MATHCAD Jiří Petržela icq

Prezentace na téma: "MATHCAD Jiří Petržela icq"— Transkript prezentace:

1 MATHCAD Jiří Petržela petrzelj@feec.vutbr.cz icq 306326432
SPRÁVNÁ VOLBA PRO ANALÝZU A SYNTÉZU OBVODŮ Jiří Petržela icq

2 shrnutí často používaných matematických programů
SEMINÁŘ UREL, 1/30 náplň semináře shrnutí často používaných matematických programů a obvodových simulátorů při návrhu el. obvodů návrh a analýza setrvačných obvodů s ohledem na možnosti programu Mathcad modelování dynamických systémů a kvantifikace pozorovaných jevů syntéza pasivních analogových filtrů závěrečné zhodnocení

3 symbolická nebo semisymbolická analýza linearizo-
SEMINÁŘ UREL, 2/30 obvodové simulátory SNAP 3 symbolická nebo semisymbolická analýza linearizo- vaných obvodů, Laplaceova transformace ORCAD PSPICE 15 návrh, analýza a optimalizace analogových obvodů MICROCAP

4 návrhy elektrických filtrů NAF
SEMINÁŘ UREL, 3/30 návrhy elektrických filtrů NAF kompletní návrh analogových kmitočtových filtrů, prostředí MS-DOS FILTER SOLUTION návrh kmitočtových filtrů konkrétních struktur včetně výsledného zapojení FILTER CAD

5 programy pro matematické výpočty MAPLE 12, MAPLESIM
SEMINÁŘ UREL, 4/30 programy pro matematické výpočty MAPLE 12, MAPLESIM vhodný pro symbolickou analýzu a řešení dif. rovnic, lze dokoupit užitečné toolboxy MATLAB lze řešit obecnou problematiku, obtížné hledání chyby v programu, více skriptů, toolboxy MATHCAD

6 Obr. 1: Dostupné toolboxy programu Mathcad.
SEMINÁŘ UREL, 5/30 Obr. 1: Dostupné toolboxy programu Mathcad.

7 Obr. 2: Základní nastavení pracovní plochy v Mathcadu.

8 Obr. 3: Práce se soubory, GUI a grafy v programu Mathcad.
podprogramy Obr. 3: Práce se soubory, GUI a grafy v programu Mathcad.

9 syntéza lineární imitance zadána formou racionální lomené funkce
SEMINÁŘ UREL, 8/30 syntéza lineární imitance zadána formou racionální lomené funkce zadána polohou nulových bodů a pólů citlivost výsledného obvodu na jednotlivé prvky modulová kmitočtová charakteristika imitance fázová kmitočtová charakteristika imitance respektování nejednoznačnosti úlohy

10 Obr. 4: Rozklady imitančních funkcí v programu Mathcad.
SEMINÁŘ UREL, 9/30 Obr. 4: Rozklady imitančních funkcí v programu Mathcad.

11 návrh nelineárního oscilátoru známe ekvivalentní vlastní čísla
SEMINÁŘ UREL, 10/30 návrh nelineárního oscilátoru známe ekvivalentní vlastní čísla zadána rovněž struktura obvodu úkolem je zjistit numerické hodnoty prvků obvodu provést numerickou analýzu výsledného zapojení výpočet Ljapunovských exponentů zobrazení 1D bifurkačního diagramu

12 obecný maticový popis dynamických systémů třídy C
SEMINÁŘ UREL, 11/30 obecný maticový popis dynamických systémů třídy C kde po částech lineární funkce referenční dynamický systém třídy C chaos jako řešení systému je možné rovněž pro dosažitelnost hodnot vlastních čísel je omezena

13 Obr. 5: Runge-Kuttova integrační metoda v Mathcadu.
SEMINÁŘ UREL, 12/30 Obr. 5: Runge-Kuttova integrační metoda v Mathcadu.

14 Obr. 6: 1D bifurkační diagram, program Mathcad.

15 Obr. 7: Výpočet spektra Ljapunov exponentů, Mathcad.
SEMINÁŘ UREL, 14/30 Obr. 7: Výpočet spektra Ljapunov exponentů, Mathcad.

16 Obr. 8: 3D graf největšího Ljap. exponentu v Mathcadu.

17 Obr. 9: Schodová nelineární funkce programem Mathcad.

18 Obr. 10: Řešení soustavy lineárních rovnic v Mathcadu.

19 Obr. 11: 3D vizualizace vícespirálového chaosu, Mathcad.

20 Obr. 12: 3D vizualizace vícespirálového chaosu, Mathcad.

21 Obr. 13: Filtrační efekt piezoelementu v Mathcadu.

22 Obr. 14: 2D FFT pomocí programu Mathcad.

23 automatizovaný návrh pasivního příčkového filtru
SEMINÁŘ UREL, 22/30 automatizovaný návrh pasivního příčkového filtru známa modulová kmitočtová charakteristika filtru zadaná význačnými kmitočty výpočet minimálního řádu prototypu filtru pro zadanou aproximaci impedanční a kmitočtové odnormování citlivost výsledného zapojení na změnu prvků náznak toleranční analýzy a syntézy pasivního filtru

24 Obr. 15: Definice k návrhu Butterworthova filtru, Mathcad.
SEMINÁŘ UREL, 23/30 Obr. 15: Definice k návrhu Butterworthova filtru, Mathcad.

25 Obr. 16: Výpočet hodnot prototypu filtru v Mathcadu.

26 Obr. 17: Kmitočtové charakteristiky prototypu v Mathcadu.
SEMINÁŘ UREL, 25/30 Obr. 17: Kmitočtové charakteristiky prototypu v Mathcadu.

27 Obr. 18: Symbolické výpočty programem Mathcad.
SEMINÁŘ UREL, 26/30 Obr. 18: Symbolické výpočty programem Mathcad.

28 Obr. 19: Analýza oscilátoru v prostředí Mathcad.

29 Obr. 20: Příklad toleranční analýzy oscilátoru v Mathcadu.
SEMINÁŘ UREL, 28/30 Obr. 20: Příklad toleranční analýzy oscilátoru v Mathcadu.

30 další problémy řešené programem Mathcad
SEMINÁŘ UREL, 29/30 další problémy řešené programem Mathcad optimalizace tlumící sekvence ultrazvukového senzoru (On-Semiconductor) simulace šíření ultrazvuku vzduchem (On-Semiconductor) testování stability elektronického obvodu (výuka) zvýraznění signálu v šumu kumulačními metodami (ABB)

31 závěrečné zhodnocení programu Mathcad výborné grafické možnosti
SEMINÁŘ UREL, 30/30 závěrečné zhodnocení programu Mathcad výborné grafické možnosti rychlé vyhledání chyby v programu vhodné pro výuku, když je třeba něco rychle udělat dlouhé výpočetní rutiny často nestabilní, situace se zlepšuje s novými verzemi chybí podpora počítačů s více jádry kompatibilita jednotlivých verzí

32 děkuji za pozornost