Электрическая цепь — это совокупность источников и приёмников электрической энергии, а также соединяющих их проводников.
Введение
Процесс проектирования электрических цепей является комплексом операций по исследованию, расчёту и конструированию электрических схем, целью которого считается формирование описания, которое является необходимым и достаточным условием для реализации нового продукта или процесса, соответствующих заданным требованиям. Данное описание может быть получено как результат модификаций определённого первичного описания, сформированного как техническое задание. Процесс проектирования считается автоматизированным, когда все коррекции описания выполняются путём взаимодействия специалиста и компьютерного оборудования, и проектирование является автоматическим, когда все операции по модификации описания исполняются компьютером без участия пользователей.
Автоматизация проектирования подразумевает значительное изменение методик и средств проектных процессов.
Расчеты на ЭВМ характеристик выходных сигналов электрических цепей
Рассмотрим конкретный пример решения задачи анализа электрических цепей при помощи компьютерной программы. Предположим, задан входной сигнал следующего вида:
$Uвх(t) = a(t – t_{нач})$ при $t ≤ t_1$
$Uвх(t) = a(t_1 – t_{нач}) – b(t – t_1)$ при $t > t_1$
Необходимо выполнить построение выходного сигнала:
$Uвых = a$ при $Uвх ≤ Vвх_1$
$Uвых = bU^2$ при $Uвх > Vвх_1$
После этого нужно вычислить разность:
D = Uвых max - Uвых min, при допустимой погрешности вычислений ε меньше 0,1
Определение значений Uвх(t) и Uвых(t) необходимо осуществить для N равноотстоящих временных моментов, а именно, от tнач = 10 сек до tкон = 35 сек.
Для решения поставленной задачи следует организовать массивы для сохранения значений Uх(t) и Uвых(t). При формировании схемы алгоритма необходимо использовать принцип пошаговой детализации. Структурная организация алгоритма для общего случая может быть представлена в следующем виде.
Рисунок 1. Алгоритм. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
На этапе «обработка» выполняется решение следующих подзадач:
- Создание массивов Uвх, Uвых.
- Определение погрешности ε.
Расчёт значения D обладает зависимостью от числа расчётных точек N. Чтобы обеспечить требуемую точность, можно применить способ автоматического определения расчётных точек N. Определение значения D должно исполняться неоднократно, и при этом при всех последующих расчётах число расчётных точек должно удваиваться для обеспечения вычислений D с необходимой точностью. Эта операция выполняется при помощи итерационного цикла. Во всех вхождениях в этот цикл выполняется сравнение последнего найденного значения D и его же значение, но вычисленное в предыдущем вхождении в цикл. Это значение разности обозначим как V. Переменная V, применяемая при вычислениях, изначально будет неопределённой при выполнении первого вхождения в цикл. То есть, исходное значение данной переменой необходимо определить так, чтобы первая проверка не останавливала исполнение цикла. Это означает, что необходимо задание исходного значения V близким к максимальному, а именно, V = 1037.
При формировании программы при помощи методики пошаговой детализации сначала необходимо разработать головной модуль, а уже далее разрабатываются подпрограммные алгоритмы. Алгоритм головного модуля приведён на рисунке ниже.
Рисунок 2. Алгоритм. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Чтобы сформировать схемы алгоритмов и подпрограмм следует вначале осуществить формирование таблицы идентификаторов. Эта таблица приведена на рисунке ниже.
Рисунок 3. Таблица. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Текст подпрограммы, формирующей массив Uвх, приведён ниже:
Рисунок 4. Текст подпрограммы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Чтобы решить поставленную задачу, следует осуществить организацию арифметического цикла. В данном цикле для всех элементов массива Uвх(I) следует вычислить значение соответствующего компонента выходного сигнала Uвых(I).Текст подпрограммы, формирующей массив Uвых, приведён ниже:
Рисунок 5. Текст подпрограммы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Далее необходимо разработать подпрограмму определения разности. Чтобы решить эту задачу следует найти Uвых max и Uвых min. Текст подпрограммы, определяющей разность D, приведён ниже:
Рисунок 6. Текст подпрограммы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Текст подпрограммы отладочной печати приведён ниже.
Рисунок 7. Текст подпрограммы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
