ЛР заочники / ЛР2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИПОВЫХ

ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Xcos предоставляет возможности для визуального построения моделей динамических систем, используя блок-схемы. Многие предопределенные блоки также представлены в различных палитрах.

Симулятор Xcos использует различные возможности для управления моделированием. С помощью Xcos можно произвести имитационное моделирование как непрерывных, так и дискретных систем. Соответственно, для непрерывного времени используется решатель однородных дифференциальных уравнений (ОДУ), а для дискретного – решатель дифференциальных алгебраических уравнений (ДАУ).

Запуск Xcos

Приложение Xcos можно запустить, используя меню главного окна SciLab: меню Инструменты – Визуальное моделирование Xcos (рис. 1).

После запуска Xcos открывается окно Палитры блоков (рис. 2) и окно диаграммы, представляющее пустое поле набора модели.

Рис. 1. Запуск Xcos

Рис. 2. Окно палитры блоков

ВXcos представлены следующие палитры блоков:

–источники сигналов и воздействий – предназначены для формирования

сигналов различной природы (постоянные сигналы, гармонические сигналы, сигналы с постоянной скоростью нарастания сигнала, случайные сигналы

идр.);

–регистрирующие устройства – блоки, предназначенные для отображения результатов моделирования в виде графиков;

–системы с непрерывным временем – блоки для создания линейных непрерывных систем, в виде передаточных функций и систем в пространстве состояний;

–системы с разрывами – блоки нелинейностей;

–системы с дискретным временем - блоки для создания линейных дискретных систем;

–задание табличных значений – блоки для задания нелинейностей в табличном виде;

–математические операции – блоки, реализующие различные математические операции (суммирование и произведение сигналов, вычисление тригонометрических функций и др.);

–маршрутизация сигналов – блоки объединения, расщепления сигналов;

–другие.

Создание модели системы

Для создания модели нужные блоки, составляющие модель, переносятся на поле диаграммы и соединяются. Соединение блоков производят мышью путем соединения выходов и входов соответствующих блоков.

К блокам, у которых предусмотрена активация (верхний вход, отмеченный красным цветом), необходимо подключить активационный блок (как правило, часы).

На рис. 3 приведена простая модель, состоящая из единичного источника сигнала, блока передаточной функции, осциллографа и активационного элемента.

При работе иногда возникает необходимость объединять сигналы в шину, для этого используется блок мультиплексирования MUX. На рис. 4 приведена модель, содержащая три различных источника сигналов, объединённых в шину. Сигнал с шины поступает на осциллограф, который в своём окне отображает все три сигнала.

Часы

активации

Осциллограф

Рис. 3. Пример модели

Рис. 4. Пример модели с объединением сигналов в шину

Настройка параметров моделирования

Для настройки параметров моделирования воспользуйтесь меню окна Моделирование – Параметры. Окно настройки параметров приведено на рис. 5.

С помощью данного окна можно задать следующие параметры:

–конечное время интегрирования – время моделирования;

–количество секунд в единице времени;

–погрешности моделирования;

–другие параметры.

Рис. 5. Окно настройки параметров

Создание суперблоков

Суперблок – это фрагмент модели, оформленный в виде отдельного блока. Использование суперблоков предназначено для уменьшения количества одновременно отображаемых блоков на экране, что облегчает восприятие модели (в идеале модель полностью должна отображаться на экране монитора), а также позволяет создавать и отлаживать фрагменты модели по отдельности, что повышает технологичность создания модели.

На рис. 6–8 последовательно показана процедура объединения части модели в суперблок.

Рис. 6. Пример модели

Рис. 7. Выделение части модели и вызов меню для объединения в суперблок

Рис. 8. Пример модели с объединенной частью в суперблок

Описание свойств основных блоков Xcos

Источники сигналов и воздействий

Регистрирующие устройства

Системы с непрерывным временем

Системы с разрывами

Математические операции