J

39

Момент

Замер в

Подб раемые значен я

0,21162

0,799713

замера t

экспер менте

e-γt*cos(ωf*t)

 

 

 

33

 

 

 

 

 

 

 

 

40

0

1,1

1

 

 

41

2

-0,03

-0,018747528

 

 

42

4

-0,42

-0,428218495

 

 

43

6

0,04

0,024097293

 

 

44

8

0,17

0,182768562

 

 

45

10

0,02

-0,017188763

 

 

46

12

-0,1

-0,07774886

 

 

47

14

0,02

0,010287827

 

 

48

16

0,06

0,03296241

 

 

49

 

 

0,013313569

 

 

=СУММКВРАЗН(G40:G48;H40:H48)

К ячейке H49 применяем процедуру минимизации, подбирая с помощью надстройки “Поиск решения” значения γ (I39) и ωf (J39). Показанный фрагмент таблицы Excel соответствует уже проведённой минимизации. Корректность найденных значений параметров проверяем по графику (тип диаграммы Excel – точечная). Для построения графика задаём достаточно подробный (с шагом 0,5) ряд значений t и табулируем функцию e-γt*cos(ωf*t), на графике эти точки образуют Ряд2. Экспериментальные точки (Ряд1) построены по столбцам F40:F48 и G40:G48.

Ряд2 – сглаживающая кривая для найденных оптимальных параметров γ

и

Ряд1 – экспериментальные точки

Хорошее соответствие точек двух рядов, данных на графике, и совпадение с результатами расчёта в Mathcad’е свидетельствует о правильности найденных значений. Задача решена! (Заметим, что в отличие от случая более простых экспериментальных зависимостей эта задача не может быть решена подбором линии тренда для экспериментального графика).

34

4. СТРУКТУРА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Пояснительная записка к курсовой работе должна иметь следующую структуру.

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1. Задание № 1.

1.1.Условие задания.

1.2.Решение.

2. Задание № 2.

2.1.Условие задания.

2.2.Решение.

3. Задание № 3.

3.1.Условие задания.

3.2.Решение.

4. Задание № 4.

4.1.Условие задания.

4.2.Решение.

5. Задание № 5.

5.1.Условие задания.

5.2.Решение.

6. Задание №6 (дополнительное).

6.1.Условие задачи

6.2.Решение. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

Если дополнительное задание не выполнялось, то необходимо исключить его из структуры. Титульный лист оформляется согласно образцу (прил. 6).

5.ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Пояснительная записка оформляется на стандартных листах формата А4.

35

5.1. Общие требования

Поля страницы:

левое поле - 20…30 мм (зависит от количества страниц);

правое поле - 10 мм;

верхнее поле - 20 мм;

нижнее поле - 15 мм.

Параметры шрифта и абзаца для текста, включая заголовки:

название шрифта - Times New Roman;

размер шрифта - 14 пт;

междустрочный интервал – полуторный;

интервалы до и после абзаца - 0 пт;

выравнивание - по ширине;

отступы слева и справа - 0 см;

отступ первой строки – 1,27 см.

5.2.Нумерация страниц

Нумерация страниц должна быть сквозной. Номера страниц проставляются вверху страницы по центру. Первой страницей является титульный лист, на котором номер не ставится. Размер шрифта – 12 пт. Расстояние от верхнего колонтитула до номера страницы – 1,0 см.

5.3. Заголовки

Каждая новая глава документа начинается с новой страницы. Это же правило относится к общим структурным частям работы: введению, заключению, списку литературы.

В тексте рекомендуется использовать заголовки различных уровней (глава, раздел главы, подраздел), не более трёх уровней. Их вид задается автоматически и предопределяется соответствующим стилем.

Заголовки первого уровня исполняются прописными буквами и выравниваются по центру (шрифт Times New Roman, жирный, размер 14 пт). Заголовки второго уровня исполняются с прописной буквы и выравниваются по отступу первой строки абзаца (шрифт Times New Roman, жирный, размер 14 пт). Заголовки третьего уровня исполняются с прописной буквы и

36

выравниваются по отступу слева (шрифт Times New Roman, жирный курсив, размер 14 пт).

Для тематических заголовков необходимо ввести нумерацию, не нумеруются заголовки общих структурных частей (введение, заключение, список литературы, приложения).

В конце заголовка точка не ставится. Подчеркивать и переносить слова в заголовке не допускается.

Заголовки глав, разделов, подразделов отделяются от текста выше и ниже дополнительным интервалом.

5.4. Иллюстрации

Все иллюстрации (рисунки, фотографии, схемы, чертежи и пр.) именуются рисунками. Рисунки нумеруются последовательно в пределах главы арабскими цифрами. Номер рисунка состоит из номера главы и порядкового номера рисунка в главе. Далее помещается название рисунка без точки в конце. Каждый рисунок может иметь поясняющий текст, который располагается в подрисуночной надписи.

Рисунки рекомендуется помещать на отдельных страницах сразу после ссылки на них в тексте так, чтобы их было удобно рассматривать без поворота записки или с поворотом по часовой стрелке. В случае небольшой величины на странице допускается располагать два и более рисунков. Если рисунок расположен в тексте, то необходимо вставить пустые строки до и после него.

Текст, присутствующий на рисунках, должен быть размером не менее 10 пт.

Пример оформления рисунка приведен в прил.7. Обязательны ссылки на все рисунки в тексте.

5.5. Таблицы

Таблицы нумеруют в пределах главы арабскими цифрами. Над правым верхним углом таблицы помещается надпись Таблица с указанием номера. Если таблица единственная в записке, ее не нумеруют. Если количество таблиц не больше пяти, можно использовать сплошную нумерацию для всего документа.

Название таблицы помещается по центру таблицы ниже строки с номером и начинается с прописной буквы. Таблица должна иметь заголовочную часть, которая определяет названия

37

столбцов. Текст в ячейках заголовочной части центрируется по ширине и высоте.

Таблицу помещают после первого упоминания о ней в тексте. Таблицу с большим количеством строк допускается переносить на следующую страницу, при этом в правом верхнем углу помещается надпись Продолжение табл. с указанием номера. Заголовочная часть таблицы должна быть продублирована.

Допускается для данных таблицы использовать шрифт размером 12 пт.

Таблицы рекомендуется помещать на отдельных страницах сразу после ссылки на них в тексте так, чтобы их было удобно рассматривать без поворота записки или с поворотом по часовой стрелке (широкие таблицы).

Если таблица расположена в тексте, то необходимо вставить пустые строки до и после нее.

Пример оформления таблицы приведен в прил.8. Обязательны ссылки на все таблицы в тексте.

5.6. Формулы

Формулы нумеруются в пределах главы арабскими цифрами. Номера ставятся в круглых скобках у правого края страницы на продолжении строки формул. Номер формулы следует использовать только в том случае, если далее в тексте необходима ссылка на нее.

Если формула требует расшифровки буквенных обозначений величин (экспликации), то после формулы ставится запятая, затем с новой строки пишется слово ‘где ‘ (без двоеточия после него), за ним обозначение первой величины и его расшифровка, каждое следующее обозначение с расшифровкой пишется с новой строки или в одну строку, друг от друга расшифровки отделяются точкой с запятой. Расшифровываются буквенные обозначения правой и левой частей формулы.

Пример:

n

s ai ,

i 1

(1.1)

где S – сумма элементов массива; ai - i-й элемент массива, i=1,2,…,n; n – количество элементов массива.

38

5.7.Список литературы

Всписке литературы источники указываются в произвольном порядке.

Сведения о книге включают фамилию и инициалы автора, заглавие книги, место издания, издательство и год издания, объем в страницах.

Сведения о статье из периодического издания включают фамилию и инициалы автора, заглавие статьи, наименование журнала, год выпуска, номер журнала, страницы, на которых помещена статья.

Сведения об Internet–источнике включают Internet–адрес и тему информации из этого источника.

Вприл. 9 приведены образцы библиографических описаний произведений печати в списках литературы.

Втексте пояснительной записки должны присутствовать ссылки на указанные источники (номер источника в квадратных скобках).

39

ПРИЛОЖЕНИЯ

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

 

Варианты для задания №1

Вариант

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

 

 

Интервал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0

 

 

1

3

 

2 x 2 2

8 x

 

[-5; 15]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[-5; 15]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 5 0

 

 

 

 

 

 

 

x2 2x

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

16

 

 

16 0

 

 

[-10; 10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

4

2 x 1 2

x 7

 

[-5; 15]

 

 

 

 

 

 

 

 

x 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

7 0

 

 

5

 

 

 

 

 

 

x 5

 

[-5; 10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 x

 

2x

 

3 0

 

 

[-10; 4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

7

2 x 1 2 5 x 1

2 0

 

[-4; 6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2

108

 

59 0

 

 

[-9; 9]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

[-5; 5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

10

2 x 1 2 5 x 2

2 0

 

[-5; 5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x

4

 

 

0

 

 

[-5;10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 6 2 0

 

[-6; 10]

 

x

2

2x 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

x 4

 

3x 3 8 0

 

[-5; 3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

8

 

4

x 2 6 0

 

[-2; 12]

 

 

 

 

x

2

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

x

 

 

10 x

0

 

 

[-5; 15]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

x 7 0

 

 

[-10; 5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 5

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

17

x 2 3 7 x2 2

1 0

 

[-3; 5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

x2

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

0

 

 

[-5; 5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

8

8 0

 

 

[-10; 10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 5

 

 

 

 

1

5 0

 

 

[-5; 5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2