Разработка программно-методического комплекса для анализа линейных эквивалентных схем в частотной области для числа узлов <=500 (стр. 5 из 7)
 |  | |  | |
det[A1,...Ai-1,Y,Ai+1,...An]
xi=¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
detA
Будем считать, что в схеме имеется единственный источник входных сигналов.
[ Cp + G ] x = Y - исходная модель
det[Cp+G]/ab 
¾¾¾¾¾¾ 0det[Cp+G] 0
xl/xk= ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ =...............= A1...Ai-1 0 Ai+1...An0
det[Cp+G]/dg0
¾¾¾¾¾¾
det[Cp+G]det[Cp+G]/ab anpn+...+a1p+a0 an(p-z1)*...*(p-zn)
detA1=*[A2].....= ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ =
det[Cp+G]/dgbmpm+...b1p+b0 bm(p-p1)*...*(p-pm)
где А1 - большая матрица, в которой вычитаем строку и столбец,
А2 - алгебраическое дополнение, оставшееся после вычитания строки и столбца,
a,b,d,g - говорят о номерах вычеркнутых строк и столбцов, многочлен имеет ровно столько корней, какова его степень. корни могут быть вещественными и/или комплексно сопряженны-ми.
{an/bm - константы = к,
z1 ,... ,zn - нули,
р1 ,... ,рm - полюсы,
к уровень системной функции (к=an/bn) }
Az1ejjz1*...*Aznejjzn
= ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ {аналитическое выражение для вычисления частотных хар-к}
Bp1ejYp1*...*BpmejYpm
P÷ Zi ÷
F= k* ¾¾¾¾¾¾ - формула вычисления частотных характеристикP÷ pi ÷
Достоинства и недостатки:
- Нули и полюсы заранее известны по виду функции (больше полезной информации).
- Точное решение многочлена высокой степени (>4) не может быть получено, а вычисление значений многочлена степени >30 приведет к погрешности >50%.
- Нули и полюсы вычисляются как собственные значения матриц (числителя и знаменателя).
- Трудоемкость этой задачи 2 * n (n - порядок матрицы), и 4/3 * n - для вычислений в одной точке по частоте.
Вывод: применяется для задач малой размерности.
Информационное обеспечение и справочные данные.
В ПМК будут использоваться базы данных по элементам . В этих базах будут содержаться реальные характеристики R,L,C и т. д. элементов.Так как данный ПМК предназначен для решения реальных задач,то данные базы данных представляют собой ни что иное,а электронные справочники по различным типам элементов(при необходимости и их зарубежным аналогам).
Информация о каждом элементе должна быть максимально полной:включая не только основные электрические,тепловые ,маркировку и т.д.,то есть характиристики,жизненно важные для расчетов,но и цвет,размеры,массу,материал из которого изготовлен и т.д.
Использование их как в составе ПМК,так и отдельно даст двойную эффективность.
Обмен данных между программами.
Поскольку данный ПМК будет представлять собой систему взаимодействия между:
1. Пользователя с программами.
2. Программ между собой.
3. Здесь не будет рассматриваться взвимодействие программ с ОС и ПЕРЕФЕРИЕЙ поскольку
данные функции реализуются,как правило,по средствам ОС.
то для безошибочной и удобной работы всей системы необходимо разработать систему интерфейсов.Так же необходимо учесть,что особенностью данного ПМК будет то,что для всех шагов,результаты работы предыдущето шага(программы) есть результаты для работы следую -щего(следующей программы).
Для решения проблемы взаимодействия между программами будем использовать так называ-
емый ИНТЕРФЕЙСНЫЙ ФАЙЛ.Поскольку ПМК ,в частности,ориентирован на конкрктный
объем вычислений,в нашем случае это ограничение на число узлов:n<=500,то практически воз-
можно осуществить расчет объема данных,используемых на том или ином шаге.Используя это
представим структуру файла в следующим образом:файл разбивается на так называемые СЕГ-
МЕНТЫ ДАННЫХ,каждый из которых будет содержать или входные или выходные данные.
