Работа с программой поиска минимума энергии ЕНЭ

Для выполнения расчётов следует создать проект в Visual Studio, согласно инструкциям, изложенным в п. 1.10. Имя проекта пользователь выбирает самостоятельно. Файлы, входящие в проект, перечислены в п. 3.3. Пользователь может воспроизвести одноимённые подпрограммы из следующих параграфов: REAVZI — и. 1.2.2.6.: RAZBIVKA, lndMWtk_qq, KRD_PLOSK_KAT — п. 1.2.4.1.; lndKat_plosk_q, Vzi_WW_hor_qq — п. 1.2.4.2.; VzilndMassWtk, VZI_KK — п. 1.2.4.З.; Grf_txt — п. 1.2.6.2.; PARAMETERJDM — п. 1.5.5.: CalculatingSpline — п. 1.5.6.; FCN_FCNJ.F90 — в этот файл помещаются две подпрограммы: FCN — см. п. 1.9.4. и FCNJ — см. п. 1.9.5.: ЮМ — п. 2.6.5.; IMAG_IDM₁ — п. 2.6.6.; RAZMERN

— п. 2.6.7.; STRELA — п. 2.6.8.; CALLJDM — n. 2.9.4.; DESCRIBE — п. З.З.1.;

DESCRIBE2 — п. 3.3.2.; Пользователь может поместить эти подпрограммы каждую в свой файл со своим именем или все в один файл; MAIN_OPTIMIZ — п. 3.3.3.; TIMECH — п. 3.3.4.; OPTJJC — п. 3.3.5.; CALL_DBCPOL — п. 3.3.6.

Структура вызовов подпрограмм показана на рис. 3.4 в п. 3.3.

Исходные данные для расчётов пользователь указывает в файлах MAIN.DAT и DATA2.DAT. Оба файла должны быть помещены в ту же пайку, в которой пользователь создаёт проект. В файлах данных вслед за именем переменной и её числовым значением за знаком комментария «!» указано назначение переменной и даны дополнительные пояснения. Файлы MAIN.DAT (см. п. 2.10.1.) и DATA2.DAT (см. ниже) могут корректироваться пользователем под свои числовые данные. В файле MAIN.DAT все переменные помещены в список с именем LST, в файле DATA2.DAT — в список с именем LST2.

В файле MAIN.DAT (см. п. 2.10.1.) оптимизируемые переменные ИДМ лежат в элементах (ячейках) массивов, имеющих номера строго в следующем порядке: 1. nwK — число витков катушки ИДМ; 2. twKr — толщина витка катушки в направлении радиуса (радиальная толщина); 3. twKz толщина витка катушки в направлении оси (осевая толщина, или — высота катушки); 4. rKatvn — радиус катушки внутренний; 5. tDr — радиальная толщина диска — разница между наружным и внутренним радиусами; 6. rDvn — радиус диска внутренний; 7. hDisk — толщина диска в направлении оси (осевая толщина, или — высота диска).

Пользователь может указать, какие из этих переменных следует оптимизировать, а какие не следует. Для этого в файле MAIN.DAT (п. 2.10.1.) имеется логический массив OPTPAR (6-я строка снизу). Если оптимизировать переменную не надо, то элемент массива OPTPAR, имеющий тот же номер что и эта переменная, должен быть задан пользователем со значением .false., если оптимизировать надо, — со значением .true. (Замечание: В самом файле MAIN.DAT значения переменных можно записывать для ячеек массива OPTPAR двумя способами — либо полностью .false. (.true.), либо сокращённо f (t).

Например, осевая толщина катушки twKz имеет номер 3, а осевая толщина диска hDisk — номер 7. Пользователь решил, что эти два размера должны иметь фиксированную величину, и их оптимизировать не надо, а все остальные — необходимо. В этом случае в ячейки массива OPTPAR, с номерами 3 и 7, заносится значение .false. (можно указать f), в остальные ячейки — .true, (можно указать t). Запись значений массива в файле MAIN.DAT в этом случае должна быть такой: OPTPAR=t, t, f, t, t, t, f.

Файл данных с именем DATA2. DAT имеет вид:

&LST2

tsrZad=1.85d-3 [Требуемое время срабатывания ИДМ.

! UcO emk

UCNIZ=200d0, 100d-6 !Нижн. граница диапазона для UcO и ёмкости соответственно UCVRX=2d3, 3d-3 !Верхн. граница диапазона для UcO и emk соответственно OPTPAR2= f, t! Указывает: оптимизировать (t) или нет (f) UcO,

!отимизировать (t) или нет (f) ёмкость ЕНЭ kDopViz2=20 !Допустимое кол-во вызовов пп OPT_UC

В этом файле пользователь задаёт требуемое время срабатывания ИДМ tsrZad (в целевой функции /с2 (3.1) это время обозначено tzad) нижнюю UCNIZ и верхнюю UCVRX границы диапазонов допустимых значений напряжения и ёмкости ЕНЭ. В первую ячейку массива OPTPAR2 пользователь помещает .true, или .false, (сокращённо — t или f). Если задано t, то будет выполняться оптимизация напряжения UcO: если задано f, — напряжение не меняется. Аналогично во второй ячейке пользователь указывает надо (t) или нет (f) оптимизировать ёмкость ЕНЭ. Переменная kDopViz2 определяет допустимое (разрешённое пользователем) количество вызовов подпрограммы CALL_DBCPOL.

