Лабораторная работа 1 ЗНАКОМСТВО С ПРОГРАММОЙ VisSim: Построение и исследование простых виртуальных лабораторных стендов

Цель и задачи работы

Цель работы: Знакомство с назначением, графическим интерфейсом, принципами построения моделей и важными блоками (виртуальными моделями реальных устройств и их элементов) программы VisSim, а также приобретение навыков создания простейших моделей, текстового и графического оформления диаграмм.

В результате выполнения работы следует сделать вывод о том, действительно ли виртуальные блоки программы VisSim и виртуальный лабораторный стенд в целом, с точки зрения исследователя воспринимаются и работают так же как их реальные аналоги.

Задачи работы:

• Ознакомиться:
  • с назначением программного комплекса VisSim;
  • с графическим интерфейсом VisSim;
  • с принципами построения моделей в среде VisSim;
  • с основными видами блоков;
  • с принципами работы VisSim.
• Выполнить:
  • создание надписей;
  • составление простейшей диаграммы;
  • анализ состоятельности (работоспособности) программы VisSim;
  • сохранение выполненной работы, печать.

1. Введение

Программа VisSim – одна из лучших программ объектно-ориентированного моделирования (ООМ) физических и технических объектов и систем. В частности, в этой программе могут быть промоделированы, исследованы и оптимизированы простые и сложные системы управления.

При подготовке и выполнении работы рекомендуется вначале ознакомиться с настоящей главной страницей целиком, а потом приступить к ознакомлению с теорией вопроса и выполнению задания, по мере необходимости обращаясь к более обстоятельному изложению, на которое даны ссылки.

Ознакомиться с основными понятиями и определениями, а также с интерфейсом и принципами работы программы VisSim можно на страницах, ссылки на которые приведены ниже:

• Краткие сведения о структурно-объектном моделировании и о программном комплексе VisSim
  • 1.1. Назначение программы VisSim
  • 1.2. Графический интерфейс VisSim
  • 1.3. Принципы построения моделей в среде VisSim
  • 1.4. Основные блоки VisSim
  • 1.5. Принципы управления моделью и получения результатов моделирования
  • 1.6. Понятие о принципах функционирования программы VisSim
  • 1.7. Версии VisSim

2. Задание к работе

Работа рассчитана на одно-два занятия в компьютерном зале и два часа самостоятельной работы студента. Работа выполняется в компьютерном зале одним студентом или бригадой из двух-трех студентов, в зависимости от величины группы и возможностей компьютерного зала.

В результате выполнения экспериментальной части работы следует сделать вывод о том, действительно ли виртуальные блоки программы VisSim и виртуальный лабораторный стенд в целом работают и воспринимаются исследователем так же как их реальные аналоги.

Подробное изложение порядка выполнения работы и приемов работы с VisSim приведено на страницах по ссылкам:

• • 2.1. Запуск программы VisSim
  • 2.2. Помещение на рабочее пространство и редактирование надписей
  • 2.3. Создание, настройка и испытание простого виртуального лабораторного стенда
  • 2.4. Проверка работоспособности некоторых блоков
  • 2.5. Новая диаграмма
  • 2.6. Изменение продолжительности функционирования модели и шага интегрирования
  • 2.7. Полезные приемы и настройки
  • 2.8. Знакомство со справкой о программе VisSim и примерами диаграмм
  • 2.9. Выводы по проделанной работе и оформление отчета

I. Запустить программу VisSim двойным щелчком по файлу vissim32.exe (подробнее см. ссылку п. 2.1 выше).

II. Создать и исследовать простой виртуальный лабораторный стенд (диаграмму VisSim):

Рис. II.1. Первая диаграмма в законченном виде. Она содержит три генератора, осциллограф и четыре надписи

II. a. Создать содержательную пояснительную надпись (подробнее см. ссылку п. 2.2) о том, кто, когда, где и какую диаграмму выполнил.

II. b. Вынести на рабочее пространство VisSim’а генераторы синусоидального и постоянного сигналов, осциллограф и соединить их в нужном порядке (подробнее см. ссылку п. 2.3). Испытать работоспособность стенда (см. п. 2.3.3 — 2.3.7). Сохранить исходную диаграмму (п. 2.3.4).

