Математические модели в расчетах на ЭВМ

Рисунок 2.1 – Схема соединения звеньев

Передаточные функции элементов имеют вид:

Прежде чем перейти к моделированию во временной области необходимо составить в соответствии с заданной структурой соединения элементов, систему дифференциальных уравнений, которой будет описываться заданная система. При этом следует помнить, что все численные методы дают наиболее точное решение для дифференциальных уравнений первого порядка.

Передаточной функцией называется отношение изображения по Лапласу выходной величины, к изображению по Лапласу входной величине при нулевых начальных условиях, формула (2.1):

(2.1)

Составим систему дифференциальных уравнений в соответствии с (2.1):

Преобразуем полученные формулы:

Текст разработанной программы приведён на рисунке 2.3. При разработке программы были введены следующие идентификаторы:

T – начальное значение,

T1 – конечное значение,

H – шаг интегрирования,

М – шаг печати,

К – для организации печати с принятым шагом.

Для вычисления правых частей уравнения системы введены идентификаторы F1-F2. Текущее значение интегральной кривой, являющейся выходной функцией, хранящееся в переменной Y3.

CLS

PRINT "Моделирование во временной области"

PRINT "Введите M, H, T, T1"

INPUT M, H, T, T1

YI = 0: Y2 = 0: Y3 = 0: Y4 = 0: Y5 = 0: Y6 = 0: Y7 = 0: K = 1: X = 1

15 PRINT "T="; T, "Y3="; Y3

20 F1 = (X - Y1) / 10: Y = Y1 + F1 * H

F2 = (X - Y) / 10: Y1 = Y1 + ((F1 + F2) / 2) * H

F1 = (2 * (Y1 + Y4) - Y2) / 15: Y = Y2 + F1 * H

F2 = (2 * (Y1 + Y4) - Y) / 15: Y2 = Y2 + ((F1 + F2) / 2) * H

F1 = (2 * X - Y4) / 5: Y = Y4 + F1 * H

F2 = (2 * X - Y) / 5: Y4 = Y4 + ((F1 + F2) / 2) * H

F1 = (3 * X - Y6) / 12: Y = Y6 + F1 * H

F2 = (3 * X - Y) / 12: Y6 = Y6 + ((F1 + F2) / 2) * H

F1 = (Y6 - Y7) / 8: Y = Y7 + F1 * H

F2 = (Y6 - Y) / 8: Y7 = Y7 + ((F1 + F2) / 2) * H

F1 = (4 * (Y1 + Y4) - Y5) / 10: Y = Y5 + F1 * H

F2 = (4 * (Y1 + Y4) - Y) / 10: Y5 = Y5 + ((F1 + F2) / 2) * H

F1 = (Y2 + Y5 + Y7 - Y3) / 20: Y = Y3 + F1 * H

F2 = (Y2 + Y5 + Y7 - Y) / 20: Y3 = Y3 + ((F1 + F2) / 2) * H

T = T + H

IF T > T1 THEN 100

IF T >= K * M THEN 80 ELSE 85

80 K = K + 1: GOTO 15

85 GOTO 20

CLS

100 END

Рисунок 2.3 – Листинг программы моделирования во временной области

После запуска программы были получены значения T и Y приведенные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Значения T и Y

 Скачать реферат