ППП Моделирование систем автоматизированного управления MathCAD

1.

ППП Моделирование систем
автоматизированного управления
MathCAD
Иугрьев Максимум
Лес РичОрДай
Шельма Панкейк
Группа И-4.1
Одинцово 2018

2.

Общая характеристика
Mathcad был задуман и первоначально написан Алленом
Раздовом из Массачусетского технологического института (MIT),
соучредителем компании Mathsoft, которая с 2006 года является
частью корпорации PTC (Parametric Technology Corporation).
Mathcad имеет интуитивный и простой для использования
интерфейс пользователя. Для ввода формул и данных можно
использовать как клавиатуру, так и специальные панели
инструментов.
Некоторые из математических возможностей Mathcad (версии
до 13.1 включительно) основаны на подмножестве системы
компьютерной алгебры Maple. Начиная с 14 версии — использует
символьное ядро MuPAD.

3.

Из каких частей состоит
Mathcad интегрируется с программами SmartSketch, VisSim/
Comm PE, Pro/ENGINEER.
Приложение
SmartSketch
позволяет инженерам, дизайнерам, архитекторам, чертежникам, с
истемным и сетевым администраторам работать с точными
чертежами и графиками.
VisSim/Comm PE — это Windows-приложение для
моделирования аналоговых, цифровых или смешанных систем
сообщения на сигнальном или физическом уровне.

4.

Основное меню системы
Главное меню в математическом пакете Mathcad состоит из девяти
пунктов, в каждом из которых объединены функционально
однородные команды:

5.

Что представляет собой документ в
этой программе
В документах-программах Mathcad есть возможность вставки
модулей других приложений для расширения возможностей
визуализации, анализа данных, выполнение специфических
вычислений.
Для расширенной визуализации данных предназначен
компонент Axum Graph. Для работы с табличными данными —
Microsoft Excel.
Компоненты Data Acquisition, ODBC Input позволяют
пользоваться внешними базами данных.
Предлагаются также бесплатные модули (add-in) для
интеграции Mathcad с программами Excel, AutoCAD.
Для статистического анализа предназначен компонент Axum SPLUS Script.
Значительное расширение возможностей пакета достигается
при интеграции со сверхмощным приложением MATLAB.

6.

Средства оформления
Элементы оформления
Перечислим элементы оформления документов, которые допускается применять в
MathCAD как, собственно, для проведения математических расчетов, так и в
чисто декоративных целях:
- текстовые области (text region);
- математические области, или формулы (math region);
- графики, или графические области (graphics region);
- компоненты других приложений (component);
- внедренные объекты (object).
За пределами границ областей находится пустая часть документа. Кроме
перечисленных, часто бывает полезным применение следующих дополнительных
элементов оформления:
- закрытые и выделенные области (locked and highlighted area);- колонтитулы
(header, footer);
- разметка документов - разрывы страниц (page break), стили (styles) и поля
(margins);
- ссылки (references);
- гиперссылки (hyperlinks).

7.

Язык в MathCAD
Для вставки программного кода в документы в MathCAD
имеется
специальная
панель
инструментов Programming (Программирование), которую можно
вызвать на экран нажатием кнопки Programming Toolbar на
панели Math (Математика), как показано на рис. 6.1. большинство
кнопок этой панели выполнено в виде текстового представления
операторов программирования, поэтому их смысл легко понятен.
Изложим последовательно основные составные части языка
программирования MathCAD и рассмотрим примеры его
использования.

8.

Экспертная система SmartMath
Это фактически экспертная система, ускоряющая вычисления в тех
случаях, когда это возможно. При запущенной системе SmartMath
процессор численных операций, приступая к вычислению формульного
блока, запрашивает символьный процессор о том, может ли тот
произвести упрощение или иное преобразование исходной формулы.
Если это возможно, то вычисления производятся уже по упрощенной
формуле.
Помимо оптимизации вычислений второе важное назначение
системы SmartMath заключается в визуализации символьных вычислений
и преобразований. Тут дело в том, что символьные вычисления,
выполняемые из позиции главного меню Symbolics не наглядны:
результат их помещается рядом или под исходным выражением либо
замещает его. Откуда он взялся и что именно делается для получения
этого результата, в данном случае неясно. К примеру, при вычислении
производной некоторого выражения из результата не видно, что
вычисляется именно производная, и непонятно, какого она порядка.

9.

Последнее версии MathCAD
Mathcad 15
Основные новые возможности:
• Добавлено 25 функций для расчетов по планированию экспериментов (design of experiments
(DoE)). Также имеются шаблоны для проведения нескольких экспериментов, при наличии
нескольких уровней эксперимента (режимов тестирования) и различных условий;
• Интеграция с базой данных KnovelMath (инженерные и технические стандарты);
• Интеграция с программным обеспечением Kornucopia (позволяет применять шаблоны
процессов для оценки данных натурных экспериментов и результатов расчетов);
• Интеграция с базой данных Truenumbers (от True Engineering Technology),
предоставляющей доступ к различным справочным материалам и данным (результаты из Mathcad
просто передаются в различные форматы документов, что облегчает передачу данных в цепи
разработчиков);
• Поддержка операционной системы Microsoft Windows 7;
• Поддержка Microsoft Excel 2007;
• Функция explicit работает полноценно, то есть показывает после формул соответствующие
численные значения, что нагляднее и облегчает контроль вычислений.

10.

Mathcad Prime 3.0
Mathcad Prime 3.0, вышедший 12 октября 2013 года, является новейшей версией семейства
Mathcad. Обладает повышенной производительностью, удобным интерфейсом пользователя и
рядом инновационных инструментов, которые позволяют инженерам работать ещё быстрее.
Нововведения новейшей версии MathcadPrime 3.0
• Глобальный оператор определения — позволит определить переменную в любом месте
рабочего листа
•Математика в тексте — позволяет вводить формулы непосредственно в тексте.
• Шаблоны документов — уникальный инструмент для повторяемых расчетов! — позволяет
создавать шаблоны для документов любого содержания с неограниченным количеством
расчетов.
• Форматирование формул — позволяет акцентировать внимание читателя на отдельных
моментах расчета.
• Встроены математические функции
• Улучшены математические расчёты
• Excel-компонент
• Символьные расчёты
• Улучшенный модуль решателя
• Улучшена работа с 3D-графиками

11.