Составление программы

Перед составлением уравнений необходимо показать на схеме положительные направления известных и неизвестных величин. Сначала следует составить более простые уравнения по первому закону Кирхгофа, максимальное число которых должно быть на единицу меньше числа узловых точек. Недостающие уравнения следует составить по второму закону Кирхгофа.

После каждого правильно составленного уравнения (после сообщения, предусмотренного в строках ЗОЮ, 3020, -"Уравнение составлено правильно") обнуляется счетчик ошибок (строка 3030) и обучаемому предлагается вопрос: "Надо ли еще составлять уравнения по первому закону Кирхгофа?". При этом еще раз проверяется представление обучаемого о необходимом количестве уравнений по первому закону Кирхгофа для расчета токов в разветвленных электрических цепях (первый раз - перед составлением уравнений - задание 3, табл. 2.1).

Как было указано выше, необходимо перед составлением уравнений по законам Кирхгофа задать положительные направления э. д. с., токов и напряжений во всех ветвях цепи, обозначив эти направления на схеме стрелками. В этом отношении, как было в общем виде сказано в § 3-7, ч. I, весьма полезным может оказаться обозначение э. д. с., токов и напряжений двойными индексами, соответствующими обозначению узлов, между которыми находится данная в(твь цепи. Достаточно условиться, что положительное направление принимается от узла, соответствующего первому индексу, к узлу, соответствующему второму индексу, и тогда уже нет необходимости ставить стрелки на схеме, а сама аналитическая запись величин указывает принятое их положительное направление. При изменении порядка расположения индексов меняется знак э. д. с., тока или напряжения. Так как сопротивления ветвей цепи и проводимости являются параметрами, не имеющими направления, то порядок индексов у них безразличен.

Перед составлением уравнений по второму закону Кирхгофа необходимо выбрать положительное направление обхода контуров. Будем обходить контуры по часовой стрелке.

Перед составлением уравнений по второму закону Кирхгофа необходимо выбрать положительное направление обхода контуров. Будем обходить контуры по часовой стрелке.

Перед составлением уравнений размечают контурные токи. Направление их выбирают произвольно. Однако удобно (особенно для планарных схем) выбирать для всех контурных токов одинаковые направления, например по ходу часовой стрелки. При составлении уравнений по второму закону Кирхгофа каждый из контуров следует обходить по выбранному направлению соответствующего контурного тока.

Перед составлением уравнений необходимо показать на схеме положительные направления известных и условные положительные направления неизвестных величин. Сначала следует составить максимально возможное число-

1) составлением уравнений по законам Кирхгофа (либо методом контурных токов или узловых потенциалов) и представлением их решения в виде одной из форм уравнений (11.1 а — е);

1) составлением уравнений по законам Кирхгофа (либо методом контурных токов или узловых потенциалов) и представлением их решения в виде одной из форм уравнений (14.1, а—е);

Как было указано выше, необходимо перед составлением уравнений по законам Кирхгофа задать положительные направления ЭДС, токов и напряжений во всех ветвях цепи, обозначив эти направления на схеме стрелками. В этом отношении, как было в общем виде сказано в § 3.7, т. I, весьма полезным может оказаться обозначение ЭДС, токов и напряжений двойными индексами, соответствующими обозначению узлов, между которыми находится данная ветвь цепи. Достаточно условиться, что положительное направление принимается от узла, соответствующего первому индексу, к узлу, соответствующему второму индексу, и тогда уже нет необходимости ставить стрелки на схеме, а сама аналитическая запись величин указывает принятое их положительное направление. При изменении порядка расположения индексов меняется знак ЭДС, тока или напряжения. Так как сопротивления ветвей цепи и проводимости являются параметрами, не имеющими направления, то порядок индексов у них безразличен.

Разработка программной реализации алгоритма включает в себя следующие действия: распределение памяти и адресного поля микроЭВМ, составление детализированной схемы алгоритма, составление программы. Выполним эти действия для случая использования ВМ80.

