Розробка програми у середовищі Borland Delphi 7

Виконаємо тест програми у полі введення даних введемо величини елементів наприклад: =100 Ом, =30 Ом, С = 0,001 Ф, L = 3,8 Гн, Е = 100 В, крайні точки графіків залишимо рівними тим значенням яким вони дорівнювали при старті програми. Правильне введення даних зображено на рисунку 3.6. Після введення даних ми натискаємо кнопку початок розрахунку.

Рисунок 1.32 - Правильне введення даних;

На рисунку 3.7 ми бачимо програму після правильного введення даних і початку розрахунку.

Рисунок 1.33 - програма з правильними даними після початку розрахунку;

Програма виконає необхідні розрахунки і виведе графіки перехідних процесів на елементах. У полі керування графіками залишається тільки вибрати елемент на якому потрібно вивести графік перехідного процесу. Графік струму першої гілки зображено на рисунку 3.7. Графік струму другої гілки зображено на рисунку 3.8. Графік струму третьої гілки зображено на рисунку 3.9. Графік напруги на конденсаторі зображено на рисунку 3.10. Графік напруги на першому опорі зображено на рисунку 3.12. Графік напруги на другому опорі зображено на рисунку 3.13. Графік напруги на котушці зображено на рисунку 3.11.

Рисунок 1.34 - Струм першої гілки ;

Рисунок 1.35 - Струм другої гілки ;



Рисунок 1.36 - Струм третьої гілки ;

Рисунок 1.37 - Напруга на конденсаторі C;

Рисунок 1.38 - Напруга на котушці L;

Рисунок 1.39 - Напруга на першому опорі ;



Рисунок 1.40 - Напруга на другому опорі;

Якщо ж дані ввести невірно то програма виведе помилку при введенні даних. Дані потрібно буде ввести знову але правильно і натиснути кнопку почати розрахунок. Повідомлення про помилку буде виглядати так, як зображено на рисунку 3.15.

Рисунок 1.41 - Неправильне введення даних;

Висновок

Цей курсовий проект був виконаний в повній відповідності поставленому завданню і відлагоджений в серодовищі Delphi 7.0. В ході виконання курсової роботи була розроблена програма для розрахунку перехідних процесів для заданої схеми.

В результаті даної курсової роботи, я переконався в широких можливостях мови програмування Object Pascal і середовища проектування Delphi 7. Ознайомився з деякими новими функціями для реалізації графічного інтерфейсу, щоб зробити його більш зручним для користувача. При графічній реалізації проекту мною були використані функції, з якими легко працювати операторові, що зробило інтерфейс програми дуже зручним.

Я вважаю що в повній мірі впорався з поставленим переді мною завданням і програма повністю виконує функції, що від неї вимагаються.

Використана література

1. Галиссев Г.В. Програмирование в среде Delphi 7: Самоучитель. - М.: Диалектика, 2003. - 286 с.

2. Культин Н. Delphi 6. Програмирование на Object Pascal. СПб: БХВ - Петербург, 2001. - 528 с.

3. Рибалко М.П. Теоретичні основи електротехніки: Лінійні електричні кола: Підручник. Донецьк: Новий світ, 2003. - 513 с.

Додаток А. Виведення формул

Розглянемо приклади розрахунку повних перехідних струмів і напруг для трьох варіантів коренів характеристичного рівняння:

1)корені дійсні однакові;

2) корені дійсні різні;

3) корені комплексні;

1)Корені характеристичного рівняння дійсні однакові. Конденсатор був попередньо заряджений до напруги -Е В.

Розрахунок напруги на конденсаторі:

Представимо напругу на конденсаторі як суму примушеної й вільної складових:

,(A.1)

де- напруга на конденсаторі;- примушена складова напруги;- вільна складова напруги;

Після замикання ключа в сталому режимі струм , струми та рівні один одному й напруга на конденсаторі дорівнює напрузі на другому резисторі:

, (A.2)

де- примушена складова напруги; - величина другого опору; - величина другого опору;- значення джерела ЕРС; Для визначення характеристичного рівняння складемо розрахункову схему як зображено на рисунку A.1.



