Міністерство освіти і науки України
Українська інженерно-педагогічнаакадемія
Гірничий факультет
Кафедра інформаційних технологій
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи
з дисципліни: «Основи автоматизованогопроектування складних систем»
на тему:
«АВТОМАТИЗАЦІЯ ГРАФІЧНИХ ТА РОЗРАХУНКОВИХЗАДАЧ ПРОЕКТУВАННЯ»
Виконавст. гр. ДГ-К7-1
Бабенко К.
Керівникас. кафедри ІТ
Ушакова І.В.
Стаханов 2010
ЗАВДАННЯ
1. Тема проекту “Автоматизаціяграфічних та розрахункових задач проектування”
2. Термін здачі студентомзакінченого проекту до 15 травня 2010 р.
3. Вихідні дані допроекту Загальні вимоги до графічного та математичного моделювання. Завдання згідноваріанта з проектування офісу, який обладнаний комп’ютерами та програмним забезпеченнямвідповідно до призначення офісу. Розробці підлягають план та об’ємне зображенняофісу, меблювання та розташування обладнання, електропостачання та ін. Завданнязгідно варіанта з розвязання математичних задач. Середовища проектування: 3D Home,Excel, MathCAD, Power Point та інші, за узгодженням з керівником проекту.
4. Зміст розрахунково-пояснювальноїзаписки (перелік питань, що їх належить розробити) Вступ з обов’язковим посиланнямна літературу, в якій вказується актуальність і ефективність використання САПР таматематичного моделювання. Умови завдань. Графічне моделювання. Опис діяльностіофісу та його програмне забезпечення, співробітники. Альтернативне комп’ютерне обладнання.Електропостачання. Математичне моделювання. Висновки з обов’язковим переліком кількіснихданих, що характеризують результати розробки. Презентація проекту. Використані джерела.Додатки.
5. Перелік графічногоматеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) Екранні копії результатівграфічного та математичного моделювання. Не менше п’яти сторінок формату А4 з планамита обємними зображеннями офісу та розмірами.
6. Дата видачі завдання4 лютого 2010 р.
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№
з/п
Найменування етапів
курсового проектування
Термін
виконання
Примітки 1. Початкові дані проекту. Вступ до 15.02 2. Підбір устаткування офісу на основі аналізу альтернатив. Опис діяльності офісу. Співробітники офісу. Визначення плану офісу. до 15.03 3. Проектування планів та об’ємних зображень офісу в 3D Home до 7.04 4.
Проектування електропостачання офісу.
Аналіз результатів проектування офісу. Внесення в проект офісу, при необхідності, змін та доповнень. до 7.04 5. Математичне моделювання. Розвязання задач та інтерпретація результатів. Перевірка результатів. Розробка презентації проекту. до 7.05 6. Оформлення тексту пояснювальної записки: вступ, основний текст, висновки, список джерел та додатки. Представлення проекту на перевірку керівнику. до 7.05 7. Підготовка роботи до захисту. до 15.05 8. Захист курсової роботи 15-25.05
РЕФЕРАТ
Курсовий проект: 46с., 51 рис., 7 табл., 1 додаток, 12 джерел.
Об'єктом проектування є моделювання офісу у системі автоматизованогопроектування 3D Home Architect 8.
Предметом проектування є проектування офісу за допомогою системи 3D HomeArchitect 8, його зовнішнього та внутрішнього виду, устаткування, схеми електропостачаннята інше.
Метою проектування є підготовка майбутніх інженерів-педагогів в галузікомп'ютерних технологій для моделювання об'єктів у різних системах автоматизованогопроектування.
Методи дослідження. Длявирішення поставленої мети застосовані:
- загальнонаукові методи: теоретичногопошуку, визначення теоретичних і прикладних аспектів проектування;
- емпіричні методи.
Практична значущість проектування: міститьсяу наданні майбутнім інженерам-педагогам знань у галузі комп'ютерних технологій,необхідних для моделювання об'єктів у різних системах автоматизованого проектування.
СИСТМЕМА АВТОМАТИЗОВАННОГОПРОЕКТУВАННЯ, ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ, МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ, ОПТИМІЗАЦІЯ, ОПТИМАЛЬНІСТЬ.
ЗМІСТ
ВСТУП
1. ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ БЮРО ПОСЛУГ
1.1 Початковідані для проектування офісу
1.2 Описпризначення офісу та його програмне забезпечення
1.3 Співробітникиофісу
1.4 Альтернативнекомп'ютерне устаткування
1.5 Планофісу та його об'ємне зображення
1.5.1 План офісу з указівкою розмірів
1.5.2 Об'ємне проектування будинку
1.5.3 Інтер'єр усіх кімнат
1.5.4Територія проектованого будинку
1.6 Електропостачанняофісу
1.6.1 Місце розміщення в офісіелектротехнічної арматури
1.6.2 Схема електропостачання
1.6.3 Розрахунок кабельної продукціїдля електропостачання
1.6.4 Розрахунок струму в окремих частинахсхеми електропостачання
1.6.5 Розрахунок споживаної електроенергіїв середньому за день і за місяць. Оплата електроенергії
1.7 Висновкищодо проекту офісу
2. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ
2.1 Завдання1.1
2.2 Завдання1.2
2.3 Завдання2.1
1.4 Завдання2.2
ВИСНОВКИ
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТОК
/>ВСТУП
Проведений аналіззастосовуваних у даний час програмних засобів показав, що їхня робота заснованана використанні «комп'ютерних аналогів» управління інформаційними моделями, якізастосовуються при традиційному (неавтоматизованому) проектуванні.
Не дивлячись на великукількість вирішуваних за допомогою комп’ютера задач, принцип його застосування вкожному випадку один й той самий — інформація, яка поступає в комп’ютер. Обробляєтьсяз ціллю отримання потрібних результатів [1].
Використання інформаційнихтехнологій дозволяє забезпечити супровід процесу прийняття рішень на всіх стадіяхрозробки проекту інформаційною підтримкою. Реалізація такої підтримки вимагає організаціїуправління джерелами інформації, вибору найкращих характеристик інформаційної моделіта ефективного апарату управління процесом проектування.
Під автоматизацієюпроектування слід розуміти такий спосіб проектування, при якому всі проектні операціїта процедури або їх частина здійснюється при взаємодії людини з ЕОМ.
Актуальність даногопроекту полягає у підготовці спеціалістів в галузі проектування та побудови офісівта споруд, які відповідають потребам замовника та не шкодять іншим побудовам.
1. ГРАФІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОФІСУ БЮРО ПОСЛУГ
1.1 Початковідані для проектування офісу
Діяльність офісу Бюро послуг Кількість комп'ютерів 2 Кількість принтерів 2 Блоки безперебійного живлення 2 Кількість сканерів 1 Модем + Телевізор (підключення до ЕОМ) + Кондиціонер + Музичний центр - Осцилограф (підключення до ЕОМ) + Корисна площа офісу (кв.м) 25,5 Завдання 1.1 2 Завдання 1.2 29 Завдання 2.1 (А, Б, варіант) Ємність для поливу газону 16 Завдання 2.2 6
1.2 Описпризначення офісу та його програмне забезпечення
Офіс, що проектується,є бюро послуг. У ньому передбачається чотири працівники: секретар, менеджер та дваконсультанти.
Бюро послуг дозволяєзабезпечувати комунікацію між замовниками і споживачами різноманітних послуг.
Послуги, які запитуютьсяі надаються, поділяються на:
— благодійні послуги— для тих, хто відчуває нестачу життєво необхідних умов (соціальна допомога, лікування,підтримка мінімального життєзабезпечення);
— платні, виконанняяких здійснюється на договірній основі між замовниками і виконавцями (організаціями,акредитованими тощо).
У даному офісу будевикористовуватись оперативна система Windows Small Business Server 2003 R2 PremiumEdition. Windows Small Business Server 2003 R2 Premium Edition являє собою повнесерверне рішення, що включає служби повідомлень і спільної роботи, доступ до інтернетуіз забезпеченням підвищеної безпеки, захищене зберігання даних, надійну друк і факс,можливість запускати робочі програми. Комплексні засоби адміністрування допомагаютьпостачальникам технологій забезпечувати ефективність і продуктивність роботи мереж[2].
Робота з документацієюздійснюється за допомогою пакету офісних програм MS Office 2007. Microsoft Office2007 — це популярний офісний пакет від Microsoft. Microsoft Office 2007 міститьдодатки, що призначені для обробки та надання в наочному вигляді різної інформації.У Microsoft Office 2007 входять: Word, Excel, PowerPoint, Outlook, Communicator,Publisher, InfoPath, Groove, OneNote та інші компоненти. За допомогою програм пакетуMicrosoft Office 2007 люди, розділені роботою в різних організаціях і місцем проживання,можуть ефективно співпрацювати, обмінюватися інформацією та розробляти спільні проекти.Зокрема, система управління базами даних Microsoft Access є однією з найпопулярнішихпрограм у сімействі настільних СУБД. Всі версії Access мають у своєму арсеналі засоби,що значно спрощують введення і обробку даних, пошук даних та надання інформаціїу вигляді таблиць, графіків і звітів.
