Hur man konverterar MCD-fil till PDF-fil. Hur man konverterar MCD-fil till PDF-fil Mathcad handledning

1.2. Introduktion till Mathcad

I det här avsnittet, tittar vi lite framåt, kommer vi att visa hur du snabbt börjar arbeta med Mathcad, lär oss hur du anger matematiska uttryck och får de första resultaten av beräkningar.

Ris. 1.1. Mathcad 11-fönster med ett nytt dokument

Efter att Mathcad 11 har installerats på datorn och startat, visas huvudprogrammets fönster, som visas i fig. 1.1. Den har samma struktur som de flesta Windows-program. Från topp till botten finns fönstrets titel, menyraden, verktygsfält (standard och formatering) och ett kalkylblad eller kalkylblad. nytt dokument skapas automatiskt när du startar Mathcad. Längst ner i fönstret finns statusfältet. Med tanke på likheten mellan Mathcad-redigeraren och vanliga textredigerare kommer du intuitivt att förstå syftet med de flesta knapparna i verktygsfälten.

Förutom kontrollerna som finns i en typisk textredigerare, Mathcad är utrustad med ytterligare verktyg för att mata in och redigera matematiska symboler, varav ett är Math-verktygsfältet (Fig. 1.1). Med hjälp av detta, såväl som ett antal extra rattpaneler, är det bekvämt att ange ekvationer.

För att utföra enkla beräkningar med formler, gör följande:

  • bestäm platsen i dokumentet där uttrycket ska visas genom att klicka med musen på motsvarande punkt i dokumentet;
  • ange vänster sida av uttrycket;
  • ange ett likhetstecken<=>.

Låt oss för närvarande lämna samtalet om mer pålitliga sätt att ange matematiska symboler och ge ett exempel på de enklaste beräkningarna. För att beräkna sinus för ett tal, skriv bara in ett uttryck som sin(1/4)= från tangentbordet. Efter att du har tryckt på likhetstecknet visas resultatet på höger sida av uttrycket, som genom magi (Listning 1.1).

Listning 1.1.Beräkning av ett enkelt uttryck

På liknande sätt kan du utföra mer komplexa och krångliga beräkningar, samtidigt som du använder hela arsenalen av specialfunktioner som är inbyggda i Mathcad. Det är lättast att ange deras namn från tangentbordet, som i exemplet med att beräkna sinus, men för att undvika möjliga fel när du skriver dem är det bättre att välja en annan väg. Så här introducerar du en inbyggd funktion i ett uttryck:

  • Bestäm var i uttrycket du vill infoga funktionen.
  • Klicka på knappen märkt f(x) på standardverktygsfältet (markören pekar på den i fig. 1.2).
  • I listan Funktionskategori i dialogrutan Infoga funktion som visas väljer du den kategori som funktionen tillhör – i det här fallet den trigonometriska kategorin.
  • Från listan Funktionsnamn väljer du namnet på den inbyggda funktionen som den visas i Mathcad (sin). Om du har svårt att välja, följ tipset som visas när du väljer en funktion i det nedre textfältet i dialogrutan Infoga funktion.
  • Klicka på OK - funktionen visas i dokumentet.
  • Fyll i de saknade argumenten för den angivna funktionen (i vårt fall är det 1/4).

Resultatet blir introduktionen av uttrycket från Listing 1.1, för att erhålla värdet av vilket det enda som återstår är att ange likhetstecknet.

De flesta av de numeriska metoderna som programmerats i Mathcad är implementerade som inbyggda funktioner. Bläddra igenom listorna i dialogrutan Infoga funktion när du vill för att få en uppfattning om de specialfunktioner och numeriska metoder du kan använda i dina beräkningar.

Naturligtvis kan inte alla tecken matas in från tangentbordet. Det är till exempel inte självklart hur man infogar en integral- eller differentieringsskylt i ett dokument. För detta ändamål har Mathcad speciella verktygsfält, mycket liknande formelverktyg. Microsoft editor Ord. Som nämnts tidigare visas en av dem - Math-verktygsfältet - i fig. 1.1. Den innehåller verktyg för att infoga matematiska objekt (operatorer, grafer, programelement, etc.) i dokument. Denna panel visas i större vy i fig. 1.3 redan mot bakgrunden av dokumentet som redigeras.

Panelen innehåller nio knappar, vars tryckning leder i sin tur till att ytterligare ett verktygsfält visas på skärmen. Dessa nio extra paneler låter dig infoga en mängd olika objekt i Mathcad-dokument. I fig. 1.3, som du lätt kan se, på Math-panelen, när du trycker på, finns de två första knapparna uppe till vänster (muspekaren är placerad ovanför den vänstra). Därför finns det ytterligare två paneler på skärmen - Kalkylator och Graf. Det är lätt att gissa vilka objekt som infogas när du klickar på knapparna på dessa paneler.

Ris. 1.2. Infoga en inline-funktion

Mer information om syftet med dessa och andra verktygsfält beskrivs nedan (se avsnitt 1.3).

