Mathcad, Matlab, Matlab Simulink, Scilab в электротехнике (256,00 руб.)

Стр.3

Стр.169

Стр.170

Стр.171

УДК 004.42 (075.8) +621.3.001.57 (075.8) ББК 32.973я73+31.21я73 Б918 Печатается по решению кафедры электротехники и мехатроники Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета (протокол № 7 от 12 марта 2021 г.) Рецензенты: доктор технических наук, профессор кафедры технологии машиностроения Донского государственного технического университета (ДГТУ) В. И. Бутенко кандидат технических наук, доцент кафедры летательных аппаратов Южного федерального университета Р. Г. Шаповалов Бурьков, Д. В. Б918 Mathcad, Matlab, Matlab Simulink, Scilab в электротехнике : учебное пособие / Д. В. Бурьков ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2021. – 171 с. ISBN 978-5-9275-3961-1 В работе приведены эффективные приемы работы с распространенными программными средствами математического и имитационного моделирования. Данное учебное пособие предназначено для студентов и учащихся, изучающих информационные технологии в рамках направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника». УДК 004.42 (075.8) +621.3.001.57 (075.8) ББК 32.973я73+31.21я73 ISBN 978-5-9275-3961-1 © Южный федеральный университет, 2021 © Бурьков Д. В., 2021 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2021

Стр.3

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................... 3 ВВОДИМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ....................................................................... 5 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ В СИСТЕМЕ СИ ............................................................................................... 7 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ......................................................... 8 1.1. Электрическая цепь ............................................................................... 8 1.2. Ток и напряжение в электрической цепи ............................................ 9 1.3. Мгновенная мощность ......................................................................... 10 1.4. Электрические схемы замещения и их элементы .............................. 11 1.5. Основы топологии электрических схем ............................................. 13 1.6. З Законы Кирхгофа в топологическом изложении ............................ 17 2. ОСНОВЫ АНАЛИЗА СХЕМ С ИСТОЧНИКАМИ ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА ................................................................. 23 2.1. Понятие о гармонических функциях .................................................. 23 2.2. Переход к комплексному виду представления электрических величин ....................................................................................................... 24 2.3. Действия над комплексными числами ................................................ 26 2.4. Комплексное сопротивление и проводимость участка схемы ......... 29 2.5. Схемы замещения в комплексной форме ........................................... 31 2.6. Комплексная форма записи закона Ома ............................................. 32 2.7. Законы Кирхгофа в комплексной форме ............................................ 33 2.8. Реакция пассивных элементов схем на гармоническое воздействие ................................................................................................ 33 2.9. Метод эквивалентных преобразований ............................................. 38 2.10. Баланс мощностей. Энергетические процессы в цепях переменного тока ....................................................................................... 38 2.11. Алгоритм расчета баланса мощностей ............................................. 41 3. MATHCAD В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ .......................................................... 43 3.1. Краткие теоретические сведения ....................................................... 43 3.2. Области в рабочем поле Mathcad ........................................................ 45 3.3. Выбор областей .................................................................................... 46 3.4. Редактирование графика ...................................................................... 51 168

Стр.169

Содержание 3.5. Создание массивов чисел – векторов или матриц ............................. 53 3.6. Символьные (аналитические) вычисления в пакете Mathcad ........... 55 3.7. Решение уравнений в Mathcad ........................................................... 60 3.8. Нахождение корней полиномов ......................................................... 61 3.9. Решение систем линейных уравнений ............................................... 62 3.10. Метод решения через вычислительный блок «Given–Find» .......... 63 3.11. Метод решения через команду solve ................................................ 64 3.12. Построение графика разрывной функции ....................................... 65 3.13. Построение трехмерного графика ................................................... 66 4. MATLAB. НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ................................................................................... 67 4.1. Описание интерфейса MATLAB ....................................................... 67 4.2. Выполнение вычислений .................................................................... 72 4.3. Создание векторов и матриц. Выполнение простых вычисления ... 76 4.4. Построение графиков ......................................................................... 80 4.5. Подобласти на поле графика .............................................................. 83 4.6. Построение трехмерных графических объектов ............................... 84 5. СИМВОЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В MATLAB. РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ И СИСТЕМ УРАВНЕНИЙ ................................................... 87 5.1. Формирование m-файлов .................................................................... 89 6. СОЗДАНИЕ ПОЛИНОМОВ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ MATLAB .............................................................................. 93 6.1. Постановка задачи. .............................................................................. 93 6.2. Импорт данных .................................................................................... 93 6.3. Утилита Curve Fitting ......................................................................... 95 7. MATLAB LIVE EDITOR .......................................................................... 105 7.1. Запуск кода ........................................................................................ 106 7.2. Форматирование текста..................................................................... 109 7.3. Форматирование текста в живом редакторе (дополнительные опции) ...................................................................................................... 110 7.4. Создание и запуск разделов в коде ................................................... 111 7.5. Запуск разделов ................................................................................. 113 7.6. Интерактивное изменение значения величин в разделах ............... 114 7.7. Изменение фигур в живых сценариях .............................................. 114 169

Стр.170

Содержание 7.8. Редактирование графика .................................................................... 115 8. SIMULINK. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПАКЕТЕ MATLAB SIMULINK . 117 9. ВВЕДЕНИЕ В SCILAB ............................................................................. 128 9.1. Интерфейс ......................................................................................... 128 9.2. Массивы в Scilab ............................................................................... 138 9.3. Решение СЛАУ в Scilab ..................................................................... 142 9.4. Визуализация в Scilab ........................................................................ 144 10. ЗАДАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ В MATHCAD, MATLAB И SCILAB. .......................................................... 154 10.1 Расчет простой цепи постоянного тока методом эквивалентных преобразований .............................................................. 154 10.2. Расчет простой цепи постоянного тока с использованием систем линейных уравнений ................................................................... 156 10.3. Расчет простой цепи переменного тока с использованием систем линейных уравнений ................................................................... 156 11. ТЕСТЫ И ВОПРОСЫ ............................................................................. 160 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 166 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................ 167 170

Стр.171