Для сканування тарозпізнавання документів і зображень використовується ABBYY FineReader 8.0 ProfessionalEdition. ABBYY FineReader — це система оптичного розпізнавання тексту. Дозволяєшвидко і точно перекладати паперові документи, PDF-файли і цифрові фотографії документівв редагований формат. Зберігає зовнішній вигляд навіть складно оформлених документів,дає можливість контролювати процес розпізнавання, оптимально налаштовуючи програму«під себе». Підтримує 179 мов розпізнавання, прямий експорт в Microsoft Word, Excel,Outlook, PowerPoint, збереження у форматах PDF, HTML і LIT. Бонус при реєстрації— додаток для розпізнавання скріншотів. ABBYY FineReader 8.0 Professional Editionнезамінний для тих, хто часто розпізнає документи. Дана версія буде корисна як вдома,так і в офісі невеликої компанії.
Для виходу в мережуІнтернет використовується Mozilla Firefox. Це швидкий і надійний, легкий в роботіі добре захищений безкоштовний браузер. Одна з основних переваг браузера MozillaFirefox — гнучкість і розширюваність. Простий і лаконічний, але в той же час зручнийінтерфейс дозволяє освоїти програму за декілька хвилин.
1.3 Співробітники офісу
Функції секретаряполягають у роботі та попередньої консультації клієнтів: надання рекламної інформації,запис на прийом та ін. Секретар виконує супроводження баз даних.
Функції менеджера— супроводження роботи офісу.
Функції консультантів— надання детальної інформації про послуги та про ціни на ці послуги, укладеннядоговорів та відстеження виконання його умов.
Час роботи офісу:з 9-00 до 18-00. Вихідний — субота та воскресіння.
1.4 Альтернативне комп'ютерне устаткування
Особливістю проектуванняє здійснення оптимального вибору з декількох варіантів, відповідно до критеріївоптимальності. З цієї причини було зроблено два варіанти комп'ютерного устаткування.
Склад комп'ютерногообладнання розроблявся виходячи з того, що було задано: 2 комп'ютери, 2 принтера,2 блоки безперебійного живлення, 1 сканер, модем, телевізор, кондиціонер і муз.центр.
Таблиця 1.1 – Оснащення(1 варіант)
Комплектуючі
Характеристики
Ціна, грн Материнська плата ASUS K8V-MX; Socket 754; VIA K8M800+VT8237R; 2DDR; 3xP, 1xA; Video; Sound-6ch; Lan; 2xSATA; 2xATA133
266.56 Процесор Athlon 64 x2 5200+ AM2 box,ADA5200CSBOX
623.15 Оперативна пам'ять 2 Gb DDR2 SDRAM PC5400 GOODRAM
198.28 HDD 1000.0 Gb; WESTERN DIGITAL; WD.G1NC10000My Book World Edition
1863.79 FDD Дисковод 3,5" Mitsumi 1,44Mb,black
31.16 Оптичний привід DVD+RW/-RW & CDRW NEC ND-7173S Silver S-ATA (OEM)
181.28 Корпус DELUX DLC-SF473 silver/black; Midi Tower; ATX; 440W P4, 20+4 pin; 5.25«x3, 3.5»x1e+6i; ATX w/USB
278.36 Клавіатура Logitech Internet 350,USB,OEM
25.96 Миша A4TECH OP-3D-1 Red; 2x button; optical; PS/2; (RET)
28.99 Акустика Genius SP-I201U вихід на наушники, чорний лак, USB
111.24 Монітор 20" SAMSUNG SM 2032BW; Black glossy; 16:10; 2 мс; 1680x1050; 300 кд/м2; у/о 170; 1000:1 (DC 3000:1);
1535.73
Разом
5144,5
Всього за 2 комп’ютера:15433,5грн
Таблиця 1.2 – Додатковеоснащення (1 варіант)
Устаткування
Характеристики
