Методические указанияКМРИЗ. Методические указания к лабораторным работам первого цикла по компьютерным методам решения инженерных задач Волгоград 2006

• Название: Методические указания к лабораторным работам первого цикла по компьютерным методам решения инженерных задач Волгоград 2006
• Дата: 04.03.2019
• Размер: 1.74 Mb.
• Имя файла: Методические указанияКМРИЗ.doc
• Тип: Методические указания; #69577
• страница: 7 из 9

Примечание:1) расстояние от стены до ближайшего светильника принять не более 0,5 м

2) ширину (a) и длину (b) помещения определять по формуле: , где n – номер варианта

2. 
   Включить компьютер, и после загрузки операционной системы запустить математическую систему MathCAD 2001 Pro.
   
3. 
   Указать параметры математической модели светильника в соответствии со своим вариантом задания:
   

4. 
   Записать математическую модель светильника в зависимости от вида кривой светорастпределения:
   

- для КСС классов М, Д, Г и К:

- для КСС классов Л, Ш:

5. 
   Построить зависимость условной силы света от направления светового луча:
   

6. 
   Задать геометрические параметры помещения в соответствии с вариантом задания:
   

7. 
   Указать количество рядов светильников и их расстояние от стен:
   

8. 
   Задаться значениями световых потоков ламп и значением коэффициента запаса для светильников:
   

9. 
   Вычислить координаты размещения светильников при заданной высоте рабочей поверхности:
   

10. 
    Указать на плане помещения размещение светильников:
    

После расчёта значения координат светильников и световых потоков принятых ламп занести в таблицу:
Таблица 5.2 – Координаты размещения светильников на плане помещения

Номер светильника	Координата x на плане помещения, м	Координата y на плане помещения, м	Световой поток лампы, Лм
1
2
…

11. 
    Указать формулы для расчёта условной освещённости и угла падения светового потока в контрольную точку от каждого светильника:
    

12. 
    Указать формулу для расчёта освещённости от всех светильников в контрольной точке с координатами :
    

13. 
    Задать количество контрольных точек на рабочей поверхности вдоль ширины и вдоль длины помещения:
    

14. 
    Рассчитать координаты всех контрольных точек:
    

15. 
    Рассчитать освещённость во всех точках рабочей поверхности и построить карту освещённости:
    

16. 
    Определить максимальную, минимальную, среднюю освещённость и рассчитать коэффициент неравномерности освещённости:
    

17. 
    Если минимальное значение освещённости меньше заданного по варианту, то необходимо вернуться к шагу 8 и увеличить значение светового потока ламп (всех сразу или по выбору). В том случае, если коэффициент неравномерности освещённости больше заданного, необходимо вернуться к шагу 7 и увеличить количество светильников, либо использовать светильники с разными лампами по световому потоку (значение светового потока подобрать экспериментально).
    

Лабораторная работа № 6
Компьютерные методы расчёта установившихся режимов в электрических цепях
Цель работы: Изучить принципы автоматического составления систем уравнений и расчёта токов и напряжений в ветвях схемы.
Краткие теоретические сведения

Известно, что для любой разветвлённой цепи, содержащей n ветвей и m контуров можно составить систему из m уравнений по методу контурных токов. Задача нахождения контурных токов, сводится к решению системы из m уравнений с помощью ЭВМ, но сам процесс составления уравнений контурных токов производится вручную, что определяет основную трудоёмкость решения подобных задач.

В схемах с очень большим количеством контуров процесс составления уравнений можно автоматизировать. Этот процесс выполняется в следующем порядке:

1. 
   В исходной электрической схеме нумеруются все ветви, содержащие какое-либо количество последовательно соединённых элементов, а также все независимые контуры.
   
2. 
   Выбираются направления токов ветвей и контурных токов.
   
3. 
   Для выбранного направления токов составляют матрицу совпадений (V-матрицу) n строк на m столбцов, в которой - строки этой матрицы отождествляются с ветвями схемы, а столбцы – с независимыми контурами. Матрица составляется по следующим правилам:
   
   • 
     если направления тока в i-й ветви совпадает c направлением контурного тока k-го контура, то ;
     
   • 
     если направления тока в i-й ветви не совпадает c направлением контурного тока k-го контура, то ;
     
   • 
     если i-я ветвь не входит в состав k-го контура, то .
     
4. 
   Составляется диагональная матрица сопротивлений вида:
   

5. 
   Составляется вектор-столбец ЭДС ветвей:
   

6. 
   Находят вектор-столбец контурных ЭДС:
   

7. 
   Находят матрицу сопротивлений:
   

8. 
   После выполненных вычислений, контурные токи находят по известной формуле:
   

Программа работы

1. Вспомнить основные операции с матрицами (умножение, транспонирование, инвертирование).

2. Получить исходные данные в соответствии с вариантом задания.

3. Для заданной схемы составить матрицу совпадений.

4. Автоматизированным способом получить систему уравнений для расчёта контурных токов схемы и записать их в отчёт.

5. Используя матричные операции инвертирования и умножения рассчитать значения контурных токов во всех ветвях схемы.

6. Рассчитать зависимость входного сопротивления схемы от частоты напряжения.

Варианты заданий


Методика выполнения

1. 
   Начертить расчётную схему в соответствии с вариантом задания;
   
2. 
   Задать частоту переменного источника э.д.с. ;
   
3. 
   Для своего варианта задания составить контурную схему и с её помощью составить матрицу совпадений;
   
4. 
   Используя матричные операции составить систему уравнений для расчёта заданной схемы и вычислить все контурные токи (результат запишите в таблицу:
   

Таблица 7.1 – результаты расчёта установившихся режимов.

Частота переменного тока , рад/с	Значения контурных токов, А	Активная составляющая входного сопротивления схемы , Ом	Реактивная составляющая входного сопротивления схемы , Ом
0,01
0,1
1
10
...
1000000