3439 ИЗУЧЕНИЕ СРЕДЫ ВИЗУАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ - Страница 2

5.6. Соедините выход блока «<» с булевым входом «b» на блоке объединения «merge». Соединение блоков производится аналогично изложенной в пп. 6.1‑6.4 методике.

5.7. Окончательное формирование математического выражения проводится путем соединения выхода блока «const» константы с входом "f" (Ложь) на объединяющем блоке «merge» и коммутации выхода блока «ramp» с входом "t" (Истина) объединяющего блока «merge». Теперь ваша диаграмма должна выглядеть подобно той, которая представлена на рис. 3.

 

 

Рис. 1

 

 

Рис. 2

 

 

 

Рис. 3

 

В этой конфигурации выход объединяющего блока «merge» будет равен выходному значению блока «ramp», пока оно не превышает значение на выходе блока «const». Как только это неравенство нарушается, выход объединяющего блока примет постоянное значение, закрепленное в блоке «const».

6. Перетаскивание блоков для лучшего просмотра

С целью большей наглядности изображения и более удобной работы с ним целесообразно разместить блоки так, чтобы были видны связи между ними. При первоначальном расположении блоков этого достичь трудно. Поэтому рассмотрим методику оптимизации изображения.

6.1. Подведите указатель мыши к блоку, который необходимо передвинуть. Нажмите левую кнопку мыши над этим блоком.

6.2. Перетащите блок в нужном направлении до того места, где блок желательно разместить.

6.3. Отпустите кнопку мыши.

6.4. Эту процедуру можно повторить с каждым блоком, пока ваша диаграмма не будет выглядеть, например, так, как показано на рис. 4.

7. Коррекция величины константы

Чтобы привести в соответствие с первоначальным уравнением вашу диаграмму, установите соответствующее значение блока «const» константы. Для этого необходимо проделать следующие шаги.

 

 

Рис. 4

7.1. Навести указатель мыши на блок «const» константы и нажать правую кнопку мыши. При этом должно появиться окно параметра.

7.2. Набрать значение параметра «Value», соответствующее вашему варианту. Это можно сделать, просто печатая нужное число. «VisSim» автоматически заменит текущее значение параметра на новое.

8. Подсоединение графического блока

Графический блок позволяет просмотреть результаты моделирования. Для подсоединения графического блока к выходу объединяющего блока «merge» необходимо произвести следующие действия.

8.1. Откройте меню выбора блоков «Blocks» (alt+b).

8.2. Укажите на категорию потребителя сигнала «Signal Consumer» и выберите графический блок «plot».

8.3. Перетащите при помощи мыши на желаемое место графический блок и зафиксируйте положение графика аналогично тому, как это было сделано в п. 4.2.

9. Настройка параметров графического блока

Для корректной визуализации результатов моделирования и лучшей наглядности материала необходимо провести настройку изображения в графическом блоке. Для этого надлежит произвести следующие действия.

9.1. Нажать правую кнопку мыши над графическим блоком. При этом возникнет меню параметров графического блока.

9.2. Дезактивируйте параметр «Grid Line» линии сеток и установите параметр «Y Upper Bound» верхней границы оси «Y», исходя из соотношения c+2, где c – константа, заданная в таблице.

9.3. Щелкните по кнопке «OK» или нажмите клавишу «Enter» на клавиатуре, закрепляя выбранные параметры графического блока.

9.4. После того как вы проделали перечисленные действия, диаграмма должна выглядеть подобно той, которая представлена на рис. 5.

 

Рис. 5

9.5. При необходимости подробного просмотра диаграммы существует возможность создания большого графического изображения. Для этого необходимо поместить указатель мыши на верхнюю рамку графического блока и левой кнопкой мыши произвести двойной щелчок. Диаграмма увеличится до размеров диалогового окна «VisSim». Переход в стандартный режим также осуществляется двойным щелчком по верхней рамке диаграммы.

10. Установка параметров моделирования

Для корректного моделирования системы необходимо задать соответствующие параметры моделирования. Для этого надлежит произвести следующие действия.

10.1. Из меню «Simulate» моделирования выберите команду «Simulation Setup» установок параметров моделирования (alt+s, m).

10.2. Введите параметр «Range End» окончания периода моделирования, равный с+2, а параметр «Step Size» величины шага установите равным 0,2.

10.3. Закрепите сделанные установки, щелкнув по кнопке «OK» или нажав клавишу «Enter» на клавиатуре.

11. Запуск процесса моделирования

11.1. Из меню «Simulate» моделирования выберите команду «Go» (alt+s, g) или нажмите клавишу «F5».

По виду диаграммы в графическом блоке можно проверить, произведено ли моделирование так, как ожидалось. Результатом работы должно быть графическое решение нелинейного уравнения (1), представленное в виде кусочно-линейной диаграммы в графическом блоке.

12. Сохранение результатов работы на диске

12.1. Из меню «File» файлов выберите команду Save As (alt+f, a).

