Primjena racunala u elektroenergetici

by: Dr. John K. Prentice
Quetzal Computational Associates

"The strength and precision of the IMSL Numerical Libraries have been evolving steadily for over three decades. Each subroutine and algorithm has undergone rigorous testing and quality assurance, providing IMSL users with more time to focus on their application."

Introduction to Fortran 90 (online knjiga)

"My own opinion is that scientists today need to know more than one language or one computing paradigm. And I think it is entirely reasonable that students learn C++ before they graduate, though even more important is that they learn how to program MATLAB and a computer algebra system such as Maple or Macsyma. But the issue is what freshmen should learn as their first language and for that I would recommend Fortran 90 hands down. It is a better language for scientific programming and is both easier to learn and use than the alternatives. It is also much more likely to be the language students will be employing in their jobs upon graduation and it is the most promising route currently developing for the programming of parallel computers."

Dr. John K. Prentice

Auditorne vježbe

Auditorne vježbe iz kolegija Primjena računala u elektroenergetici izvode se kroz petnaest (15) sati nastave u toku zimskog semestra. U sklopu auditornih vježbi obrađuje se sintaksa programskog jezika Fortran F90/95, kao i numerički algoritmi koji se najčešće koriste pri rješavanju numeričkih, inžinjerskih problema. Obrađuju se sljedeća materija: rješavanje kvadratnog sustava linearnih algebarskih jednadžbi, pronalaženje nultočaka polinoma, korištenje specijalnih funkcija (Bessel-ove funkcije, eliptički integrali, Poissonova funkcija razdiobe vjerojatnosti), optimizacijske metode (metoda zlatnog reza, ...)), numeričko rješavanje integrala (trapezno pravilo, Simpsonovo pravilo, Gauss-Legandre-ova numerička integracija), interpolacija (Lagrangeov polinom), metoda najmanjih kvadrata odstupanja, približenje funkcija metodom konačnih elemenata, metoda kolokacije.

Laboratorijske vježbe

Laboratorijske vježbe iz kolegija Primjena računala u elektroenergetici izvode se također kroz 15 sati nastave u laboratoriju sa osobnim (PC) računalima (lab. 246). Iste prate materiju obrađenu u sklopu auditornih vježbi. U sklopu laboratorijskih vježbi programiraju se (i testiraju na konkretnim primjerima) algoritmi prethodno opisani (navedeni) u auditornim vježbama. Prilikom razvoja programa (software-a) za numeričke proračune, naglasak je dan na korištenju (implementiranju) gotovih rutina za numeričke proračune, koje su sastavni dio fortranske razvojne okoline. Riječ je o tzv. IMSL biblioteci rutina za numeričke proračune. Prikazuje se način implementiranja ovih "gotovih" rutina za numeričke proračune u vlastite programe.

Skripta za auditorne i laboratorijske vježbe iz kolegija: Primjena računala u elektroenergetici dostupna je za download u nastavku, kao i dvije odlične knjiga (na engleskom jeziku) o programskom jeziku Fortran 90. Knjigu Fortran 90 for Scientists and Engineers, je moguće samo kupiti, npr. preko Amazon-a.

File	Opis	Veličina
	Primjena Fortrana F90/95 u inžinjerskim proračunima autor: Petar Sarajčev, dipl. ing. Napomena: Preview skripte (kliknite na ikonu lijevo) je dan kao file u .pdf formatu i moguće ga je pregledavati (online ili offline) pomoću Acrobat Readera verzije 5 i kasnije. Preporuča se korištenje verzije 6, a istu je moguće besplatno download-irati sa Adobe-ovih stranica.	1.19 Mb
Fortran90&IMSL.zip	Kompletna skripta je dana u pdf obliku, komprimirana u password protected zip file. Moguće ju je pregledavati (nakon dekomprimiranja WinZip-om za što je potrebno imati odgovarajuću lozinku) sa Acrobat Reader-om verzije 5 i kasnije. Preporuča se, pritom, korištenje Acrobat Reader verzije 6.	2.42 Mb


	Fortran 90 Handbook Complete ANSI/ISO Reference autori: Adams, C.J.; Brainerd, W.S.; Martin, J.T.; Smith, B.T.; Wagener, J.L. Napomena: Klikom na ikonu lijevo moguće je pregledavati knjigu pomoću Adobe Acrobat Reader-a. Preporuča se korištenje verzije 6, a istu je moguće besplatno download-irati sa Adobe-ovih stranica.	1.60 Mb

	Fortran 90 for Scientists and Engineers autor: Brian D. Hahn Napomena: Ikona lijevo predstavlja link navedene knjige na Amazon-ovim stranicama. Istu je moguće ovim putem kupiti. Ovo je odlična knjiga za početnike u inžinjerskom programiranju korištenjem programskog jezika Fortran 90.	-

U nastavku je moguće download-irati (u obliku zip file-a) Project Workspace sa programskim kodom (engl.: source code) svih programa koji su predviđeni u sklopu auditornih i/ili laboratorijskih vježbi. Project Workspace (projekat sa programskim kodom) kreiran je u Microsoft Fortran Power Station 4.0 razvojnom okružju.

