Внимание! Включать лабораторные установки и выполнять какиелибо действия с приборами допускается ТОЛЬКО с разрешения преподавателя!

Лабораторная работа №1

• 
  ознакомление с основной панелью программы;
  
• 
  изучение основных элементов, позволяющих создавать модель и управлять ею;
  
• 
  создание и исследование простейшей виртуальной модели.
  

Общие сведения

Принцип моделирования в ПК "МВТУ" состоит в создании и исследовании виртуального аналога реальной системы – модели. Модель функционирует в соответствии с теми же уравнениями, что и моделируемая система. При моделировании не обязательно записывать эти уравнения в явном виде, об этом позаботится программа. Модель составляется пользователем в специальном окне программы соединением отдельных виртуальных блоков, соответствующих элементам реальной системы.
Виртуальные блоки условно внешне представляются на рабочем пространстве окна модели прямоугольниками, т.е. они видимы исследователю, имеют входы и (или) выходы и функционируют в соответствии с определенными уравнениями, алгоритм решения которых реализуется в цифровом виде. Под функционированием виртуального блока понимается то, что он реагирует на виртуальные воздействия (функции времени), подаваемые другими блоками на его вход, определенным изменением величины выходного сигнала.
Взаимодействие между блоками условно отображается на рабочем пространстве окна модели в виде соединительных линий. Соединительные линии в ПК "МВТУ", как и блоки, являются однонаправленными, передают виртуальные воздействия только в одном направлении.

Рисунок 1 – Основная панель ПК "МВТУ".
Программный комплекс "МВТУ" использует развитой графический интерфейс, позволяющий основную часть создания модели выполнить с помощью мыши, а параметры элементов ввести с клавиатуры. Интерфейс ПК "МВТУ" состоит из основной панели (главного окна), имеющей меню и ряд кнопок управления, воспринимающих щелчки копок мыши, и совокупности окон, в которых строится модель и наблюдаются результаты ее работы.
На рисунке 1 выделены кнопка Пуск (Продолжить расчет) и три важных вкладки палитры блоков с наборами элементов (виртуальных блоков), которые будут использоваться при моделировании: Источники сигналов (генераторы) – вкладка открыта, Данные (индикаторы и регистраторы) и Динамические блоки (элементы линейных систем и систем в целом). Верхняя часть главного окна – панель управления. Она содержит меню и кнопки управления и настройки. Нижняя часть главного окна это т.н. Палитра блоков – структурированный набор вкладок, содержащих образцы моделей различных элементов, которые могут быть вынесены в окно модели (схемное окно). При необходимости палитра блоков может быть перенесена на другое место или вовсе удалена с экрана для освобождения места для схемы модели, индикаторов и др.
Основные элементы модели:
Генераторы сигналов размещены на вкладке Источники основной панели.

Рисунок 2 – Общий вид набора виртуальных генераторов, имеющихся на вкладке Источники.
Важными источниками сигналов являются генераторы ступенчатого и синусоидального сигналов. Кнопка со стрелкой «вправо» позволяет посмотреть и другие источники сигналов.
Элементы линейных систем. Блоки, моделирующие элементы линейных систем и объектов различной сложности помещены на вкладке Динамические.

Рисунок 3 – Общий вид моделей элементов линейных систем, имеющихся на вкладке Динамические.
Индикаторы и регистраторы.

Рисунок 4 – Общий вид панели регистратора Данные.
Важный регистратор – виртуальный осциллограф (блок Временной график). Также программа позволяет создавать и собственные варианты индикаторов с помощью инструментов, расположенных на вкладке Анимация (в правой части Палитры).
Соединительные линии позволяют отобразить взаимодействие между отдельными элементами реальной системы. В ПК "МВТУ" соединительные линии однонаправленные: они передают виртуальные сигналы с выходов блоков на их входы. Это означает, что в моделируемых системах последующие блоки не должны влиять на работу предыдущих блоков. Такое требование следует выполнить при составлении функциональной схемы моделируемой системы, должным образом выделяя ее функциональные элементы. Линии проводятся от одного блока модели к другому с помощью мыши. Пример соединительных линий можно видеть в левом нижнем окне модели рисунка 5.
На рисунке 5 показана простая модель, состоящая всего из одного блока – апериодического звена и результаты его исследования, состоявшего в определении реакции этого звена на ступенчатое воздействие, так называемой переходной функции.
На левое нижнее окно модели вынесены генератор ступенчатого сигнала, апериодическое звено, осциллограф и соединены друг с другом. При запуске модели, нажатием на кнопку Пуск (Продолжить расчет CTRL+ F9), на осциллографе появляется график реакции звена на ступенчатое воздействие – его переходная функция. Виртуальный генератор в нулевой момент времени подает на вход апериодического звена ступенчатое единичное воздействие, на которое звено откликается все замедляющимся ростом выходного сигнала. Виртуальный осциллограф позволяет увидеть изменение выходного сигнала звена с течением времени и проанализировать его.

Рисунок 5 – Общий вид простой модели.
Поясняющие надписи, сопровождающие модели, позволяют облегчить ее восприятие и работу с ней. В пояснении нужно указать кто, когда и какую модель создал. В "МВТУ" можно создавать пояснения двух видов: заметку, текст которой виден вместе с блоками модели и комментарий, текст которого открывается в отдельном окне, при двукратном щелчке по квадратному блоку со знаком вопроса. Блоки заметки (без обозначения) и комментария (квадрат со знаком вопроса) «затерялись» в правой части вкладки Субструктуры (рисунок 6). Внизу показано окно просмотра и редактирования комментария.

Рисунок 6 – Общий вид рабочего пространства окна модели с вкладки

жүктеу/скачать 2.35 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: