Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кубанский государственный технологический университет»

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

ПРИКЛАДНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

Методические указания по выполнению контрольного задания

по дисциплине

«Прикладные вычисления в электроэнергетике»

для студентов заочной формы обучения и МИППС

направления 13.03.02 (140400.62) – «Электроэнергетика и электротехника»

Краснодар

2014

---

1 Методические указания к контрольным работам

1.1 Общие методические указания по выполнению контрольных и лабораторных работ

Контрольные работы выполняются на компьютере, поэтому все результаты работы, а также пояснительная текстовая часть контрольных работ оформляются в виде файлов на диске. На этой же диске во время лабораторно-экзаменационной сессии студентом также оформляются и результаты лабораторных работ по дисциплине.

В связи с этим дискету необходимо отформатировать и создать на ней три основных каталога – LAB, KR1 и KR2. Каталог LAB должен иметь два подкаталога – OTCHET и RES. Для остальных каталогов контрольных работ создать только подкаталог RES, в котором будут храниться файлы результатов, о которых упоминается в текстах контрольных заданий. Также в каждом из каталогов KR1 и KR2 должен содержаться текстовой файл пояснительной записки к данной контрольной работе. Эти файлы должны иметь титульный лист, текст задания из данных методических указаний и раздел выполнения работы, где необходимо описать порядок выполнения контрольной работы по пунктам задания. Содержание отчетов по лабораторным работам должно соответствовать требованиям методических указаний к этим работам. Для лабораторных работ, выполняемых в среде DOS, отчет удобнее всего оформить в текстовом редакторе «Лексикон», а для выполняемых в среде WINDOWS – в текстовом редакторе «Word» версий 6  2000. Пояснительные записки к контрольным работам оформляются в текстовом редакторе «Word» версий 6  2000.

Для совместимости работы диска в средах DOS и WINDOWS, а также с системой MatLab имена папок, файлов результатов и текстовых пояснительных файлов должны формироваться по правилам DOS – не более восьми символов, которыми являются латинские буквы, цифры и некоторые специальные символы. Имя файлам студент назначает самостоятельно, однако оно должно быть единым для всех файлов и отличаться только цифрами. Например, если отчету к первой контрольной работе присвоено имя ivanov2, то результаты первого задания должны иметь имя ivanov21, второго – ivanov22 и т.д., с соответствующими расширениями. И эти файлы должны быть размещены по своим каталогам.

Диск с контрольными работами сдается для рецензирования на кафедру в конверте, на конверте пишутся данные студента. Если имеются замечания, то преподаватель формирует их в виде файла ERROR, который размещается в корневой части диска. Аналогично рецензируются и лабораторные работы. При правильном выполнении контрольных и лабораторных работ студент допускается к собеседованию, а файлы с замечаниями уничтожаются с диска преподавателем. После получения зачета за осенний семестр, диск в дальнейшем хранится у студента до выполнения и защиты всех лабораторных и контрольных работ за весенний семестр. При этом все результаты осеннего семестра должны быть обязательно сохранены. Диск с полным комплектом файлов контрольных и лабораторных работ за оба семестра сдается на кафедру в весеннем семестре после получения зачета.

---

1.2 Методические указания к выполнению контрольной работы № 1

1.2.1 Данная контрольная работа посвящена изучению вычислительного пакета MathCad – 2000. При создании проблемных текстов данной контрольной работы следует в каждом из них ввести все текстовые блоки, предусмотренные исходным текстом, чтобы добиться максимального соответствия проблемного текста исходному. Для ввода подстрочных индексов используется нажатие клавиши точки в режиме ввода либо латинских, либо русских букв. Их не следует путать с подстрочными индексами, вводимыми с помощью палитры «Матрица», последние предназначены для обозначения элементов массивов. Ввод одних расчетных формул без каких-либо поясняющих комментариев не допускается.