**Popis programa za auditorne i laboratorijske vježbe:**
No.	Ime	Opis programa	Veličina
1.	vertikalni_hitac	Program za proračun trajektorije vertikalnog hitca. Program računa postignutu visinu predmeta bačenog vertikalno u vis početnom brzinom od 20 m/s, nakon 10 s.	162 kB
2.	vertikalni_hitac2	Program za proračun trajektorije vertikalnog hitca. Poopćenje algoritma iz programa vertikalni_hitac za proračun visine predmeta bačenog bilo kojom početnom brzinom u bilo kojem trenutku. Ilustracija korištenja ulaznog/izlaznog toka.	161 kB
3.	presjecista	Proračun točaka presjecišta pravca zadanog jednadžbom sa koordinatnim osima. Ilustarcija korištenja IF THEN petlje.	142 kB
4.	korijen	Program definira tip korijena kvadratne jednadžbe oblika . Ilustarcija korištenja IF THEN petlje.	161 kB
5.	korijen2	Poopćenje algoritma iz programa korijen, i za situaciju kada se kvadratna jednadžba svodi na linearnu.	162 kB
6.	broj	Ilustracija grananja toka programa korištenjem naredbe SELECT CASE.	139 kB
7.	faktorijela	Program računa faktorijele bilo kojeg prirodnog broja. Ilustracija korištenja DO petlje.	138 kB
8.	faktorijela2	Program računa faktorijele bilo kojeg prirodnog broja. Ilustracija korištenja DO WHILE petlje.	138 kB
9.	stat	Program za proračun srednje vrijednosti i standardne devijacije niza realnih podataka. Ilustracija korištenja jednodimenzionalnih polja.	162 kB
10.	Bubble_Sort	Program za sortiranje slučajnih brojeva od 1 do 100 pomoću Bubble Sort algoritma. Ilustracija korištenja dinamičke alokacije memorije, te generatora pseudoslučajnih brojeva.	168 kB
11.	stat2	Ponovno napisan program stat, ali korištenjem funkcije. Ilustracija korištenja funkcija (funkcijskih potprograma).	182 kB
12.	stat3	Ponovno napisan program stat, ali korištenjem subroutine. Ilustracija korištenja subroutina (opčenitih potprograma).	183 kB
13.	primjer1	Program za zbrajanje dviju opčenitih realnih matrica.	145 kB
14.	imsl_lslrg *	Program koji implementira opčenitu IMSL subroutinu za rješavanje sustava linearnih algebarskih jednadžbi.	236 kB
15.	linear_interpol	Program koji implementira algoritam linearne interpolacije na primjeru pronalaženja nultočke polinoma trečeg stupnja.	172 kB
16.	lancanica *	Program ilustrira korištenje IMSL subroutine za traženje nultočaka polinoma, na primjeru proračuna parabolične lančanice, uz denivelaciju ovjesišta, utjecaj temperature i dodatnog tereta.	203 kB
17.	primjer	Program ilustrira način korištenja IMSL subroutina za proračun vrijednosti Bessel-ove funkcije prve vrste nultog reda, prvog reda, drugog reda i trečeg reda istovremeno, za kompleksni argument koji ima vrijednost 10 + j10.	212 kB
18.	imped	Program za proračun jedinične unutarnje impedancije segmenta vodiča uzemljivača, potrebnog pri proračunu mrežastih uzemljivača metodom konačnih elemenata.	224 kB
19.	eliptic1	Proračun vrijednost eliptičkog integrala prve vrste za argument 0.0. Ilustracija korištenja IMSL funkcije za rješavanje eliptičkih integrala I. vrste.	188 kB
20.	eliptic2	Proračun vrijednost eliptičkog integrala druge vrste za argument 0.33. Ilustracija korištenja IMSL funkcije za rješavanje eliptičkih integrala II. vrste.	189 kB
21.	poisson	Proračun vrijednost funkcije Poisson-ove razdiobe vjerojatnosti u točki K = 7, uz Q = 10. Ilustracija korištenja IMSL rutine za određivanje Poissonove razdiobe vjerojatnosti.	208 kB
22.	golden_section	Program implementira optimizacijski algoritam zlatnog reza za traženje minimuma funkcije jedne varijable.	179 kB
23.	Rosenbrock *	Program prikazuje način implementiranja IMSL subroutine UMINF za optimizaciju funkcije od N varijabli, na primjeru Rosenbrock-ove funkcije dvije varijable.	212 kB
24.	imsl_neqnf *	Program ilustrira način implementiranja IMSL rutine za proračun nelinearnih sustava jednadžbi iterativnom metodom.	221 kB
25.	trapez	Program za proračun jednostrukih određenih integrala pomoću trapeznog pravila.	166 kB
26.	simpson	Program za proračun jednostrukih određenih integrala, pomoću Simpson-ove kvadraturne formule.	162 kB
27.	GaussLegandre *	Program za proračun jednostrukih određenih integrala, pomoću Gauss – Legandre-ove integracijske formule.	302 kB
28.	imsl_qdag *	Program za proračun jednostrukih određenih integrala, pomoću opčenite IMSL subroutine QDAG.	198 kB
29.	lagrange	Program koji interpolira opčeniti niz realnih podataka pomoću Lagrange-ove interpolacijske formule.	148 kB
30.	linear	Program za aproksimaciju opčenitog niza realnih podataka pomoću linearne jednadžbe (pravca), metodom najmanjih kvadrata odstupanja.	167 kB
31.	linear_rline *	Program koji uz implementira IMSL subroutinu. za aproksimaciju opčenitog niza realnih podataka linearnom jednadžbom (pravcem), metodom najmanjih kvadrata odstupanja.	213 kB
32.	kolokacija *	Program za proračun približenja funkcije metodom kolokacije, uz korištenje dviju baznih funkcija.	239 kB
............... * password protected