Du kan till exempel ange uttrycket från Listing 1.1 enbart med hjälp av panelen Kalkylator. För att göra detta måste du först trycka på syndknappen (den allra första från toppen). Resultatet av denna åtgärd visas i fig. 1.3 (uttryck i ruta). Nu återstår bara att skriva uttrycket 1/4 inom parentesen (i platshållaren som indikeras av den svarta rektangeln). För att göra detta, tryck på knapparna 1, - och 4 i följd på Kalkylatorpanelen och sedan på knappen - för att få svaret (naturligtvis samma som i föregående rad i dokumentet).

Som du kan se kan du infoga matematiska symboler i dokument på olika sätt, som i många andra Windows-applikationer. Beroende på erfarenhet av Mathcad och datorvanor kan användaren välja vilken som helst av dem.

Ris. 1.3. Använda Math Toolbar

Om du precis har börjat bemästra Mathcad-redigeraren rekommenderar jag starkt att du anger formler när det är möjligt med hjälp av verktygsfälten och den beskrivna proceduren för att infoga funktioner med hjälp av dialogrutan Infoga funktion. Detta kommer att undvika många möjliga misstag.

De beskrivna stegen visar användningen av Mathcad som en vanlig miniräknare med en utökad uppsättning funktioner. För en matematiker är det av intresse, som ett minimum, att kunna definiera variabler och operationer med användarfunktioner. Det finns inget enklare - i Mathcad implementeras dessa åtgärder, precis som de flesta andra, enligt principen "som är vanligt i matematik, så skrivs in." Därför kommer vi att ge relevanta exempel (listor 1.2 och 1.3), utan att slösa tid på kommentarer (om du har problem med att förstå listorna, se de relevanta avsnitten i detta kapitel för förtydligande). Lägg bara märke till tilldelningsoperatorn som används för att ställa in värdena för variablerna i den första raden i Listing 1.2. Den, precis som alla andra tecken, kan matas in med hjälp av Kalkylatorpanelen. En uppgift betecknas med symbolen ":=" för att understryka dess skillnad från en utvärderingsoperation.

Lista 1.2. Använda variabler i beräkningar

Lista 1.3. Definiera användarfunktionen och beräkna dess värde vid punkten x=1

Den sista listan definierar funktionen f(x). Dess graf visas i fig. 1.4. För att bygga den, klicka på knappen Graph panel med rätt typ grafik (muspekaren svävar över den i figuren) och i den grafiska mallen som visas, bestäm värdena som kommer att plottas längs axlarna. I vårt fall behövde vi ange x i platshållaren nära x-axeln och f (x) - nära Y-axeln.

Ris. 1.4. Plotta en funktion (lista 1.3)

Jämför innehållet i förteckning 1.3 och fig. 1 4. Denna presentationsstil kommer att bibehållas genom hela boken. Listor är utdrag av dokumentarbetsytor som körs utan ytterligare kod (om det inte särskilt anges). Du kan ange innehållet i vilken lista som helst i ett nytt (tomt) dokument och det kommer att fungera precis som i arbetsboken. För att undvika rörigare listor visas graferna i separata figurer. Till skillnad från fig. 1.4, i följande figurer är listkoden inte duplicerad, och om det finns en länk till listningen i bildtexten betyder det att denna graf kan infogas i dokumentet efter den nämnda listningen.

En av de mest imponerande funktionerna i Mathcad är symboliska beräkningar, som låter dig lösa många problem analytiskt. Faktum är att, enligt författaren, Mathcad "kan" matematik, enligt minst, på nivån av en bra vetenskapsman. Skicklig användning av intelligensen från Mathcads symboliska processor kommer att rädda dig från ett stort antal rutinberäkningar, till exempel integraler och derivator (Listing 1.4). Var uppmärksam på den traditionella formen av skrivuttryck, den enda egenheten är behovet av att använda den symboliska räknesymbolen -> istället för likhetstecknet. Förresten, det kan matas in i Mathcad-editorn från vilken som helst av utvärderings- eller symbolpanelerna, och integrations- och differentieringssymbolerna kan matas in från kalkylpanelen.

Lista 1.4. Symboliska beräkningar

I det här avsnittet togs bara hänsyn till en liten del av Mathcad-systemets beräkningsmöjligheter. Men de få exemplen som ges här ger en god uppfattning om dess syfte. Det är till och med möjligt att författaren förlorade några av de mest otåliga läsarna som redan hade gått vidare till att lösa sina problem genom att i förtid tala om den enkelhet med vilken matematiska beräkningar kan utföras. Jag skulle vilja råda dem att använda den andra och tredje delen av boken som referens, och för bästa presentation av resultaten, använd den fjärde delen. Nedan, i detta och efterföljande kapitel i denna del, behandlas grunderna i Mathcad mer i detalj.

