Математическая формулировка задачи

Маятник — система, подвешенная в поле тяжести и совершающая механические колебания. Колебания совершаются под действием силы тяжести, силы упругости и силы трения. Во многих случаях трением можно пренебречь, а от сил упругости (либо сил тяжести) абстрагироваться, заменив их связями.

.

где — амплитуда, м.

— частота, Гц ().

— угол отклонение от строго вертикального положения, радианах.

— длина, м.

— ускорение свободного падения, м.

t — время, с.

Описание программы

Структурная схема программы

Структурно программа состоит из главного модуля, модулей описания вспомогательных форм, динамических библиотек, файлов помощи и обращений к другим программам. Связь модулей приведена на рисунке 2.

Описание разработанного класса

В результате анализа предметной области для её описания и моделирования был разработан класс TPendulum, инкапсулирующий поля, методы и свойства, применимые к рассматриваемому объекту.

TPendulum = class.

private.

FA: Double;//Амплитуда.

Fv: Double;//Частота.

FL: Double;//Длина.

FPhi: Double;//Угол.

Fw: Double;//Угловая скорость.

FG: Double;//Ускорение свободного падения.

FTimeLimit: Double;//Промежуток времени между обновление таблицы.

FTime: Double;//Время.

FNomerSeries: Integer;//Номер серий Chart.

Fk: Integer;//Чередование Амлитуд.

Fk0: Integer;//Время следующего изменения амлитуды.

Fk1: Integer;//Следущие время обновление таблиц.

FImage: TImage;//Для вывода в главном окне.

FFormIm: TForm;//Для вывода в дополнительном окне.

FWidthImage, FHeightImage: Integer;//Координаты центра экрана главного окна.

FWidthFormIm, FHeightFormIm: Integer;//Координаты центра экрана дополнительного окна.

FMainTable: TStringGrid;//Главная таблица для вывода результата.

FTable: TStringGrid;//Дополнительная таблица для вывода результата.

FMemo: TMemo;//Окно мемо для вывода лога.

FChart: TChart;//Chart для рисование зависимоти угла от времени.

FSeparate_window: Boolean;//Вывод изображения в дополнительной форме.

FMultiple_instances: Boolean;//Вывод изображения в главной и дополнительной форме.

//Если оба значения стоят в false то вывод производится только в главной форме.

FLog: Boolean;//Разрешения для логирования.

Protected.

procedure SetSeparate_window (NewSeparate_window: Boolean);

procedure SetMultiple_instances (NewMultiple_instances: Boolean);

procedure SetLog (NewLog: Boolean);

procedure SetTimeLimit (NewTimeLimit: Double);

procedure SetImage (NewImage: TImage);

procedure SetFormIm (NewFormIm: TForm);

procedure SetMainTable (NewMainTable: TStringGrid);

procedure SetTable (NewTable: TStringGrid);

procedure SetChart (NewChart: TChart);

procedure SetMemo (NewMemo: TMemo);

procedure SetCenterXImage (NewCenterXImage: Integer);

procedure SetCenterYImage (NewCenterYImage: Integer);

procedure SetCenterXFormIm (NewCenterXFormIm: Integer);

procedure SetCenterYFormIm (NewCenterYFormIm: Integer);

procedure AddTable;//Вывод в таблицу.

procedure CalcPhi;virtual;//Вычисление фи.

procedure DifUrav;//Вычисление дифф. урав. методом Рунге-Кутты 4-порядка.

procedure Draw_Next_Main;virtual;//Построение на главной форме.

procedure Draw_Next;virtual;//Построение на дополнительной форме.

function f (t, y, z: Double): Double;//Функция вида z'=cos (3x)-4y=f (x, y, z).

function g (t, y, z: Double): Double;//Функция вида y'=z=g (x, y, z).

function GetAmplitInit: Double;

function GetFrequency: Double;

function GetLength: Double;

function GetDeviation: Double;

function GetPastTime: Double;

function GetAngularVelocity: Double;

public.

constructor Create (A, v, L, f, w, g: Double;time: Double;nomer: Integer);

procedure StartBuilding;//Начинает выполнения.

procedure ReadToIni;virtual;

//Вводим данные для начало построения маятника.

property Separate_window: Boolean write SetSeparate_window;

property Multiple_instances: Boolean write SetMultiple_instances;

property Log: Boolean write SetLog;

property TimeLimit: Double write SetTimeLimit;

property Image: TImage write SetImage;

property FormIm: TForm write SetFormIm;

property MainTable: TStringGrid write SetMainTable;

property Table: TStringGrid write SetTable;

property Memo: TMemo write SetMemo;

property Chart: TChart write SetChart;

property CenterXImage: Integer write SetCenterXImage;

property CenterYImage: Integer write SetCenterYImage;

property CenterXFormIm: Integer write SetCenterXFormIm;

property CenterYFormIm: Integer write SetCenterYFormIm;

//Записываем значения для произведения сохранения в файл.

property AmplitInit: Double read GetAmplitInit;

property Frequency: Double read GetFrequency;

property Length: Double read GetLength;

property PastTime: Double read GetPastTime;

property Deviation: Double read GetDeviation;

property AngularVelocity: Double read GetAngularVelocity;

end;

Назначение полей и инкапсулированных в классе процедур и функций (методов) приведено в комментариях. Описание и реализация класса структурно оформлено в отдельном Unit — Pendulum. Используемые секции public и private определяют области видимости элементов класса. Так, видно, что все поля класса являются полностью закрытыми, а доступ к ним организуется с помощью методов и свойств.