Например, пользователь задал kDopViz2=10. но за такое количество вызовов пп CALL_DBCPOL оптимизацию не завершила — минимум энергии не найден. В этом случае программа выводит на экран сообщение вида kDopViz2=10 Enter 0->STOP or 1->C0NTINUE и ожидает реакции пользователя. Если пользователь набирает на клавиатуре 0 и нажимает клавишу Enter, то программа останавливает расчёт, если вводит 1, то программа продолжает расчёт.

Комплекс программ позволяет решать следующие задачи:

1. Расчёт динамических характеристик ИДМ.

Если в файле MAIN.DAT (см. п. 2.10.1.) пользователь задал OPTPAR=f, f, f, f, f, f, f, то это означает, что оптимизировать ни одну из переменных nwK, twKr, twKz, rKatvn, tDr, rDvn, hDisk не требуется. В этом случае программа рассчитывает динамические характеристики ИДМ по числовым данным, указанным пользователем в файле MAIN.DAT. Данные из файла DATA2.DAT, программа не использует. Результаты помещаются в папку с именем, совпадающим с системным временем компьютера в момент запуска программы на счёт (см. п. 3.3.3.). Результаты, представленные в таблично-цифровом виде, помещаются в файл main.ch (см. пример в п. 1.6.2.), в графическом виде подобно кривым на рисунках 2.6−2.8 — в файлы Fig.l.bmp, Fig.2.bmp, Fig3. bmp; в виде схематического изображения ИДМ с основными размерами — в файл image_IDM.bmp (см. пример на рис. 2.5,а). В файл Fcl.ch выводятся только дата и время счёта и исходные данные без каких-либо результатов;

2. Отимизация ИДМ по критерию минимум времени срабатывания.

Если в файле MAIN.DAT пользователь задал оптимизацию в массиве OPTPAR хотя бы по одной из переменных, а в файле DATA2.DAT отключил оптимизацию и по напряжению, и по ёмкости ЕНЭ (задал OPTPAR2=f, f), иными словами не требует находить минимальную энергию ЕНЭ, то программа выполняет однократно оптимизацию ИДМ по критерию минимум времени срабатывания при фиксированных напряжении и ёмкости ЕНЭ, указанными в файле MAIN.DAT.

При счёте программа создаёт папку с именем, совпадающим с системным временем компьютера в момент запуска на счёт (см. п. 3.3.3.), и помещает в неё все файлы с результатами: Fig.l.bmp, Fig.2.bmp, Fig.3.bmp, image_IDM.bmp, Fcl. ch, main.ch.

В файле Fcl.ch печатаются дата и время начала счёта, исходные данные, прочитанные из файлов MAIN.DAT и DATA2.DAT. и результаты оптимизации ИДМ (пример и обсуждение см. п. 2.7.2. и табл. 2.1). В файле main.ch печатается дата и время начала счёта, исходные данные из файлов MAIN.DAT и DATA2.DAT, и параметры ИДМ, полученные в результате его оптимизации. Эти параметры помещены в список с именем &LST. Затем печатаются результаты, представленные в таблично-цифровом виде (см. пример в п. 1.6.2.), В файлы Fig.l.bmp, Fig.2.bmp, Fig.3.bmp помещаются результаты расчётов оптимального варианта в виде графиков, в файл image_IDM.bmp — его схематическое изображение (см. пример на рис. 2.5,я);

3. Поиск оптимального ИДМ и минимальной энергии ЕНЭ для обеспечения заданного времени срабатывания.

Если пользователь в файле MAIN.DAT задал оптимизацию в массиве OPTPAR хотя бы по одной из переменных, а в файле DATA2.DAT задал требуемое время срабатывания ИДМ tsrZad и потребовал оптимизацию по напряжению и (или) по ёмкости ЕНЭ в массиве OPTPAR2 (например, задал OPTPAR2=t, t), то программа ищет вариант оптимального ИДМ, имеющего заданное время срабатывания при минимальной энергии ЕНЭ.

При счёте программа создаёт панку с именем, совпадающим с системным временем компьютера, помещает в неё все файлы с результатами: Fig.l.bmp, Fig.2.bmp, Fig.3.bmp. image_IDM.bmp, Fcl. ch, main.ch.

В файле Fcl. ch печатается дата и время начала счёта, исходные данные, прочитанные из файлов MAIN. DAT и DATA2. DAT, и результаты оптимизации ИДМ для каждого нового значения напряжения UcO и (или) ёмкости С.

В файле main. ch печатается дата и время счёта, исходные данные из файлов MAIN. DAT и DATA2. DAT, результаты оптимизации напряжения и (или) ёмкости ЕНЭ с целью получения заданного времени срабатывания. Пример такой печати:

Нормальное окончание работы пп поиска минимума энергии ЕНЭ

Здесь fc2 — функция цели (3.1); UcO, Emk — напряжение и ёмкость ЕНЭ соответственно; Tsr — время срабатывания ИДМ; WcOэнергия ЕНЭ; kViz — количество вызовов пп IDM; VdOpt — скорость диска в момент окончания движения; Wkin — кинетическая энергия подвижной массы (совместно с диском) в момент окончания движения.

Затем печататаются параметры ИДМ, полученные в результате оптимизации для минимального значения функции цели fc2. Эти параметры помещены в список с именем &LST. После списка &LST печатаются результаты, представленные в таблично-цифровом виде (см. пример в п. 1.6.2.), В файлы Fig.l.bmp, Fig.2.bmp, Fig.3.bmp помещаются результаты расчётов найденного варианта в виде графиков, а в файл image_IDM.bmp (см. пример на рис. 2.5,а) выводится его схематическое изображение.