Описание программы.
Данная программа предназначена для решения задач 1-5.
Среда разработки: Delphi 6.0.
Интерфейс программы представляет собой форму, содержащую:
- поля ввода частоты 1-й гармоники в Гц и рад/с, а также сдвига напряжения в градусах и радианах 1-й гармоники;
- диаграмма, на которой отображаются графики фазовых напряжений 1-й гармоники и суммарных;
- группа из 6 флажков, определяющих видимость каждого графика на диаграмме.
- элемент q задания степени точности определения х;
- флажок all, определяющий, все ли конденсаторы должны быть задействованы при решении задач. При его установке решаются задачи 2 и 4, при сбросе - задачи 3 и 5.
- на вкладке “Основное” таблицу ввода амплитуд гармоник с номером 6*к ± 1, где к=1,…6. В этой же таблице отображаются найденные отношения емкостей для каждой гармоники и их найденные приближенные выражения рациональной дробью, а также циклические частоты гармоник.
- на вкладке “Разные ёмкости и стоимости” находится таблица cap ввода емкостей конденсаторов и их стоимостей, а также таблица comb, в которой отображается найденное оптимальное количество конденсаторов каждой ёмкости в числителе и знаменателе каждого отношения емкостей из х1,…х6. В ячейку выводится запись формата m--n, где m – числитель, n – знаменатель. В нижней строке этой таблицы выведено общее требуемое количество конденсаторов каждой ёмкости. Кроме того, на этой вкладке находится элемент numc задания количества различных емкостей от 1 до 10.
Программа содержит переменные:
Целые числа.
I, j, k, - параметры циклов;
L – число емкостей при решении задач 2 и 3; номер рассматриваемой группы с общим делителем при решении 4 и 5.
N – номер дешевейшего набора при решении задачи 4;
Qu – количество выполненных итераций в процедуре norel. Характеризует временную сложность задачи.
Вещественные числа.
W – циклическая частота 1-й гармоноки;
E – сдвиг напряжения
U – минимальное недопустимое отклонение найденного отношения емкостей числителя и знаменателя от требуемого Х.
R – наименьшая разница значений требуемого и реального знаменателя из всех рассмотренных комбинаций его емкостей в функции Norel;
Mn – наименьшая стоимость конденсаотра;
G, h – нижняя и верхняя границы стоимости рассматриваемых на данном шаге наборов.
Co - стоимость дешевейшего набора(задача 4)или объединения наборов(задача 5);
Cp – суммарная ёмкость конденсаторов данного набора;
Ca – требуемая ёмкость в знаменателе для данных ср и Х;
Логические: v – используется в различных алгоритмах;
Al – в процедуре findkit определяет, все ли компоненты х могут быть представлены данным набором;
Ye – найден набор, для которого истинно al. Условие окончания цикла изменения g и h при решении задачи 4.
Массивы.
А[0..12] – амплитуды гармоник;
Х[1..6] – отношения емкостей, обеспечивающие сглаживание соответствующих гармоник;
с, р – ёмкости и стоимости конденсаторов;
kit – массив целочисленных массивов – наборы емкостей, дающие нужные комбинации числителя и знаменателя;
cd, cdf – количества емкостей в знаменателе данного и наилучшего на данном этапе наборов соответственного;
b – массив, содержащий суммарные стоимости С и ёмкости Ср наборов в kit.
cb – дешевейшее объединение наборов задачи 5. Находится в процедуре findc;
cpn – количества всех имеющихся емкостей в рассматриваемом наборе;
sort – номера емкостей введённого массива в отсортированном массиве;
nkit – массив[1..6]целочисленных массивов. Номера наборов, дающих комбинацию для каждой компоненты х;
nk – целочисленный [1..6]. Номера наборов оптимального их объединения;
gr – массив целочисленных массивов – номера емкостей, входящих в соответствующие группы с общим делителем;
grn – номера группы, соответствующие каждой ёмкости;
nod – объявлен в процедуре findpsi. Для каждого конденсатора НОД всех емкостей его группы, стоящих по порядку до него включительно;
psi – сначала f, а затем Ψ от всех указанных емкостей для каждого конденсатора;
Используемые подпрограммы:
Процедура init – установка начальных значений при запуске программы;
Процедуры fchan, wchan – при задании соответственно частоты и циклической частоты 1-й гармоники пользователем. Перестраиваются графики(outgra);
Процедуры echan, degchan – при задании радианной и градусной меры сдвига Е;
Процедура outgra – вывод графиков фазовых напряжений;
Процедура fraccount– Решение задач 2, 4 или 3, 5;
Процедура showhide – показ или скрытие графика по желанию пользователя;
Процедура voltage – при задании амплитуд гармоник. Проверка корректности ввода и вызов outgra;
Процедура findpsi – нахождение массива psi;
Процедура findkit(n:integer;cost,cap:real) – рекурсивный поиск наборов, дающих требуемые отношения емкостей. Заполнение массивов b, kit, nkit, а при решении задачи 4 - и cdf. Параметры: n – номер элемента массива С, изменяемого на данном уровне рекурсии, cost, cap – суммарная стоимость и ёмкость на данном шаге;
Функция findr(m:integer):boolean – поиск подходящей комбинации в знаменателе данного набора, истинное значение, если такая найдена;
Функция norel(m,n:integer;cap,hi,lo:real):boolean – Перебор количества n-ых емкостей в знаменателе. Вызывает себя, если n<numc.value-1, где numc.value – количество емкостей. Возвращает истину, если не найдена комбинация в знаменателе, у которой суммарная ёмкость сар отличается больше, чем на r от требуемого для хm; hi, lo – границы в пределах которых находятся суммарные ёмкости знаменателя на рекурсиях, вложенных в данную, т.е, с большим значением n;
Функция findc(n:integer;kt:arn):boolean – рекурсивный поиск дешевейшего объединения наборов, номера которых хранятся в nkit. Объединение включает хотя по 1 набору, входящему в каждый 1-мерный массив в nkit. Уровень вложенности равен номеру рассматриваемого 1-мерного массива в nkit. Вызывается при решении задачи 5;
Процедура numcChan – при задании количества емкостей. Если добавлена новая, то она становится в 1.5 раза больше предыдущей, а её стоимость равной 1. Вызывается сарexit;
Процедура capExit – при задании емкостей и их стоимостей. После проверки корректности вызывается fraccount;