Система автоматизованого моделювання "SamSim"

 

1. Мета роботи:

     - на практиці закріпити отримані теоретичні відомості;

     - навчитися моделюванню лінійних і нелінійних кіл в системах автоматичного керування;

     - навчитися побудові характеристик для схем в системах автоматичного керування.

 

2. Обладнання робочого місця:

     - програма SamSim

 

3. Хід роботи.

 

1. Призначення програми SamSim

Програма призначена для моделювання лінійних і нелінійних ланцюгів в системах автоматичного керування. Працює з моделями, які можна представити у формі блок-схем.

За допомогою програми можна:

- побудова будь-яких схем моделей з бібліотек елементів,

- завдання параметрів інтегрування і параметрів елементів,

- збереження в файлі і зчитування з файлу моделі,

- побудова залежностей від часу в будь-яких точках схеми,

- побудова фазових портретів для будь-яких схем,

- побудова частотних характеристик для будь-яких лінійних схем,

- вивід результатів розрахунку в графічній та табличній формі,

- вивід на друк схеми та її параметрів, результатів розрахунку.

 

Завдання 1. Вивчення  змісту розділів меню «Файл»

 

2. Налаштування програми (меню «Налаштування»)

 Пункт меню "Налаштування" → "Користувача".

 

 На вкладці «Вигляд і поведінка» можна задати вікно програми, положення вікна Бібліотек щодо вікна Редактора (зліва або справа в головному вікні), виведення результатів розрахунків.

 

Завдання 2. Встановити, як показано на рисунку. На вкладці «Методи» можна задати точність виконання розрахунків та розв'язання диференціальних рівнянь.

 

Завдання 3. Встановити 2-й порядок точності.

 

Завдання 4. Встановити вивід частотних характеристик в радіанах.

 

 Завдання 5. Переглянути зміст та встановити інші параметри - за Вашим вподобанням.

 

3. Поле редактора (меню «Редактор»)

    Поле редактора розбито на комірки, у яких можуть бути розташовані елементи схеми. На полі можуть розміщуватися декілька незалежних однотипних схем. Зліва і зверху поля розташовані індекси осередків.

   При натисканні лівої кнопки миші по полю редактора виділяється відповідна клітинка прямокутником синього кольору.

   Якщо виділена порожня клітинка, в неї можна помістити елемент схеми подвійним клацанням лівої кнопки миші по необхідному елемента у вікні бібліотеки або вставити з буфера пам'яті після копіювання або вирізання. Якщо виділена комірка з елементом, то можливо його вирізання, копіювання, видалення, завдання параметрів елемента, якщо вони є.

     Елементи схеми можна перетягувати по полю редактора і розгортати в будь-якому напрямку кнопками на панелі інструментів програми.

 

4.Відкриття (завантаження з диска) наявної моделі

    Якщо у Вас вже є готова схема моделі, збережена у файлі, то відкрити її можна з меню "Файл" → "Відкрити" або кнопкою на панелі інструментів, і в діалоговому вікні вибрати цей файл.

    Ви можете також відкрити і подивитися вже готові схеми моделей в якості прикладів, які знаходяться у файлах програми Demo*.sam.

 

Завдання 6. Відкрийте у вікні редактора схему Demo0.sam.

 

5.Розрахунок схеми

     Для розрахунку схеми виберіть в головному меню пункт "Виконати" → "Розрахунок" або натисніть кнопку на панелі інструментів.

    Для проведення розрахунку схеми повинна бути встановлена хоча б одна контрольна точка. За результатами розрахунку будуть побудовані графіки в заданих контрольних точках схеми. Вигляд графіка (залежність від часу або частотні характеристики) залежить від типу вхідного елемента, який визначає сигнал. Колір кривої на графіку відповідає кольору номеру контрольної точки.

 

6.Установка/видалення контрольної точки

Контрольна точка встановлюється (або знімається) на виході елемента з допомогою подвійного клацання лівої кнопки миші по цьому елементу схеми, а також через пункти меню «Призначити». Номер контрольної точки встановлюється автоматично. Кожному номеру відповідає свій колір. У схемі допускається не більше 12-ти контрольних точок.

Якщо контрольна точка не встановлюється, то:

- ви не обрали жодного елемента або клацаєте по порожньому місцю схеми;

- у схемі вже встановлено максимальну кількість контрольних точок;

- вибрано з'єднання або розгалуження, а не вихід елемента.

 

Завдання 7.

1. Поставте контрольні точки на всіх виходах блоків.

2. Встановіть для вхідного сигналу: затримку Т=1 с, амплітуду А=N, де N тут і в подальших завданнях – Ваш номер у списку студентів групи на лабораторні заняття.

3. Обчисліть графіки контрольних точок.

4. Збережіть графіки в файл.

5. Збережіть у файл Вашу схему (програму) з ім'ям Demo-1

 

7.Створення нової моделі

     Для створення нової схеми моделі необхідно вибрати в головному меню програми пункт "Файл" → "Нова схема" або натиснути кнопку  на панелі інструментів. Вибравши бібліотеку елементів у вікні Бібліотеки, перетягуємо мишкою з неї елементи в полі Редактора або, вибравши клацанням миші майбутнє положення елемента в полі Редактора, двічі клацнути лівою кнопкою миші по потрібному елементу у вікні Бібліотеки.