Det här kapitlet beskriver giltiga Mathcad-variabler och funktionsnamn, fördefinierade variabler som gillar och nummerrepresentationer.
Mathcad arbetar med komplexa tal lika enkelt som med reella tal. Mathcad-variabler kan ta komplexa värden, och de flesta inbyggda funktioner är definierade för komplexa argument. Det här kapitlet beskriver användningen av komplexa tal i Mathcad.

Det här kapitlet beskriver arrayer i Mathcad. Medan vanliga variabler (skalärer) lagrar ett enda värde, lagrar arrayer många värden. Som vanligtvis är brukligt i linjär algebra kommer arrayer som bara har en kolumn ofta att kallas vektorer, alla andra - matriser. Ett diskret argument är en variabel som antar ett antal värden varje gång den används. Diskreta argument förbättrar Mathcads kapacitet avsevärt genom att du kan utföra flera beräkningar eller loopar med upprepade beräkningar.

Det här kapitlet beskriver diskreta argument och visar hur man använder dem för att utföra iterativa beräkningar, visa tabeller med tal och göra det lättare att mata in många numeriska värden i en tabell.

Mathcad använder vanliga operatorer som + och /, såväl som operatorer som är specifika för matriser, som transponerings- och determinantoperatorer, och speciella operatorer som integraler och derivator.

Det här kapitlet innehåller en lista över Mathcad-operatorer och beskriver hur man anger och använder speciella operatorer.

Det här kapitlet listar och beskriver många av Mathcads inbyggda funktioner. Mathcads statistiska funktioner beskrivs i kapitlet "Statistiska funktioner". De funktioner som används för att arbeta med vektorer och matriser beskrivs i kapitlet "Vektorer och matriser". Det här kapitlet ger en lista och beskrivning av de inbyggda funktionerna i Mathcad-paketet. Dessa funktioner utför ett brett utbud av beräkningsuppgifter, inklusive statistisk analys, interpolation och regressionsanalys. Mathcad PLUS låter dig skriva program. Ett program i Mathcad är ett uttryck som i sin tur består av andra uttryck. Mathcad-program innehåller konstruktioner som på många sätt liknar programmeringskonstruktioner i programmeringsspråk: villkorliga överföringar av kontroll, looping-satser, variabelt omfång, användning av subrutiner och rekursion.

Att skriva program i Mathcad låter dig lösa problem som är omöjliga eller mycket svåra att lösa på något annat sätt.

Det här kapitlet beskriver hur man löser ekvationer och ekvationssystem med Mathcad. Du kan lösa både en ekvation med en okänd och ekvationssystem med flera okända. Det maximala antalet ekvationer och okända i systemet är femtio. Det här kapitlet beskriver hur man löser realvärderade vanliga differentialekvationer (ODE) och partiella differentialekvationer med Mathcad. Mathcad innehåller ett brett utbud av funktioner för att lösa differentialekvationer. Vissa av dessa funktioner använder specifika egenskaper hos en viss differentialekvation för att ge tillräcklig hastighet och noggrannhet för att hitta en lösning. Andra är användbara när du inte bara behöver få en lösning på en differentialekvation, utan också att rita en graf över den önskade lösningen. Detta kapitel beskriver symboliska transformationer i Mathcad. Mathcad läser och skriver data filer - ASCII-filer som innehåller numeriska data. Genom att läsa datafiler kan du ta data från olika källor och analysera dem i Mathcad. Genom att skriva datafiler kan du exportera Mathcad-resultat till ordbehandlare, kalkylblad och andra applikationsprogram.

Mathcad innehåller två uppsättningar funktioner för att läsa och skriva data. LÄSA, SKRIVA Och BIFOGA läsa eller skriva en numeriskt värde vid en tid. READPRN, WRITEPRN Och APPENDPRN läs hela matrisen från en fil med rader och kolumner med data eller skriv en matris från Mathcad som en sådan fil.

Mathcad-grafer är både mångsidiga och lätta att använda. För att skapa en graf, klicka där du vill infoga grafen, välj Kartesisk graf från menyn Grafisk konst och fyll i de tomma fälten. Du kan formatera graferna på alla möjliga sätt, ändra utseendet på axlarna och kurvornas konturer och använda olika etiketter. I vissa fall, när man konstruerar grafer, är det bekvämare att använda polära snarare än kartesiska koordinater. Mathcad låter dig bygga polära tomter. Mathcad-arbetsdokument kan innehålla 2D- och 3D-grafik tillsammans med dem. Till skillnad från 2D-plots, som använder diskreta argument och funktioner, kräver 3D-plots en matris med värden. Detta kapitel visar hur en matris kan representeras som en yta i det tredimensionella rummet.

Det här kapitlet handlar om att skapa, använda och formatera ytor i 3D-rymden. Efterföljande kapitel beskriver hur man arbetar med andra typer av diagram.

