1. Система меню основного окна

Пункты	Назначение
Файл	Команды работы с файлами, свойствами окон, печать
Правка	Операции правки и действий с блоками
Вид	Внешний вид блоков, надписей и основного окна

Продолжение табл. 1

Симуляция	Настройки симуляции
Analyze	Построение частотных характеристик, годографа; линеаризация
Блоки	Библиотека блоков VisSim
Дополнительные блоки	Блоки, созданные в VisSim, для проведения лабораторных работ
Инструменты	Внедрение MathCad-объектов, включение дополнительных вкладок
Окно	Список окон, режим их демонстрации
?	Англоязычная справка

Меню Файл состоит из стандартных для Windows (Создать, Открыть, Печать и др.).

Меню Правка содержит стандартные возможности (Отменить, Восстановить, Вырезать, Копировать, Вставить, Удалить) и ряд специфических, описанных в табл. 2.

Таблица 2

Пункты меню Правка

Пункты	Назначение
Развернуть блок…по вертикали	разворот блока на 180
Создать составной блок	объединение группы блоков в единый блок
Распаковать составной блок	действие, обратное «Создать составной блок»
Свойства блока	изменение настроек какого-либо блока
Обновление экрана	перерисовка экрана (позволяет удалить графический «мусор», иногда появляющийся на диаграмме)
Настройки	настройка внешнего вида окна программы (показывать ли линии прокрутки, привязывать ли блоки к сетке и т.д.)
Панель инструментов	настройка панели инструментов (вызывается окно, в котором можно настроить несколько дополнительных кнопок панели, что позволяет облегчить и ускорить процесс создания диаграмм)

Меню Вид содержит настройки внешнего вида программы и диаграмм:

Шрифт… - настройка используемого на диаграмме шрифта (размер, вид, кодировка и цвет). Желательно, чтобы не иметь в дальнейшем проблем со шрифтами, сразу после загрузки программы изменить их кодировку с «западный» на «кириллический».

В поле «Шрифт» можно выбрать вид шрифта щелчком левой кнопки мыши. В поле «Начертание» - тип начертания: обычный, курсив, полужирный, полужирный курсив. Также можно выбрать размер, цвет и набор символов;

Цвет… - настройка цветовой гаммы внешнего вида программы (цвета надписей, фона и др.);

Презентация - режим презентации (более нагляден);

Дисплей оператора - если возле него стоит галочка, то на диаграмме все линии связи делаются невидимыми;

Параметры блока и Метки выводов позволяют разрешать или запрещать отображение подписей к блокам и линиям связи;

Контрольная панель- панель для проведения симуляции по шагам;

Строка состояния – отображает/запрещает отображение строки состояния внизу окна,

Панель инструментов – отображает/запрещает отображение панели инструментов.

В пункте меню Симуляция необходимо задать ряд параметров и выбрать необходимый режим симуляции:

• начальное время симуляции движения;

• конечное время симуляции движения;

• размер шага симуляции, или частоту;

• режим расчетов в реальном времени или свободный (с максимальной производительностью компьютера);

• разовый запуск или режим автоматического перезапуска модели (с или без установки начальных условий).

Пункт Analyze содержит команды, используемые при анализе сформированных систем: определение передаточных функций систем, полюсов (корней характеристических полиномов), нулей функций, частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ), устойчивости по Найквисту и др.

Пункт Блоки содержит палитры функциональных блоков. Чтобы выбрать какой-либо блок, необходимо войти в это меню, найти нужный блок в какой-либо палитре и щелкнуть на нем. После этого можно щелчком указать его место на диаграмме.

На вкладке Дополнительные блоки размещены дополнительные блоки, созданные в VisSim.

2.1.3. Подключение дополнительных блоков

Созданные в VisSim блоки для дальнейшего использования удобнее вынести на отдельную вкладку. Последовательность действий при этом следующая:

1. Зайти на вкладку Инструменты, выбрать пункт Настройки─>Меню…

2. В появившемся окне (рис. 5.) необходимо заполнить все строки:

• в выпадающем списке «Элемент» выберите порядковый номер добавляемого блока. Само число не несет смысловой нагрузки. Для программы это своеобразный идентификационный номер. Этот пункт удобнее заполнять, двигаясь по списку сверху вниз;

• при нажатии на кнопку «Выбор vsm-файла» появляется стандартное окно для открытия файла. Выберите имя вставляемого файла и нажмите Открыть;

• в строках Меню и Субменю необходимо вписать название вкладки и её пункта, где будет размещаться название будущего блока (оно указывается в строке Элемент меню).

