Что здесь нового в C++

В программе есть и глобальная переменная, и локальные, и разница между ними здесь не вопрос вкуса:

float t = 0.0f;                              // снаружи: живёт всегда

void calculation_function() {
    float A1 = get_float_param("Амплитуда 1");   // внутри: живёт один кадр
}

Правило простое: переменная должна жить ровно столько, сколько нужна. Времени нужно копиться – оно снаружи. Амплитуде копиться незачем, её значение каждый кадр приходит из пульта заново – она внутри.

Если объявить t внутри функции, она будет создаваться заново каждый кадр, всегда равняться нулю, и график превратится в неподвижную точку. А если объявить A1 снаружи, ничего не сломается, но станет непонятно, кто и когда её меняет.

Подробнее – в статье «Функции и главный цикл».

Оставьте программу работать надолго, и время дорастёт до тысяч. Вот здесь у типа float начинаются проблемы, о которых полезно знать.

float хранит около семи значащих цифр. Пока $t$ порядка единицы, это даёт точность порядка $10^{-7}$. Когда $t$ дорастает до 10 000, на дробную часть остаётся всего три цифры, и шаг 0.15 прибавляется уже с заметной погрешностью.

Дальше хуже: при $t$ около $10^7$ прибавление 0.15 вообще перестаёт что-либо менять – новое значение неотличимо от старого, и время останавливается. Программа продолжает работать, а часы стоят.

Как с этим борются:

1. считать время как double – это отодвигает границу на девять порядков;
2. не складывать шаг последовательно: хранить номер шага int n и получать время как n * dt. Это устраняет накопление погрешности многократного сложения, хотя округление при умножении остаётся;
3. для периодического сигнала хранить фазу в ограниченном диапазоне.

В нашей задаче это неважно: график показывает первые 200 единиц времени. Но привычка спрашивать себя «а что будет, если это поработает сутки» – хорошая привычка.

Есть и связанная проблема вычисления тригонометрических функций.

float y_t = A1 * sin(w1 * t) + ...;

При $t = 1000$ и $\omega = 21$ аргумент синуса равен 21 000 – это больше трёх тысяч полных оборотов. Функция sin обязана привести такой аргумент к диапазону $[0; 2\pi)$, а для этого нужно точно знать, сколько раз в нём укладывается $2\pi$. Если само число известно лишь с семью цифрами, ответ получится с большой погрешностью по фазе.

Увидеть это можно прямо в симуляции: при большой частоте и долгой работе форма колебания постепенно перестаёт быть правильной.

Правильный приём – хранить не время, а фазу, и приводить её к диапазону на каждом шаге:

phase += w * dt;
phase = fmod(phase, 2 * M_PI);
float y = A * sin(phase);

у периодической величины нет смысла копить полные обороты.