Hvordan konvertere MCD-fil til PDF-fil. Hvordan konvertere MCD-fil til PDF-fil Mathcad-opplæring
1.2. Introduksjon til Mathcad
I denne delen, ser vi litt fremover, vil vi vise hvordan du raskt kan begynne å jobbe med Mathcad, lære hvordan du legger inn matematiske uttrykk og får de første resultatene av beregninger.
Ris. 1.1. Mathcad 11-vindu med et nytt dokument
Etter at Mathcad 11 er installert på datamaskinen og startet, vises hovedprogramvinduet, vist i fig. 1.1. Den har samme struktur som de fleste Windows-applikasjoner. Fra topp til bunn er det vindustittel, menylinje, verktøylinjer (standard og formatering) og et regneark eller regneark. nytt dokument opprettes automatisk når du starter Mathcad. Helt nederst i vinduet er statuslinjen. Med tanke på likheten til Mathcad-editoren med vanlige tekstredigerere, vil du intuitivt forstå formålet med de fleste knappene på verktøylinjene.
I tillegg til kontrollene som finnes i en typisk tekstredigerer, Mathcad er utstyrt med tilleggsverktøy for å legge inn og redigere matematiske symboler, hvorav ett er Math-verktøylinjen (fig. 1.1). Ved å bruke dette, samt en rekke hjelpehjulpaneler, er det praktisk å legge inn ligninger.
For å utføre enkle beregninger ved hjelp av formler, gjør følgende:
- bestemme stedet i dokumentet hvor uttrykket skal vises ved å klikke med musen på det tilsvarende punktet i dokumentet;
- skriv inn venstre side av uttrykket;
- skriv inn et likhetstegn<=>.
La oss foreløpig forlate samtalen om mer pålitelige måter å legge inn matematiske symboler på og gi et eksempel på de enkleste beregningene. For å beregne sinusen til et tall, skriv inn et uttrykk som sin(1/4)= fra tastaturet. Etter at du har trykket på likhetstegn-tasten, vises resultatet på høyre side av uttrykket, som ved magi (Listing 1.1).
Oppføring 1.1.Beregning av et enkelt uttrykk
På lignende måte kan du utføre mer komplekse og tungvinte beregninger, samtidig som du bruker hele arsenalet av spesialfunksjoner som er innebygd i Mathcad. Det er lettest å skrive inn navnene deres fra tastaturet, som i eksemplet med beregning av sinus, men for å unngå mulige feil når du skriver dem, er det bedre å velge en annen vei. Slik introduserer du en innebygd funksjon i et uttrykk:
- Bestem hvor i uttrykket du vil sette inn funksjonen.
- Klikk på knappen merket f(x) på standardverktøylinjen (markøren peker på den i fig. 1.2).
- Fra funksjonskategorilisten i dialogboksen Sett inn funksjon som vises, velg kategorien som funksjonen tilhører – i dette tilfellet den trigonometriske kategorien.
- Fra funksjonsnavn-listen velger du navnet på den innebygde funksjonen slik den vises i Mathcad (sin). Hvis du har problemer med å velge, følg tipset som vises når du velger en funksjon i det nedre tekstfeltet i dialogboksen Sett inn funksjon.
- Klikk OK - funksjonen vises i dokumentet.
- Fyll inn de manglende argumentene til den angitte funksjonen (i vårt tilfelle er det 1/4).
Resultatet vil være introduksjonen av uttrykket fra Listing 1.1, for å få verdien som bare gjenstår å skrive inn likhetstegnet.
De fleste av de numeriske metodene programmert i Mathcad er implementert som innebygde funksjoner. Bla gjennom listene i dialogboksen Sett inn funksjon når du vil for å få en ide om de spesielle funksjonene og numeriske metodene du kan bruke i beregningene dine.
Selvfølgelig kan ikke alle tegn skrives inn fra tastaturet. For eksempel er det ikke åpenbart hvordan man setter inn et integrert eller differensieringstegn i et dokument. Til dette formålet har Mathcad spesielle verktøylinjer som ligner veldig på formelverktøy. Microsoft redaktør Ord. Som nevnt tidligere, er en av dem - Math-verktøylinjen - vist i fig. 1.1. Den inneholder verktøy for å sette inn matematiske objekter (operatorer, grafer, programelementer osv.) i dokumenter. Dette panelet er vist i større visning i fig. 1.3 allerede mot bakgrunnen av dokumentet som redigeres.
Panelet inneholder ni knapper, som ved å trykke på hver av dem fører til at en annen verktøylinje vises på skjermen. Disse ni ekstra panelene lar deg sette inn en rekke objekter i Mathcad-dokumenter. I fig. 1.3, som du lett kan se, på Math-panelet, når du trykker, er det de to første knappene fra øverst til venstre (musepekeren er plassert over den venstre). Derfor er det to paneler til på skjermen - Kalkulator og Graf. Det er lett å gjette hvilke objekter som settes inn når du klikker på knappene på disse panelene.
