Лабораторная работа №1 Вариант 11

Липецкий государственный технический университет

Кафедра Автоматизированных систем управления

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

по дисциплине «Основы теории управления»

«Изучение среды моделирования VisSim (Visual Simulator)»

Студент

Ключанских А.С

подпись, дата

фамилия, инициалы

Группа

АС-10

Принял

ассистент

Капнин А.В.

ученая степень, звание

подпись, дата

фамилия, инициалы

Липецк 2012

1. Цель работы

Изучить среду моделирования VisSim (Visual Simulator) и научиться строить простейшие модели.

2. Задание кафедры

Вариант 11:

4) Генератор реального времени.

Добавьте нужный генератор, осциллограф и стрелочный индикатор на схему. Соедините их в необходимой последовательности. Настройте параметры симуляции и проанализируйте работу схемы.

Покажите на осциллографе, как меняет сигнал генератора интегратор (интегрирующее звено) (Blocks->Integration->Integrator) и дифференцирующее звено (схема в справочных материалах). Сделайте выводы о работе звеньев, проиллюстрируйте их с помощью осциллографа.

Необходимо самостоятельно решить задачу с помощью среды моделирования VisSim:

В воздух из одной точки запущены два объекта. Траектория одного описывается параболой вида ( - высота, м; - время, с). Траектория другого есть синусоида с частотой 4 Rad/s и амплитудой 5 м, проходящая вдоль прямой ( - высота направляющей, м). Сколько раз траектории объектов пересекутся, и на какой высоте за 30 с наблюдений?

Вариант 11:

1+ (11-1) mod 3 = 2. G=0.11

3. Порядок выполнения работы

1. Устанавливаем и запускаем среду визуального моделирования VisSim.

2. Создадим схему, добавив в нее и соединив в определенной последовательности следующие элементы: генератор реального времени (согласно варианту), осциллограф и стрелочный индикатор. Настроим параметры симуляции: временной интервал от 0 до 5 с. с шагом 0.01 с. Результат работы представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Построенная схема в момент времени t=5 c.

Генератор реального времени считывает текущее время с системных часов компьютера и генерирует сигнал, значение которого равно времени в миллисекундах с момента запуска процесса симуляции.

3. Добавим в полученную схему интегрирующее звено. Результат представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – Результат работы схемы с интегрирующим звеном при t=5c.

4. Добавим в схему дифференцирующее звено согласно схеме, указанной в справочных материалах. Результат ее работы представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема с дифференцирующим звеном

Вывод:

Интегральное звено производит интегрирование сигнала по времени и формирует выходной сигнал. Дифференциальное звено производит дифференцирование сигнала по времени и формирует выходной сигнал.

5. Для решения второй задачи добавим на схему следующие блоки: генератор “синусоида” со значением амплитуды 5 м. и частотой 4 рад/c согласно заданию, генератор сигнала, изменяющегося с постоянной скоростью с усилением сигнала в 8 раз и генератор “парабола” с коэффициентом 0.11*5=0.55 (согласно варианту). Причем выходы последних двух блоков подадим на вход сумматора для реализации траектории движения второго объекта, представляющей собой синусоиду, проходящую вдоль прямой y=8x. Зададим следующие параметры симуляции: временной интервал от 0 до 30 секунд, шаг симуляции 0.01. Результаты представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема, моделирующая траектории движения двух тел

6. На представленной осциллограмме видно, что траектории движения тел пересекутся примерно при t=15с. Для однозначного и точного определения времени и высоты пересечения траекторий зададим временной интервал от 13.5 до 15 с. Результат показан на рисунке 5.

Рисунок 5 – Траектории движения двух тел в период с 13.5 до 15с.

Из рисунка видно, что траектории движения тел пересекутся лишь один раз. Чтобы как можно точнее определить время и высоту пересечения, зададим временной интервал 14.8-14.82 с. Осциллограмма представлена на рисунке 6

Рисунок 6 – Траектории движения тел на интервале 14.8-14.82 с.

Теперь можно сделать окончательный вывод, что траектории движения двух тел пересекутся лишь один раз при t14.812 c. на высоте 120.65 м.

4. Вывод

В ходе выполнения данной лабораторной работы я познакомился с системой визуального моделирования VisSim и научился строить простейшие модели. VisSim позволяет производить построение, исследование и оптимизацию виртуальных моделей физических и технических объектов, в том числе и систем управления. Блоки VisSim’а генератор Парабола (parabola) и осциллограф (plot) действительно являются виртуальными аналогами реальных устройств.

8