Ціна, грн Модем Факс-модем D-Link DFM-562IS(зовнішній, PCI, до 56KB/s(V.90, k56flex), факс до 14.4KB/s,G3, голосовий, Conexant HSFi CX11252)
120 Джерело безперебійного харчування APC Back UPS ES 525 (BE525-RS)(525 VA / 300W) (AVR, Диап.раб.напряж.: 160-280V(47/53Гц); розетки Shuko: 3(живлення від батареї) и 1 (фільтр), USB порт, с кабелем, зах. Комун. устаткування; в комплекті ПО, підзарядка 3-5 годин)
321.2 Принтер Canon LBP-2900; A4; GDI; (2400) 600x600 dpi; 12 ppm; 2 Mb; USB 2.0; WinPrint; (cart.703)
685.47
Сканер Canon CanoScan LiDe 25
351.23
Телевізор Телевізор LG
1250 Осцилограф LG
960
Разом
3687,9
Загальна вартістьобладнання: 20158,1грн
Таблиця 1.3 – Оснащення(2 варіант)
Комплектуючі
Характеристики
Ціна, грн Материнська плата ASUS K8V-MX; Socket 754; VIA K8M800+VT8237R; 2DDR; 3xP, 1xA; Video; Sound-6ch; Lan; 2xSATA; 2xATA133
39 Процесор Athlon 64 3000+ Trey Socket-939
499 Оперативна пам'ять DDR 512 Mb DDR 400 PC3200 BRAND HYNIX
200 HDD 1000.0 Gb; WESTERN DIGITAL; WD.G1NC10000My Book World Edition
956 FDD Дисковод 3,5" Mitsumi 1,44Mb,black
65 Оптичний привід DVD+RW/-RW & CDRW NEC ND-7173S Silver S-ATA (OEM)
350 Відео карта 125 Mb GeForce 9500GT; HDCP+DVI; Palit
560 Вентилятори COOLER GLACIALTECHIGLOO 7520 LIGHT/EB AMD
120 Шлейф SATA
20 Корпус DELUX DLC-SF473 silver/black; Midi Tower; ATX; 440W P4, 20+4 pin; 5.25«x3, 3.5»x1e+6i; ATX w/USB
500 Клавіатура Logitech Internet 350,USB,OEM
110 Миша A4TECH OP-3D-1 Red; 2x button; optical; PS/2; (RET)
95 Акустика Genius SP-I201U вихід на наушники, чорний лак, USB
200 Монітор 19" SAMSUNG SM 2032BW; Black glossy; 16:10; 2 мс; 1680x1050; 300 кд/м2; у/о 170; 1000:1 (DC 3000:1);
1699 Коврік POD MISHKU
15
Разом
5779
Всього за 2 комп’ютера:17337 грн
Таблиця 1.4 – Додатковеоснащення (2 варіант)
Устаткування
Характеристики
Ціна, грн Модем D-Link DSL-2540U/RU ADSL2+Ethernet 4 port switch (w/splitter)
390 Джерело безперебійного харчування APC Back UPS ES 525 (BE525-RS)(525 VA / 300W) (AVR, Диап.раб.напряж.: 160-280V(47/53Гц); розетки Shuko: 3(живлення від батареї) и 1 (фільтр), USB порт, с кабелем, зах. Комун. устаткування; в комплекті ПО, підзарядка 3-5 годин)
400 Принтер XEROX Phaser 3117; A4; 600 dpi; 16 ppm; 8 Mb; USB 1.1; GDI; (картр.3000(1000 ст.) стр.; мес. ресурс
550
Сканер Canon CanoScan LiDe 25
500
Телевізор Samsung
1899 Осцилограф LG
1250
Разом
6039
Загальна вартістьобладнання: 23376 грн
Для даної установикращий варіант 1, тому що його ціна порівняно з якістю недорога та відповідає потребамзамовника.
1.5 План офісу та його об'ємне зображення
План офісу розроблявсявиходячи з кількості співробітників, заданого встаткування (2 комп'ютери, 2 принтера,2 блоки безперебійного живлення, 1 сканер, модем, телевізор, кондиціонер і муз.центр) та «доступної» корисної площі. На плані показано: меблі, комп'ютери, електротехнічніарматури (світильники, вимикачі, розетки), вікна й двері.
1.5.1 План офісу з указівкою розмірів
/>/>
Рисунок 1.1 – Планиофісу А (ліворуч) та Б (праворуч)
/>
Рисунок 1.2 – Планофісу з інтер’єром
Для подальшого проектуванняобираємо перший план (А), тому що він більш доцільний з точки зору простору кімнат.