Ris. 1.2. Sette inn en innebygd funksjon
Flere detaljer om formålet med disse og andre verktøylinjer er beskrevet nedenfor (se avsnitt 1.3).
For eksempel kan du skrive inn uttrykket fra Listing 1.1 utelukkende ved å bruke Kalkulator-panelet. For å gjøre dette må du først trykke på syndknappen (den aller første fra toppen). Resultatet av denne handlingen er vist i fig. 1.3 (uttrykk i boks). Nå gjenstår det bare å skrive uttrykket 1/4 innenfor parentesene (i plassholderen angitt av det svarte rektangelet). For å gjøre dette, trykk på knappene 1, - og 4 i rekkefølge på kalkulatorpanelet og deretter på knappen - for å få svaret (selvfølgelig det samme som i forrige linje i dokumentet).
Som du kan se, kan du sette inn matematiske symboler i dokumenter på forskjellige måter, som i mange andre Windows-applikasjoner. Avhengig av erfaring med Mathcad og datavaner, kan brukeren velge hvilken som helst av dem.
Ris. 1.3. Bruke Math Toolbar
Hvis du akkurat har begynt å mestre Mathcad-editoren, anbefaler jeg på det sterkeste at du legger inn formler der det er mulig ved å bruke verktøylinjene og den beskrevne prosedyren for å sette inn funksjoner ved å bruke dialogboksen Insert Function. Dette vil unngå mange mulige feil.
De beskrevne trinnene demonstrerer bruken av Mathcad som en vanlig kalkulator med et utvidet sett med funksjoner. For en matematiker er det av interesse, som et minimum, å kunne definere variabler og operasjoner med brukerfunksjoner. Det er ikke noe enklere - i Mathcad blir disse handlingene, som de fleste andre, implementert i henhold til prinsippet "som det er vanlig i matematikk, så blir det lagt inn." Derfor vil vi gi relevante eksempler (oppføringer 1.2 og 1.3), uten å kaste bort tid på kommentarer (hvis du har problemer med å forstå oppføringene, vennligst se de relevante avsnittene i dette kapittelet for avklaring). Legg bare merke til tilordningsoperatøren som brukes til å angi verdiene til variablene i den første linjen i oppføring 1.2. Det, som alle andre tegn, kan legges inn ved hjelp av Kalkulator-panelet. En oppgave er merket med symbolet ":=" for å understreke forskjellen fra en evalueringsoperasjon.
Oppføring 1.2. Bruke variabler i beregninger
Oppføring 1.3. Definere brukerfunksjonen og beregne dens verdi ved punkt x=1
Den siste oppføringen definerer funksjonen f(x). Grafen er vist i fig. 1.4. For å bygge den, klikk på Graph-panelknappen med riktig type grafikk (musepekeren svever over den i figuren) og i den grafiske malen som vises, bestemmer du verdiene som vil bli plottet langs aksene. I vårt tilfelle trengte vi å skrive inn x i plassholderen nær x-aksen og f (x) - nær Y-aksen.
Ris. 1.4. Tegne grafer for en funksjon (oppføring 1.3)
Sammenlign innholdet i oppføring 1.3 og fig. 1 4. Denne presentasjonsstilen vil opprettholdes gjennom hele boken. Oppføringer er utdrag av dokumentarbeidsområder som kjører uten tilleggskode (med mindre det er spesifikt angitt). Du kan legge inn innholdet i en hvilken som helst oppføring i et nytt (tomt) dokument, og det vil fungere nøyaktig på samme måte som i arbeidsboken. For å unngå rot i oppføringene er grafene vist i separate figurer. I motsetning til fig. 1.4, i de følgende figurene er ikke noteringskoden duplisert, og dersom det er en lenke til oppføringen i bildeteksten betyr dette at denne grafen kan settes inn i dokumentet etter den nevnte oppføringen.
En av de mest imponerende funksjonene til Mathcad er symbolske beregninger, som lar deg løse mange problemer analytisk. Faktisk, ifølge forfatteren, "kan" Mathcad matematikk, ifølge i det minste, på nivå med en god vitenskapsmann. Dyktig bruk av intelligensen til Mathcad symbolske prosessor vil spare deg for et stort antall rutinemessige beregninger, for eksempel integraler og derivater (Listing 1.4). Vær oppmerksom på den tradisjonelle formen for skriveuttrykk, den eneste særegenheten er behovet for å bruke det symbolske regnesymbolet -> i stedet for likhetstegnet. Forresten, det kan legges inn i Mathcad-editoren fra hvilket som helst av Evaluering- eller Symbolic-panelene, og integrerings- og differensieringssymbolene kan legges inn fra Calculus-panelet.
Oppføring 1.4. Symbolske beregninger
I denne delen ble bare en liten del av datamulighetene til Mathcad-systemet vurdert. Imidlertid gir de få eksemplene som er gitt her en god idé om formålet. Det er til og med mulig at forfatteren mistet noen av de mest utålmodige leserne som allerede hadde gått videre til å løse problemene, ved å snakke for tidlig om hvor enkel matematiske beregninger kan utføres. Jeg vil råde dem til å bruke andre og tredje del av boken som referanse, og for best mulig presentasjon av resultatene, bruke fjerde del. Nedenfor, i dette og påfølgende kapitler i denne delen, dekkes det grunnleggende om Mathcad mer detaljert.
