MathCAD: возможности и применение — презентация онлайн
Похожие презентации:
3D печать и 3D принтер
Системы менеджмента качества требования. Развитие стандарта ISO 9001
Операционная система. Назначение и основные функции
Adobe Photoshop
AutoCAD история и возможности
Microsoft Excel
Облачные технологии
Корпорация Microsoft и ее особенности
Веб-дизайн
Тема 2. Пакеты прикладных программ
1. Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
MathCAD:возможности и
применение.
.
2013
2. Определение программы
Mathcad — система компьютернойалгебры из класса систем
автоматизированного проектирования ,
ориентированная на подготовку
интерактивных документов с
вычислениями и визуальным
сопровождением, отличается легкостью
использования и применения для
коллективной работы.
Mathcad содержит сотни операторов и
встроенных функций для решения
различных технических задач.
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).
4. Версии
Mathcad 1.0-5.xxMathcad 6
Mathcad 7
Mathcad 8
Mathcad 2000 (версия 9)
Mathcad 2001 (версия 10)
Mathcad 2001i (“интерактивный”)
Mathcad 11-11.2a
Mathcad 12
Mathcad 13-13.1
Mathcad 14
Mathcad 15
Mathcad Prime 1.0
Выполнение
вычислений в
символьном
режиме
Выполнение
операций с
векторами и
матрицами
Символьное
решение систем
уравнений
Построение
двумерных и
трёхмерных
графиков
функций
Возможности Mathcad
Поиск корней
многочленов и
функций
Решение
дифференциальн
ых уравнений
Вычисления с
единицами
измерения
Проведение
статистических
расчётов и работа с
распределением
вероятностей
Главное меню системы
Вторая строка окна системы — главное меню.
Назначение егокоманд приведено ниже:
File (Файл) – работа с файлами, сетью интернет и электронной
почтой;
Edit (Правка) – редактирование документов;
View (Обзор) – изменение средств обзора;
Options (Параметры) — позволяет задавать параметры вычислений
Symbolik (Символика) – выбор операций символьного процессора;
Window (Окно) – управление окнами системы;
Help (?) – работа со справочной базой данных о системе; Mathcad
Help (Справка по MathCAD) — содержит три вкладки: Содержание справка упорядочена по темам; Указатель — предметный указатель;
Поиск — находит нужное понятие при вводе его в форму.
Наибольший интерес для нас в системе MathCAD представляет математическая панель
Она содержит перемещаемые палитры математических знаков, которые служат для ввода
практически всех известных математических символов и шаблонов операторов и функций.
1.
– служит для ввода арифметических операций и часто используемых простых
функций. Эта палитра фактически дублирует обычный калькулятор.
2.
– содержит команды для построения семи типов графиков.
3.
— для создания векторов и матриц и некоторые операции для работы с ними.
4.
— для вставки операторов управления вычислениями и для вставки
пользовательских операторов.
5.
— эта палитра содержит операции высшей математики (производные, интегралы,
пределы и др.),а также знак бесконечности .
6.
— для вставки операций сравнения и логических операций Not , And , Or
7.
— инструменты программирования системы MathCAD.
8.
— палитра для набора греческих символов.
9.
— содержит ключевые слова, управляющие символьными вычислениями.
10.
— эта панель вместе с панелью
содержит ключевые слова,
используемые при символьных вычислениях. Здесь расположены команды, задающие тип
символьной переменной.
19. Графики в Mathcad
Одним из многих достоинствMathcad
является
легкость
построения графиков.
Панель графиков вызывается
нажатием кнопки с изображением
графиков
на
математической
панели.
На ней расположенодевять кнопок с изображениями
различных типов графиков:
X-Y Plot, Polar Plot, 3D Bar
Chart, Surface Plot, Cunter Plot,
Vector Field Plot, 3D Scatter Plot
20. Виды графиков в Mathcad
X-Y Plot — графики в декартовых координатахPolar Plot — графики в полярных координатах
3D Bar Chart — столбиковые диаграммы
Surface Plot — трехмерный график
Cunter Plot — карта линий уровня (изолиний)
Vector Field Plot — векторное поле
3D Scatter Plot — трехмерный точечный
график.
Для правильного построения графика необходимо
соблюдать алгоритм выполнения работы
1
Набрать
условия
задания
2
Выписать
пределы и
все
возможные
ограничени
я функции
3
Вызвав панель
графиков,
нажать на
кнопку с
изображением
данного
графиков.