Каждый СЕГМЕНТ будет иметь УНИКАЛЬНЫЕ КООРДИНАТЫ в соответствии с которыми
программа,которой требуются данные,безошибочно воспользуется ими зная координаты нача-
ла и конца сегмента.
С другой стороны появляется еще несколько дополнительных способов работы ПМК:
-это способ работы нескольких программ на одном шаге используя данные одного или нескольких ИНТЕРФЕЙСНЫХ ФАЙЛОВ,то есть возможно брать данные из одного,а
выдавать в другой файл.Почему несколько,потому что возможно привязав к стандартному
набору шагов несколько ИНТЕРФЕЙСНЫХ ФАЙЛОВ запускать в ПЛАНИРОВЩИКЕ нес-колько программ,реализующих данный шаг или одну программу с различными входными данными несколько раз.
-это способ работы согласно модификации только данных/результатов работы того или иного шага/шагов системы.В качестве модификатора данных предполагается использовать некотурую
программу,работающую с жестким учетом структуры данных данного ПМК.Иными словами возможно задаться вопросом:А что произойдет,если результаты работы данного шага или
нескольких шагов будут такими-то?
Кроме этих способов на базе интерфейсных файлов можно создать полный протокол работы
ПМК.Эта возможность поможет отладить работу ПМК и обнаружить ошибки,конечно только на уровне взаимодействия программ.
Теперь рассмотрим интерфейс взаимодействия с пользователем.Несомненно что самым удоб-ным интерфейсом явлается система окон и меню:
1. Панировщик.
2. Спиок подключенных программ.
3. Режимы работы.
4. Графика.
5. Результаты.
6. Справочная информация.
7. Помощь.
8. Выход.
· Пункт меню ПЛАНИРОВЩИК.
Содержит порядок выполнения пакетов(для системы это BAT-файлы),если текущий режим работы ПМК-пакетный и порядок выполнения шагов(каждый пакет система рассматривает как
последовательность шагов каждый,в свою очередь,выполняется с определенными параметрами,
например,итерфейс-файл для взатия данных и итерфейс-файл для выдачи результатов.
Если текущий режим работы-с использованием данных,то позволяет на определенном шаге или
шагах указать модификатор или модификаторы(если режим пакетный с использованим данных)
данных.
Так же данное меню позволяет воспользоваться загрузкой данных из файлов(формата ПМК)
то есть схем,моделей т.д. и возможности по изменению порядка пакетов,программ(шагов) в
составе пакета и т.д.
· Пункт меню СПИСОК ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ.
Каждый пункт данного меню содержит информацию о всех файлах подключенных к системе.
· Пункт меню РЕЖИМЫ РАБОТЫ.
Содержит всевозможные режимы работы ПМК.
-Обычный(1 интерфейс-файл,1 пакет стандартных шагов для реализации задачи).
-Пакетный(несколько интерфейсных файлов,несколько пакетов,в каждом пакете м.б. несколько программ для реализации данного шага или шагов )
-Модификация данных(1 интерфейсный файл,1 пакет стандартных шагов для реализации задачи,причем в качестве шага м.б. использована программа для модификации данных с
соответственным указанием этого системе)
-Модификация данных в пакетном режиме(несколько интерфейсных файлов,несколько паке- тов,причем в качестве шага или шагов м.б. использована программа или несколько программ для модификации данных с соответственным указанием этого системе)
Следует заметить,что согласно алгоритму работы того или иного режима некоторые пункты в различных меню могут недоступны.
· Пункт меню ГРАФИКА.
Позволяет задать драйвер графического режима,текущее разрешение,файл работы с графикой(в
ПМК предусмотрена работа с файлами графических форматов,а конкретнее,сохранять схемы и
результаты работы(в нашем случае это график или графики АЧХ,ФЧХ и т.д.) в фаил или файлы
графических форматов,а так же работать в текстовом режиме,отключив грвфический.Следует
отметить,что поддержка разрешения и прочих неотъемлимых атрибутов графического режима
осуществляется с помощью используемого драйвера и полностью зависит от него,кроме того
следует обратить особое внимание на согласование поддержки всего спектра рзрешений и дру-