Программирование на языке высокого уровня

Решение задачи спектрального анализа аналогового и дискретного периодического сигнала fs(t) и задачи интегрирования дифференциального уравнения (задача Коши) средствами математического пакета Maple. Создание соответствующего проекта в среде Delphi.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Екатеринбург 2012г.

Федеральное агентство связи

ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

210406.65 «Сети связи и системы коммутации»

Выполнил: Романцев С.А.

Проверил: Кондратьев В.П.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание для курсовой работы

1. Проект в Delphi

1.1 Вид и работа программы

1.2 Код программы

2. Проект в Maple

2.1 Интегрирование дифференциального уравнения. Сравнение с расчетами, выполненными в Delphi

2.2 Спектральная анализ сигнала в Maple

Список используемой литературы

Задание для курсовой работы

Написать программу на языке программирования Паскаль для решения следующей задачи (вариант задания индивидуальный). Результаты расчетов должны выводиться на экран и в файл. Оформление графиков и таблиц выполнять средствами математических пакетов (Maple, MathCad). Демонстрационный вариант программы подготовить в среде визуального программирования Delphi.

Проверить решение промежуточных задач средствами математических пакетов. Построить блок-схемы задачи и вспомогательных частей алгоритма. Оценить погрешность выполненных расчетов.

Напряжение U=U(t) на входе транзистора как функция времени описывается дифференциальным уравнением

с начальными условиями (1), где n - последняя цифра номера зачетной книжки, k - коэффициент усиления (см. ниже), fs(t) - периодический сигнал (рис. 1), m - коэффициент обратной связи.

Указания и пояснения.

1. Дифференциальное уравнение с заданными начальными условиями (задача Коши) решается методом Рунге-Кутта второго порядка с коррекцией (3) на отрезке [0;5] с шагом h=0.01.(в узлах tj =jh, j=0,1,2…). Функция fs(t) в правой части представляет собой регулирующий периодический (период Т) сигнал единичной амплитуды (рис 1, номер варианта n - последняя цифра номера зачетной книжки,). Результаты расчетов--таблица (tj,Uj) и график функции U(t) (на экран и в файл).

2. Значение коэффициента усиления k в правой части дифференциального уравнения есть наименьший положительный корень полинома (2), который вычисляется одним из методов нахождения корней уравнения (метод касательных, метод Вегстейна).

3. Построить спектральные характеристики периодического сигнала fs(t), заданного в аналоговой форме и в виде дискретного сигнала. Длительность сигнала равна 1, период T=k.

4. Период функции U(t) определить с помощью функции автокорреляции.

Курсовая работа выполняется в ЧЕТЫРЕ этапа.

1. Средствами математического пакета Maple решается задача спектрального анализа аналогового и дискретного периодического сигнала fs(t). Сравниваются спектры амплитуд аналогового и дискретного представлений сигнала. (образец выполнения задания - файл вариант11.mws).

2. Создается проект в визуальной среде Delphi, решающий эту же задачу для дискретного сигнала, а результаты выполнения сравниваются визуально.

3. С помощью языка программирования системы Maple решается задача интегрирования дифференциального уравнения (задача Коши) методом (по варианту задания). Окончательные вычисления в программе зависят от результатов расчета программы в Delphi (следующий пункт). Образец выполнения задания - файл RUTTA.mws.

4. Создается проект в визуальной среде Delphi, решающий ту же задачу Коши, результаты расчета которой записываются в файл, который используется в предыдущем пункте. Выводятся графики результатов вычислений в Maple и Delphi и сравниваются между собой. Явные несовпадения свидетельствуют об ошибке в программе на Delphi.

Оформление:

v Формат А4.

v Титул

v Постановка задачи

v Алгоритмы решения вспомогательных задач

v Блок-схемы

v Результаты расчетов, графики

v Литература

Индивидуальное задание № 14

1. Начальные условия: U(0)=0.2

2. полином: x^5-7x-10

3. коррекция:в средней точке

4. метод поиска корня Метод Вегстейна

Сигнал:

1. Проект в Delphi

1.1 Вид и работа программы

Рис. 1 - Форма программы

Рис. 2 - Работа программы (построение графика сигнала)



Рис. 3 - Работа программы (Спектр амплитуд)

1.2 Код программы

unit Romanzew;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls, Buttons;

type

TForm1 = class(TForm)

BitBtn1: TBitBtn;

BitBtn2: TBitBtn;

BitBtn3: TBitBtn;

BitBtn4: TBitBtn;

BitBtn5: TBitBtn;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

ListBox1: TListBox;

SaveDialog1: TSaveDialog;

BitBtn6: TBitBtn;

BitBtn7: TBitBtn;

Image1: TImage;

procedure BitBtn1Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn2Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn3Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn4Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn5Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn6Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn7Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

const

Npoint=50;

U0=0.2;

h=5/Npoint;

Nzach=8;

KOC=0.5;

N=40;

m=20;

{------------}

a=0;b=2; epsilon=0.000001;

type

dann=array[0..Npoint]of real;

koef=array[0..m] of real;

var

U:dann;

root:real;

t:real;

kolit:integer;

fn:string;

ft:text;

Y:dann;

v,e:koef;

function f(t:real):real;

begin

f:=t*t*t*t*t-7*t-10;

{ f:=t*sqr(sqr(t))-8*t-1; }

end;

function phi(x:real):real;

begin

phi:=x+f(x);

end;

procedure Iter(a,b:real;var x2,y2:real; var flag:Boolean);

var

x0,x1,y0,y1:real;

begin

kolit:=kolit+1;

x0:=a;y0:=phi(x0);

x1:=b;y1:=phi(x1);

x2:=(x1*y0-y1*x0)/((x1-x0)-(y1-y0));

{writeln(a,b,x2);}

y2:=phi(x2);

flag:=(y0-x0)*(y2-x2)>0;

end;

procedure Vegstein(a,b,eps:real; var x:real);

var

xz,yz:real;

prizn:Boolean;

begin

repeat

Iter(a,b,xz,yz,prizn);

if prizn then a:=xz else b:=xz;

until abs(xz-yz)<eps;

{ writeln('корень===',xz); }

x:=xz;

end;

{=======================================================}

function signal(t:real):real;

var

z:real;

begin

if t<0 then z:=0

else if t<1 then z:=1-sin(Pi*t)

else z:=0;

signal:=z;

end;

function Period(x,T:real):real;

var

z:real;

begin

z:=x-trunc(x/T)*T;

Period:=signal(z);

end;

{==================================================}

procedure graf;

var

x:r...