При создании проблемного текста с расположением формул в том виде, как это приведено в задании, следует использовать символ глобального присваивания во всех выражениях, кроме задания функций. При этом список исходных данных располагать в начале проблемного текста, для них можно использовать символ обычного присваивания.

1.2.2 При выполнении первого задания следует руководствоваться примером составления проблемного текста, приведенном в приложении А. Аналогично должен быть составлен и проблемный текст в соответствии с данным заданием. Для выполнения операций над комплексными числами следует в начале проблемного текста ввести выражение для мнимой единицы. Вывод массивов аргумента и функций, а также построение графиков функций и их оформление выполнить так, как это сделано в приложении А.

1.2.3 Второе задание предусматривает операции с действительными числами, поэтому здесь не требуется вводить выражение для мнимой единицы. Проблемный текст фактически приведен в задании, нужно только формулы записать с учетом требований, изложенных в п. 1.2.1.

1.2.4 Третье задание также оперирует с действительными числами, поэтому с ним нужно работать так же, как и с предыдущим заданием. Данные по линиям электропередач необходимо взять из /2, c.574, 577/. Данные по трансформаторам взять из /3, c. 164/. Можно воспользоваться и другой аналогичной литературой, в любом случае в пояснительной записке к контрольной работе следует указать использованные литературные источники.

1.2.5 Четвертое задание оформляется в виде исходной и результирующих матриц с небольшими текстовыми комментариями. Схема составления верхней треугольной исходной матрицы приведена в приложении Б. На основании этой треугольной матрицы составляется симметричная квадратная матрица, над которой осуществляются матричные операции по заданию. Проблемному тексту следует дать заголовок «Операции над матрицами», в качестве текстовых комментариев дать заголовки исходной и результирующим матрицам, а также определителю и выводимым элементам матрицы.

---

1.3 Методические указания к выполнению контрольной работы № 2

1.3.1 Данная контрольная работа посвящена изучению вычислительной системы MatLab-6.0 и ее пакета моделирования динамических систем Similink-4.

Следует учесть, что MatLab является англоязычной системой, она не локализована для российского рынка. Поэтому она не всегда работает корректно при использовании символов кириллицы. Например, при использовании русских букв в комментариях М-файлов возможно сообщение об ошибке при запуске этих файлов. При использовании кириллицы в различных надписях и заголовках моделей Similink возможно частичное их пропадание при сохранении моделей. Кроме того, недопустимо использование символов кириллицы в именах переменных, а также в именах файлов, создаваемых системой MatLab либо создаваемых другими программами с целью последующего их использования системой MatLab. Во избежание некорректных ситуаций следует руководствоваться требованиями п. 1.1 данных методических указаний при назначении имен файлам.

1.3.2 В режиме прямых вычислений работа с системой носит диалоговый характер и происходит по правилу «задал вопрос – получил ответ». Пользователь набирает на клавиатуре вычисляемое выражение, редактирует его, если нужно, в командной строке и завершает ввод нажатием клавиши ENTER. Необходимо учитывать, что система MatLab, как и программа MathCad, различает прописные и строчные буквы. Для использования в последующих сессиях переменных, которые были получены в данной сессии работы, предусмотрено их сохранение в файле с расширением .mat. Этот файл рабочей среды записывается в двоичном виде, поэтому его просмотр в любом текстовом редакторе не даст никакой информации. Для сохранения результатов сессии в удобном для восприятия виде используется команда записи журнала работы diary, после которой указывается имя файла журнала с расширением .txt. В процессе работы можно приостановить запись в файл командой diary off и возобновить командой diary on. После выхода из MatLab можно просмотреть этот файл в каком-либо текстовом редакторе, например, блокноте.

1.3.3 Для работы с системой MatLab при использовании М-файлов необходимо учитывать, что существует две разновидности этих файлов – файлы-функции и файлы-программы. Перед началом работы с ними следует внимательно изучить их отличительные особенности. В файле-программе построения серии двухмерных графиков для открытия графического окна перед циклом включить команду figure. Внутри цикла перед командой plot добавить команду hold on, чтобы при каждом вхождении в цикл в существующее графическое окно добавлялась новая кривая. После цикла добавить команду grid on для нанесения на график координатной сетки. В файле-программе для построения двух поверхностей на одних осях следует команду mesh построения второй поверхности использовать в сочетании с командой hold on перед ней. Перед нанесением надписей на графики следует изучить справочное приложение В.

---

1.3.4 При использовании пакета Simulink следует вызвать окно браузера библиотек пакета. Первые две модели посвящены изучению базовой библиотеки пакета, а третья – изучению специализированной электроэнергетической библиотеки Power System Blockset 2.0. Для создания модели необходимо открыть новое окно, куда требуемые элементы переносятся из соответствующих библиотек простым перетаскиванием мышью. Поворот элемента осуществляется соответствующей командой из контекстного меню, вызываемого щелчком правой кнопки мыши на элементе. Соединение элементов осуществляется протягиванием линии от начала одного элемента до конца другого, в результате чего на этой линии появляется черная жирная стрелка. Ответвление от линии осуществляется протягиванием от нее линии при нажатой правой кнопки мыши. Остальные действия описаны по тексту задания.

Список литературы

1 Дьяконов В. Mathcad 2000: учебный курс. – СПб.: Питер, 2001. – 592 с.

2 Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.

3 Справочник по электрическим установкам высокого напряжения /С.А. Бажанов, И.С. Батхон, И.А. Баумштейн и др.; Под ред. И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова.– М.: Энергоиздат, 1981. – 656 с.

4 Справочник по электрическим машинам: в 2 т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т. 1. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456 с.

5 Ануфриев И.Е. Самоучитель MatLab 5.3/6.x – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 736 с.

6 Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. – СПб: Питер, 2002. – 528 с.

2 Задания к контрольным работам

2.1 Контрольная работа № 1

2.1.1 Дана следующая электрическая схема

Рисунок 2.1 – Исходная электрическая схема

Для данной схемы, используя программу MathCad, произвести следующие расчеты:

1. Рассчитать суммарный ток и токи в отдельных ветвях в комплексной форме. Значения сопротивлений и их вид приведены по вариантам в таблице 2.1, а значения ЭДС – в таблице 2.2.

2. Определить в комплексной форме напряжения в узлах 1, 2 и 3.

3. Для двух параметров, приведенных в таблице 2.2 по вариантам, определить их модуль и фазу.

4. Выразить функциональную зависимость данных параметров от времени. Построить графики этих зависимостей с помощью задания ранжированной переменной аргумента в интервале от 0 до 0,02 с, и с шагом 0,001. С использованием целочисленной ранжированной переменной создать массивы значений аргумента и рассматриваемых функций.

5. Определить активную, реактивную и полную мощности, потребляемые в схеме. Сохранить файл результатов расчетов на диске с именем «имя 11.mcd».

Таблица 2.1 – Варианты электрических сопротивлений схемы

Предпоследняя цифра зачетной книжки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тип Z1	R	L	C	C	R	L	R	L	L	C
Значение Z1	4	84	436	591	5	98	3	121	76	769
Тип Z2	C	R	L	L	R	C	L	R	C	R
Значение Z2	911	6	109	77	5	666	103	3	794	7
Тип Z3	L	C	R	R	L	R	C	C	R	L
Значение Z3	85	941	9	5	132	4	877	901	4	111
Тип Z4	R	L	R	C	L	R	C	R	R	L
Значение Z4	3	89	6	115	98	4	654	5	5	867
Тип Z5	C	R	L	L	C	C	R	L	L	C
Значение Z5	890	6	123	79	895	790	7	67	90	796

---

Смотрите также файлы

• МУ по изучению дисциплин.doc

• МУ по самостоятельной работе.docx

• Обложка на лабы.docx

• Вопросы к зачету.doc

• Laba5zadanie1.doc