Реферат: Расчет на ЭВМ характеристик выходных сигналов электрических цепей
МИНИСТЕРСТВОСВЯЗИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ВЫСШИЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ
курсовая работа
по курсу
«Вычислительная техника и программирование»
на тему:
«Расчет на ЭВМ характеристик выходных
сигналов электрических цепей»
Руководитель:
РабушенкоВалентин Евгеньевич
Выполнила:
студенткагр. В9121
ГрицаН.
Минск
2000 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ… 4
2. ГОЛОВНОЙ МОДУЛЬ… 6
3. ТАБЛИЦА ИДЕНТИФИКАТОРОВ… 9
4. ПОДПРОГРАММА ФОРМИРОВАНИЯ МАССИВА UВХ… 9
5. ПОДПРОГРАММА ФОРМИРОВАНИЯ МАССИВА UВЫХ… 11
6. ПОДПРОГРАММА ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ… 12
7. ПОДПРОГРАММА ОТЛАДОЧНОЙ ПЕЧАТИ… 14
8. КОНТРОЛЬНЫЙ РАСЧЕТ… 16
заключение… 17
ЛИТЕРАТУРА… 20
/>/>/>/>1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
В настоящей работе,связанной с решением задач машинного анализа электрических цепей, необходимо позаданному входному сигналу
/> />
построить выходной сигнал
/> />
а затем определить разность
D = Uвых max — Uвых min
Вычисление величин Uвх(t)и Uвых(t) выполнить для N равноотстоящих моментов времени от tнач= 10 с. до tкон = 35 с. Для этого организуют массивы хранения в Uх(t)и Uвых(t), величину разности D необходимо вычислить спогрешностью e< 0,1.
При составлении схемы алгоритма используется принциппошаговой детализации. В общем случае структура алгоритма имеет вид, показанныйна рис. 1
В работе обработкасостоит в решении двух подзадач. Во первых формирование массива Uвх, Uвых инахождения погрешности e.Вычисление величины D зависит от количества расчетных точек N. Дляобеспечения требуемой точности в работе используется метод автоматическоговыбора расчетных точек N. Расчет величины D выполняется многократно, причем вкаждом последующем вычислении количество расчетных точек удваивается чтообеспечивает вычисление D с большей точностью. С этой целью организуетсяитерационный цикл. При каждом прохождении цикла сравниваются между собойпоследнее вычисленное значение величины D и значение этой величины, полученноепри предыдущем выполнении цикла, эта величина обозначается через V. ВеличинаV, используемая в вычислениях в начале оказывается неопределенной для первогопрохода цикла. Значение этой величины должно быть задано так, чтобы при пертойпроверке условия обеспечить повторное выполнение цикла. Поэтому удобно задатьначальную величину V близкой к максимально допустимому значению V = 1037.
/>
Рис. 1 Обобщенная структураалгоритма
/>/>/>/>2.ГОЛОВНОЙ МОДУЛЬ
При проектированиипрограммы с помощью метода пошаговой детализации в начале разрабатываетсяголовной модуль, а затем сами алгоритмы подпрограмм. Схема алгоритма головногомодуля имеет вид, показанный на рис. 2. Текст программы приведен в приложении1.
/>
Рис. 2 Схема алгоритма головного модуля
/>/>/>/>3. ТАБЛИЦА ИДЕНТИФИКАТОРОВ
Для составления схемалгоритмов и программ необходимо составить таблицу идентификаторов.
Таблица 1
ОБОЗНАЧЕНИЕ
ИДЕНТИФИКАТОР
НАЗНАЧЕНИЕ
1
2
3
tнач T0 Начальный момент наблюдения входного напряжения tкон T2 Конечный момент наблюдения входного напряжения e E Допустимая погрешность вычислений K Ключ определяющий режим работы (К=1 отладка, К=0 рабочий режим) Uвх (t) U1 Массив для хранения отсчетов входного сигнала Uвых(t) U2 Массив для хранения отсчетов выходного сигнала D t H Временной интервал между двумя соседними отсчетами входного сигнала P P Оценка погрешности вычисленной величины t T Текущий момент времени Uвх1 V1 Параметр передаточной характеристики Uвых max W Выходное напряжение максимальное Uвых minW1
Выходное напряжение минимальное Д D Разность вычислений а A Коэффициент
Продолжение таблицы 1
1
2
3
а1
A1 Коэффициентb1
B1 Коэффициент V Значение величины D, полученное на предыдущем шаге выполненияJm
M Допустимое значение числа удвоения количества отсчетов входного сигнала N N Текущее значение количества отсчетов входного сигнала Nнач N0 Начальное значение количества отсчетов входного сигнала/>/>/>/>
4. ПОДПРОГРАММА ФОРМИРОВАНИЯ МАССИВА UВХ
Для решения этой задачинеобходимо составить схему алгоритма программы. Решение зависит от способазадания Uвх. Схема алгоритма формирования массива Uвх приведена на рисунке 3.Подпрограмма имеет вид:
300 REM «Программа формирования массива Uвх»
310 T=T0: H= (T2 — T0) / (N — 1)
320 FOR I= 1 TO N
330 IF T<T1 THENA*(T-T0): GOTO 350
340 U1(I)=A*(T1-T0)-B*(T-T1)
350 T =T + H
360 NEXT I
370 RETURN
/>
Рис.3 Схема алгоритма формирования массива Uвх
При решении этой задачинеобходимо организовать арифметический цикл. В этом цикле для каждого элементамассива Uвх(I) вычисляется значение соответствующего элемента массивавыходного сигнала Uвых(I). Для заданного варианта схема алгоритма приведена нарис. 4. Подпрограмма имеет вид:
700 REM***ПОДПРОГРАММА ВЫЧИСЛЕНИЯ D***
710 D1=U2(1)
720 D2=U2(1)
730 FOR I=2 TO N
740 IF U2(I)> D1 THEN D1= U2(I)
750 IF U2(I)< D2 THEN D2= U2(I)
760 NEXT I
770 D= D1-D2
780 RETURN
/> /> /> /> /> /> /> /> <td/> Рис.4.Схема алгоритма подпрограммы формирования массива Uвых6.
/>/>/>/>ПОДПРОГРАММАВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ.
Для решения этой задачинеобходимо определить Uвых max и Uвыхmin, при этом возможны два вариантазначения решения. В первом для определения определить Uвых max и Uвыхmin можно использовать отдельный алгоритм, а во втором обе величинывычисляются соответственно. Схема алгоритма приведена на рис. 5.
Подпрограммавычисления разности D имеет следующийвид:
700 REM «Подпрограмма вычисление разности D»
710 W =U2(1): W1 = U2(1)
720 FOR I =2 TO N
730 IF U2(I) > W THEN W= U2(I)
740 IF U2(I) < W1 THEN W1 = U2(I)
745 W1=U2(1)
750 NEXT I
760 D = W –W1
770 RETURN
/>
/>/>/>/>7. ПОДПРОГРАММАОТЛАДОЧНОЙ ПЕЧАТИ.
Наэтом этапе отладки дополнительно вводится таблица значений элементов массивов Uвх(t), Uвых(t), D, V, P, N. Схема алгоритма приведена на рисунке 6. Подпрограмма имеет вид:
900 REM «Подпрограмма отладочной печати»
910 IF K =0 THEN GOTO 980
920 PRINT “Ном.точки”, “Вх. Напр.”, “Вых. напр.”, «D»
930 FOR I =1 TO N
940 PRINT I, U1(I) , U2(I), D
950 NEXT I
960 PRINT “N =“; N,“D = “; D, “V = “;P“P = “;P
970 STOP
980 RETURN
/>
Рис. 6 Схема алгоритма подпрограммы отладочной печати
/>/>8. КОНТРОЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
Исходные данные:
Набор Ntнач
tкон
t1
A B A1 B1 V1 IUвх(I)
Uвых(I)
Контрольный набор 8 10 35 23 1.2 1.2 5 0.05 101
2
3
4
5
6
7
8
4.2
8.4
12.6
13.2
9
4.8
0.6
5
0.882
3.528
7.938
8.712
4.05
1.152
5
Рабочий набор 8 10 35 22.5 1.2 1.2 5 0.05 10ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе решаютсязадачи машинного анализа электрических цепей. В курсовом проекте необходимо для заданной электрической цепи по известному входному сигналу UВХ(t) построить выходной сигнал UВЫХ(t), а затемопределить некоторые его характеристики W. Характеристика W вычисляется с погрешностью не более 0.1. Погрешность вычислениявеличины W зависит от количества расчетныхточек N, для этого используем методавтоматического выбора величины N.Который заключается в следующем: расчет величины W выполняли многократно, причем в каждом последующемколичество расчетных точек удваивается, что обеспечивает вычисление величины W с большей точностью. Вычисленияпрекращаются, когда достигается заданная точность вычислений. Таким образом,количество расчетных точек Nопределяется автоматически в процессе выполнения программы.
В этой курсовой работепри составлении схемы алгоритма использовали принцип пошаговой детализации.Сущность этого метода состоит в следующем: вначале разработали головной модуль,а затем перешли к разработке других подпрограмм.
Вычисление W реализовали с помощью обращения ктрем подпрограммам: формирование массива U(ВХ), формирование массива U(ВЫХ), обработка массива U(ВЫХ) в целях получения значения величины W.
Результатом вычислений вданной курсовой работе является значение заданной характеристики W. В данной курсовой работе этойвеличиной является D (разность междумаксимальным и минимальным значениями выходного сигнала).
Благодаря данной курсовой работе мыприобрели навыки работы с ПК, научились производить расчет на ЭВМ характеристиквыходных сигналов электрических цепей, составлять схемы алгоритмов, подпрограмми программ, а также производить их отладку.
/>/>/>
Приложение 1
Приложение 2
Литература
1. С. В. Козин, Б. Д.Матюшкин, М. Н. Поляк, А. С. Фаинберг и др.; Методические указания к лабораторнымработам по дисциплинам “Основы применения ЭВМ” и “Вычислительная техника винженерных расчетах”, ЛЭИС. — Л., 1988.
2. С. В. Козин, М. Н.Поляк, А. С. Фаинберг и др.; Методические указания к практическим занятиям подисциплинам “Основы применения ЭВМ” и “Вычислительная техника в инженерныхрасчетах”, ЛЭИС. — Л., 1988.
3. Светозарова Г. И., Козловский А. В., Мельников А. А. Практикум по программированию на языке“Бейсик”. — М.: Наука, 1988.
4. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, издание шестое, — М:, Инфра-М, 1996г.