1.5.2 Об'ємне проектування будинку
/>
Рисунок 1.3 – Об'ємнепроектування будинку
1.5.3 Інтер'єр усіх кімнат
/>
Рисунок 1.4 – Приймальня
/>
/>
Рисунок 1.5 – Кімнатиконсультантів
/>
Рисунок 1.6 – Кабінетменеджера
/>
Рисунок 1.7 – Туалет
1.5.4 Територія проектованого будинку
/>
Рисунок 1.8 – Загальнийвид території
/>
Рисунок 1.9 – Частинатериторії
1.6 Електропостачання офісу
1.6.1 Місце розміщення в офісі електротехнічноїарматури
/>
Рисунок 1.10 – Місцерозміщення в офісі електротехнічної арматури
1. Розподільчий електрощит
2. З'єднувальні коробки
3. Розетки
4. Вимикачі
5. Лампи
1.6.2 Схема електропостачання
/>
Рисунок 1.14 – Схемаелектропостачання
Пояснення:
К1 — Коробка 1
К2 — Коробка 2
К3 — Коробка 3
К4 — Коробка 4
К5 — Коробка 5
Л1 — Люстри 1 в приймальні,відноситься до коробки 1
Л2, Л3 — Люстри 2та 3 у кімнаті консультантів, відноситься до коробки 2 та 3 відповідно
Л4 — Люстра 4 в кабінетіменеджера, відноситься до коробки 4
Л5 — Люстра 5 у туалеті,відноситься до коробки 5
Р1 — Розетка 1 у приймальні,до неї підключається підручне електор оснащення (100 Вт)
Р2, Р3 — Розетка 2та 3 у кімнаті консультантів, до них підключається комп'ютер з усім апаратним забезпеченнямта принтери (2х825 Вт)
Р4 — Розетка 4 у кабінетіменеджера, до неї підключається телефон (30 Вт)
1.6.3 Розрахунок кабельної продукції для електропостачання
Для того щоб розрахуватикабельну продукцію, необхідно скористатися наступними формулами:
1. Визначення струмув кабелі
I (A) = P (Вт) / U(B)
2. Перший закон Кірхгофа
I = I1 + I2 + I3…In
3. Площа поперечногопереріза кабелю
S = I / δ
Матеріал — алюміній.
Таблиця 1.5 – Елементиелектроустаткування Характеристика кабелю Элемент № кабеля Длина (м) Струм (А) Сечение (мм²) Мощность (Вт) Щит 1 0,1 11,95455 4,781818 2630 Коробка 1 2 2,5 11,95455 4,781818 2630 Выключатель 1 3 3,8 1,818182 0,727273 400 Лампа 1 4 4 1,818182 0,727273 400 Розетка 1 5 3,2 0,454545 0,181818 100 Кробка 2 6 1,2 9,681818 3,872727 2130 Выключатель 2 7 2,6 0,363636 0,145455 80 Лампа 2 8 2 0,363636 0,145455 80 Розетка 2 9 3 3,75 1,5 825 Коробка 3 10 4,2 5,568182 2,227273 1225 Выключатель 3 11 2 0,363636 0,145455 80 Розетка 1 12 2,8 3,75 1,5 825 Лампа 3 13 0,5 0,363636 0,145455 80 Коробка 4 14 3,7 1,454545 0,581818 320 Лампа 4 15 0,5 1,090909 0,436364 240 Выключатель 4 16 2,5 1,090909 0,436364 240 Коробка 5 17 3,6 0,363636 0,145455 80 Выключатель 5 18 0,3 0,363636 0,145455 80 Лампа 5 19 1,8 0,363636 0,145455 80 Итого 44,3
1.6.4 Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачання
Таблиця 1.6 – Розрахунокструму в окремих частинах схеми електропостачання
Элемент
№ кабеля
Струм (А)
Мощность (Вт)
Щит
1
11,95455
2630
Коробка 1
2
11,95455
2630 Выключатель 1 3 1,818182 400 Лампа 1 4 1,818182 400 Розетка 1 5 0,454545 100
Кробка 2
6
9,681818
2130 Выключатель 2 7 0,363636 80 Лампа 2 8 0,363636 80 Розетка 2 9 3,75 825
Коробка 3
10
5,568182
1225 Выключатель 3 11 0,363636 80 Розетка 1 12 3,75 825 Лампа 3 13 0,363636 80
Коробка 4
14
1,454545
320 Лампа 4 15 1,090909 240 Выключатель 4 16 1,090909 240
Коробка 5
17
0,363636
80 Выключатель 5 18 0,363636 80 Лампа 5 19 0,363636 80
1.6.5 Розрахунок споживаної електроенергії в середньомуза день і за місяць. Оплата електроенергії
Виходячи з перерахованихвище споживачів, розрахуємо добове споживання електроенергії в офісі.