Graferna som beskrivs i det här kapitlet låter dig visa nivålinjer. Dessa är linjer längs vilka storleken på en funktion definierad i ett plan med två variabler förblir konstant. I Mathcad kan du skapa en nivålinjekarta på samma sätt som en ytplot: genom att definiera en funktion som en matris av dess värden, där varje rad och kolumn motsvarar specifika argumentvärden. Detta kapitel beskriver hur en matris kan representeras som en karta över nivålinjer. 3D-histogram ger ytterligare datavisualiseringsmöjligheter. Med deras hjälp kan en matris av tal representeras som en uppsättning kolumner med olika höjder. Du kan visa staplarna antingen var de är i matrisen, eller genom att placera den ena ovanpå den andra, eller genom att placera dem längs en linje. När du använder andra typer av 3D-grafer är det nödvändigt att bilda en matris där raderna och kolumnerna motsvarar värdena x Och y, och värdet på matriselementet bestämmer koordinaten z. När du konstruerar ett spridningsdiagram kan du direkt bestämma koordinaterna x, y Och z någon samling av poäng. Därför är den här typen av graf användbar för att rita parametriska kurvor eller för att observera samlingar (kluster) av data i tredimensionellt utrymme. Det här kapitlet visar hur tre vektorer kan användas för att skapa ett spridningsdiagram. Det här kapitlet beskriver hur man skapar ett tvådimensionellt vektorfält genom att representera tvådimensionella vektorer som komplexa tal. (jamesr) 25 juli 2008 07:01

Hallå,
Jag har en fråga som rör en process som våra stressingenjörer använder för närvarande. Efter att ha fyllt i ett mathcad-kalkylblad skriver de ut till Adobe PDF-skrivare som sedan öppnar dialogrutan Spara PDF (jag kan inte hitta ett sätt att automatisera den här delen). De namnger och sparar PDF-filen. När den har skapats öppnas Acrobat standard och de väljer fil spara som .PNG. Flera .png-filer skapas baserat på antalet sidor i pdf-filen som skapades. När detta är klart infogas hela uppsättningen .png-filer i ett word-dokument. Infoga uppsättningen av .png-filer är mödosamma eftersom de med sin nuvarande process måste infoga .png-filerna i word doc en i taget.

Om de har flera .mcd-filer att konvertera och placera i word doc, kan du föreställa dig hur lång tid hela processen tar. Jag har fått i uppdrag att utveckla en ny process.

Jag föreställer mig att skapa ett verktyg som kan välja flera mathcad-filer och sedan batcha dem genom denna process (MathCAD -> PDF -> PNG -> word) . Jag ber om förslag på hur man bäst kan åstadkomma detta. Grunden till att PDF är i slingan är att den formaterar .MCD-filen enligt deras standarder. Alla andra tillvägagångssätt med Mathcad ger ett oregelbundet beteende. Den slutliga produktionen måste vara i ett word doc, på grund av stora företagspolicy.

Än så länge har jag inte hittat några konkreta exempel på hur man kan åstadkomma detta.

Tack alla,
James

  • Re: Mathcad ->PDF->PNG->WordDoc
    Patrick Leckey 25 juli 2008 07:13 (som svar på (jamesr))

    Att automatisera MathCAD för att skriva ut till PDF skulle vara beroende av MathCAD och dess automatiseringsförmåga. Acrobat kan inte tvinga ett externt program att skriva ut något till PDF.

    Du kan säkert automatisera Acrobat för att mata ut en PDF till PNG.

    Återigen kan Acrobat inte konvertera en PNG till ett Word-dokument, så att en del av automatiseringsprocessen skulle falla utanför räckvidden för Acrobats automatisering. Du skulle vilja titta på VBA för Word för att automatisera den delen.

  • Re: Mathcad ->PDF->PNG->WordDoc
    (jamesr) 25 juli 2008 07:30 (som svar på (jamesr))

    Malkyt,
    Det finns inget alternativ i MathCAD File->SaveAs->WordDoc
    Du kan spara som .rtf, .html eller en annan version av mathCAD.

    MathCADs automatisering gav mig en .printall()-metod. PrintAll skrivs ut till Windows standardskrivare. Jag kan programmässigt ändra min standardskrivare, men problemet är när Adobe PDFär standardskrivaren, dyker dialogrutan för att spara som PDF-utskrift upp och kräver användaringripande. Finns det något sätt att automatisera detta? Jag såg en tyst utskriftsmetod i akrobatbiblioteken efter att ha bläddrat igenom objektwebbläsaren i VS 2003.

    I grund och botten ser mathcad något begränsat ut...Det verkar som att jag måste skriva ut till Adobe PDF för att formatera data... dock inte säker på hur den här processen fungerar bakom kulisserna. När tar Adobe över från mathcad?

    Tack igen för att du pekade mig i rätt riktning

    James
    Tack,
    James

Det här kapitlet beskriver giltiga Mathcad-variabler och funktionsnamn, fördefinierade variabler som gillar och nummerrepresentationer.
Mathcad arbetar med komplexa tal lika enkelt som med reella tal. Mathcad-variabler kan ta komplexa värden, och de flesta inbyggda funktioner är definierade för komplexa argument. Det här kapitlet beskriver användningen av komplexa tal i Mathcad.

Det här kapitlet beskriver arrayer i Mathcad. Medan vanliga variabler (skalärer) lagrar ett enda värde, lagrar arrayer många värden. Som vanligtvis är brukligt i linjär algebra kommer arrayer som bara har en kolumn ofta att kallas vektorer, alla andra - matriser. Ett diskret argument är en variabel som antar ett antal värden varje gång den används. Diskreta argument förbättrar Mathcads kapacitet avsevärt genom att du kan utföra flera beräkningar eller loopar med upprepade beräkningar.

Det här kapitlet beskriver diskreta argument och visar hur man använder dem för att utföra iterativa beräkningar, visa tabeller med tal och göra det lättare att mata in många numeriska värden i en tabell.

Mathcad använder vanliga operatorer som + och /, såväl som operatorer som är specifika för matriser, som transponerings- och determinantoperatorer, och speciella operatorer som integraler och derivator.

Det här kapitlet innehåller en lista över Mathcad-operatorer och beskriver hur man anger och använder speciella operatorer.

Det här kapitlet listar och beskriver många av Mathcads inbyggda funktioner. Mathcads statistiska funktioner beskrivs i kapitlet "Statistiska funktioner". De funktioner som används för att arbeta med vektorer och matriser beskrivs i kapitlet "Vektorer och matriser". Det här kapitlet ger en lista och beskrivning av de inbyggda funktionerna i Mathcad-paketet. Dessa funktioner utför ett brett utbud av beräkningsuppgifter, inklusive statistisk analys, interpolation och regressionsanalys. Mathcad PLUS låter dig skriva program. Ett program i Mathcad är ett uttryck som i sin tur består av andra uttryck. Mathcad-program innehåller konstruktioner som på många sätt liknar programmeringskonstruktioner i programmeringsspråk: villkorliga överföringar av kontroll, looping-satser, variabelt omfång, användning av subrutiner och rekursion.

Att skriva program i Mathcad låter dig lösa problem som är omöjliga eller mycket svåra att lösa på något annat sätt.

Det här kapitlet beskriver hur man löser ekvationer och ekvationssystem med Mathcad. Du kan lösa både en ekvation med en okänd och ekvationssystem med flera okända. Det maximala antalet ekvationer och okända i systemet är femtio. Det här kapitlet beskriver hur man löser realvärderade vanliga differentialekvationer (ODE) och partiella differentialekvationer med Mathcad. Mathcad innehåller ett brett utbud av funktioner för att lösa differentialekvationer. Vissa av dessa funktioner använder specifika egenskaper hos en viss differentialekvation för att ge tillräcklig hastighet och noggrannhet för att hitta en lösning. Andra är användbara när du inte bara behöver få en lösning på en differentialekvation, utan också att rita en graf över den önskade lösningen. Detta kapitel beskriver symboliska transformationer i Mathcad. Mathcad läser och skriver data filer- ASCII-filer som innehåller numeriska data. Genom att läsa datafiler kan du ta data från olika källor och analysera dem i Mathcad. Genom att skriva datafiler kan du exportera Mathcad-resultat till ordbehandlare, kalkylblad och andra applikationsprogram.

Mathcad innehåller två uppsättningar funktioner för att läsa och skriva data. LÄSA, SKRIVA Och BIFOGA läsa eller skriva ett numeriskt värde åt gången. READPRN, WRITEPRN Och APPENDPRN läs hela matrisen från en fil med rader och kolumner med data eller skriv en matris från Mathcad som en sådan fil.

Mathcad-grafer är både mångsidiga och lätta att använda. För att skapa en graf, klicka där du vill infoga grafen, välj Kartesisk graf från menyn Grafisk konst och fyll i de tomma fälten. Du kan formatera graferna på alla möjliga sätt, ändra utseendet på axlarna och kurvornas konturer och använda olika etiketter. I vissa fall, när man konstruerar grafer, är det bekvämare att använda polära snarare än kartesiska koordinater. Mathcad låter dig bygga polära tomter. Mathcad-arbetsdokument kan innehålla 2D- och 3D-grafik tillsammans med dem. Till skillnad från 2D-plots, som använder diskreta argument och funktioner, kräver 3D-plots en matris med värden. Detta kapitel visar hur en matris kan representeras som en yta i det tredimensionella rummet.

Det här kapitlet handlar om att skapa, använda och formatera ytor i 3D-rymden. Efterföljande kapitel beskriver hur man arbetar med andra typer av diagram.

