Расчет на ЭВМ характеристик входных и выходных сигналов электрических цепей

Результат работы процедуры U_IN — сформированный массив отсчетов входного сигнала.

Процедура формирования массива выходных отсчетов Описание процедуры U_OUT смотрите в тексте программы.

Список формальных параметров процедуры O_OUT содержит входные параметры значения n, a, b, Uin1, uin, необходимые для расчета и формирования массива выходных отсчетов. По сути, эти параметры являются локальными и не сохраняют свои значения после выход из процедуры; uout — является выходным var — параметром, следовательно, параметр сохранит все свои значения и после выхода из процедуры и может быть использован как главной программой, так и другими процедурами.

Результат работы процедуры U_OUT — сформированный массив отсчетов выходного сигнала.

Функция для нахождения максимального значения выходного сигнала Описание функции MAXI смотри в тексте программы.

Результат работы функции — единственное значение, представляющее максимальное значение выходного сигнала. Этот результат передается в точку вызова функции из основной программы с помощью имени самой функции MAXI, поэтому в заголовке функции задан тип этого результата.

Список формальных параметров состоит из входных параметров n и uout. Эти параметры заданы как параметры — значения (отсутствует служебное слово var). После выхода из функции нам понадобится только одно единственное значение — max значение выходного сигнала. Поэтому последним оператором внутри функции стоит оператор присваивания, с помощью которого вычисленное значение максимума выходного сигнала присваивается переменной с именем функции MAXI, значение которого и будет передано затем в точку вызова функции.

Процедура записи массивов входного и выходного сигналов в файлы с именами f1. prn и f2. prn

Описание процедуры WRITEINFO смотри в тексте программы.

Список входных параметров состоит из заданных параметров n, uin, uout.

В разделе локальных переменных введем описание двух файловых переменных f1 и f2 типа text. В разделе операторов этим файловым переменным f1 и f2 ставят в соответствие физические файлы на диске с именами «f1.prn» и «f2.prn» соответственно. Это выполняется с помощью специальной процедуры assign. Имена файлов могут быть любыми, но они должны иметь расширение «prn», так как в дальнейшем предполагается использование математической системы MathCAD, которая для записи и чтения векторов и матриц использует файлы именно с этим расширением.

После окончания записи в файлы их необходимо закрыть с помощью процедуры close.

Процедура вывода результата программы на экран Описание процедуры REZULT смотри в тексте программы Список формальных параметров процедуры состоит из входных параметров — значений n, kl, uin, uout. Процедура выводит по определенному признаку результат работы программы на экран монитора. Это может быть контрольный расчет, выполненный студентом, или решение задачи при рабочем наборе исходных данных.

Главная программа Мы разбили задачу на ряд более простых самостоятельных подзадач, каждую из которых решали независимо друг от друга, реализовав их с помощью набора подпрограмм. Завершает работу над задачей главная программа, которая организует совместную работу всех подпрограмм, вызывая их в необходимой последовательности.

Контрольный расчет В рассматриваемой задаче необходимо выбрать контрольный набор значений исходных данных для следующих величин: N, tнач, tкон, U0, U1, a, b, Uвх1.

Величины tнач, tкон выберем из соображений удобства вычислений. Возьмем tнач=0с, tкон=2*πс. Количество расчетных точек n возьмем 5. При этом вычисления величин Uвх (t), Uвых (t) выполняется для моментов времени: t1 =tнач=0с, t2=π/2с, t3=πс, t4=3π/2с, t5=tкон=2πс.

Проверим подпрограмму формирования массива Uвых. Значения величин U0 и U1, влияющие на значение входного напряжения Uвх (t), выбирается так, чтобы среди отсчетов величины Uвх (t) были значения, меньшие Uвх1 и большие Uвх1. Возьмем U0=10 В, U1=3 В, Uвх1=9 В, a = 10 В, b = 0.1 В.

Приведем таблицу вычислений при контрольном расчете.

Набор данных Ручные вычисления Вычисления на ЭВМ n tнач tкон U0 U1 a b Uвх1 I Uвх Uвых (I) Umax I Uвх (I) Uвых (I) Umax 5 0 2π 10 3 10 0.1 9 1

5 10

10 10

16.9

10 16.9 1

5 10

10 10

16.9

9.9999 16.9 Расхождение в результатах ручного просчета и решения на ЭВМ связано с неточным представлением числа π(здесь использовалось π=3.1416).

Выполнение программы при рабочем наборе исходных данных.

Для рабочего набора все данные известны. Остается выбрать величину n. Возьмем n = 100.

Приведем графики зависимости сигналов от номера отсчета:

График входного сигнала

График выходного сигнала