Пакет контролирующих и вычислительных программ

Для курсовой работы по ОСНОВАМ ТЕОРИИ Цепей

(Э.И Султанов.КАИ, кафедра ТРЭ, 1993)

Пакет программ позволяет решать следующие задачи:

1. Вычисление корней полинома (программа CORNI.BAS).

2. Расчет частотных характеристик по операторной функции цепи (программа CHAST.BAS)

3. Разложение дробной рациональной операторной функции на простые дроби (программа DROBI.BAS)

4. Проводит проверку разложения на простые дроби операторной функции (программа PROV.BAS).

5. Расчет переходной характеристики по операторной функции отклика, представленной суммой простых дробей (программа PERCHAR.BAS).

6. Проверка вывода в аналитической форме операторной функции пассивного четырехполюсника (программа CURS1.BAS)

7. Проверка вывода в аналитической форме операторного коэффициента передачи по напряжению активного фильтра (программа CURS2.BAS).

При запуске пакета используется командный файлCURS. ВАТ. По командам, содержащимся в этом файле, загружается программаGRAFICS.СOM,необходима для вывода графиков на принтер, и интерпретатор языка БЕЙСИКBASICA.СОМ, который в свою очередь вызывает программу OTC.BAS, содержащую меню данного пакета программ.

На экране появляется список программ, входящих в состав пакета:

“Выберите номер программы:

1–CORNI (корни полинома),

2–CHAST (частотные х-ки),

3–DROBI (разл. на дроби),

4–PROV (проверка к-тов дробей),

5–PERCHAR (переходные х-ки),

6 – CURS1.(пассивный чет-к).

7 – CURS2 (активным чет-к),

8 - конец работы, выход вMSDOS.

Ваш выбор (1 – 8)?”

Для запуска нужной программы необходимо ввести номер программы. При работе с программами потребуется вводить численные значения параметров элементов схемы, значения частоты сигнала и временные интервалы. Их необходимо задавать в основной системе измерений СИ. Большие и малые числа рекомендуется вводить в ЭВМ в экспоненциальной форме, например, 5.1е6или 125е-12 (буква е – латинского алфавита).

1. Программа CORNI .BAS

Эта программа вычисляет корни полинома вида

В(р) = b_n·pⁿ + b_n-1·p^n-1 + … b₁·р + b₀.

В программу введены 5 тестовых примеров.

Тест 1 –уравнение 6 порядка с кратными вещественнымии комплексно-сопряженными корнями.

Тест 2 –уравнение 5 порядка с кратными вещественнымикорнями.

Тест 3 –уравнение 4 порядка с кратными комплексно-сопряженными корнями.

Тест 4 –уравнение 2 порядка с корнем в начале координат.

Тест 5 –уравнение 3 порядка с вещественными некратными корнями.

Для решения собственной задачи необходимо указать по запросу ЭВМ степень полинома и ввести коэффициенты b_i в порядке возрастания степени. Если запрашиваемый коэффициент отсутствует, нужно ввести нулевое значение.

В ходе решения задачи результаты выводятся на экран, указывается тип корня (вещественныйили комплексно-сопряженный), его значение и кратность, если она больше 1.

По завершении работы программы предусмотрены варианты перехода:

1 –повторный пуск, 2 –тестовые примеры, 3 –выход из программы.

Программа CHAST. BAS

Она выполняет расчет частотных характеристик по операторной функции вида

В программе содержатся 4 тестовых примера.

Тест 1 – соответствует передаточной функции, у которой степень полинома числителя m = 2, степень полинома знаменателя n = 3.

Тест 2 – m = 3, n = 3.

Тест 3 – m = 2, n = 2.

Тест 4 – m = 2, а₀ = a₁, n = 4.

При отказе от тестовых примеров ЭВМ предлагает ввести собственную задачу. Запрашивается наименование операторной функции, например,

К_U, К_i, Y₁₂, Y₂₁ и т. п.

После вводаимени функции ЭВМ запрашивает некоторые данные: степень полинома числителя m, коэффициенты числителя (от а₀ до a_m), степень полинома знаменателяn, коэффициенты знаменателя (отb₀ до b_n).

Затем ЭВМ переходит к вычислению частотных характеристик. Для этого запрашивается диапазон частот – начальное значение частотыf₁ (значение f₁ должно быть не равным нулю), конечное значение частоты f₂, число точек на декаду k.