Таблиця 1.7 – ВитратаелектроенергіїПотребитель Потребляемая мощность (Вт) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Освещение 2630 2630 2630 2630 2630 2630 2630 2630 2630 2630 ПК 1,2 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 Принтер 1,2 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 Сканер 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Телевизор 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 Кондиционер 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 Осцилограф 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Суммарная Р 2030 2030 2030 2030 2030 2030 4660 4660 4660 4660 Ср-е зн-е потр-й Р 1284,167 Потр-е за сутки 30,82 Суточные затраты 4,80792 За месяц 105,7742
Споживання електроенергіїза добу:
W = Pcp*t/1000= 30,82 кВт*ч
Добові витрати: W*0,156= 4,80 грн., де 0,156 – плата за 1 кВт*ч
Витрати за місяць= добові витрати *22=105,77 грн., де 22 – це кількість робочих днів за місяць.
На рисунку 1.15 представленийграфік споживання електроенергії офісом.
/>
Рисунок 1.15 – Графікспоживання електроенергії
Як видно з гістограми,максимальне споживання електроенергії з 15 до 18 годин — у цей час працює все устаткуванняй увімкнено усе світло.
1.7 Висновки щодо проекту офісу
У даному розділі бувзмодельований офіс, діяльність якого — туризм. Офіс займає 4 кімнати: приймальна,кабінет менеджера та кімната консультанта.
Для офісу було підібрановідповідне устаткування: два комп'ютери, два принтери, сканер, музичний центр, дваблоки безперебійного живлення й телевізор. Загальна сума обладнання склала 20158,1грн.
Також було розрахованеенергоспоживання офісу й розроблена схема електропроводки. За результатами розрахунківна електропроводку офісу буде потрібно 25,5 метрів кабелю. Добове споживання електроенергії— 30,82 квт*ч, що буде коштувати 4,80 грн у добу або 105,77 грн на місяць.
2. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ 2.1 Завдання 1.1
Варіант 2
Модель об'єкта представлена системою лінійних рівнянь:
Визначити невідомі змінні(Хі)
1 Використовуючи функцію Find;
2. матричним способомі використовуючи функцію lsolve. Зрівняти результати.
Система лінійних рівнянь
/>
Рішення засобами MSExcel
Для рішення рівняньнеобхідно таблицю з вихідними даними та розрахувати по формулам.
/>
Рисунок 2.1 – Системарівнянь в MS Excel
Правильність рішеннясистеми рівняння можна простежити, якщо включити режим відображення формул.
/>
Рисунок 2.2 — Данів режимі відображення формул
/>
Рисунок 2.3 — Вікнопошуку рішень
При натисканні клавіші«Виконати» на екрані з'являється вікно «Результати пошуку рішення»
/>
Рисунок 2.4 — Результатрішення та перевірка
Результат: х1=0, х2=-1; хЗ=2; х4=1
Рішення рівнянь за допомогою MathCAD
Рішення даної системирівняння можна знайти за допомогою розв'язуваного блоку Given…Find.
/>
Рисунок 2.5. Рішеннярівнянь в MathCAD
Результат: x1=1, x2=1, x3=1, x4=12.2 Завдання 1.2
Варіант 29
Перетворити модель,задану у виді системи нелінійних рівнянь до виду f 1(x) = y і f 2 (y)= x. Побудуватиїхні графіки і визначити початкове наближення рішення. Вирішити систему нелінійнихрівнянь.
/>
Необхідно знайти інтервализначень функції для x та y таким образом:
Інтервал значень y:
-cos(x+2)+y=1.8
cos(x+2) = y-1.8
-1≤y-1.8≤1
0.8≤y≥2.8
Інтервал значень x:
cos(y-2)+x=0.3
cos(y-2)=0.3-x
-1≤0.3-x≤1
-1.3≤-x≤0.7
-0.7≤x≤1.3
Рішення засобамиExcel.
Дану систему рівняньможливо вирішити використовуючи команду «Пошук рішення».
/>
Рисунок 2.6 — Дані в режимі відображенняформул
Вікно «Пошук рішення»необхідно заповнити наступним чином:
/>
Рисунок 2.7 – Вікно пошуку рішень
Після виконання команди«Пошук рішення» ми побачимо результат обчислень:
/>
Рисунок 2.8 – Вікно з рішеннями
Виходячи із отриманих даних необхідно побудувати графік функції:
/>
Рисунок 2.9 – Графік функції системинелінійних рівнянь
Результат: x= -0.698, y= 2.065
Рішення засобамиMathCAD
Рішення даної системирівняння можна знайти за допомогою розв'язуваного блоку Given...Find.
