Разработка алгоритма и программы расчёта электрической цепи, страница 5

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ

Назначение программы

Программа предназначена для расчета электрической цепи синусоидального тока данной конфигурации.

Язык программирования — ФОРТРАН.

Программа проверена на контрольном примере. Может быть использована для исследования идентичной электрической цепи.

Описание логики

·  Головной модуль

Требуется рассчитать электрическую цепь и сопоставить изменения токов в неразветвленной части схемы и ее ветвях, сопоставить изменение напряжения на зажимах схемы и напряжений на конденсаторе C₁ и индуктивности L₃, исследовать влияние изменения параметра R₄ на действующие значения токов и напряжений на элементах схемы.

Ввод исходных данных происходит путем считывания их из заранее созданного файла EMO.in.

Необходимо найти индуктивные и емкостные сопротивления катушек индуктивности и конденсаторов соответственно. Потом представим сопротивления элементов в комплексной форме. Мгновенные значения токов и напряжений будут вычислены за один период. Зададимся шагом или приращением времени, которое определяется как отношение периода (Т) к числу точек (N), для которых нужно вычислить мгновенные значения.

                                                         (30)

                                                           .                                                           (31)

Произведем свертку схемы. Используя закон Ома, записанный в комплексной форме  , найдем максимальное значение тока в неразветвленной части схемы. Токи в ветвях цепи найдем по правилу плеч. Нахождение  начальных фаз, а также мгновенных значений токов и падений напряжений в других частях схемы производится по формулам, приведенным в математической модели. Для этого организуется цикл, в результате работы которого заполняются соответствующие массивы. Он организован при помощи оператора GO TO. Цикл повторяется определенное количество раз (пока текущее время не превысит время периода). После выхода из цикла вычисляются действующие значения токов и напряжений при помощи подпрограммы Pr, вычисляющей определенный интеграл методом Симпсона. Шагом интегрирования является приращение времени в основной программе. Так как понадобится не одно действующее значение токов и напряжений, то необходимо для них описать массивы. Вычисленные значения заносятся в соответствующие таблицы.

Надо вычислить действующие значения токов и напряжений при изменении параметра R₄ от Q₁ до Q₂ ) и построить графики изменения токов и напряжений. Для этого используем подпрограммы GRAF и Pr.

·  Подпрограмма Pr

Обращение к подпрограмме имеет вид:

CALL Pr (mas,t,n,o), где N - число разбиений периода синусоидальной функции,

       mas -массив мгновенных значений тока (напряжения) за период,

       t – период синусоидальной функции,

       H=T/N -шаг интегрирования,

       o -значение вычисленного интеграла.

Вначале осуществляется чистка ячейки,  где будет накапливаться значение (V²_k+V²_k+1)/2  S=0. Организуется цикл по переменной I, изменяющейся от 1 до N-1. В цикле вычисляется сумма. Далее вычисляется значение интеграла, после чего происходит возврат в точку вызова.

·  Подпрограмма grafik

Обращение к подпрограмме имеет вид:

CALL grafik(v,w,x,y,z,r,n),

где v,w,x,y,z -массивы значений исследуемых функций,

r - размерность массивов,

n - номер логического устройства для вывода графиков.

Необходимо заметить, что при вычислении действующих, а также мгновенных значений некоторых токов и напряжений некоторые из них получались очень малыми или почти не отличались друг от друга, а другие – большими. Это создавало трудности при совместном расположении нескольких графиков на одной координатной плоскости, поэтому организовывались дополнительные циклы, в которых производилось увеличение значений посредством их умножения на определенные коэффициенты. Новые значения помещались в специальные массивы и использовались для построения графиков.

Входная информация