Появятся два
( или более)
вложенных
друг в друга
квадрата,
внутри
которых есть
несколько
точек
4
5
В
появившемся
графике нужно
подвести
курсор к
точкам
графика и
ввести данные
на оси
Щелкнув
несколько раз
мышью вне
графика, на
экране можно
увидеть
график
данной
функции
22.
Пример №1Дана функция:2 cos 2 .
Изобразить график
данной функции с помощью
Mathcad.
Для того, чтобы выполнить
данную работу, пользуясь
планом, выписываем данные и
пределы функции (α:=0,0.02..2
π) и выбираем определенный
график в графе Graph(Polar
Pilot), получаем:
23. Пример №2
Даны дветригонометрические
функции:
j
x j sin 2
50
j
y j cos 6
50
Для того, чтобы с
помощью Mathcad
выполнить график
функций, так же по
аналогии с примером №1
записываем данные и
выбираем определенный
график в графе Graph ( X-Y
Plot ), получаем:
24. Пример №3
Дана функция,состоящая из двух
неизвестных
2
2
z
x
,
y
8
x
2
y
переменных:
Для построения
графика выполняем те
же действия, что и
раньше, выбираем в
графе Graph Surface Plot,
так как график
получается
трехмерным, получаем:
25.
Пример №4Даны произвольные точкидвух декартовых координат
( х и у ). Построим
интерполяцию (т.е.
построим функцию,
проходящую через заданные
точки, чтобы предсказать
значение функции между
ними). Для того, чтобы
сгладить интерполирующую
функцию пользуемся сплайн
интерполяцией
(т.е. Ispline)
29. Решение дифференциальных уравнений в MathCad
Для численного интегрирования одного ОДУ(обыкновенное дифференциальное уравнение) можно
использовать вычислительный блок given–
odesolve.
Внимание! Mathcad в состоянии решить только ОДУ,
которые можно записать в стандартном виде, то есть
решить алгебраически относительно производной
высшего порядка и записать в виде y'(x)=f(x).
Функция Odesolve решает дифференциальные
уравнения как с начальными условиями, когда все
условия заданы в начале интервала интегрирования, так
и с граничными условиями, заданными в двух точках.
Из этих двух точек одна обязательно является
началом интервала интегрирования, другая
произвольная, но ее аргумент больше, чем в начальной
точке.
Odesolve(x,xk,n)
x- имя переменной, относительно которой
решается уравнение
xk- конец интервала интегрирования
n- необязательный внутренний параметр,
определяющий число шагов интегрирования.
По умолчанию MathCAD использует n=1000.
31. Пример №1
Решим в MathСAD следующее нелинейноеобыкновенное дифференциальное уравнение
второго порядка с нулевыми начальными
условиями.
sin x
100 y ‘ ‘ 10( y ‘ ) 101 y 50(
)
4
2
33. Готовые шаблоны для решения инженерных задач
English Русский Правила
Altium Designer 20 — ПТС
Компания ПТС является партнёром компании Altium и готова предложить спектр решений Altium в области разработки печатных плат.
Фактически все электронные устройства созданы с одной или более печатными платами, каждая из которых содержит пассивные электронные компоненты, микросхемы, ППВМ и ПЛИС, электромеханические изделия и встроенное программное обеспечение.
Печатные платы обеспечивают механическое и электрическое соединение компонентов с помощью проводников, контактных площадок и других элементов (которые, по существу, являются спрессованными между собой слоями медной фольги, каждый из которых имеет свой набор из тысяч медных дорожек). Проектирование печатных плат для всё более сложных электронных устройств требует всё более сложного программного обеспечения систем автоматизации проектирования.
Продукты Altium используют
Новое графическое ядро
В Altium Designer 20 реализовано новое графическое ядро с поддержкой DirectX. Новое ядро позволяет получить плавное и быстрое схемотехническое представление, сгладить масштабирование, панорамирование, ускорить функции копирования и вставки.
Интерактивная панель Properties
В Altium Designer 20 полностью переработана панель Properties. Улучшено расположение элементов управления, иконки, навигация, графическое отображение выделенных объектов.
Динамическая компиляция
Altium Designer 20 использует новую динамическую модель данных, которая постепенно и непрерывно компилируется в фоновом режиме. Основными преимуществами этого подхода являются экономия времени на компиляцию и постоянно актуальный список цепей и компонентов в панели Navigator. Это открывает новые пути развития редактора схем в будущем, для упрощения работы с цепями, правилами и компонентами.
Расширенные возможности трассировки
Altium Designer 20 включает в себя новые расширенные возможности сглаживания и расталкивания трасс. Улучшенное сглаживание (Glossing) пытается уменьшить длину пути, а также улучшить форму изломов и сократить их количество, что приводит в целом к более аккуратной трассировке, созданной из меньшего количества сегментов.