Рисунок (A.1) - Розрахункова схема;

Визначимо формулу характеристичного опору Z(p) і дорівняємо його до нуля:

,(A.3)

деZ(p) - характеристичний опір; - змінна яку потрібно знайти; - ємність конденсатора; - величина другого опору; - величина другого опору; - індуктивність котушки;

Виведене рівняння зведемо до квадратного:

,(A.4)

Вираховуємо значення дискримінанту за формулою:

,(A.5)

де - дискримінант квадратного рівняння; - змінна яку потрібно знайти; - ємність конденсатора; - величина другого опору; - величина другого опору; - індуктивність котушки;

Оскільки дискримінант дорівнює нулю то корні мають однакове значення і розраховуються за формулою:

,(A.6)

де - корні характеристичного рівняння; - ємність конденсатора; - величина другого опору; - величина другого опору; - індуктивність котушки;

Далі ми повинні знайти значення постійних інтегрування та . Туму що значення вільної складової напруги на конденсаторі ми представляємо у вигляді:

,(A.7)

де- вільна складова напруги на конденсаторі;, - постійні інтегрування; - корні характеристичного рівняння;- час проходження перехідного процесу;

Для визначення цих значень ми складаємо систему рівнянь для початкових умов до комутації:

(A.8)

,

Запишемо ці рівняння для початкового моменту часу t=0 і одержимо систему із двома невідомими - А1 і А2 :

(A.9)

,

Де uc(0) -величина напруги на конденсаторі в момент комутації ( при t=0)

Відповідно до другого закону комутації, напруга на конденсаторі не може змінюватися стрибком, тобто напруга відразу після комутації дорівнює напрузі до комутації:

uc(-0)=uc(0),(A.10)деuc(-0) - напруга на конденсаторі до початку комутації;uc(0) - напруга на конденсаторі при комутації

Так як. за умовою завдання конденсатор був попередньо заряджений, то напруга до комутації uc(0) = -Е В.

Для рішення системи необхідно знайти - швидкість зміни напруги на конденсаторі в початковий момент часу. Цю швидкість можна визначити з формули струму через конденсатор

,(A.11)

Де і - струм через конденсатор;С - ємність конденсатора; - швидкість зміни напруги на конденсаторі;

Тоді для заданої схеми

,(A.12)

де- струм третьої гілки до початку комутації;

По I законі Кирхгофа

i3(0) = i1(0) - i2(0),(A.13)

де- струм третьої гілки при комутації;- струм першої гілки при комутації;- струм другої гілки при комутації;

Так як у першій гілці є котушка, то струм i1(0) у початковий момент комутації дорівнює току через котушку до комутації i1(-0) і цей струм дорівнює:

,(A.14)

Струм другої гілці в початковий момент часу

,(A.15)

Звідси

,(A.16)

Виведені формули для початкових умов підставляємо в систему і знаходимо значення постійних інтегрування.

Після виконання розрахунків ми виводимо формулу для напруги на конденсаторі, записуємо її як суму вільної і примушеної складових:

,(A.17)

де- напруга на конденсаторі;- значення джерела ЕРС; - величина першого опору; - величина другого опору;, - постійні інтегрування;- час проходження перехідного процесу; - корінь характеристичного рівняння;

Після виведення формули напруги на конденсаторі ми можемо знайти струм третьої гілки для цього ми беремо похідну від напруги і множимо її на ємність конденсатора, отримуємо формулу:

,(A.18)

де- струм третьої гілки; - ємність конденсатора;- похідна напруги на конденсаторі;- час проходження перехідного процесу;

Струм другої гілки знаходиться як відношення напруги конденсатора до опору другої вітки, тому що напруга на паралельних вітках однакова, а струм дорівнює відношенню напруги до опору на якому шукається струм:

,(A.19)

де- струм другої гілки;- напруга на конденсаторі; - величина другого опору;

Напруга на буде дорівнювати напрузі , тому що як я говорив напруга на паралельних вітках однакова. Струм першої гілки буде дорівнювати сумі струмів третьої і другої гілок а напруга на буде дорівнювати добутку цього опору на струм першої гілки:

,(A.20)

де- струм першої гілки;- струм другої гілки;- струм третьої гілки;

,(A.21)

де- напруга на першому опорі;- величина першого опору;- струм першої гілки;

Напругу на котушці ми можемо знайти як добуток похідної струму першої гілки на індуктивність котушки L:

,(A.22)

де- напруга на котушці;- індуктивність котушки;- похідна струму першої гілки;

Дискримінант більше нуля. Починаємо розрахунки так само як і для дискримінанта рівному нулю знаходимо характеристичний опір схеми, потім зводимо його до квадратного рівняння і знаходимо його корні, але в цьому випадку ми матимемо два різних корені, тому що дискримінант більше нуля:

,(A.23)

де - корінь характеристичного рівняння; - індуктивність котушки; - ємність конденсатора; - величина другого опору; - величина другого опору; - дискримінант квадратного рівняння;

,(A.24)

де - корінь характеристичного рівняння; - індуктивність котушки; - ємність конденсатора; - величина другого опору; - величина другого опору; - дискримінант квадратного рівняння;

Тепер ми можемо скласти систему для початкових умов:

(A.25)

