- •Понятие о моделировании.
- •2.1. Виды моделирования.
- •3.1. Математическое моделирование. Источники ошибок. Необходимость тестирования.
- •4.1. Сравнительные характеристики пакетов mathcad, matlab, maple, mathematica. Основные приемы работы в mathcad.
- •5.1. Понятие о системах с сосредоточенными и распределенными параметрами.
- •6.1. Сведение системы оду произвольного порядка к системе оду первого порядка в нормализованной форме Коши.
- •7.1. Процедуры решения ду в среде mathcad. Примеры соответствующих документов mathcad.
- •8.1. Последовательность получения математической модели колебательной механической системы с сосредоточенными параметрами.
- •9.1. Численные методы решения оду.
- •10.1. Метод Эйлера и его модификации для решения оду
- •11.1.Методы типа Рунге-Кутта для решения оду
- •13.1. Понятие о граничных задачах для оду. Метод стрельбы для решения граничной задачи.
- •14.1. Построение уравнения изогнутой оси балки при различных условиях на ее концах на основе метода стрельб.
- •15.1.Оценка погрешности решения оду. Способ Рунге для оценки такой погрешности.
- •16.1.Понятие о жестких дифференциальных уравнениях. Процедуры для решения таких уравнений в среде mathcad.
- •17.1. Классификация методов решения оду.
- •19.1. Задача Бюффона как пример использования случайных величин при решении детерминированной задачи.
- •20.1.Вычисление площадей и объемов с использованием случайных величин.
- •21.1.О выборе количества экспериментов для получения заданной степени точности при использовании случайных величин.
- •22.1Метод Судзуо-Какутани для решения граничных задач теории потенциалов
- •23.1. Понятие о конкурирующих стратегиях
- •24.1. Моделирование смо.
- •25.1. Приближение инженерных данных.Виды приближения.
- •Поточечное среднеквадратическое приближение.
- •Непрерывное приближение в среднеквадратичном смысле.
- •Равномерное приближение.
- •1.2.Узловой метод получения математической модели системы.
- •2.2. Метод получения топологических уравнений с использованием м-матрицы.
- •3.2. Получение эквивалентной системы технических объектов.
- •4.2. Компонентные уравнения для различного типа подсистем.
- •Механическая поступательная система.
- •Механическая вращательная подсистема
- •5.2. Основные положения получения математической модели технического объекта на макроуровне.
- •6.2. Особенности выбора узлов сетки при интерполяции различными сплайнами.
- •7.2. Параметрический рациональный сплайн.
- •8.2. Обобщенные кубические сплайны.
- •9.2. Параметрический Эрмитов кубический сплайн.
- •10.2. Интерполяция кривых локальными сплайнами.
- •11.2. Вычисление интеграла по таблице значений функции с использованием интерполирующего полинома Эрмита.
- •12.2. Кубический сплайн дефекта 2 (s3,2(X)).
- •13.2. Определение сплайна. Сплайн первой степени.
- •14.2. Алгоритм «прогонка» для решения системы линейных уравнений с диагональным преобладанием.
- •15. 2. Сплайны. История возникновения. Понятие о звене сплайна.
- •16.2. Использование обратного интерполирования для решения уравнений.
- •17.2. Метод Мюллера для решения трансцендентных уравнений.
- •18.2 Области использования интерполирования.
- •19.2. Тригонометрическая интерполяция.
- •20.2. О наилучшем выборе узлов интерполирования.
- •21.2. Остаточный член интерполяционной формулы Лагранжа.
- •24.2. Разложение аппроксиматора по системе базисных функций.
2.2. Метод получения топологических уравнений с использованием м-матрицы.
Строится матрица с использованием дерева графа, кол-во столбцов соответствует числу ветвей дерева, а кол-во строк числу хорд. Циклом наз-ся любой замкнутый контур в графе, деревом наз-ся часть графа содержащая все вершины и не имеющая циклов. Хорда – ребро графа не вошедшие в цикл.
Процедура формирования матрицы следующая:
Каждая хорда графа поочерёдно подключается к дереву, при этом появляется цикл.
Появляется обход цикла, в направлении совпадающем с направлением хорды
В строке матрицы, соответствующей данной хорде ставится +1 в столбце той ветви, которая присутствует в возникшем цикле, если её направление соответствует направлению обхода; - 1 – если направление противоположно направлению обхода; 0- если ветвь не вошла в цикл.
Ветви дерева:
|
б |
г |
д |
е |
ж |
а |
-1 |
0 |
0 |
+1 |
-1 |
в |
+1 |
+1 |
0 |
0 |
0 |
к |
0 |
0 |
+1 |
0 |
0 |
и |
0 |
-1 |
-1 |
-1 |
0 |
Проверим, что хроматические уравнения соответствующие зк. Киргофа будут иметь вид:
Рассмотрим эти уравнения покомпанентно, чтобы проверить уравнения Киргофа:
2-ая группа уравнений имеет вид:
Остаточные уравнения соответствуют тому, что суммы токов по сечения изображённых на рисунке = 0. Понятно, что они могут быть получены эквивалентным преобразованием из стандартной записи зк. Киргофа.
3.2. Получение эквивалентной системы технических объектов.
Если представить все простейшие элементы подсистемы, как 2-полюсники, то для получения математической модели сложного технического объекта состоящего из физических разных подсистем, нужно:
Выделить в объекте однородные физические подсистемы(электрические, гидравлические)
Установить связь между подсистемами
Для получения ММ отдельных подсистем, необходимо представить все входящие в неё элементы, как не пересекающиеся 2-полюсники.
Примерами 2-полюсника для электрической являются элементы типа C,R,L, для поступательной – собственная масса(связь с окружающей средой)
После того как установлена связь между подсистемами, следует установить общую ММ системы.
Выделяют:
Элементы трения Элементы упругих связей
В нешние усилия воздействующие на какую-то массу отображаются 2-полюсником и наз-ся источником силы. Один его узел подсоединён к узлу элемента типа масса, который соответствует массе объекта подвергающемуся усилию, а второй узел - к базовому элемету.
Пример:
Эквивалентная схема для активного звена автомобиля без учета расположенного на нем груза:
Для автомобиля с массой, Для прицепа с учетом груза.
расположенной на нем:
Окончательная схема выглядит следующим образом: