Учебники 80251
.pdfЗадание к упражнению 2.
30. Задать значения сопротивления r, индуктивности L и емкости С, подключенных параллельно к двум узлам, и амплитуду Um и частоту f приложенного к этим узлам синусоидального напряжения. Определить циклическую частоту ω, амплитуду Im и угол φ сдвига фазы суммарного тока:
Выдать исходные и расчетные значения в виде:
Упражнение 3. Работа с числовыми массивами в Scilab
1.Исходные значения задавать прямо в файле с программой. Для первой части работы задать одномерные массивы (вектора), а для второй части
–двумерные массивы (матрицы).
2.Для вывода отдельных значений и пояснений использовать функцию mprintf, а для вывода числовых массивов использовать функцию disp. Вывод осуществить именно так, как указано в варианте задания.
3.Программа должна быть универсальной, т. е. выполняться для произвольного количества элементов исходного вектора и произвольного числа строк и столбцов исходной матрицы.
Задача 1: Найти произведение положительных элементов вектора, стоящих на местах, кратных 3.
Добавить к исходной матрице новую последнюю строку, состоящую из сумм элементов каждого столбца. Добавить справа к полученной матрице столбец минимальных значений каждой строки.
Вывести исходные и полученные данные в виде:
11
Ниже приводится программа выполнения данного задания:
Задание к упражнению 3. Определить элемент вектора, наиболее близкий
кзаданному x.
Вматрице поменять между собой симметрично элементы выше главной диагонали с элементами ниже главной диагонали, а элементы главной диагонали расположить в обратном порядке.
Вывести исходные и полученные данные в виде:
12
Упражнение 4. Построение и оформление графиков функций
1.В программе создать массив значений аргумента, и получить массивы значений двух функций. Использовать поэлементные операции с массивами.
2.Построить графики двух функций в одном окне. Задать такие шаг и диапазон изменения аргумента, которые показаны в примере.
3.Применить все возможности оформления линий, маркеров и окон.
Даны две функции одного аргумента:
Построить графики, задав шаг и диапазон аргумента как на рис. 8:
Рис. 8. Пример построения графика Ниже представлена программа вывода показанного выше графического окна:
13
Задание к упражнению 4. Построить графики, задав шаг и диапазон аргумента как на рис. 9.
Рис. 9. Пример выполнения графика
14
Лабораторная работа № 6
РАБОТА С ТРЕХМЕРНЫМИ МОДЕЛЯМИ В SCILAB
1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.Научиться визуализировать результаты решения в трехмерном представлении.
2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Упражнение 1. Построение трехмерных изображений
Построим трехмерное графическое изображение тора. Поверхность тора в декартовых координатах (x,y,z) может быть задана параметрически через независимые аргументы α и β которые принимают значения от – π до π:
Описание программы представлено ниже:
Функция «meshgrid» создает двумерные массивы al и bet c заданным интервалом (в нашем примере от – π до π) и шагом изменения (здесь шаг равен π / 20). Отобразим полученную поверхность графически последовательностью команд:
Функция «mesh» строит аксонометрическое изображение поверхности, показанное на рисунке 10:
Функция, позволяющая строить раскрашенные трехмерные поверхности,
– «surf», при реализации описания программы обратите внимание на кавычки:
Пример ее использования показан в следующей программе
15
Данной программой поверхность задана функцией z = f (x,y) вида:
Рис. 10. Аксонометрическое изображение
Свойством facecol задается схема затенения. Это свойство может быть установлено как ’flat’ (по умолчанию) – раскраска граней, или ’interp’ – выполняется билинейная цветовая интерполяция (рис. 11).
Рис. 11. Задание цвета графику
16
Лабораторная работа № 7
РАСЧЕТ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В SCILAB
1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1Научиться рассчитывать частотные характеристики и представлять их графически с помощью Scilab.
2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Упражнение 1. Расчет частотных характеристик
Рассмотрим электрическую цепь, изображенную на рисунке, эта RLC – цепь представляет собой колебательный контур. Выходным сигналом y(t) считаем напряжение на зажимах индуктивного элемента uL(t), а входом – падение напряжения на всей цепи u(t).
Как известно из электротехники, выполнены соотношения:
Рис. 12. Цепь
Получаем дифференциальное уравнение:
а также передаточную функцию цепи:
где
.
Аргументом передаточной функции является комплексная переменная
17
Исследуем эту систему численно. Для этого примем следующие значения параметров: R=800 Ом, L=4 Гн, С=10-5Ф.
Последним оператором были получены численные значения частотной
характеристики |
) рассматриваемой цепи (рис. 12). С этой целью |
||
оператором omega=0:0.1:600 введен массив значений |
частоты |
с |
|
шагом |
(все значения приведены в системе СИ). Оператором s=%i |
||
*omega для всех |
сформирован массив аргументов |
(где i – мнимая |
единица). Последняя строка показывает найденные значения частотной передаточной функции ). Обратите внимание, что в последних двух операторах программы выполняются действия над массивами в целом, что позволяет избежать использования оператора цикла.
Чтобы деление массивов выполнялось поэлементно (а не трактовалось как недопустимая в данном случае операция обращения матриц), в последнем операторе использован знак «./», а не «/».
Построим частотные характеристики системы. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) определяется как модуль частотной передаточной функции системы:
Вычислим значения АЧХ и построим ее график (рис. 13):
18
Рис. 13. График амплитудно-частотной характеристики |
|
Теперь построим график фазочастотной характеристики (рис. 14) |
) |
Известно, что: |
|
Таким образом, фазочастотная характеристика для RLC –цепи при |
|
будет такой: |
|
Этот пример служит для демонстрации условного оператора if-elseif-end. Вычисление частотной характеристики для данного примера можно было бы выполнить без этого оператора с использованием функции atan(y,x) с двумя аргументами, возвращающей аргумент комплексного числа x+iy и лежащий в пределах .
Теперь выведем полученный результат на график (рис. 14):
19
Рис. 14. График фазочастотной характеристики
Построим графики вещественной и мнимой частотных характеристик и кривую Найквиста (АФХ) (рис. 15):
Рис. 15. Результаты построения
20