По введенным f₁, f₂, k машина определяет число точек таблицы NN и вычисляет частотные характеристики. По окончании вычислений ЭВМ предлагает варианты перехода:

1 – на вывод графика ЛАЧК,

2 – на вывод графика ЛФЧХ,

3 – на вывод графика АФХ,

4 – на вывод таблицы,

5 – на изменение f₁, f₂, k,

6 – на ввод новой функции Н(р),

7 – выход из программы.

По 1, 2, 3 вариантам производится вывод графиков на экран:

ЛАЧХ – логарифмической амплитудно-частотной,

ЛАФХ – логарифмической фазо-частотной,

АФХ – амплитудно-фазовой характеристик.

Их можно распечатать на принтере, используя команду«Print Screen» (она подается нажатием клавиш <SHIFT + PrS> или <ВЕРХ. РЕГ. + ПЕЧ.>

Вариант 4 предусматривает вывод таблицы с peзультатами расчетов на экран. Если вся таблица не уменьшается наэкране, то она выводятся частями, причем для продолжения вывода необходимо нажать <ВВОД>

По варианту 5 нужно ввести новые знамения f₁, f₂, k и произвести вычисление частотных характеристик по ранее введенной функции H(p).

Вариант 6 предусматривает ввод новой функции Н(р).

Программа DROBI. BAS

Она производит разложение на простые дроби дробной рациональной операторной функции вида

В программе приведены 5 тестовых примеров, в которых проводится разложение операторных функций с различными значениями m и n и различными по характеру и кратности полюсами.

При решении собственной задачи ЭВМ запрашивает m, n и коэффициенты полиномов а₁, b₁в порядке возрастания степеней.

При разложении функции ЭВМ вычисляет полюсы p_i и коэффициенты простых дробейA_i функции Н(р).

.

Программа PROV. BAS

Если студент произвел разложение операторной функции на простые дроби самостоятельно (не по программеDROBI.BAS), эта программа позволяет провести проверку этого разложения.

Для этого ЭВМ запрашивает m, n, a_i, b_i, p_i и A_i (см. программу DROBI).

По введенным данным ЭВМ вычисляет новые коэффициенты полинома числителя – с_iи полинома знаменателя – d_i и предлагает сравнить их с веденными a_i и b_i. Если коэффициенты не совпадают, то следует уточнить разложение функции.

Программа PERCHAR. BAS

Программа выполняет расчет переходной характеристики по операторной функции отклика, представленной суммой простых дробей.

Она содержит 3 тестовых примера расчета переходных характеристик напряжения на элементах последовательного колебательного кон­тура: U_R(t), U_L(t), U_c(t).

Тест 1 – приводится расчет напряжения на сопротивлении в последовательном колебательном контуре no следующему аналитическому выра­жению

Тест 2 – приводится расчет напряжения на индуктивности по следующему аналитическому выражению.

Тест 3 – расчет напряжения на емкости в последовательном колебательном контуре.

При отказе от тестовых примеров ЭВМ запрашивает наименование отклика в решении собственной задачи - входные напряжение U₁. или ток I₁ и выходные напряжение U₂ или ток I₂.

После ввода имени функции ЭВМ запрашивает число полюсов N, полюсы p_i и их кратность, коэффициенты A_i простых дробей исходной операторной функции.

Перед вычислением переходной характеристики запрашивается максимальное время T₂ и шаг таблицы Т₃ при расчете во временном интервале t = =0 ÷ Т₂.

Результат расчета может быть выведен на экран в виде графика или таблицы. При желании можно изменить временной интервал и шаг расчета, а также исходную функцию.

Программа CHRS1. BAS

Программа позволяет проверить в аналитической форме коэффициенты операторной функции для схемы пассивного четырехполюсника четвертого порядка. Номера вариантов заданий: 101-130, 201-230, 301-330.

После ввода номера задания ЭВМ предлагает выбрать проверяемый полином (числитель или знаменатель операторной функции), затем проверяется степень полинома, количество слагаемых, содержащихся в формуле коэффициентов полинома. Далее проверяются аналитическиевыражения для коэффициентов полинома.

Программа CURS2. BAS

Программа позволяет проверять формулу коэффициента передачи по напряжению для схемы активного фильтра второго порядка. Номера вариантов задания: 101-130, 201-230, 301-330. При положительном исходе программа ЭВМ запрашивает числовые значения RС–элементов и вычисляет параметры фильтров K₀, Q, F₀, т.е проверяются результаты параметрического фильтра.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Попов В. П. Основы теории цепей: Учеб. для вузов. –М.: Высш. к.,.1998.

2. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.Е. Основы теории цепей: Учеб. для вузов. –М.: Радио и связь, 2000.

3. Шебес М. Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей. –М.: Высш. шк.,.1990.