Трассировка под произвольным углом
В Altium Designer 20.0 большой упор сделан на трассировку под произвольным углом и дугами. При использовании режима Any Angle (Любой угол) в процессе интерактивной трассировки система использует дуги в изломах для обхода препятствий, таких как, например, переходные отверстия. Это работает как при интерактивной трассировке, так и при перетаскивании существующих трасс и сглаживании выделенных трасс. Такие возможности могут быть крайне эффективными для трассировки современных конструкций плат, например, содержащих компоненты в корпусах BGA.
Выравнивание длин цепей
Выравнивание сигналов является важной задачей при разработке печатных плат, где необходимо точно управлять как временем распространения сигналов, так и их синхронизацией.
Правило Length можно использовать для проверки времени распространения сигналов, а правило Matched Length – для управления синхронизацией сигналов. Чтобы повысить гибкость этих правил, была добавлена возможность задавать ограничения в единицах измерения длины (Length Units) и единицах измерения времени распространения сигналов (Delay Units).
Новое правило Return Path
Новое правило проектирования Return Path проверяет возвратный путь сигнала. Правило Return Path проверяет непрерывный возвратный путь сигнала на назначенном опорном слое выше или ниже сигналов, на которые это правило действует. Возвратный путь может быть сформирован из заполнений (объектов Fill), регионов (объектов Region) и полигонов (объектов Polygon Pour), размещенных на сигнальном слое, либо это может быть экранный слой. Слои возвратного пути и опорные слои определяются в выбранном профиле импеданса. Добавление нового правила Return Path осуществляется в категории High Speed.
Новое правило Creepage Distance
В Altium Designer 20 появилось новое правило проектирования Creepage Distance, которое задает ограничение на расстояние между объектами цепей по непреходящему пути. Это правило проектирования показывает нарушение, когда расстояние утечки между целевыми сигналами по непроводящей поверхности или по краю платы меньше или равно указанному расстоянию утечки. Правило определяет наиболее близкие точки целевых цепей и проверяет расстояние между ними в плоскости X-Y, а также по вертикали. Правило будет проверять это расстояние по краю платы и через пазы и отверстия в ней. Добавление нового правила Creepage Distance осуществляется в категории Electrical.
Mathcad Prime Trial — популярные функции для изучения прямо сейчас | PTC
Гостевой пост Иоаны Цернат, при дополнительном участии Люка Уэстбрука
Если вы читали или смотрели что-либо о PTC Mathcad Prime, вы уже знаете, что существует множество функций, которые помогут вам выполнять инженерные расчеты, делиться ими и защищать их.
Загрузка бесплатной пробной версии PTC Mathcad поможет вам изучить программное обеспечение и увидеть, как оно легко интегрируется с вашими существующими проектами.
По истечении 30-дневного пробного периода ваше программное обеспечение продолжает работать, но с более ограниченным набором возможностей. Вот почему мы предлагаем вам взглянуть на программное обеспечение раньше, чем позже.
Изображение: преобладание ураганов с течением времени в PTC Mathcad со сглаживанием кривой. Расчеты четкие, как в учебнике.
С чего начать? Вот список некоторых наиболее важных функций для изучения; недоступен после истечения времени. Итак, приступим!
Компонент диаграммы
Чтобы настроить графики для лучшего представления данных, вы можете встроить один или несколько компонентов диаграммы в свой рабочий лист, и улучшенные диаграммы будут сохранены как часть рабочего листа Mathcad.
Компонент диаграммы существенно отличается от основных 2D-графиков на вкладке Графики.
Поле со списком
Контрольные расчеты с раскрывающимися меню определений переменных очень полезны, когда вам нужно быстро изменить или выбрать заданные значения в соответствии с новыми измерениями или проверками. С их помощью все расчеты, которые следуют в рабочем листе Mathcad, можно легко переоценить, выбрав нужный вариант из раскрывающегося списка.
Вычисление функций символически
Символы оценивают выражения и функции без необходимости присваивать числовые значения переменным.
Когда функции оцениваются с использованием символьного оператора вычисления, Mathcad подставляет аргумент в функцию и вычисляет ее символически.
Вы можете использовать символьную оценку для вычисления выражений, содержащих операторы, включая интегралы, производные, матричные операции, большинство матричных функций, суммирования и произведения.