Dette kapittelet beskriver gyldige Mathcad-variabel- og funksjonsnavn, forhåndsdefinerte variabelliker og tallrepresentasjoner.
Mathcad opererer med komplekse tall like enkelt som med reelle tall. Mathcad-variabler kan ta komplekse verdier, og de fleste innebygde funksjoner er definert for komplekse argumenter. Dette kapittelet beskriver bruken av komplekse tall i Mathcad.
Dette kapittelet beskriver diskrete argumenter og viser hvordan du bruker dem til å utføre iterative beregninger, vise talltabeller og gjøre det enklere å legge inn mange numeriske verdier i en tabell.
Mathcad bruker vanlige operatorer som + og /, så vel som operatorer som er spesifikke for matriser, for eksempel transponerings- og determinantoperatorer, og spesielle operatorer som integraler og deriverte.Dette kapittelet inneholder en liste over Mathcad-operatorer og beskriver hvordan du legger inn og bruker spesielle operatorer.
Dette kapittelet lister opp og beskriver mange av Mathcads innebygde funksjoner. Mathcads statistiske funksjoner er beskrevet i kapittelet "Statistiske funksjoner". Funksjonene som brukes til å arbeide med vektorer og matriser er beskrevet i kapittelet "Vektorer og matriser". Dette kapittelet gir en liste og beskrivelse av de innebygde funksjonene til Mathcad-pakken. Disse funksjonene utfører et bredt spekter av beregningsoppgaver, inkludert statistisk analyse, interpolasjon og regresjonsanalyse. Mathcad PLUS lar deg skrive programmer. Et program i Mathcad er et uttrykk på sin side som består av andre uttrykk. Mathcad-programmer inneholder konstruksjoner som på mange måter ligner programmeringskonstruksjoner i programmeringsspråk: betingede overføringer av kontroll, looping-setninger, variabelt omfang, bruk av subrutiner og rekursjon.Å skrive programmer i Mathcad lar deg løse problemer som er umulige eller svært vanskelige å løse på annen måte.
Dette kapittelet beskriver hvordan du løser ligninger og ligningssystemer ved hjelp av Mathcad. Du kan løse både én ligning med én ukjent og ligningssystemer med flere ukjente. Maksimalt antall ligninger og ukjente i systemet er femti. Dette kapittelet beskriver hvordan du løser ordinære differensialligninger med virkelig verdi (ODE) og partielle differensialligninger ved hjelp av Mathcad. Mathcad inneholder et bredt spekter av funksjoner for å løse differensialligninger. Noen av disse funksjonene bruker spesifikke egenskaper til en bestemt differensialligning for å gi tilstrekkelig hastighet og nøyaktighet for å finne en løsning. Andre er nyttige når du ikke bare trenger å finne en løsning på en differensialligning, men også å plotte en graf av ønsket løsning. Dette kapittelet beskriver symbolske transformasjoner i Mathcad. Mathcad leser og skriver datafiler - ASCII-filer som inneholder numeriske data. Ved å lese datafiler kan du ta data fra ulike kilder og analysere dem i Mathcad. Ved å skrive datafiler kan du eksportere Mathcad-resultater til tekstbehandlere, regneark og andre applikasjonsprogrammer.Mathcad inkluderer to sett med funksjoner for lesing og skriving av data. LESE, SKRIVE Og TILLEGG lese eller skrive en numerisk verdi om gangen. READPRN, SKRIV INN Og APPENDPRN les hele matrisen fra en fil med rader og kolonner med data eller skriv en matrise fra Mathcad som en slik fil.
Mathcad-grafer er både allsidige og enkle å bruke. For å lage en graf, klikk der du vil sette inn grafen, velg Kartesisk graf fra menyen Grafisk kunst og fyll ut de tomme feltene. Du kan formatere grafene på alle mulige måter, endre utseendet til aksene og konturene til kurvene og bruke forskjellige etiketter. I noen tilfeller, når du konstruerer grafer, er det mer praktisk å bruke polare enn kartesiske koordinater. Mathcad lar deg bygge polare tomter. Mathcad arbeidsdokumenter kan inkludere, sammen med todimensjonal og tredimensjonal grafikk. I motsetning til 2D-plott, som bruker diskrete argumenter og funksjoner, krever 3D-plott en matrise med verdier. Dette kapittelet viser hvordan en matrise kan representeres som en overflate i tredimensjonalt rom.Dette kapittelet dekker å lage, bruke og formatere overflater i 3D-rom. Påfølgende kapitler beskriver hvordan du arbeider med andre typer diagrammer.
Grafene beskrevet i dette kapittelet lar deg vise nivålinjer. Dette er linjer langs hvilke størrelsen på en funksjon definert på et plan med to variabler forblir konstant. I Mathcad kan du lage et nivålinjekart på samme måte som et overflateplott: ved å definere en funksjon som en matrise av verdiene, der hver rad og kolonne tilsvarer spesifikke argumentverdier. Dette kapittelet beskriver hvordan en matrise kan representeres som et kart over nivålinjer. 3D-histogrammer gir ytterligere datavisualiseringsmuligheter. Med deres hjelp kan en matrise med tall representeres som et sett med kolonner med forskjellige høyder. Du kan vise stolpene enten hvor de er i matrisen, eller ved å plassere den ene over den andre, eller ved å plassere dem langs en linje. Når du bruker andre typer 3D-grafer, er det nødvendig å lage en matrise der radene og kolonnene tilsvarer verdiene x Og y, og verdien til matriseelementet bestemmer koordinaten z. Når du konstruerer et spredningsplott, kan du direkte bestemme koordinatene x, y Og z enhver samling av poeng. Derfor er denne typen graf nyttig for å tegne parametriske kurver eller for å observere samlinger (klynger) av data i tredimensjonalt rom. Dette kapittelet viser hvordan tre vektorer kan brukes til å lage et spredningsplott. Dette kapittelet beskriver hvordan du lager et todimensjonalt vektorfelt ved å representere todimensjonale vektorer som komplekse tall. (jamesr) 25. juli 2008 07:01Hallo,
Jeg har et spørsmål knyttet til en prosess som stressingeniørene våre bruker for tiden. Etter å ha fullført et mathcad-regneark, skriver de ut til Adobe PDF-skriveren som deretter åpner dialogboksen Lagre PDF (jeg kan ikke finne en måte å automatisere denne delen på). De navngir og lagrer PDF-filen. Når den er opprettet, åpnes Acrobat standard og de velger fil lagre som .PNG. Flere .png-filer blir opprettet basert på antall sider i pdf-filen som er opprettet arbeidskrevende fordi med deres nåværende prosess, må de sette inn .png-filene i word doc en om gangen.
Hvis de har flere .mcd-filer å konvertere og plassere i word doc, kan du forestille deg hvor lang tid hele denne prosessen tar. Jeg har fått i oppgave å utvikle en ny prosess.
Jeg ser for meg å lage et verktøy som kan velge flere mathcad-filer og deretter gruppere dem gjennom denne prosessen (MathCAD -> PDF -> PNG -> word) . Jeg ber om forslag til hvordan man best kan få dette til. Grunnen til at PDF er i løkken er at den formaterer .MCD-filen til deres standarder. Enhver annen tilnærming med Mathcad produserer uberegnelig oppførsel. Den endelige produksjonen må være i en word doc, på grunn av store selskapers policy.
Foreløpig har jeg ikke funnet noen konkrete eksempler på hvordan dette kan gjøres.
Takk alle,
James
Re: Mathcad ->PDF->PNG->WordDoc
Patrick Leckey 25. juli 2008 07:13 (som svar på (jamesr))Automatisering av MathCAD for å skrive ut til PDF vil være avhengig av MathCAD og dets automatiseringsevner. Acrobat kan ikke tvinge et eksternt program til å skrive ut noe til PDF.
Du kan sikkert automatisere Acrobat for å sende ut en PDF til PNG.
Igjen, Acrobat kan ikke konvertere en PNG til et Word-dokument, slik at en del av automatiseringsprosessen faller utenfor omfanget av Acrobat-automatisering. Du vil se nærmere på VBA for Word for å automatisere den delen.
Re: Mathcad ->PDF->PNG->WordDoc
(jamesr) 25. juli 2008 07:30 (som svar på (jamesr))Malkyt,
Det er ikke noe alternativ i MathCAD File->SaveAs->WordDoc
Du kan lagre som .rtf, .html eller en annen versjon av mathCAD.MathCAD "s automatisering ga meg en .printall()-metode. PrintAll skriver ut til Windows standardskriver. Jeg kan programmere endre standardskriveren min, men problemet er når Adobe PDF er standardskriveren, dukker utskriftsdialogen Lagre som PDF opp og krever brukerintervensjon. Er det en måte å automatisere dette på? Jeg så en stille utskriftsmetode i akrobatbibliotekene etter å ha bla gjennom objektleseren i VS 2003.
I utgangspunktet ser mathcad noe begrenset ut ... Det ser ut som jeg må skrive ut til Adobe PDF for å formatere dataene ... ikke sikker på hvordan denne prosessen fungerer bak kulissene. På hvilket tidspunkt tar Adobe over fra mathcad?
Takk igjen for at du peker meg i riktig retning
James
Takk,
James
Dette kapittelet beskriver gyldige Mathcad-variabel- og funksjonsnavn, forhåndsdefinerte variabelliker og tallrepresentasjoner.
Mathcad opererer med komplekse tall like enkelt som med reelle tall. Mathcad-variabler kan ta komplekse verdier, og de fleste innebygde funksjoner er definert for komplekse argumenter. Dette kapittelet beskriver bruken av komplekse tall i Mathcad.
