ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ. Лабораторная работа N3
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа №1
ЗНАКОМСТВО С ИНТЕРФЕЙСОМ И ПРИНЦИПАМИ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ "МВТУ" 3
Лабораторная работа №2
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТИПОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОЗИЦИОННЫХ ЗВЕНЬЯХ 11
Лабораторная работа N3
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТИПОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ИНТЕГРИРУЮЩИХ ЗВЕНЬЯХ 16
Лабораторная работа № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТИПОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ 21
Лабораторная работа № 6
ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИНЕЙНЫХ САР. 28
Литература. 38
Лабораторная работа №1
ЗНАКОМСТВО С ИНТЕРФЕЙСОМ И ПРИНЦИПАМИ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ "МВТУ"
Цель работы:знакомство с принципами построения моделей, с интерфейсом ПК "МВТУ" и приобретение элементарных навыков работы с комплексом.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Программный комплекс "МВТУ" (моделирование всевозможных технических устройств, объектов и систем) разработан в МГТУ им. Н.Э.Баумана коллективом авторов под руководством доцента О.С. Козлова и предназначен для моделирования и исследований проектируемых и действующих систем и объектов. Комплекс позволяет моделировать объекты широкого спектра сложности: от простейших элементов систем управления до систем управления ядерными реакторами. В последнем случае ПК "МВТУ" позволяет создавать виртуальные тренажеры даже для тренировки операторов атомных электростанций.
2. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ПК "МВТУ"
2.1. Принципы моделирования в ПК "МВТУ"
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, т.е. последующие блоки и звенья не влияют на работу предыдущих. Сигналы, действующие в модели можно наблюдать и регистрировать виртуальными индикаторами. Для этого программа создает специальные окна с временными, частотными графиками, фазовыми портретами и др.
Параметры и характеристики блоков, как и структуру схемы модели, исследователь может изменять. Программа предоставляет возможность вычислять различные характеристики построенных моделей, в частности амплитудно-частотные, анализируя которые можно глубоко изучить свойства модели, а, следовательно, и моделируемой реальной системы.
Модель ПК "МВТУ" может быть сохранена в виде отдельного файла и, при необходимости, открыта вновь.
2.2. Интерфейс ПК "МВТУ"
Программный комплекс "МВТУ" использует развитый 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.
Основная панель – главное окно программы, появляющееся в верхней части экрана после запуска ПК "МВТУ" (рис.1.1).
Рис. 1. 1. Основная панель ПК "МВТУ"
Верхняя часть главного окна – панель управления. Она содержит меню и кнопки управления и настройки. Нижняя часть главного окна это т.н.Палитраблоков – 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.
На рис.1.1 выделены кнопка Пуск (Продолжить расчет) и три вкладки Палитры 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).