Рис. 5. Форма для настроек дополнительной вкладки Меню

3. Нажать кнопку Применить. Если элементы для добавления еще имеются, то повторить пункт 2.

4. Если все необходимые блоки внесены, нажать Готово.

2. Основные этапы создания моделей

2.2.1. Установка библиотечных блоков на рабочее поле

Установить блок на рабочее поле можно двумя способами:

• Все блоки можно найти в одноименном меню. Оно систематизировано по категориям в группы, названия которых отмечены черным треугольником. При выборе меню Блоки появляется список групп. Выбор желаемой сопровождается появлением подменю со списком соответствующих блоков. Отметьте желаемый блок. Он прицепится к указателю мышки в виде рамки. Переместите его в желаемое место блок-схемы и повторно щелкните мышкой (блок будет установлен);

• Нажмите на кнопку необходимого блока в инструментальной панели. Блок прицепится к указателю мышки в виде рамки. Переместите его в желаемое место рабочей области и повторно щелкните мышкой (блок будет установлен). Обратите внимание, что инструментальные панели с кнопками, которые устанавливают блоки, могут быть не включены. Для их отображения выберите команду меню Вид─>Панель инструментов.

2.2.2. Сборка модели

Каждый блок изображается на диаграмме, как правило, в виде прямоугольника, внутри которого схематично изображено его функциональное назначение. С левой стороны блока находятся его входные сигналы (изображены в виде стрелок), с правой выходные.

Вы можете прикреплять проводники и шины к выводам блоков. Как только Вы подключили провод к блоку, VisSim принимает связь и обслуживает ее в дальнейшем. Если Вы перемещаете блок по рабочему полю, проводники автоматически перерисовываются и не отключаются.

Когда Вы соединяете блоки, действуют следующие правила:

• Соединить можно только пару - вход и выход.

• К любому входу можно подключить только один проводник (сигнал).

• К любому выходу  можно подключить множество входов (проводников).

• VisSim автоматически располагает провода по кратчайшему пути.

Для соединения блоков выполните действия:

1. Подведите указатель мыши к выводу блока (желательно к выходу), который вы хотите соединить с другим выводом. Как только курсор превратится в стрелку вида , нажать левую кнопку.

2. Удерживая кнопку мыши, подвести мышь к входу второго блока. В процессе движения мыши за ней будет тянуться линия связи.

3. Находясь в области подключаемого ввода, отпустите клавишу мыши.

В момент выполнения операции, когда Вы перетаскиваете указатель, VisSim генерирует мерцающую линию, которая является проводником. VisSim рисует проводники только под прямыми углами, поэтому проводник не повторяет путь курсора.

Только применяя блок фиксатор Провода (wirePositoiner) . Вы можете определить необходимое Вам положение проводника на блок-схеме.

Для разрыва линий связи необходимо навести мышь на начало (или конец) линии, нажать левую кнопку, немного отодвинуть мышь от блока и отпустить кнопку. Линия должна исчезнуть.

Иногда (например, при изображении линий обратной связи) требуется развернуть блок (блоки), то есть расположить его так, чтобы его входы находились с правой стороны, а выходы - с левой. Для этого необходимо выделить блок (блоки) и нажать комбинацию «Ctrl+» или «Ctrl+» или выбрать в пункт Развернуть блок… в меню Правка.

2.2.3. Установка параметров модели

Большинство блоков имеет устанавливаемые пользователем параметры, которые должным образом определяют их функции преобразования. Определить или изменить значения параметров Вы можете посредством одноименных диалоговых окон (Properties). Если Вы поменяете параметры в момент выполнения симуляции, VisSim немедленно использует новые значения для отражения изменений. Начальные условия, которые устанавливаются в модели (обычно на блоках: 1/S, S&H, 1/Z, e^-sTd) в начале симуляции, также задаются через диалоговые окна блоков (Properties).