Equation Wrapping
Используйте это для длинных формул, выходящих за пределы ширины страницы. Вместо этого разбейте их на несколько строк после указанных вами разрывов строк. Добавьте разрыв после операций сложения, вычитания, умножения или деления. В зависимости от того, насколько велика формула, действие можно повторить. И это все. Теперь он прекрасно вписывается в ваш документ, простой и эффективный!
Прочтите эту запись в блоге, чтобы узнать больше.
Проверка орфографии и гиперссылки
С помощью проверки орфографии вы можете проверить правописание текстовых областей на листе. А с помощью гиперссылок вы можете выбрать слово, группу или слова и назначить ссылку на этот выбор.
Это может быть веб-страница, адрес электронной почты или расположение файла. Излишне говорить, какой уровень детализации и исправлений это может добавить в вашу документацию.
Area Protection
Если вы новичок в Mathcad, возможно, вам не придет в голову использовать Collapsible Area в первые 30 дней. Эти области могут содержать фрагменты вычислений, текста, констант, определений функций или чего-то еще, а затем их можно свернуть, чтобы скрыть от глаз.
Доступно в PTC Mathcad Express после пробной версии. Но что доступно только с лицензией, так это возможность защищать эти области
Просто щелкните правой кнопкой мыши область и выберите Защитить область. Кроме того, вы можете заблокировать состояние отображения этой области, чтобы другие не могли просматривать ее содержимое. Это отлично подходит для совместной работы и совместного использования, предотвращая изменение или просмотр важных расчетов теми, кому это не нужно.
Давайте будем честными: в течение первых 30 дней вы, вероятно, больше сосредоточены на расчетах, чем на совместной работе. Тем не менее, мы рекомендуем вам также подумать о сотрудничестве.
Блоки решения
Очевидно, что ваши расчеты не всегда являются простыми операциями. Часто приходится что-то решать.
Ищете ли вы решение системы уравнений, максимизируете/минимизируете сложную функцию в соответствии с набором ограничений или решаете систему обыкновенных дифференциальных уравнений, функция «Блок решения» использует невероятно мощные решатели, которые спасут вас. время, разочарование и ошибки.
Дополнительные сведения см. в справочном центре PTC для Mathcad.
Функции
Хорошо, я знаю, что это не очень конкретно, но вот что вам нужно знать: Около половины из сотен встроенных функций в PTC Mathcad доступны только при наличии лицензии. Таким образом, по истечении 30 дней у вас не будет доступа к функциям анализа данных, обработки сигналов, статистики или подбора кривой (и это лишь некоторые из них).
Просто щелкните ссылки выше, чтобы узнать больше о каждой из этих возможностей в справочном центре PTC.
Программирование
Прежде чем вы поднимете руки и скажете: «Я не программист!» просто выслушай меня. Мы называем это программированием, но на самом деле это набор логических утверждений, которые помогут вам сделать ваши вычисления более гибкими и мощными. Эти операторы программирования позволяют вам устанавливать условия (операторы if/then) для ваших уравнений, так что в зависимости от данной ситуации будут происходить разные вычисления. Они также позволяют повторять вычисления с использованием циклов While и For. И, в соответствии с modus operandi Mathcad, он очень интуитивно понятен как для построения, так и для чтения.
Функция программирования в PTC Mathcad — одна из самых мощных возможностей, которую можно отключить после завершения пробного периода.
Теперь вы должны знать, что приведенные выше возможности даже близко не являются исчерпывающим списком того, чего вам будет не хватать в полностью лицензированной версии PTC Mathcad, поэтому обязательно ознакомьтесь со всеми возможностями PTC Mathcad в течение 30 дней.
испытание.
Для получения дополнительной информации прочитайте этот пост в блоге.
После суда
Опять же, пробная версия Mathcad полностью разблокирована на 30 дней, что дает вам некоторое время, чтобы изучить дополнительные параметры и преимущества, которые предоставляются с программным обеспечением для инженерных расчетов.
По окончании пробного периода Mathcad вы увидите Mathcad Express — версию Mathcad с ограниченной функциональностью. Это бесплатная версия, которая позволяет любому пользователю использовать некоторые избранные функции Mathcad Prime в течение неограниченного времени. Его нельзя использовать в коммерческих целях. Вы мгновенно узнаете изменение благодаря нанесенному водяному знаку. Его нельзя удалить, и он не влияет на ваши расчеты.
Но вы по-прежнему наслаждаетесь некоторыми примечательными функциями Mathcad, такими как естественное математическое представление, автоматическое обновление вычислений, автоматическая проверка и преобразование единиц измерения, исчерпывающая документация, основные числовые функции и операторы, а также простые двумерные графики X-Y.
