Применение системы MathCAD для исследования математической модели диодного ограничителя с графической характеристикой ЭДС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П. О. СУХОГО

Факультет энергетический

Кафедра «Информационные технологии»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информатика»

на тему:

«Применение системы MathCAD для исследования математической модели диодного ограничителя с графической характеристикой ЭДС»

Исполнитель:             студент гр. ЭС-21

Руководитель:                                                                         

Дата проверки:               _____________________

Дата допуска к защите: _____________________

Дата защиты:                  _____________________

Оценка работы:                _____________________

Подписи членов комиссии по защите курсовой работы: ______________________________

ГОМЕЛЬ 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………….…………...3

1 Компьютерное моделирование технического объекта….. ……………...5

1.1 Принципы компьютерного моделирования …………………………..........5

1.2 Численные методы, применяемые в моделировании….…………………..8

1.3 Применение системы MathCAD в компьютерном моделировании……...13

2 Алгоритмический анализ задачи………………………………………….17

2.1  Постановка задачи ………………..……………......………………………17

2.2  Описание математической модели..............................................................18

2.3  Анализ исходных и результирующих данных……………...……………19

2.4  Алгоритм решения задачи…….……….....…………...……………...........21           

3 Описание реализации задачи в MathCAD. ……………………………....24

3.1  Описание реализации базовой модели........................................................24

3.2  Описание исследований……………………………………...……………24

3.3  Вывод по результатам исследований .…….....…………...……………....25

Заключение……………………………………………………………………..25

Список используемых источников……………….………………………....26 

Приложение А Базовая модель ……………………………………………...27

Приложение Б Исследования ……………………………………………......31

Введение

Развитие автоматизированного проектирования прошло несколько стадий. Вначале ЭВМ применялась лишь для выполнения вычислений по методикам, ориентированным на ручное решение. Это не вносило ничего нового в процесс проектирования, а лишь ускоряло выполнение отдельных его этапов. Затем начали использовать математические модели, позволяющие имитировать функционирование объектов проектирования, что позволило обеспечить повышение точности получаемой информации, организовать поиск оптимальных проектных решений и достичь универсальности описания отдельных проектных операций и процедур. Были разработаны единые подходы к получению математических моделей для целых классов технических объектов, и эти подходы удалось формализовать. В результате процесс формирования математической модели оказалось возможным возложить непосредственно на ЭВМ.

До сих пор научные и инженерные расчеты остаются одной из важнейших сфер приложения компьютеров. Сейчас имеется целый ряд различных математических пакетов, реализующих разнообразные численные методы, а так же способных производить аналитические математические преобразования. Наиболее известными сегодня являются пакеты: Mat lab (фирма The MathWorks), MathCAD (фирма Math Soft Inc) и др.

Последние версии этих систем обладают развитым интерфейсом, языком программирования высокого уровня и возможностью создания документа в мультимедийном оформлении.

Применение системы MathCAD при решении прикладных задач технического характера позволило резко повысить скорость расчетов и уровень сложности задач.

Пакет MathCAD популярен, пожалуй, более в инженерной, чем в научной среде. Характерной особенностью пакета является использование привычных стандартных математических обозначений, то есть документ на экране выглядит точно так же как обычный математический расчет на листе бумаги. Пакет ориентирован в первую очередь на проведение численных расчетов.

Система имеет обширные вычислительные, графические, сервисные возможности, включает набор операторов программирования и ядро аналитического вычисления.

Разработка данного курсового проекта базируется на  возможностях математической системы  MathCAD.   

Целью данной курсовой работы является применение системы MathCAD для исследования математической модели диодного ограничителя с графической характеристикой ЭДС

 План  работы:  С использованием системы MathCAD рассчитаем аналитическую зависимость для заданной графически характеристики ЕДС, приведенной на рисунке. Затем рассчитаем значения функций напряжения на емкости в схеме без диода и в схеме с диодом. Построим графики этих функций и график ЕДС на одном поле. Исследуем влияние значений изменяемого параметра на вид функции напряжения на емкости в схеме с диодом и без диода. Построим сводные графики всех полученных функций напряжения на  одном поле. Для функции напряжения в схеме без диода, рассчитанной в п.2, вычислим параметры по индивидуальному заданию из таблицы 2.2. Результаты вычислений продемонстрируем графически.

Для выполнения курсовой работы была выбрана система MathCAD