РЕШЕНИЯ ЧИСЛЕННЫХ И АНАЛИТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Под общей редакцией
кандидата технических наук О.В. Гальцевой
Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета
Издательство
Томского политехнического университета
ББК 32.85
УДК 681.3.06
Г52
Гальцева О. В.
Г52 Методы и средства автоматизации профессиональной деятельности: учебное пособие / Гальцева О.В., И. В. Слащёв; под общ. ред. О.В. Гальцевой. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 156 с.
В учебном пособии содержится описание программных средств, позволяющих решать технические задачи, распространённые в электротехнике, электромеханике, электроэнергетике. Каждый раздел включает в себя необходимый теоретический материал, примеры решения типовых задач с применением прикладных программных средств. В учебное пособие включены программы MathCAD, Electronic Workbench, Elcut, T-Flex.
Учебное пособие подготовлено на кафедре электропривода и электрооборудования Национального исследовательского Томского политехнического университета и предназначено для студентов специальностей 140604, 140601, 140610, 140205, 140203, 140211 Института дистанционного образования.
ББК 32.85
УДК 681.3.06
Рецензенты
Кандидат технических наук, доцент кафедры ИИТ
Томского университета систем управления и радиоэлектроники
А. А. Шибаев
Заведующий кафедрой электропривода и автоматики
Северской государственной технологической академии,
кандидат технических наук, доцент
С.Н.Кладиев
© Гальцева О.В., 2011
© НИ Томский политехнический университет, 2011
© Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2011
| Оглавление
|
|
| Введение
|
| Раздел 1.
| Применение программы MathCAD для решения численных и аналитических задач….
|
| Тема 1.
| Символьные вычисления с использованием встроенных операторов пакета MathCAD …………
|
| Тема 2.
| Матричная алгебра …………….….
|
| Тема 3.
| Решение уравнений
|
| Тема 4.
| Численное решение дифференциальных уравнений в MathCAD ………………………………
|
|
| Задание №1……………………………
|
| Раздел 2.
| Имитационное моделирование электронных схем в программе Electronic Workbench…………….............
|
| Тема
| Интерфейс и возможности программы Electronic Workbench……
|
|
| Задание №2
|
| Раздел 3.
| Решение двухмерных полевых задач в программе Elcut…………………………….
|
| Тема
| Использование пакета Elcut для выполнения расчётов электрических полей………………………….
|
|
| Задание №3
|
| Раздел 4.
| Применение пакета «T-Flex CAD» при ассоциативном черчении…………………
|
| Тема 1.
| Возможности пакета T-Flex CAD 9.x при ассоциативном черчении…………………..…….…………...
|
| Тема 2.
| Возможности системы автоматизированного проектирования T-FLEX v.9.x и выше при создании сборочных чертежей. Работа с параметрическими библиотеками стандартных элементов………….….
|
| Тема 3.
| Создание параметрического чертежа………………
|
|
| Задание №4
|
| Приложение
| Глоссарий к программам Electronic Workbench, MathCAD, Elcut
|
|
| Библиографический список…………………………
|
| |
|
|
| |
ВВЕДЕНИЕ
В учебном пособии содержится описание программных средств, позволяющих решать технические задачи, распространённые в электротехнике, электромеханике, электроэнергетике.
Курс «Методы и средства автоматизации профессиональной деятельности» предназначен для подготовки инженеров по специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» Института дистанционного образования Национального исследовательского Томского политехнического университета. Его изучение включает в себя четыре распространённых программных средств MathCAD, Electronic Workbench, T-Flex CAD, ELCUT. Общей целью курса является изучение интерфейса и пользовательских настроек применяемых программных средств и получение практических навыков решения типовых инженерных задач.
После изучения программ, представленных в данном пособии, и самостоятельной проработке примеров студент получает теоретическую и практическую подготовку, необходимую для успешного применения современных прикладных программных средств автоматизации инженерной деятельности.
Раздел 1. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ MATHCAD ДЛЯ
РЕШЕНИЯ ЧИСЛЕННЫХ И АНАЛИТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Программа MathCAD является высокоэффективным инструментом автоматизации численных и аналитических вычислений.
MathCAD имеет дружественный интерфейс. Существует несколько версий программы (MathCAD 7, 8, 2000 и выше), встречающихся в инженерной практике. Высокое качество решения численных задач достигается с использованием версии MathCAD 2000. Ее мы рекомендуем использовать для решения заданий по этому разделу.
Особенности интерфейса программы описаны в литературе, приведенной в конце пособия.
Рассмотрим математическую панель, которая наиболее часто применяется в решении рассматриваемых задач (рис.1.1).
| Рисунок 1.1. Математическая панель MathCAD: 1-панель символьных вычислений; 2- панель калькулятора; 3-панель символов греческого алфавита; 4-панель программирования; 5-панель математического анализа; 6-панель графиков; 7-панель вычисления. 8-панель логических операций; 9-панель матриц
| Панель символьных вычислений 1 содержит команды символьного процессора, позволяющего в символьном виде решать следующие задачи: упрощение выражений, решение нелинейных уравнений, разложение уравнений на множители, разложение в ряд Тейлора, прямые и обратные преобразования Лапласа, Фурье, z-преобразование. Панель калькулятора 2 позволяет быстро набрать и посчитать алгебраические и тригонометрические численные выражения. Панель символов греческого алфавита 3 позволяет использовать в математических выражениях привычные обозначения переменных. Панель программирования 4 позволяет производить с обрабатываемыми данными стандартные алгоритмические процедуры с применением операторов условного и безусловного циклов, операторов условного перехода и других типовых операторов. Панель математического анализа 5 содержит процедуры, позволяющие находить пределы, суммы, производные, интегралы выражений. Панель графиков 6 позволяет индицировать полученные промежуточные и итоговые результаты в виде плоских и трехмерных графиков в декартовой и полярной системах координат. Панель вычислений 7 позволяет производить операции локального и глобального присваивания, вывод результатов вычислений в численном и символьном формате. Панель логических операций 8 позволяет эффективно составлять логические выражения, что часто используется при обработке данных. Панель матриц 9 содержит все самые необходимые для работы с матрицами процедуры.
|