Graferna som beskrivs i det här kapitlet låter dig visa nivålinjer. Dessa är linjer längs vilka storleken på en funktion definierad i ett plan med två variabler förblir konstant. I Mathcad kan du skapa en nivålinjekarta på samma sätt som en ytplot: genom att definiera en funktion som en matris av dess värden, där varje rad och kolumn motsvarar specifika argumentvärden. Detta kapitel beskriver hur en matris kan representeras som en karta över nivålinjer. 3D-histogram ger ytterligare datavisualiseringsmöjligheter. Med deras hjälp kan en matris av tal representeras som en uppsättning kolumner med olika höjder. Du kan visa staplarna antingen var de är i matrisen, eller genom att placera den ena ovanpå den andra, eller genom att placera dem längs en linje. När du använder andra typer av 3D-grafer är det nödvändigt att bilda en matris där raderna och kolumnerna motsvarar värdena x Och y, och värdet på matriselementet bestämmer koordinaten z. När du konstruerar ett spridningsdiagram kan du direkt bestämma koordinaterna x, y Och z någon samling av poäng. Därför är den här typen av graf användbar för att rita parametriska kurvor eller för att observera samlingar (kluster) av data i tredimensionellt utrymme. Det här kapitlet visar hur tre vektorer kan användas för att skapa ett spridningsdiagram. Det här kapitlet beskriver hur man skapar ett tvådimensionellt vektorfält genom att representera tvådimensionella vektorer som komplexa tal.

RYSKA FEDERATIONENS UTBILDNINGSMINISTERIET OCH VETENSKAP

Statens läroanstalt för högre yrkesutbildning

S:T PETERSBORGS STATSHÖGSKOLA

AEROSRYMDSINSTRUMENTTEKNIK

A. I. Panferov, A. V. Loparev, V. K. Ponomarev

Handledning

St Petersburg 2004

UDC 681.3.068 BBK 32.973

Panferov A. I., Loparev A. V., Ponomarev V. K.

P16 Tillämpning av Mathcad i tekniska beräkningar : Lärobok. ersättning / SPbGUAP. St Petersburg, 2004. 88 s.: ill.

Handledningen innehåller en beskrivning av de viktigaste funktionerna i Mathcad 2000-applikationspaketet med detaljerade rekommendationer för dess användning i tekniska beräkningar. Algoritmer för att lösa standardproblem, exempel och nödvändig information från kursen i högre matematik ges.

Manualen är avsedd för studenter i tekniska specialiteter 1812, 1903, 1310.

Recensenter:

Institutionen för automation och styrprocesser, St. Petersburg State Electrotechnical University; kandidat tekniska vetenskaper S. G. Kucherkov (SSC RF - Central Research Institute "Electropribor")

Godkänd av universitetets redaktions- och publiceringsråd

som ett läromedel

Pedagogisk upplaga

Panferov Alexander Ivanovich Loparev Alexey Valerievich Ponomarev Valery Konstantinovich

TILLÄMPNING AV MATHCAD I TEKNIK BERÄKNINGAR

Handledning

Redaktör A. V. Podchepaeva

Datorskrivning och layout av N. S. Stepanova

Levereras för rekrytering 04/06/04. Undertecknad för publicering den 10/08/04. Format 60×84 1/16. Offset papper. Offset tryck. Villkorlig ugn l. 5.2. Villkorlig cr.-ott. 5.3. Akademisk red. l. 5.6. Upplaga 100 ex. Best.nr 444

Redaktionen och förlagsavdelningen Institutionen för elektroniska publikationer och bibliotekets bibliografi

Institutionen för operativ tryckning av St. Petersburg State University of Aviation Administration

190000, St. Petersburg, B. Morskaya st., 67

© Statens utbildningsinstitution för högre yrkesutbildning "St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation", 2004

Förord................................................. ......................................................................

1. INTRODUKTION TILL MATHCAD ......................................... ......................................

1.1. Mathcad-fönster ................................................... ....................................

1.2. Exempel på enkla åtgärder.......................................... ...........

1.3. Diagram ................................................... ......................................................

1.4. Textområden ................................................... ............................

2. VEKTORER OCH MATRISER.............................................. ......................................

2.1. Ange matriser................................................ ...........................

2.2. Vektor- och matrisoperatorer och funktioner...................

2.3. Diskreta argument................................................ ...........

3. OPERATÖRER................................................... ....................................................

4. INBYGGDA FUNKTIONER................................................... ............................

4.1. Trigonometriska funktioner ................................................... ...

4.2. Logaritmiska och exponentiella funktioner...................................

4.3. Special- och trunkeringsfunktioner...................................

4.4. Diskret Fouriertransform................................................... .....

4.5. Fouriertransform i den verkliga domänen.........

4.6. Alternativa former av Fouriertransformen.................................

4.7. Styckvis kontinuerliga funktioner................................................... .....

4.8. Statistiska funktioner ................................................... ......

4.9. Sannolikhetsfördelningstätheter ...........................................

4.10. Distributionsfunktioner................................................ ......

4.11. Interpolations- och prediktionsfunktioner...................................

4.12. Regressionsfunktioner................................................ ...............

5. LÖSNING AV EKVATIONER........................................... ......................

5.1. Numerisk lösning av en ekvation med en okänd...

5.2. Hitta rötterna till ett polynom........................................ ............

5.3. Lösa ekvationssystem................................................... ..................... ....

5.4. Lösa differentialekvationer...................................

6. SYMBOLISKA BERÄKNINGAR................................................... ......................

6.1. Beräkningar ................................................................... ......................................................

6.2. Fourier- och Laplace-transformationer.......................................... ....

6.3. Direkta och inversa z-transformers......................................................... .....

7. PROGRAMMERING................................................... ......................

Bibliografi................................................. ............... ...............

FÖRORD

Effektivt arbete av en ingenjör är för närvarande otänkbart utan personliga datorer(PC) och utvecklade telekommunikationsanläggningar. Datorns funktion är säkerställd operativ system(till exempel MS-DOS, OS/2, Be OS, Linux, Windows, etc.), och för att lösa tillämpade problem använder de speciella programvarupaket.

Naturligtvis kan en kvalificerad användare som har tillräckliga kunskaper om ett av programmeringsspråken (till exempel C, Pascal, Fortran, Lisp, Prolog, etc.) självständigt utveckla och felsöka ett separat program eller en uppsättning program som tillåter honom att att implementera algoritmen för sin uppgift på en PC. Dessutom kan i vissa fall ett högspecialiserat program utvecklat av användaren fungera betydligt snabbare än ett program från ett mjukvarupaket. Men detta tillvägagångssätt kräver vanligtvis stora arbetskostnader för programmering, felsökning och testning av varje program, vilket avsevärt minskar andelen kreativt arbete för att lösa ett specifikt tekniskt problem.

För att minska programmeringstiden har ett stort antal applikationspaket skapats, vars användningsområden till stor del överlappar varandra. För den mest effektiva användningen datateknik det är nödvändigt att korrekt välja det bästa mjukvarupaketet i det tidigaste skedet av att lösa ett programproblem.

De mest välkända programvarupaketen som för närvarande används i tekniska beräkningar är Mathcad, Matlab, Derive, Maple V, Mathematica, VisSim från välkända utländska företag och paket från ryska tillverkare Open Source Software Dynamics och CLASSIC (utvecklade av SPGETU).

När man studerar automatiska styrsystem och beräkningsmatematiska problem är det mest effektivt att använda mjukvarusystem Matlab med omfattande domänspecifika

digitala bibliotek (verktygslåda) och det visuella modelleringsverktyget Simulink. För visuell modellering och simulering i samband med verklig utrustning är VisSim mest praktiskt, en gratis akademisk version av vilken finns tillgänglig på universitetet. För analys och syntes av linjära styrsystem är CLASSIC mest bekvämt.

Analytiska transformationer kan utföras av många mjukvarupaket, till exempel Mathcad, Matlab, Mathematica, men Maple V-paketet anses vara det mest kraftfulla verktyget för att automatisera analytiska beräkningar. Ett enklare specialiserat paket för analytiska transformationer är Derive.

Alla ovanstående paket stöds och utvecklas av stora företag. Det finns ett tillräckligt antal sidor på Internet där du, med namnet på paketet, kan hitta bibliotek med fritt distribuerade program, tutorials, tillägg och korrigeringar av nya versioner av program (patch) och länkar till nyhetsgrupper.

Denna handledning introducerar det populära mjukvarupaketet Mathcad och innehåller ett stort antal exempel. När du studerar manualen rekommenderas att du gör alla exempel på en PC.

1. INTRODUKTION TILL MATHCAD

Mathcad är extremt lätt att använda och lätt att lära sig. De flesta av de åtgärder som krävs för att hantera programmet är intuitiva, och det skulle krävas en person som tidigare har arbetat i programvaran för att behärska dess grundläggande kapacitet. Windows-miljö, det tar två till tre timmar.

Mathcad-systemet har följande funktioner:

Den vanliga metoden för matematisk notation används överallt. Om det finns ett allmänt accepterat sätt att representera en ekvation, matematisk operation eller graf, så använder Mathcad det;

Principen "What you see is what you get" (WYSIWYG) används. Det finns ingen dold information, allt visas på skärmen. Det utskrivna resultatet ser exakt likadant ut som på displayen;

enkla uttryck skrivs på tangentbordet med hjälp av standardtangenter. För speciella operatörer(tecken på summor, integraler, matriser, etc.) speciella paletter tillhandahålls;

ett stort antal väl testade numeriska algoritmer underlättar i hög grad lösningen av tillämpade problem;

förutom numeriska beräkningar är symboliska transformationer möjliga,

har bred grafiska möjligheter för att analysera beräkningsresultat, låter dig skapa animationer;

stöder fullt ut OLE- och DDE-teknologier, vilket tillåter anslutningar med andra Windows-applikationer;

bekvämt hjälpsystem. Genom att markera ett uttalande, funktion eller felmeddelande och trycka på kan du visa förklarande hjälpinformation på skärmen. Hjälpen innehåller steg-för-steg-förklaringar om ett specifikt ämne och illustrativa exempel;

i fönstret kan du använda rullningslister, som i alla Windows-program. Precis som andra Windows-program innehåller Mathcad en menyrad. För att ta fram en meny, klicka bara på den med musen eller tryck på en tangent tillsammans med det understrukna tecknet.