Изображение: через 30 дней бесплатная пробная версия PTC Mathcad становится Mathcad Express, а некоторые расширенные функции становятся недоступными без лицензии.
Свяжитесь с нами по поводу лицензирования, если вы хотите продолжать использовать защиту области, расширенное построение графиков, блоки решения и другие дополнительные функции.
Краткое примечание для пользователей старых версий Mathcad — Автономный конвертер
Пользователям предыдущих версий, которые переходят на Mathcad Prime, может потребоваться перенести данные в новую версию Mathcad.
Это можно сделать с помощью автономного преобразователя, который преобразует устаревшие листы Mathcad в PTC Mathcad Prime без необходимости установки устаревшей версии приложения. Эта возможность также доступна в пробной версии Mathcad.
Скачать пробную версию
Если вы еще не загрузили пробную версию, загрузите ее здесь и держите под рукой справочные ресурсы и ссылки на поддержку, пока вы изучаете Mathcad и открываете для себя возможности настоящего программного обеспечения для инженерных расчетов.
Достаточно ли Mathcad Express?
Есть ли в Mathcad Express необходимые вам возможности? Нажмите здесь, чтобы узнать.
ПЕРЕЙТИ К СРАВНИТЕЛЬНОЙ ТАБЛИЦЕОб авторе
Кэт МакКлинток редактирует блоги Creo и Mathcad для PTC. Она была писателем и редактором более 15 лет, работая в компаниях, занимающихся разработкой программного обеспечения CAD, PDM, ERP и CRM. До этого она редактировала научные журналы для академического издательства и регулировала оптические сборки для производителя медицинского оборудования. Она имеет степени в области технической журналистики, классики и электрооптики. Ей нравится общаться с клиентами PTC и узнавать об интересной работе, которую они выполняют, и об инновационных способах использования программного обеспечения.
Домашняя страница — Dagra Data Digitizer
Оцифровка графических данных
Сфотографировать графики и превратить их в числа
Скачать бесплатно
Оцифровать мои данные
Преобразование изображений данных в числа, которые я могу использовать в своем анализе
Скачать бесплатно
Графический дигитайзер Dagra
Начертите печатные графики с помощью гладких кривых Безье.
Импортируйте данные в свое любимое программное обеспечение для анализа.
Загрузить сейчас
Оцифровка с Dagra
Импорт → След → Экспорт
Импорт графика
Dagra поддерживает импорт графиков:
- путем вставки изображения из буфера обмена
- с помощью встроенного инструмента для создания снимков экрана
- загрузка изображения из множества файлов, включая bmp, png, jpeg, tif и др.
Загрузить сейчас
Графики трассировки
Оцифровывайте диаграммы рассеивания или быстро прослеживайте гладкие ряды с помощью кривых Безье.
Вы получите точные данные даже из изображений с низким разрешением.
Работа с линейными, натуральными логарифмическими осями или логарифмическими осями с основанием 10.
Разместите несколько осей для отслеживания данных в разных масштабах.
Загрузить
Экспорт числовых данных
Данные, оцифрованные в Dagra, можно использовать практически в любом пакете для анализа данных или построения графиков, включая: Excel, Matlab, MathCad, R и т. д.
Dagra сохраняет числовые данные в виде табуляции или запятой -текстовые файлы с разделителями.
Или скопируйте и вставьте через буфер обмена.
Скачать
Точная трассировка
С Dagra вы будете использовать кривые Безье для оцифровки данных.
Подобно инструментам, которые вы найдете в САПР или приложениях для рисования, кривые Безье позволяют очень быстро получить точную и плавную трассировку ваших данных.
А гладкие кривые дадут вам хорошие производные для наборов спектральных данных.
Оцифровка из спецификаций
Спецификации содержат большое количество проектной информации, которая часто представляется в графическом виде.
Используйте Dagra для оцифровки графиков в даташитах. Импортируйте данные в свой проект, чтобы расчеты проекта могли обновляться автоматически.
Сравнение данных
Графики позволяют визуально сравнивать оцифрованные данные.
Независимо от того, хотите ли вы показать цвет светодиода в зависимости от реакции глаза или показать локальные измерения температуры в сравнении с глобальными трендами, Dagra позволяет оцифровывать данные из нескольких источников, чтобы объединить их на одном графике.
Построение динамических моделей
После трассировки с помощью Dagra вы можете загрузить данные в свой любимый инструмент анализа.
Использование линейной интерполяции для «поиска» значений из оцифрованных данных позволяет создавать модели, которые автоматически обновляются при изменении проектных параметров.