В основе программного обеспечения лежит модульный принцип. Преимущества модульного программирования заключаются в том, что составление программы сводится к синтезу ее из модулей, причем последние можно считать элементами проблемно-ориентированного языка. Модули имеют тенденцию к унификации, т. е. один модуль может использоваться для нескольких программ и они могут формироваться и отлаживаться независимо друг от друга разными программистами, в разных системах программирования. Отладка программ упрощается тем, что в момент объединения модулей каждый из них уже отлажен. Благодаря модульной структуре программа может быть легко изменена путем создания новых модулей, или преобразования некоторых из уже имеющихся, или перестановки модулей, определяющих процесс обработки данных.

Составление программы решения задачи на АВМ не требует особой математической подготовки и специальных знаний в области численного анализа, однако необходимы глубокие знания объекта расчета, его особенностей. Следует хотя бы в общих чертах иметь представление об ожидаемых результатах решения. Блочная конструкция АВМ позволяет составлять схему решения задачи многими способами. Рациональность программы состоит в ее максимальной простоте при обеспечении необходимой точности решения.

токопроводящей области потребуются выражения, отличные от записанных выше. При этом разнотипность выражений для расчета элементов тока в узлах сетки в токопроводящей области и на ее границе затрудняет составление программы и увеличивает время расчета на ЦВМ из-за необходимости использования логических

Подразделение (19.29) на два независимых уравнения позволяет проводить расчеты переменного магнитного поля с помощью действительных величин, что существенно уменьшает затраты машинного времени на ЦВМ и в некоторых случаях упрощает составление программы на алгоритмических языках.

Практическая реализация метода конечных разностей предполагает составление программы расчета магнитного поля на ЦВМ. Для написания программы расчета необходимо: выбрать расчетную модель, выбрать систему координат и тип сетки, нанести сетку на расчетную модель, предварительно оценить затраты машинного времени и возможности ЦВМ.

При выборе расчетной модели необходимо, чтобы ее границы являлись или силовыми линиями, или линиями симметрии магнитного поля, или линиями раздела сред воздух — железо. Система координат выбирается такой, чтобы форма ячеек сетки обеспечивала наиболее точную аппроксимацию границ расчетной модели. При построении сетки учитываются граничные условия, границы токопроводящих и ферромагнитных областей расчетной модели. Наличие в расчетной модели участков быстрого изменения векторного потенциала может потребовать использования сетки с неравномерным шагом. Уравнения в конечных разностях, полученные с использованием закона полного тока в интегральной форме, требуют, чтобы линии сетки ограничивали расчетную модель. В противном случае для расчета векторных потенциалов в узлах вблизи границ, не совпадающих с линиями сетки, потребуются уравнения в конечных разностях в другой форме записи [3, 4], что затруднит составление программы и может отрицательно повлиять на сходимость итерационного процесса. При построении сетки необходимо учитывать, что с увеличением узлов точность расчетов возрастает в меньшей степени, чем затраты машинного времени. Поэтому удобно начинать расчеты поля на сетке с крупным шагом, постепенно уменьшая его до тех пор, пока не будет достигнута необходимая точность расчетов. Для проведения расчетов на сетке с числом узлов (т-п) в памяти ЦВМ необходимо отвести место для хранения следующей информации:

лярную функцию), а также процедуру вычисления матричной экспоненты (см. § 5.1). Выделение первого столбца из матрицы Fi(A; t), второго столбца из матрицы ^2(А; t) и суммирование этих столбцов завершают составление программы расчета установившейся составляющей решения рассматривгемого уравнения на первом полупериоде te[0, 1].

В общей теории электрических машин широко практикуется решение уравнений и преобразование их к выбранным координатным осям при помощи матричной алгебры. При этом оказывается удобным составление программы для использования вычислительной техники.

6. Составление программы на языке Ассемблера.

4) составление программы решения задачи для конкретной машины;