Dette kapittelet beskriver diskrete argumenter og viser hvordan du bruker dem til å utføre iterative beregninger, vise talltabeller og gjøre det enklere å legge inn mange numeriske verdier i en tabell.
Mathcad bruker vanlige operatorer som + og /, så vel som operatorer som er spesifikke for matriser, for eksempel transponerings- og determinantoperatorer, og spesielle operatorer som integraler og deriverte.Dette kapittelet inneholder en liste over Mathcad-operatorer og beskriver hvordan du legger inn og bruker spesielle operatorer.
Dette kapittelet lister opp og beskriver mange av Mathcads innebygde funksjoner. Mathcads statistiske funksjoner er beskrevet i kapittelet "Statistiske funksjoner". Funksjonene som brukes til å arbeide med vektorer og matriser er beskrevet i kapittelet "Vektorer og matriser". Dette kapittelet gir en liste og beskrivelse av de innebygde funksjonene til Mathcad-pakken. Disse funksjonene utfører et bredt spekter av beregningsoppgaver, inkludert statistisk analyse, interpolasjon og regresjonsanalyse. Mathcad PLUS lar deg skrive programmer. Et program i Mathcad er et uttrykk på sin side som består av andre uttrykk. Mathcad-programmer inneholder konstruksjoner som på mange måter ligner programmeringskonstruksjoner i programmeringsspråk: betingede overføringer av kontroll, looping-setninger, variabelt omfang, bruk av subrutiner og rekursjon.Å skrive programmer i Mathcad lar deg løse problemer som er umulige eller svært vanskelige å løse på annen måte.
Dette kapittelet beskriver hvordan du løser ligninger og ligningssystemer ved hjelp av Mathcad. Du kan løse både én ligning med én ukjent og ligningssystemer med flere ukjente. Maksimalt antall ligninger og ukjente i systemet er femti. Dette kapittelet beskriver hvordan du løser ordinære differensialligninger med virkelig verdi (ODE) og partielle differensialligninger ved hjelp av Mathcad. Mathcad inneholder et bredt spekter av funksjoner for å løse differensialligninger. Noen av disse funksjonene bruker spesifikke egenskaper til en bestemt differensialligning for å gi tilstrekkelig hastighet og nøyaktighet for å finne en løsning. Andre er nyttige når du ikke bare trenger å finne en løsning på en differensialligning, men også å plotte en graf av ønsket løsning. Dette kapittelet beskriver symbolske transformasjoner i Mathcad. Mathcad leser og skriver datafiler- ASCII-filer som inneholder numeriske data. Ved å lese datafiler kan du ta data fra ulike kilder og analysere dem i Mathcad. Ved å skrive datafiler kan du eksportere Mathcad-resultater til tekstbehandlere, regneark og andre applikasjonsprogrammer.Mathcad inkluderer to sett med funksjoner for lesing og skriving av data. LESE, SKRIVE Og TILLEGG les eller skriv én numerisk verdi om gangen. READPRN, SKRIV INN Og APPENDPRN les hele matrisen fra en fil med rader og kolonner med data eller skriv en matrise fra Mathcad som en slik fil.
Mathcad-grafer er både allsidige og enkle å bruke. For å lage en graf, klikk der du vil sette inn grafen, velg Kartesisk graf fra menyen Grafisk kunst og fyll ut de tomme feltene. Du kan formatere grafene på alle mulige måter, endre utseendet til aksene og konturene til kurvene og bruke forskjellige etiketter. I noen tilfeller, når du konstruerer grafer, er det mer praktisk å bruke polare enn kartesiske koordinater. Mathcad lar deg bygge polare tomter. Mathcad arbeidsdokumenter kan inkludere, sammen med todimensjonal og tredimensjonal grafikk. I motsetning til 2D-plott, som bruker diskrete argumenter og funksjoner, krever 3D-plott en matrise med verdier. Dette kapittelet viser hvordan en matrise kan representeres som en overflate i tredimensjonalt rom.Dette kapittelet dekker å lage, bruke og formatere overflater i 3D-rom. Påfølgende kapitler beskriver hvordan du arbeider med andre typer diagrammer.
Grafene beskrevet i dette kapittelet lar deg vise nivålinjer. Dette er linjer langs hvilke størrelsen på en funksjon definert på et plan med to variabler forblir konstant. I Mathcad kan du lage et nivålinjekart på samme måte som et overflateplott: ved å definere en funksjon som en matrise av verdiene, der hver rad og kolonne tilsvarer spesifikke argumentverdier. Dette kapittelet beskriver hvordan en matrise kan representeres som et kart over nivålinjer. 3D-histogrammer gir ytterligere datavisualiseringsmuligheter. Med deres hjelp kan en matrise med tall representeres som et sett med kolonner med forskjellige høyder. Du kan vise stolpene enten hvor de er i matrisen, eller ved å plassere den ene over den andre, eller ved å plassere dem langs en linje. Når du bruker andre typer 3D-grafer, er det nødvendig å lage en matrise der radene og kolonnene tilsvarer verdiene x Og y, og verdien til matriseelementet bestemmer koordinaten z. Når du konstruerer et spredningsplott, kan du direkte bestemme koordinatene x, y Og z enhver samling av poeng. Derfor er denne typen graf nyttig for å tegne parametriske kurver eller for å observere samlinger (klynger) av data i tredimensjonalt rom. Dette kapittelet viser hvordan tre vektorer kan brukes til å lage et spredningsplott. Dette kapittelet beskriver hvordan du lager et todimensjonalt vektorfelt ved å representere todimensjonale vektorer som komplekse tall.UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJON
Statens utdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning
ST. PETERSBURG STATE UNIVERSITY
AEROSROMINSTRUMENTTEKNIKK
A. I. Panferov, A. V. Loparev, V. K. Ponomarev
Opplæringen
St. Petersburg 2004
UDC 681.3.068 BBK 32.973
Panferov A. I., Loparev A. V., Ponomarev V. K.
P16 Anvendelse av Mathcad i ingeniørberegninger : Lærebok. godtgjørelse / SPbGUAP. St. Petersburg, 2004. 88 s.: ill.
Veiledningen inneholder en beskrivelse av hovedfunksjonene til Mathcad 2000-applikasjonspakken med detaljerte anbefalinger for bruk i tekniske beregninger. Algoritmer for å løse standardoppgaver, eksempler og nødvendig informasjon fra kurset i høyere matematikk gis.
Håndboken er beregnet på studenter med tekniske spesialiteter 1812, 1903, 1310.
Anmeldere:
Institutt for automatisering og kontrollprosesser, St. Petersburg State Electrotechnical University; kandidat tekniske vitenskaper S. G. Kucherkov (SSC RF - Central Research Institute "Electropribor")
Godkjent av Universitetets redaksjons- og publiseringsråd
som læremiddel
Pedagogisk utgave
Panferov Alexander Ivanovich Loparev Alexey Valerievich Ponomarev Valery Konstantinovich
ANVENDELSE AV MATHCAD I INGENIØRBEREGNINGER
Opplæringen
Redaktør A.V. Podchepaeva
Datamaskinskriving og layout av N. S. Stepanova
Levert for rekruttering 06/04/04. Signert for publisering 10.08.04. Format 60×84 1/16. Offset papir. Offsettrykk. Betinget stekeovn l. 5.2. Betinget cr.-ott. 5.3. Akademisk utg. l. 5.6. Opplag 100 eksemplarer. Best.nr. 444
Redaksjons- og publiseringsavdeling Institutt for elektroniske publikasjoner og litteraturliste over biblioteket
Institutt for operasjonell utskrift av St. Petersburg State University of Aviation Administration
190000, St. Petersburg, B. Morskaya St., 67
© State Educational Institution of Higher Professional Education "St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation", 2004
Forord................................................. ...................................................... |
|
1. INTRODUKSJON TIL MATHCAD .............................................. ...................................... |
|
1.1. Mathcad-vindu ................................................... .................................... |
|
1.2. Eksempler på enkle handlinger......................................................... ........... |
|
1.3. Diagrammer ................................................... ...................................................... |
|
1.4. Tekstområder ................................................... ............... |
|
2. VEKTORER OG MATRISER.............................................. ...................................... |
|
2.1. Spesifisere arrays........................................................ ............................ |
|
2.2. Vektor- og matriseoperatorer og -funksjoner................... |
|
2.3. Diskrete argumenter ................................................... ........... |
|
3. OPERATØR................................................... .................................................... |
|
4. INNBYGGDE FUNKSJONER......................................... ............................ |
|
4.1. Trigonometriske funksjoner ................................................... ... |
|
4.2. Logaritmiske og eksponentielle funksjoner................................... |
|
4.3. Spesielle funksjoner og avkortingsfunksjoner................................... |
|
4.4. Diskret Fourier-transform................................................... ..... |
|
4.5. Fouriertransformasjon i det virkelige domenet......... |
|
4.6. Alternative former for Fourier-transformasjonen ................................... |
|
4.7. Stykkevise kontinuerlige funksjoner........................................... ..... |
|
4.8. Statistiske funksjoner ................................................... ...... |
|
4.9. S........................................ |
|
4.10. Distribusjonsfunksjoner ................................................... ...... |
|
4.11. Interpolasjons- og prediksjonsfunksjoner................................... |
|
4.12. Regresjonsfunksjoner................................................ ............... |
|
5. LØSNING AV LIGNINGER........................................... ...................... |
|
5.1. Numerisk løsning av en ligning med en ukjent...... |
|
5.2. Finne røttene til et polynom................................... ............ |
|
5.3. Løse ligningssystemer ................................................... ..................... .... |
|
5.4. Løse differensialligninger................................... |
|
6. SYMBOLISKE BEREGNINGER................................................... ...................... |
|
6.1. Beregninger ................................................................... ............................................ |
|
6.2. Fourier- og Laplace-transformasjoner......................................... .... |
|
6.3. Direkte og inverse z-transformers......................................... ..... |
|
7. PROGRAMMERING................................................... ...................... |
|
Bibliografi................................................. ............... ............... |
FORORD
Effektivt arbeid av en ingeniør er foreløpig utenkelig uten personlige datamaskiner(PC) og utviklet telekommunikasjonsfasiliteter. Driften av selve PC-en er sikret operativsystem(for eksempel MS-DOS, OS/2, Be OS, Linux, Windows, etc.), og for å løse brukte problemer bruker de spesielle applikasjonsprogramvarepakker.