Для определения / изменения значений параметров блоков, опций или имен их файлов выполните действия:

1. – Выберите команду меню Правка─>Свойства блока (курсор мышки сменится на гаечный ключ).

2. – Укажите мышкой блок, параметры которого Вы хотите редактировать.

3. – В диалоговом окне Properties, зафиксируйте свои установки.

4. – Нажмите на кнопку OK или клавишу ENTER.

Быстрый доступ к диалоговым окнам Properties для большинства блоков возможен посредством простого указания блока с помощью правой клавиши мыши.

2.2.4. Настройка параметров симуляции

Для установки диапазона симуляции в VisSim необходимо задать ряд параметров и выбрать необходимый режим симуляции (рис. 6):

• начальное время симуляции движения;

• конечное время симуляции движения;

• размер шага симуляции или частоту;

• режим расчетов в реальном времени или свободный (с максимальной производительностью компьютера);

• разовый запуск или режим автоматического перезапуска модели (с или без установки начальных условий).

Для установки диапазона симуляции выполните действия:

1. – Выберите команду меню Симуляция─>Настройки симуляции.

2. – В диалоговом окне Настройки симуляции выберите вкладку Диапазон.

3. – Введите необходимые данные и установите требуемые опции.

4. – Нажмите на кнопку OK или клавишу ENTER.

2.2.5. Запуск симуляции

При исполнении симуляции первыми на каждом шаге выполняются расчеты для блоков группы Генераторы (имеющих только выходы). Затем наступает очередь промежуточных блоков (имеющих и входы и выходы), функции преобразования которых будут исполнены при готовности всех входных данных. Последними в очереди на исполнение стоят блоки группы Приборы и Датчики (имеющие только входы).

Рис. 6. Окно настройки параметров симуляции

VisSim исполняет симуляцию движения модели согласно:

• настройкам, которые задал пользователь посредствам команды меню Симуляция─>Настройки симуляции;

• начальным условиям, которые установил пользователь для блоков модели, обладающих эффектом памяти (1/S, S&H, 1/Z, e^-sTd, Передаточная Функция, Пространство Состояний, ...).

Для запуска процесса симуляции модели выполните любое действие:

• Нажмите функциональную клавишу F5.

• Выберете команду меню Симуляция─>Выполнить.

• В инструментальной панели Контроль симуляции нажмите кнопку  .

• В диалоговом окне Контрольная панель нажмите кнопку Go.

Для приостановки процесса симуляции модели выполните любое действие:

• Нажмите функциональную клавишу F4;

• Выберете команду меню Симуляция─>Остановить;

• В инструментальной панели Контроль симуляции нажмите кнопку .

• В диалоговом окне Контрольная панель нажмите кнопку Stop.

2.2.6. Интерпретация результатов

На этом этапе для визуализации данных применяют в основном блоки Дисплей и Осциллограф. (меню Блоки─>Приборы и датчики или кнопки на Панели ). Полученные графики Vissim можно сохранить или как рисунок, или как таблицу значений в текстовом файле.

Для удобного анализа текстовых файлов, сохраняемых VisSim, создана программа obrabotka.exe.

3. Используемые возможности Vissim

2.3.1. Создание и защита составных блоков

Для создания составного блока выполните действия:

1. Выделите блоки, которые Вы желаете объединить в составном;

2. Выберите команду меню Правка─>Создать составной блок. Появится диалоговое окно Свойства составного блока;

3. Введите имя составного блока. Избегайте использования символа точки (.) в имени. VisSim использует точку, чтобы отделить имя составного блока от имени файла в заголовке окна. По умолчанию назначается имя Compound (Составной);

4. Нажмите на кнопку OK или клавишу ENTER.

5. Вы можете создать диалоговое окно настроек для любого составного блока. Оно позволяет централизованно, без потребности перехода внутрь блока менять параметры локализованной блок-схемы и устанавливать в ней начальные условия.

Для создания диалогового окна настроек составного блока выполните действия:

1. Установите блоки константаДиалога (меню Блоки─> Генераторы─>Параметр субмодели) внутри составного блока для генерации параметров и начальных условий. Блок константаДиалога удобно использовать совместно с блоком Переменная (меню Блоки─>Аннотационные). Работа с переменными рассмотрена далее.

