37302

Инженерный анализ моделей технических систем с помощью MathCAD

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Освоить программу MathCAD и получить практические навыки ее использования при инженерном анализе моделей технических систем.

Русский

2013-09-24

72.5 KB

3 чел.

1. Цель

Освоить программу MathCAD и получить практические навыки ее использования при инженерном анализе моделей технических систем.

2. Программа работы

1. Изучить ключевые понятия по содержанию работы и ознакомиться с основными принципами инженерных расчетов в программном пакете MathCAD.

3. Получить у преподавателя исходные данные для расчета, внести их в отчет и записать последовательность и особенности их введения в компьютер.

4. Запустить программу MathCAD, изучить ее интерфейс, приемы численных и символьных преобразований.

5. Освоить выполнение простых математических вычислений с использованием программы MathCAD на примере общего задания (выполняется совместно с преподавателем).

6. Выполнить индивидуальное задание, полученное у преподавателя.

7. Оформить отчет, продемонстрировать его преподавателю.

3. Исходные данные для индивидуального задания

Вариант 3

1. Найти частную производную

2. Найти сумму матриц

и

3. Сократить дробь

4. Построить график функции

4. Последовательность выполнения общего задания

1) Запустите Mathcad с помощью Пуск – Программы - MathSoft Apps – Mathcad. После запуска программы вы увидите чистый лист, где курсор представлен в виде красного крестика.

2) Установите курсор в начало страницы и введите простое арифметическое выражение: 12345+(678455*25)/3.5 - cos(π)+exp(123)= и нажмите Enter. Значок π  вставляется следующим образом. Установите курсор на позицию, куда нужно вставить символ. На панели инструментов выберите пиктограмму Arithmetic Palette и в появившемся окне щелкните левой клавишей мыши по нужному значку. После знака "=" появится значение данного выражения. Щелкните левой кнопкой мыши на только что введенное выражение. Оно выделится черной рамкой. Наведите курсор на эту рамку и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, переместите выражение вниз страницы.

Решение: .

3) Создайте новый документ с помощью File - New - Blank Worksheet. Произведите сложение двух векторов. Для ввода вектора воспользуйтесь меню Insert - Matrix, установите Rows=3 и Columns=1. Сложите векторы:  и .

Решение: .

4) Создайте матрицу 3x3 (создается аналогично вектору, но установите Columns=3) . Произведите вычитание матрицы  из первой матрицы.

Решение: .

Скопируйте получившуюся матрицу и умножьте ее на .

Решение: .

5) Вычислите значение следующего выражения: . Для ввода математических символов воспользуйтесь пиктограммами Calculus Palette и Arithmetical Palette. После ввода выражения вставьте "=" и нажмите Enter.

Решение: .

6) Вычислите значение производной от выражения . Для этого после ввода выражения выделите в нем x и выберите меню Symbolics – Variable - Differentiate. Под записью вашего выражения появится запись его производной.

Решение: .

7) Вычислите неопределенный интеграл от  по x. Для этого снова выделите x и выберите Symbolics – Variable - Integrate.

Решение: .

8) Вычислите определенный интеграл  (аналогично пункту 8).

Решение: .

9) Создайте новый рабочий лист Mathcad. Произведите символьное преобразование интеграла . Для этого после ввода выражения нажмите Ctrl и точку (при английской раскладке клавиатуры), а затем щелкните мышью за границей выражения. Mathcad отобразит упрощенную версию первоначального выражения.

Решение: .

10) Проведите символьное преобразование массива .

Решение: .

11) Произведите символьное преобразование для .

Решение: .

12) Проведите символьное преобразование для .

Решение: .

13) Найдите решение уравнения . Для этого введите уравнение, используя для ввода символа равенства кнопку "=" из плавающей панели, вызываемой нажатием кнопки Evaluation and Boolean Palette на панели Math Palette. Далее выделите в данном уравнении x, и воспользуйтесь меню Symbolics – Variable - Solve.

Решение: .

5. Последовательность выполнения индивидуального задания

1) Находим частную производную для . Для этого после ввода выражения выделите в нем x и выберите меню Symbolics – Variable - Differentiate. Под записью выражения появится запись его производной . Далее делаем то же самое: . Теперь выделите у и выберите меню Symbolics – Variable – Differentiate. Появится ответ: .

2) Находим сумму матриц  и . Для этого привяжем данные матриц к буквенным значениям А и В. Затем просто складываем их .

3) Сократите дробь: . Для этого выделяем всю дробь и выбираем в меню Symbolics – Simplify. Ниже появится ответ: .

4) Построить график функции: .  Для этого вводим функцию, затем заходим в меню Insert - Graph - X-Y Plot. Появится график без данных, по оси ординат обозначаем ось как y(x), по оси абсцисс – х. График автоматически построится.

6. Выводы


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19496. АРХІТЕКТУРА СУЧАСНИХ ПЕРСОНАЛЬНИХ КОМП’ЮТЕРІВ 80.5 KB
  Персональний комп’ютер – це складна обчислювальна система, яка являє собою сукупність апаратних (основні технічні пристрої) та програмних (сукупність програмних засобів для обробки інформації) засобів, що дають змогу накопичувати і автоматизувати обробку будь-якої інформації.
19497. Требования к структуре и функционированию Системы 34 KB
  Требования к структуре и функционированию Системы По функциональным признакам структура АС подразделяется на следующие категории Представлена на примере АСУТП как системы с наиболее жесткими требованиями. Для АС других типов расписываются собственные требования: ...
19499. Тендер 27 KB
  Тендер АСУТП должна в обязательном порядке предусматривать полную замену устаревших средств КИП на современные. В обязательном порядке должна предусматриваться связь с заводской локальной и с корпоративной вычислительной сетью. Выбор конкретного поставщика...
19500. Типы взаимодействия с контроллерами 41 KB
  Типы взаимодействия с контроллерами. Центральное звено систем автоматизации микропроцессорный контроллер объединяет под этим названием ряд классов и типов универсальных микропроцессорных средств которые удовлетворяют запросам разных категорий заказчиков. По...
19501. Аппаратная реализация связи с устройствами ввода/вывода 167.5 KB
  Аппаратная реализация связи с устройствами ввода/вывода. Для организации взаимодействия с контроллерами могут быть использованы следующие аппаратные средства: COM порты. В этом случае контроллер или объединенные сетью контроллеры подключаются по протоколам RS...
19502. Программные средства для операторских станций в системе автоматизации управления производством (SCADA – системы) 28 KB
  Программные средства для операторских станций в системе автоматизации управления производством SCADA системы Программные системы и пакеты прикладных программ обеспечивающие работу компьютерных операторских станций в литературе получили наименование SCADAпрогра...
19503. Характеристики SCADA – систем 34.5 KB
  Характеристики SCADA систем 1. Общие данные SCADAпрограмм: фирмаразработчик; год первого выпуска и общий тираж характеристика опыта фирмы отработанности и популярности SCADAпрограммы; распространители в России и СНГ: примеры предприятий в России эксплуатирующ...
19504. Выбор SCADA – программы для конкретной системы автоматизации производства 33 KB
  Выбор SCADA программы для конкретной системы автоматизации производства При выборе SCADAпрограммы для конкретного проекта необходимо вначале четко определить набор требований к характеристикам операторских станций. На их основе определяются требования к SCADAпрограмм...