Naturligvis kan en kvalifisert bruker som har tilstrekkelig kunnskap om et av programmeringsspråkene (for eksempel C, Pascal, Fortran, Lisp, Prolog, etc.) uavhengig utvikle og feilsøke et eget program eller et sett med programmer som lar ham utvikle og feilsøke. å implementere algoritmen for oppgaven sin på en PC. I noen tilfeller kan dessuten et høyt spesialisert program utviklet av brukeren fungere betydelig raskere enn et program fra en programvarepakke. Imidlertid krever denne tilnærmingen vanligvis store arbeidskostnader for programmering, feilsøking og testing av hvert program, noe som reduserer andelen kreativt arbeid for å løse et spesifikt teknisk problem betydelig.
For å redusere programmeringstiden er det laget et stort antall applikasjonspakker, hvor bruksområdene stort sett overlapper hverandre. For den mest effektive bruken datateknologi det er nødvendig å velge den beste programvarepakken på det tidligste stadiet av å løse et programproblem.
De mest kjente applikasjonsprogramvarepakkene som for tiden brukes i tekniske beregninger er Mathcad, Matlab, Derive, Maple V, Mathematica, VisSim fra kjente utenlandske selskaper og pakker fra russiske produsenter åpen kildekode-programvare Dynamics og CLASSIC (utviklet av SPGETU).
Når man studerer automatiske kontrollsystemer og beregningsmatematiske problemer, er det mest effektivt å bruke programvaresystem Matlab med omfattende domenespesifikke
digitale biblioteker (verktøykasse) og det visuelle modelleringsverktøyet Simulink. For visuell modellering og simulering i forbindelse med ekte utstyr er VisSim mest praktisk, en gratis akademisk versjon av som er tilgjengelig ved universitetet. For analyse og syntese av lineære kontrollsystemer er CLASSIC mest praktisk.
Analytiske transformasjoner kan utføres av mange programvarepakker, for eksempel Mathcad, Matlab, Mathematica, men Maple V-pakken regnes som det kraftigste verktøyet for å automatisere analytiske beregninger. En enklere spesialisert pakke for analytiske transformasjoner er Derive.
Alle de ovennevnte pakkene støttes og utvikles av store selskaper. Det er et tilstrekkelig antall sider på Internett hvor du, ved navn på pakken, kan finne biblioteker med fritt distribuerte programmer, opplæringsprogrammer, tillegg og rettelser til nye versjoner av programmer (patch), og lenker til nyhetsgrupper.
Denne opplæringen introduserer den populære Mathcad-programvarepakken og inneholder et stort antall eksempler. Når du studerer manualen, anbefales det å gjøre alle eksemplene på en PC.
1. INTRODUKSJON TIL MATHCAD
Mathcad er ekstremt enkelt å bruke og lett å lære. De fleste handlingene som kreves for å administrere programmet er intuitive, og det vil kreve en person som tidligere har jobbet i programvaren for å mestre dens grunnleggende evner. Windows-miljø, det tar to til tre timer.
Mathcad-systemet har følgende funksjoner:
Den vanlige metoden for matematisk notasjon brukes overalt. Hvis det er en generelt akseptert måte å representere en ligning, matematisk operasjon eller graf på, så bruker Mathcad det;
Prinsippet «What you see is what you get» (WYSIWYG) brukes. Det er ingen skjult informasjon, alt vises på skjermen. Det trykte resultatet ser nøyaktig det samme ut som på skjermen;
enkle uttrykk skrives på tastaturet ved hjelp av standardtaster. Til spesielle operatører(tegn på summer, integraler, matriser, etc.) spesielle paletter er gitt;
et stort antall godt testede numeriske algoritmer letter i stor grad løsningen av anvendte problemer;
i tillegg til numeriske beregninger, er symbolske transformasjoner mulig,
har bred grafiske muligheter for å analysere beregningsresultater, lar deg lage animasjoner;
støtter fullt ut OLE- og DDE-teknologier, og tillater tilkoblinger med andre Windows-applikasjoner;
praktisk hjelpesystem. Ved å utheve en setning, funksjon eller feilmelding og trykke på kan du vise forklarende hjelpeinformasjon på skjermen. Hjelp inneholder trinnvise forklaringer om et spesifikt emne og illustrerende eksempler;
i vinduet kan du bruke rullefelt, som i et hvilket som helst Windows-program. Som andre Windows-programmer, inneholder Mathcad en menylinje. For å hente frem en meny, klikker du bare på den med musen eller trykker på en tast sammen med det understrekede tegnet.