II. c. Исследовать работоспособность генераторов и осциллографа (см. пп. 2.4.1 — 2.4.3). Сохранить диаграмму под новым названием. Сделать снимок экрана, обрезать должным образом, и сохранить рисунок, подобный рис. II.1 в формате gif в личной папке (см. п. 2.4.3).

III. Создать вторую диаграмму и исследовать измерительные приборы. Диаграмма должна иметь примерно такой вид:

Рис. III. 1 (анимация 26 кадров). Вторая диаграмма

Порядок создания диаграммы подробно рассмотрен в (п. 2.5). Сохранить диаграмму, дав ей содержательное название. Сделать снимок экрана и сохранить его в формате gif в личной папке.

Оценить точность отсчетов величин измеряемых сигналов и цифровым, и стрелочным приборами.

IV. Открыть первую диаграмму. В меню VisSim выбрать: File ® Open ® в откравшемся окне диалога перейти в свою личную папку ® указать требуемый файл ® щелкнуть по кнопке Открыть. Изменить время функционирования модели и шаг интегрирования. Подобрать их оптимальные значения (п. 2.6).

V. Познакомиться с дополнительными настройками осциллографа (п. 2.7) и порядком копирования и вставки на рабочее пространство фрагментов диаграммы (п. 2.7.2). Обратить внимание на возможности существенного повышения точности отсчетов координат точек на экране осциллографа (см.  рис. 2.21 и ниже). Кроме того, познакомиться со способом последовательного вывода на экран осциллографа нескольких графиков (см. здесь).

VI. Познакомиться со справкой программы VisSim и примерами диаграмм (п. 2.8).

VII. О выводах и оформлении отчета (п. 2.9).

3. Отчет и защита работы

Отчет должен содержать:

• титульный лист;
• цель и задачи работы;
• краткие сведения о программе VisSim;
• диаграмму;
• выводы.

Примечание: отчет предпочтительнее оформлять от руки, чертежным шрифтом, хотя допускается использование компьютера и принтера.

Защита работы включает доклад студента и его ответы на вопросы по теме лабораторной работы.

4. Домашнее задание

Подготовить бланк отчета:

• Титульный лист;
• Цели и задачи работы;
• Основные теоретические сведения;
• Предусмотреть место для задания и выводов.

Ответить на контрольные вопросы.

5. Контрольные вопросы

1. Что такое модель и моделирование? С какой целью оно осуществляется?
2. Для чего предназначена программа VisSim?
3. Что представляет собой интерфейс VisSim’а?
4. Из каких пунктов состоит главное меню VisSim’а? Их назначение.
5. В чем заключаются принципы построения моделей в среде VisSim’а?
6. Перечислите основные блоки VisSim’а. Почему они являются виртуальными аналогами реальных устройств и приборов?
7. В чем состоят принципы управления моделью и получения результатов моделирования в среде VisSim’а?
8. В чем заключаются принципы функционирования программы VisSim?
9. Что нужно сделать, чтобы текст и надписи на рабочем пространстве VisSim’а были на русском языке?
10. Как создать надпись на рабочем пространстве?
11. Как изменить шрифт надписи на кириллицу?
12. Как вынести на рабочее пространство VisSim’a генератор синусоиды? Как и какие параметры синусоиды можно изменить?
13. Как соединять и разъединять блоки? Можно ли соединить два входа блоков или два выхода? Почему?
14. Порядок вынесения на рабочее пространство и использования осциллографа. Как и какие настройки его можно менять? Как увеличить размер окна осциллогорафа на весь экран? Как еще можно повысить точность отсчитывания значений координат точек с экрана осциллографа?
15. Как записать значения изображенной на осциллографе функции времени в файл?
16. Что такое const и slider в VisSim’e? Чем похожи и чем отличаются эти генераторы?
17. Что такое meter и display в VisSim’e? Когда предпочтительнее использовать тот или иной из этих индикаторов?
18. Как изменить время функционирования (симуляции модели), т.е. время, в течение которого работает модель?
19. Как изменить шаг интегрирования Step Size? Какой шаг интегрирования можно считать оптимальным? Как его подобрать?
20. Как изменить количество точек на экране осциллогорафа?
21. Как практически можно проверить состоятельность, работоспособность VisSim’a и отдельных его блоков?
22. Как и где следует сохранять диаграммы VisSim’a? Чем отличается диаграмма VisSim’а от такого же снимка экрана?
23. Какие версии VisSim’a Вы знаете?
24. Где и как можно получить программу VisSim?