Математическое моделирование и пакеты прикладных программ.

Пакеты прикладных программ, используемые при подготовке студентов в направление 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», на первом и втором курсах предназначены:

· для приобретения навыков по решению простейших электротехнических задач с использованием математических моделей;

· для освоения студентами основ и принципов метода математического моделирования.

· для решения на компьютерах всех видов математических задач с визуализацией этапов вычислений.

Навыки по решения простейших электротехнических задач в дисциплине «Программные средства профессиональной деятельности» студенты приобретают при расчетах простых и сложных электрических схем. При этом рассматриваются установившиеся и переходные процессы в этих схемах.

При разработке пользовательских программ в ППП, рассматриваемых в данной дисциплине, используются методы расчета электрических цепей изучаемые в дисциплинах «Электротехника» и «Теоретические основы электротехники». В основе этих методы, как известно, положены закон Ома, первый и второй законы Кирхгофа [2,12]. При этом необходимо обращать внимание студентов на то, что установившиеся режимы работы электрических цепей, с математической точки зрения, описываются алгебраическими уравнениями, а динамические режимы работы, сопровождаемые переходными процессами, дифференциальными уравнениями. Данный педагогический аспект является одним из основных при разработке математических моделей в ППП.

Вне зависимости от используемого прикладного программного пакета математическая модель исследуемого объекта, процесса и явления составляется в соответствие со структурой, представленной на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Обобщенная структура построения математической модели.

Основу математической модели, в соответствие с представленной на рис.1.2 структурой, определяют физические законы функционирования исследуемого объекта. Математическое описание составляется с учетом определенных допущений в виде алгебраических или дифференциальных уравнений и их систем. Компьютерная программа – это используемый пакет прикладной программы, а численные анализ – метод решения уравнений, заложенный в монитор пакета. На данный педагогический аспект при разработке модели так же необходимо обращать внимание студентов на лекциях и практических занятиях.

Прикладные программные пакеты позволяют проводить исследование явлений и процессов в объектах во временной, частотной областях и в пространстве состояний. При этом использованы классический, операторный и численные методы расчета и решения уравнений. Каждый ППП имеет определенный набор операторов и встроенных функций для преобразования компонентных и топологических уравнений [1,10,11].

Набор численных методов расчета, операторов и встроенных функций в прикладных программных пакетах в настоящее время при подготовке программистов выделяется в специальный раздел математики, а именно компьютерной математики. При подготовке бакалавров по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» этот набор позволяет осуществлять решение на компьютерах всех видов математических задач с визуализацией этапов вычислений.

Рассматриваемые в дисциплине «Программные средства профессиональной деятельности», пакеты прикладных программ позволяют широко использовать визуализацию полученных результатов исследований. Связано это с тем, что каждый из ППП имеет свой текстовый редактор, математический интерпретатор и графический процессор, использование которых осуществляется через соответствующие командные строки интерфейса и кнопки обращения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: