1.2 Содержание курсовой работы и требования к ее оформлению
Курсовая работа выполняется в соответствии с заданием, которое включает краткое описание физического процесса, подлежащего моделированию, его схематизацию, основные исходные данные, условия протекания процесса, состав графической и расчетной части работы, а также этапы ее выполнения.
Курсовая работа должна включать пояснительную записку и графическую часть. Расчетно-пояснительная записка должна быть выполнена чисто и аккуратно на листах писчей нелинованной бумаги в соответствии с требованиями стандартов.
Расчетно-пояснительная записка включает титульный лист, задание на курсовую работу, содержание, вводную часть, расчетную часть и список использованных источников.
Во вводной части расчетно-пояснительной записки должен быть приведен анализ исходных данных, описаны условия протекания моделируемого процесса, освещены возможные пути построения математической модели.
В расчетной части необходимо изложить механизм получения математической модели, строго соблюдая при этом общепринятую этапность моделирования. При необходимости получаемые промежуточные соотношения должны поясняться с помощью схем, графиков и т.п.
Изложение пояснительной записки должно быть четким, логически последовательным и полностью раскрывающим существо рассматриваемых вопросов. При выполнении курсовой работы необходимо пользоваться общепринятой терминологией, сокращениями и обозначениями. Расчетные соотношения обязательно нумеруются и поясняются текстовой частью.
В состав графической части обычно включаются графики, полученные в ходе расчета. Графическая часть выполняется на миллиметровке и приводится в приложении к пояснительной записке. Все рисунки и графики должны соответствовать требованиям стандартов.
В списке литературы указываются источники, которые были использованы в процессе моделирования. При этом, в тексте работы в соответствующих местах приводятся ссылки на порядковый номер литературы.
2 Исходные данные к выполнению курсовой работы
В качестве объекта моделирования выбран волоконно-оптический первичный преобразователь физических величин, сводимых к перемещению подвижного элемента — шторки. Структурная схема такого преобразователя приведена на рисунке 2.1.
Световой поток от источника света 1 поступает в волоконно-оптический кабель 2 и далее в зону измерения. На расстоянии a от его выходного торца находится приемный торец световода 3. Часть света, не перекрытая подвижной шторкой 6, через световод 3 направляется на фотоприемник 4, где подвергается оптоэлектронному преобразованию в блоке 5. С выхода последнего подается сигнал y, функционально связанный с положением x подвижной шторки, при этом полученный сигнал зависит от формы шторки, формы излучающей площадки AA световода 2, приемной площадки BB световода 3, угла расходимости светового потока и расстояния a.
В результате выполнения курсовой работы необходимо:
1) построить упрощенную математическую модель заданного варианта преобразователя в виде функциональной зависимости Ф(x), где Ф — световой поток на выходе световода 3;
2) составить алгоритм и программу на языке высокого уровня для расчета значений передаточной функции Ф(x) в пределах диапазона преобразований физической величины x и получить значения функций Ф(x) для 15 – 20 точек диапазона измерения перемещения;
3) исходя из предположения, что один из параметров преобразователя (указан в задании) является случайной величиной с заданным законом распределения, составить алгоритм и программу вычислительного эксперимента по определению статистических характеристик (оценки дисперсии и математического ожидания) выходного потока Ф как функции от указанного параметра во всем диапазоне x. При этом исходный случайный параметр должен моделироваться по методу Монте-Карло с помощью датчика случайных чисел.
Варианты заданий представлены в таблице 2.1.
Рисунок 2.1 – Моделируемый преобразователь
Таблица 2.1 – Варианты заданий к курсовой работе
Численные значения всех параметров приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Исходные данные к курсовой работе
№ вар. |
, град. |
r1, мм |
r2, мм |
b, мм |
a, мм |
, град |
R, мм |
случ. пар. |
закон расп. |
m; |
1 (13) |
15 |
1 |
1,5 |
|
4 |
30 |
|
|
равн. |
|
2 (14) |
10 |
2 |
2,2 |
|
15 |
90 |
|
r2 |
норм. |
r2; 1 |
3 (15) |
30 |
1 |
2 |
|
6 |
90 |
|
|
равн. |
|
4 (16) |
25 |
2 |
3 |
|
5 |
90 |
|
|
норм. |
|
5 (17) |
20 |
1 |
1 |
|
4 |
|
d=1 c=0,8 |
d |
норм. |
d; 0,08 |
6 (18) |
30 |
2 |
4 |
|
7 |
|
5 |
R |
равн. |
R; 0,1 |
7 (19) |
20 |
1 |
|
2 |
8 |
|
6 |
b |
норм. |
b; 0,2 |
8 (20) |
25 |
2 |
|
3 |
10 |
90 |
|
|
норм. |
|
9 (21) |
20 |
1 |
|
2 |
5 |
90 |
4 |
R |
равн. |
R; 0,1 |
10 (22) |
30 |
1 |
2 |
|
5 |
|
7 |
R |
равн. |
R; 0,4 |
11 (23) |
15 |
1 |
1,8 |
|
8 |
60 |
|
r2 |
норм. |
r2; 0,1 |
12 (24) |
20 |
2 |
2,7 |
|
6 |
90 |
|
|
равн. |
|
Во всех случаях предполагается, что излучающий торец световода 2 имеет форму круга радиуса r1. Форму шторок и форму торца приемного световода 3 необходимо выбрать в соответствии с заданным вариантом. В вариантах 1–12 первоначальное положение шторки таково, что торец световода 3 является полностью освещенным, а в вариантах 13–24 — полностью затемненным. В вариантах 1–6, 10–12, 13–18 и 22–24 приемная площадка является кругом радиуса r2, в вариантах 7–8 и 19–20 — квадратом со стороной b, в варианте 9 и 21 — прямоугольным ромбом. В вариантах 1–4, 13–16, 6–12 и 18–24 шторка движется вдоль оси x, совпадающей с осью симметрии приемного торца. В вариантах 5, 17 шторка поворачивается относительно точки A. В этом варианте необходимо определить зависимость светового потока от угла поворота . При движении шторка полностью перекрывает (варианты 1–12) или открывает (13–24) торец световода 3.