,

запишемо ці рівняння для початкового часу(t=0)

(A.26)

,

для заданої схеми

,(A.27)

По I законі Кирхгофа i3(0) = i1(0) - i2(0)

Так як у першій гілці є котушка, то струм i1(0) у початковий момент комутації дорівнює току через котушку до комутації i1(-0) і цей струм дорівнює:

,(A.28)

Струм другої гілці в початковий момент часу

,(A.29)

Звідси

,(A.30)

Тоді ми можемо записати напругу на конденсаторі, так само як і для дискримінанта рівного нулю:

,(A.31)

де- напруга на конденсаторі;- значення джерела ЕРС; - величина першого опору; - величина другого опору;, - постійні інтегрування;- час проходження перехідного процесу; - корні характеристичного рівняння;

Після виведення формули напруги на конденсаторі ми можемо знайти струм третьої гілки для цього ми беремо похідну від напруги і множимо її на ємність конденсатора, отримуємо формулу:

,(A.32)

де- струм третьої гілки; - ємність конденсатора;- похідна напруги на конденсаторі;- час проходження перехідного процесу;

Струм другої гілки знаходиться як відношення напруги конденсатора до опору другої вітки, тому що напруга на паралельних вітках однакова, а струм дорівнює відношенню напруги до опору на якому шукається струм:

,(A.33)

де- струм другої гілки;- напруга на конденсаторі; - величина другого опору;

Напруга на буде дорівнювати напрузі , тому що як я говорив напруга на паралельних вітках однакова. Струм першої гілки буде дорівнювати сумі струмів третьої і другої гілок а напруга на буде дорівнювати добутку цього опору на струм першої гілки:

,(A.34)

де- струм першої гілки;- струм другої гілки;- струм третьої гілки;

,(A.35)

де- напруга на першому опорі;- величина першого опору;- струм першої гілки;

Напругу на котушці ми можемо знайти як добуток похідної струму першої гілки на індуктивність котушки L:

,(A.36)

де- напруга на котушці;- індуктивність котушки;- похідна струму першої гілки;

Якщо ж дискримінант менше нуля то ми матимемо два комплексні корні. То ми знову так само знаходимо характеристичний опір схеми зводимо його до нуля і знаходимо його комплексні корні:

,(A.37)

де - корінь характеристичного рівняння; - індуктивність котушки; - ємність конденсатора; - величина другого опору; - величина другого опору; - дискримінант квадратного рівняння;

,(A.38)

де - корінь характеристичного рівняння; - індуктивність котушки; - ємність конденсатора; - величина другого опору; - величина другого опору; - дискримінант квадратного рівняння;

J у формулах комплексних корнів показує уявну частину комплексного числа. Там де не має J це дійсна частина комплексного числа. Після знаходження корнів характеристичного рівняння ми знову записуємо систему рівнянь для початкових умов:

(A.39)

,

Цю систему запишемо для часу t=0

(A.40)

,

для заданої схеми

,(A.41)

По I законі Кирхгофа

i3(0) = i1(0) - i2(0),A.42

Так як у першій гілці є котушка, то струм i1(0) у початковий момент комутації дорівнює току через котушку до комутації i1(-0) і цей струм дорівнює:

,(A.43)

Струм другої гілці в початковий момент часу

,(A.44)

Звідси

,(A.45)

Тоді ми можемо записати напругу на конденсаторі:

,(A.46)

де- напруга на конденсаторі;- значення джерела ЕРС; - величина першого опору; - величина другого опору; - постійна інтегрування;-дійсна частина комплексного числа;- уявна частина комплексного числа;- час проходження перехідного процесу;- постійна інтегрування;

Струм третьої гілки знаходимо так само як і для дискримінанту дорівнює нулю, похідна напруги на конденсаторі помножена на ємність конденсатора:

,(A.47)

де- струм третьої гілки; - ємність конденсатора;- похідна напруги на конденсаторі;- час проходження перехідного процесу;

Всі подальші розрахунки виконуються аналогічно до розрахунків при дискримінанту меншому нуля. Напруга на буде дорівнювати напрузі , тому що напруга на паралельних вітках однакова. Струм першої гілки буде дорівнювати сумі струмів третьої і другої гілок а напруга на буде дорівнювати добутку цього опору на струм першої гілки:

,(A.48)

де- струм першої гілки;- струм другої гілки;- струм третьої гілки;

,(A.49)

де- напруга на першому опорі;- величина першого опору;- струм першої гілки;

Напругу на котушці ми можемо знайти як добуток похідної струму першої гілки на індуктивність котушки L:

,(A.50)

де- напруга на котушці;- індуктивність котушки;- похідна струму першої гілки;

Размещено на Allbest.ru