För att använda symbolpalettens knappar, placera markören på den valda platsen i arbetsdokumentet och klicka med vänster musknapp. Ett litet kryss visas i arbetsdokumentet. Placera sedan markören på önskad symbolpalettknapp och tryck igen vänster knapp musen och välj önskat element (lika tecken, relationer, två eller 3D-graf, integral, programstruktur, etc.). Det valda elementet kommer att visas i stället för krysset i arbetsdokumentet.

Under remsan med symbolpalettknappar finns verktygsfältsknappar som duplicerar huvudmenyns kommandon. När du placerar pekaren över en knapp visas text som beskriver vad knappen gör. Direkt under verktygsfältet finns teckensnittspanelen, som låter dig ändra storleken och andra egenskaper hos teckensnitt i formler och text. För att spara skärmutrymme kan var och en av dessa komponenter visas eller döljas med motsvarande kommando från Fönster-menyn. Alla bilder i denna handledning visar endast arbetsdokumentet.

1.2. Exempel på enkla åtgärder

Klicka var som helst på skärmen med vänster musknapp och ange raden med tangentbordet

Efter att ha skrivit likhetstecknet utvärderar Mathcad uttrycket och visar resultatet

15 − 8 = 14.923

Det här exemplet visar funktionerna i Mathcad.

Mathcad visar formler exakt som de är tryckta i böcker eller skrivna på tavlan - över hela skärmområdet. Mathcad storleksanpassar bråk, parentes och andra matematiska symboler så att de visas på skärmen som de normalt skulle se ut på papper.

Mathcad förstår vilken operation som ska utföras först. I exemplet ovan "visste" Mathcad att divisionen behövde göras innan beräkningen och visade uttrycket därefter.

Uttrycket på skärmen kan redigeras genom att placera pekaren på önskad plats och byta ut gamla tecken med nya. Efter att ha ställt in pekaren till ett fritt fält eller annat uttryck kommer det nya resultatet att beräknas automatiskt.

Låt oss skriva följande rader på tangentbordet:

b:0,1 x(t):exp(–b t) sin(t) x(t)=

Efter att ha klickat utanför likheten för x(t), kommer arbetsdokumentet att se ut så här:

t:= 0,5,0,6..20 b:= 0,1

x(t):= exp(–b t) sin(t) x(t)=

Den första raden ger sekventiell tilldelning av talen 0,5 till argumentet t; 0,6; 0,7 etc. upp till 20. Det bör noteras att kolon [:] på skärmen automatiskt ersätts av uppdragstecknet [:=] och perioden med

kommatecken [;] – tecken [..]. Den tredje raden introducerar funktionsdefinitionen. Den fjärde raden visar funktionsvärdet för de givna argumentvärdena i tabellform. Standardskärmen visar de första 16 raderna i tabellen. För att se efterföljande element kan du klicka var som helst i tabellen med musen och använda rullningslisten som visas eller "sträcka ut" tabellen.

Mathcad kan ställa in formatet för visning av siffror, d.v.s. ändra antalet decimaler som visas, ändra den exponentiella representationen av siffror till en vanlig notation med en decimalkomma, och så vidare. Detta görs på följande sätt:

Vänsterklicka på bordet för att markera det med en hel konturlinje;

välj Resultat från Format-menyn; Ställ in nödvändiga parametrar i dialogrutan som visas.

Till exempel är standard "Tröskel" 3. Det betyder att siffror större än 103 och mindre än 10–3 visas i vetenskaplig notation. För att ersätta 3 med 6 måste du klicka till höger om 3, trycka på tangenten och skriva 6, eller använda inkrementeringsknapparna.

1.3. Diagram

Mathcad kan bygga tvådimensionella grafer i kartesiska och polära koordinater, bilder av nivålinjer, avbilda ytor och visa ett antal andra tredimensionella grafer.

Låt oss överväga att skapa en enkel tvådimensionell plot som visar funktionen som introducerades i föregående avsnitt. För att skapa en graf i Mathcad måste du klicka på fritt utrymme, där du vill placera den och välj objektet Graph - X-Y beroende från Infoga-menyn. En tom graf kommer att visas med inmatningsfält för data. I fältet under mitten av x-axeln måste du ange namnet på variabeln t. Nu måste du klicka i fältet mittemot mitten av y-axeln och ange x(t) här. De återstående fälten är avsedda för att ange gränser på axlarna - de maximala och lägsta värdena plottade på axlarna. Om du lämnar dem tomma kommer Mathcad automatiskt att fylla i dem när du skapar grafen. Efter att ha klickat utanför grafen, beräknar och plottar Mathcad punkterna på grafen, som visas i fig. 2.