З використанням функціїFind знаходимо точне рішення системи рівнянь.
/>
Рисунок 2.10 – Рішеннясистеми нелінійних рівнянь
/>
Рисунок 2.11 – Перевіркарішення системи нелінійних рівнянь
Результат: x= -0.698; y= 2.065
2.3 Завдання 2.1
Задача А. Вирішити задачу проектуванняконусоподібного фільтра.
З круглої заготівлі(r = 2) фільтрованого паперу вирізають сектор з кутом θ, потім з іншогороблять фільтр у виді конуса. Необхідно розрахувати величину кута θ, при якійзабезпечується максимальний обсяг конуса (рис.2.12).
R – радіус основиконуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі фільтрованого папера.
/>/>
Рисунок 2.12 – Окружністьта конус
/> – довжина
/> – формула для куска дуги
Знаходимо різницю/>
/>
У конусі получилипрямокутний трикутник АОВ, кут О = 90о, h – катет у прямокутному трикутнику.Для знаходження катетів обчислимо корінь із різниці гіпотенузи r та катета R.
/>
/>
/>
Цільова функція маєвид:
/>
Обмеження: />
Розв’язання засобамиExcel
/>
Рисунок 2.13 – Розв’язанняв Excel
/>
Рисунок 2.14 – Пошукрішення
Результат: кут θ дорівнює 66градусів.
Рішення засобамиMathCAD
Для рішення у MathCADнеобхідно задатися початковими значеннями:
З використанням функціїMaximize знаходимо оптимальний обсяг конуса.
/>
Рисунок 2.15 – Розв’язанняв MathCAD
Результат: кут θ дорівнює 66 градусів.
Задача Б. Проектування 2 -х конусоподібних(пожежних) ребер.
З круглої заготівліжерсті (r = 3) вирізають сектор з кутом />, потім з іншого роблять цеброу виді конуса і з вирізаного сектора теж (тобто 2-а цебра) (рис.2.20).
Необхідно розрахувативеличину кута />,тобто як необхідно розкроїти заготівлю, щоб обсяг 2-х цебер був максимальним.
R – радіус основиконуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі.
/>/>/>
Рисунок 2.16 – Окружність,велика заготівля, маленька заготівля
Формули для знаходженнярадіусу R, висоти h та обсягу V великої заготівлі:
/>
/>
/>
Формули для знаходженнярадіусу R, висоти h та обсягу V маленької заготівлі:
/>
/>
/>
Цільова функція маєвид:
/>
Обмеження: />
Розв’язання засобамиExcel
/>
Рисунок 2.17 – Розв’язанняв Excel
/>
Рисунок 2.18– Розв’язанняв MathCAD
Результат: кут θ дорівнює приблизно117 градусів.
Задача 16. При яких розмірах прямокутногобасейну даної місткості V(x,y,z) = 220м3 на облицювання його стін і днабуде потрібно найменша кількість матеріалу, тобто мінімум S(x,y).
Заносимо початкові в таблицю:
/>
Рисунок 2.19– Таблиця початкових даних
Для перевірки правильностівведення формул необхідно включити режим відображення формул:
/>
Рисунок 2.20– Дані в режимі відображення формул
Вікно «Пошук рішення»необхідно заповнити наступним чином:
/>
Рисунок 2.21– Вікно пошуку рішень
/>
Рисунок 2.22– Вікно з рішеннями
Рішення рівнянняза допомогою MathCad
Так як наша задачаполягає у знаходження мінімальної кількості матеріалу для виготовлення ємності,ми скористуємося функцією Minimize.
/>
Рисунок 2.23 – Рішеннязадачі засобами MathCAD
Результат: a=0,76; b=0.76; h=0.38; S=0.1733.
2.4Завдання 2.2
Варіант 6
Функція об'єкта задананеявно рівнянням />, />, />. Побудувати графік залежності функції/> на заданому відрізку /> та знайти її мінімум імаксимум з точністю /> .
Таблиця 2.1 ВаріантзавданняF(x,t)
t1
t2
x1
x2
/> 3 -2 -0.5
Для рішення даногозавдання необхідно заповнити таблицю. Задаємо значення t=[0,3]. Задаємо функціюf(x), у якій початкове значення х буде дорівнює «0».