     Доступ до операцій редагування можливий як з пунктів головного меню, так і з контекстного меню, яке з'являється після клацання правою кнопкою мишки, або з допомогою кнопок на панелі інструментів.

 

 Завдання 8.

6. Складіть нову схему типу схеми Demo0.sam, але не з паралельним, а послідовним з'єднанням елементів.

7. Поставте контрольні точки на всіх виходах блоків.

8. Встановіть параметри вхідного сигналу, як в завданні 7.

9. Обчисліть графіки контрольних точок і збережіть їх у файл.

 

  8.Задання назви моделі

Для задання назви моделі необхідно вибрати пункт меню "Призначити" → "Назва моделі". Назва моделі відображається у верхній смузі головного вікна програми після імені файлу моделі.

 

Завдання 9. Задайте назву Вашої моделі Demo-2.sam, і запишіть файл.

 

9.Задання параметрів елементів схеми

Поки не задані параметри для всіх елементів схеми, розрахунок схеми неможливий.

Задання параметрів елементів схеми проводиться через пункт головного меню "Призначити" → "Параметри елемента" або через пункт меню, яке з'являється після натиснення правої кнопки, або з допомогою кнопку "k=..." на панелі інструментів.

 

Завдання 10. Задайте в моделі Demo-2.sam, більш довгий часовий інтервал, подивіться і збережіть графіки.

Якщо для елемента схеми не задані параметри, то цей елемент позначається значком * (бузкова зірочка або чорний кружок) у лівому верхньому куті зображення елемента на схемі. Після натискання кнопки "Прийняти" у діалоговому вікні завдання параметрів відбувається автоматична перевірка коректності введених значень. У разі некоректності завдання виводиться відповідне повідомлення. Після збереження моделі в файлі всі задані параметри елементів також зберігаються у файлі.

 

10.Завдання параметрів інтегрування

Завдання параметрів інтегрування (початок, кінець і часовий крок розрахунків для графіків) проводиться через пункт головного меню "Встановити" → "Параметри інтегрування" або за допомогою відповідної кнопки "t=..." на панелі інструментів.

Завдання параметрів інтегрування необов'язково, якщо підходять значення встановлений програмою за умовчанням, рівні від 0 до 5 с. з кроком 0.01.

  

Завдання 11. Змініть параметри інтегрування в моделі Demo-2.sam, подивіться і збережіть графіки.

 

12.Перевірка схеми

Після складання схеми і завдання всіх параметрів елементів можна перевірити на коректність складання пункт меню "Виконати" → "Перевірка схеми" або натискання кнопки  на панелі інструментів. Результат перевірки буде повідомлений. Перевірка проводиться автоматично (якщо вона не була зроблена) перед початком виконання розрахунку схеми.

Необхідні умови коректності схеми: в ній є хоча б один джерело сигналу і параметри всіх елементів задані.

 

Завдання 12. Завантажити модель Demo2.sam, розірвати ланцюг зворотного зв'язку і перевірити схему.

 

13.Частотні характеристики

     Для побудови частотних характеристик на вході схеми повинен стояти генератор хитної частоти (ГКЧ).    Частотний діапазон і типи характеристик (АЧХ, ФЧХ, ЛЧХ, АФЧХ), що виводяться на екран в графічному вигляді, визначаються як параметри вхідного елемента – ГКЧ. У таблицю з результатами розрахунку виводяться значення і для амплітуди (АЧХ або ЛЧХ), і для фази, незалежно від того, який графік обраний для відображення.

 

Завдання 13. У моделі Demo-1 замініть блок вхідного сигналу на генератор ГКЧ і обчисліть послідовно всі типи частотних характеристик. Графіки характеристик запишіть файли.

 

14.Годограф (АФЧХ)

   Для побудови годографа (АФЧХ) на вході схеми повинен стояти генератор хитної частоти ГКЧ.

 

   Частотний діапазон і вид характеристики – годограф задаються параметри вхідного елемента – ГКЧ. Вибір масштабу характеристики (лінійний, логарифмічний), як параметра ГКЧ, не впливає на вид годографа.

 

Завдання 14. Приклад побудови годографа подивитися на моделі Demo-1.sam, в якій блоки W8p замінити на блоки W1p з параметрами за Т=N, N/2, N/4, 10.

 

15.Перегляд результатів розрахунку в таблиці

Для перегляду результатів розрахунку в таблиці необхідно виконати спочатку сам розрахунок, а потім вибрати пункт меню "Вікно" → "Таблиця". Таблиця з'явиться в окремому вікні. Таблицю з результатами, цілу або тільки частину, можна зберегти в текстовому файлі і/або роздрукувати.

 

16.Друк результатів розрахунку і графіків

Друк результатів розрахунку і графіків (як і їх збереження в окремому файлі) можлив тільки при відкритих відповідних вікнах (з таблицею або графіками). При проведенні декількох послідовних розрахунків і при відкритті декількох вікон з таблицею або графіками на друк виводяться результати останнього розрахунку (незалежно від того, яке з вікон було активно останнім).

 

 

Контрольні питання:

1) Що потрібно робити, якщо  відразу після розрахунку схеми хочеться побачити тільки таблицю або графік?

2) Як зробити  ЕКСПОРТ результатів розрахунку в Excel для подальшого аналізу?

3) Збереження графіків за результатами розрахунку як картинки.

4) Збереження результатів розрахунку в текстовий файл.