2. В свойствах блоков константаДиалога (рис. 7) установите тип данных, генерируемое значение по умолчанию и определите имя соответствующего параметра или начального условия.

3. Вызовите диалоговое окно Свойства составного блока (CTRL + другая кнопка мыши). Активируйте опцию Создать диалог для настройки блока.

Рис. 7. Диалоговое окно блока «Параметр субмодели»

Для ограничения доступа к составному блоку выполните действия:

1. Выберите команду меню Правка─>Свойства блока (курсор мыши сменится на гаечный ключ).

2. Укажите мышкой составной блок, доступ к которому должен быть ограничен. Должно появиться диалоговое окно Свойства составного блока.

3. Ограничьте доступ, выполнив подходящую последовательность действий:

• для защиты составного блока от просмотра введите пароль в одноименной строке ввода и активизируйте опцию Блокировка;

• для парольной защиты составного блока от модификаций введите пароль в одноименной строке ввода и активизируйте опцию Только чтение;

• для беспарольной защиты составного блока от модификаций активизируйте опцию Только чтение (вводить пароль не требуется).

4. Нажмите на кнопку OK или клавишу ENTER. Появится окно для проверки пароля.

5. Повторно введите пароль.

6. Нажмите на кнопку OK или клавишу ENTER.

2.3.2. Задание передаточной функции через объект MathCad

В случае задания передаточной функции (ПФ) высокого порядка, не приведенной к стандартной форме [9], пользователю приходится вычислять коэффициенты ПФ в среде MathCad, а затем выполнять копирование между окнами.

Внедрение объекта Mathcad непосредственно в Vissim позволяет сократить число ненужных операций.

Для внедрения объекта Mathcad в диаграмму VisSim, необходимо выполнить следующие действия:

1. В меню Инструменты выбрать Mathcad-объект. Если соответствующий документ Mathcad еще не создан, следует выбрать пункт Создать. Приведение ПФ к стандартному виду и расчет её коэффициентов можно загрузить из файла пример.mcd. На рабочем пространстве VisSim появляется блок с соответствующим содержанием. Внедренный объект может работать в режиме редактирования (указатель внутри блока) и непосредственно в окне MathCad. Переключение режимов происходит нажатием правой кнопки мыши и соответствующего выбора на вкладке Mathcad-объект;

2. Перейти в режим окно Mathcad. В файле пример.mcd необходимо нужные значения присвоить переменным:

• In0, in1,in2..для обозначения значений, подаваемых на вход объекта Mathcad ;

• Out0, out1,out2.. для обозначения выходных значений (рис.8).

Рис. 8. Пример заполнения объекта Mathcad

3. Важно, чтобы присвоение входов происходило с переменной in0, а выходов – с out0. Максимальное количество выводов объекта Mathcad равно 9, поэтому используйте переменные out0-out8. Если необходимо вывести больше переменных, попробуйте разделить mcd-файл и использовать несколько объектов Mathcad.

4. Выйти из режима окно Mathcad (стандартная операция закрытия окна, либо меню Файл─>Возврат к…). В соответствии с количеством переменных, введенных в mcd-файле, добавить выводы к блоку.

5. Далее выводы блока подаются на блоки Переменная (меню Блоки─>Аннотационные). Присваивайте переменным понятные имена; в данном случае это коэффициенты a и b (рис. 9).

Для удобства рекомендуется поместить внедренный объект (рис. 9) в составной блок.

Теперь при задании коэффициентов передаточной функции можно использовать переменные, определенные в блоках Переменная.

Рис. 9. Передача сигналов внедренного MathCad-объекта

4. Краткие сведения о программе obrabotka.exe

Программа создана для совместного применения со средой моделирования VisSim при работе с блоком Пространство Состояний и формировании отчетных материалов.

2.4.1. Запуск и описание основного окна программы obrabotka.exe

После запуска приложения на экране появляется главное окно программы, которое включает в себя:

- заголовок окна, в котором указано название программы Обработка результатов;

- строка меню, состоящая из пунктов Обработка графиков и Пространство состояний;

- рабочее пространство, в котором отображаются результаты некоторых операций.

2.4.2. Система меню программы obrabotka.exe

Система меню достаточно проста. Назначение пунктов описано в табл. 3.

Таблица 3