Оглавление
Теоретические сведения 2
Запуск Xcos 2
Создание модели системы 4
Настройка параметров моделирования 5
Создание суперблоков 6
Описание свойств основных блоков Xcos 7
Практическая работа 10
Ход работы 11
Варианты индивидуальных заданий 13
Оформление отчета 14
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
В Xcos 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 и др.);
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.
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