For å bruke symbolpalettknappene, plasser markøren på det valgte stedet i arbeidsdokumentet og klikk med venstre museknapp. Et lite kryss vil vises i arbeidsdokumentet. Plasser deretter markøren på ønsket symbolpalett-knapp og trykk igjen venstre knapp musen og velg ønsket element (likhetstegn, relasjoner, to eller 3D graf, integral, programstruktur, etc.). Det valgte elementet vises i stedet for krysset i arbeidsdokumentet.
Under stripen med symbolpalettknapper er verktøylinjeknapper som dupliserer hovedmenykommandoene. Når du plasserer pekeren over en knapp, vises tekst som beskriver hva knappen gjør. Rett under verktøylinjen er fontpanelet, som lar deg endre størrelsen og andre egenskaper til fonter i formler og tekst. For å spare plass på skjermen kan hver av disse komponentene vises eller skjules ved å bruke den tilsvarende kommandoen fra Vindu-menyen. Alle bildene i denne opplæringen viser kun arbeidsdokumentet.
1.2. Eksempler på enkle handlinger
Klikk hvor som helst på skjermen med venstre museknapp og skriv inn linjen med tastaturet
Etter å ha skrevet inn likhetstegnet, evaluerer Mathcad uttrykket og viser resultatet
15 − 8 = 14.923
Dette eksemplet demonstrerer funksjonene til Mathcad.
Mathcad viser formler nøyaktig slik de er skrevet ut i bøker eller skrevet på tavlen – over hele skjermområdet. Mathcad størrelser brøker, parenteser og andre matematiske symboler slik at de vises på skjermen slik de normalt ville vært på papir.
Mathcad forstår hvilken operasjon som skal utføres først. I eksemplet ovenfor "visste" Mathcad at delingen måtte gjøres før beregningen og viste uttrykket deretter.
Uttrykket på skjermen kan redigeres ved å plassere pekeren på ønsket sted og erstatte gamle tegn med nye. Etter å ha satt pekeren til et fritt felt eller annet uttrykk, vil det nye resultatet bli beregnet automatisk.
La oss skrive følgende linjer på tastaturet:
b:0,1 x(t):exp(–b t) sin(t) x(t)=
Etter å ha klikket utenfor likheten for x(t), vil arbeidsdokumentet se slik ut:
t:= 0,5,0,6..20 b:= 0,1
x(t):= exp(–b t) sin(t) x(t)=
Den første linjen gir sekvensiell tilordning av tallene 0,5 til argumentet t; 0,6; 0,7 osv. opp til 20. Det skal bemerkes at kolon [:] på skjermen automatisk erstattes av oppdragstegnet [:=], og perioden med
komma [;] – tegn [..]. Den tredje linjen introduserer funksjonsdefinisjonen. Den fjerde linjen viser funksjonsverdien for de gitte argumentverdiene i tabellform. Standardskjermen viser de første 16 radene i tabellen. For å se påfølgende elementer kan du klikke hvor som helst i tabellen med musen og bruke rullefeltet som vises eller "strekke" tabellen.
Mathcad kan angi formatet for visning av tall, dvs. endre antall desimaler som vises, endre eksponentiell representasjon av tall til en vanlig notasjon med et desimaltegn, og så videre. Dette gjøres som følger:
Venstreklikk på bordet for å markere det med en solid konturlinje;
velg Resultat fra Format-menyen; Angi de nødvendige parameterne i dialogboksen som vises.
For eksempel er standard "Threshold" 3. Dette betyr at tall større enn 103 og mindre enn 10–3 vises i vitenskapelig notasjon. For å erstatte 3 med 6, må du klikke til høyre for 3, trykke på tasten og skrive 6, eller bruke inkrementeringsknappene.
1.3. Diagrammer
Mathcad kan bygge todimensjonale grafer i kartesiske og polare koordinater, bilder av nivålinjer, avbilde overflater og vise en rekke andre tredimensjonale grafer.
La oss vurdere å lage et enkelt todimensjonalt plott som viser funksjonen introdusert i forrige seksjon. For å lage en graf i Mathcad, må du klikke på ledig plass, der du må plassere den, og velg Graph-elementet - X-Y avhengighet fra Sett inn-menyen. En tom graf vil vises med inndatafelt for data. I feltet under midten av x-aksen må du skrive inn navnet på variabelen t. Nå må du klikke i feltet motsatt midten av y-aksen og skrive inn x(t) her. De resterende feltene er ment for å legge inn grenser på aksene - maksimums- og minimumsverdiene plottet på aksene. Hvis du lar dem stå tomme, vil Mathcad automatisk fylle dem ut når du lager grafen. Etter å ha klikket utenfor grafen, beregner og plotter Mathcad punktene på grafen, som vist i fig. 2.