Далі скористаємосявікном підбор параметра.
Отримане значеннях необхідно перенести в наступний осередок і на це значення х зробити підбор параметра.
Така дія необхідновиконувати доти доки t не буде дорівнює «3». Далі необхідно побудуватиграфік за значеннями x й t.
/>
Рисунок 2.24 – Підбірпараметру
При клацанні на ОКпрограма підбирає параметр для комірки зі змінною перемінною, щоб значення цільовоїфункції дорівнювалося нулю.
/>
Рисунок 2.25 – Результатпідбору параметру
При здійсненні підборупараметрів до потрібного значення ми отримуємо вихідні данні для побудови графікуфункції
/>
Рисунок 2.26 – Вихіднідані
/>
Рисунок 2.27 – Графікфункції
/>
Рисунок 2.28 – Діалоговевікно «Пошук рішення» для знаходження мінімуму
/>
Рисунок 2.29 – Діалоговевікно «Пошук рішення» для знаходження максимуму
Після виконання Пошукурішення ми отримаємо потрібні дані.
/>
Рисунок 2.30 – Екстремумифункції
Рішення рівнянняза допомогою MathCad
/>
Рисунок 2.31 — Рішеннярівняння за допомогою MathCad
Результат: мінімум – (-1,45;1,4); максимум– (-0,5;0,13).
ВИСНОВКИ
При виконання математичногомоделювання ми використовували засоби MathCad та MS Excel. При правильного виконання завдання миповинні отримати однаковий результат, в іншому випадку причину треба шукати абов підборі формул для виконання обчислення, або правопису назв, функцій та інше.
MathCad та MS Excel складає потужний математичний апарат длявиконання найскладніших обчислень з використанням різноманітних функцій.
MathCad більш підходитьдля користування недосвідчених користувачів, тому що він дуже схожий за записомзмінних на звичайний математичний запис, а MS Excel містить більш складніші функції та методиописання змінних, більш схоже на засоби програмування.
Математичне моделюванняграє дуже велику роль в житті, а в особливості в техніці при описання різних процесівта явищ.
При проектуванні офісунам знадобиться 94,93 м кабелю. Добове споживання електроенергії складає 19,78 кВт*година,та місячні витрати за споживання електроенергії буде складати – 142,89 гривень.
Проект офісу складаєтьсяз 6 кімнат: хол, кімната головного редактора, інформаційний відділ, вбиральня, ваннакімната, приймальня.
Площина офісу 36 кв.м.
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Объектно-ориентированныйанализ и проектирование систем. – Лори,2007, 284 стр.
2. СтоляровскийС. Проектирование и дизайнмебели на компьютере – СПб.: Питер, 2004. – 560 с.
3. Гурский Д., ТурбинаЕ. Вычисления в MathCAD 12 – Дело и Сервис (ДИС), 2002 г. – 528 с.
4. Глушков В.М. Основы безбумажной інформатики, 2-е издание, исправленное. — М.: Наука, 1978,552 с.
5. Інформатика:Базовий курс/ С.В.Симонович изд. – Спб.: Питер, 2001. – 640 с.
6. Бусленко Н.П. Моделированиесложных систем. –М.: Наука, 1978. -400 с.
7. І.Т. Ігнатова,Math CAD. Учбовийкурс. – М.: Рибарі, 2000. -479 с.
8. В.П. Д’яконов, И.В. Авраменкова, Math CAD 7.0 в математиці, фізиціи в Internet – М.: “Холідж”, 1998, — 352 с.
9. Методичнівказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Основи автоматизованого проектуванняскладних систем» для студентів спеціальності 6.01010036 «Комп'ютерні технологіїв управлінні та навчанні»/ І.В.Ушакова, Стаханов: УІПА, 2010. — 83 с.
10. Глушаков С.В.,Сурядный А.С. Microsoft Office2003 / Худож.-оформитель А.С. Юхтман. – Харьков: Фолио, 2005.– 511 с. – (Учебный курс).
11. Логвиненко В.Ф. Операторкомпьютерного набора. – Х. – ОЛМА-ПРЕСС: 2007. – 398 с.: ил.
12. Інформатика:Навч. Посіб. Для 10-11 кл. середн. загально-освітн. шкіл/ І.Т. Зарецька, Б.Г. Колодязний,А.М. Гурій, О.Ю. Соколов. – Х.: Факт, 2001. – 496 с.: іл.
ДОДАТОК
Презентація проектуванняофісу туризму
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>