12.2. Напечатайте латинскими буквами в образовавшемся поле вместо символа * имя диаграммы. Длина имени не должна превышать 8 символов. При этом желательно ввести в имя элементы фамилии студента и номер лабораторной работы, например «Ivanov2».

12.3. Щелкните по кнопке «OK» или нажмите клавишу «Enter» на клавиатуре для завершения процесса сохранения результатов работы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Моделирование гауссовского случайного процесса с изменяющейся постоянной составляющей

Цель работы

Ознакомление с основными функциями пакета визуального моделирования «VisSim» на примере моделирования гауссовского случайного процесса с изменяющейся постоянной составляющей.

Домашнее задание

Записать выражение для моделируемого сигнала с учетом номера варианта. Обобщенное математическое описание моделируемого сигнала сводится к следующему виду:

x(t)=                                         (2)

где g(t) – случайный гауссовский процесс с нулевым средним, константу c следует выбрать исходя из номера бригады согласно таблице.

В этом примере предлагается промоделировать случайный сигнал x(t) с изменяющейся во времени постоянной составляющей, реализовав компьютерную модель в форме блочной диаграммы в среде «VisSim».

Лабораторное задание

1. Открытие файла диаграммы

1.1. Для открытия файла диаграммы, сформированной в результате выполнения лабораторной работы №1, из меню «File» файлов выберите команду «Open» (alt+f, o).

1.2. После входа в меню «Open File» открытия файлов необходимо убедиться в правильном указании драйвера в поле «Drives» выбора драйвера и директории в поле «Directories» выбора директории. Среда «VisSim» обычно устанавливается на драйвер «С:» в директорию «C:\Program files\VisSim\».

1.3. Среди появившихся в окне «File Name» имен файлов надлежит выбрать имя файла, сформированного в результате выполнения лабораторной работы № 1 данного лабораторного практикума. Например, «Ivanov2».

2. Формирование формата диаграммы

Убедитесь в правильном формате диаграммы, руководствуясь п. 2 из лабораторного задания к лабораторной работе № 1.

3. Преобразование уравнения для среды «VisSim»

3.1. Для того чтобы уравнение (2) могло быть обработано средой «VisSim», необходимо преобразовать его, используя следующие стандартные блоки:

  • «ramp» представляет время t;
  • «const» представляет константу, в данном случае длительность;
  • «<» управляет операндами согласно правилу «если меньше, то»;
  • «merge» – объединяющий блок, выполненный на основе булева выражения;
  • «summingJunction» – блок суммирования;
  • «gaussian» – генератор случайной последовательности с гауссовским законом распределения.

3.2. Использование этих блоков приводит к преобразованию исходного уравнения к следующему виду.

Если выход блока «ramp» < выхода блока «const»,

то выход блока «merge» = выходу блока «ramp»,

в противном случае (выход блока «ramp» ≥ выхода блока «const»),

то выход блока «merge» = выходу блока «const»,

выход блока «merge» сложить с выходом блока «gaussian».

4. Вставка блоков в среду VisSim

4.1. Вставьте необходимые блоки диаграммы, руководствуясь п. 4 из лабораторного задания к лабораторной работе № 1.

4.2. Блок «summingJunction» суммирования вставьте, активизировав меню «Blocks» (alt+b) блоков и наведя указатель на категорию «Arithmetic» арифметических операций.

4.3. Блок «gaussian» генератора случайной последовательности с гауссовским законом распределения вставьте, активизировав меню «Blocks» (alt+b) блоков и наведя указатель на категорию «Random Generator» генерации случайных последовательностей.

5. Соединение блоков

5.1. Соедините блоки диаграммы, руководствуясь п. 5 из лабораторного задания к лабораторной работе № 1.

5.2. Введенные блоки «gaussian» генератора случайной последовательности соедините с первым входом блока «summingJunction» суммирования, а выход объединяющего блока «merge» – со вторым входом блока «summingJunction» суммирования.

5.3. Выход бока «summingJunction» суммирования, представляющий собой выход моделируемой системы, соедините с любым из входов графического блока «plot».

6. Перетаскивание блоков для лучшего просмотра

Оптимизируйте изображение диаграммы, воспользовавшись методикой, изложенной в п. 6 лабораторного задания к лабораторной работе № 1. Общий вид рабочего поля диаграммы должен выглядеть, например, так, как показано на рис. 6.

 

 

Рис. 6

 

7. Моделирование функционирования системы

7.1. Задайте соответствующие параметры моделирования согласно п. 10 лабораторного задания к лабораторной работе № 1.

7.2. Запустите процесс моделирования функционирования системы, руководствуясь рекомендациями из п. 11 лабораторного задания к лабораторной работе № 1.

7.3. По виду диаграммы на графическом блоке убедитесь в правильности моделирования функционирования системы. Результатом выполнения работы является моделирование выходного сигнала системы, представляющего собой гауссовский случайный процесс с изменяющейся постоянной составляющей.

8. Сохранение результатов работы на диске

Для сохранения диаграммы из меню «File» файлов выберите команду «Save» (alt+f, s). При этом диаграмма автоматически сохранится под именем, которое было заданно в процессе выполнения лабораторной работы № 1.