4.4.1.

VisSim szimulcis program ismertetseBevezets

A VisSim egy grakus krnyezetet biztost fejleszt s szimulcis program. Minden,a modellptshez szksges eszkz elrhet a klnbz menpontok alatt. A modellt blokkokbl pthetjk fel, sszekttetseket denilhatunk, majd a ksz rendszert szimullhatjuk s analizlhajuk a program segtsgvel.

105

4.2.

Alapok

Indtsuk el a programot a VisSim ikon segtsgvel. A VisSim egy res blokk diagrammal indul, melyet automatikusan ltrehoz a program. Az indt kpernyt az 4-1.brn lthatjuk.

4-1. bra. A VisSim indtkpernyje Hasonlan az eddig ismert grakus progrmokhoz, a VisSimben is menk s dialgusablakok segtsgvel trtnik a kommunikci a felhasznl s a program kztt, valamint grgetsv szolgl a navigci knnytsre.

4.2.1.

Az llapotsv

4-2. bra. Az llapotsv Az llapotsv (lsd 4-2.bra) a programablak als rszn helyezkedik el, s az ppen aktulis diagramrl szl informcikat tartalmazza. Ezek a 106

blokk szmll, a szimulcis rta, a hasznlt algoritmus, a lpskz, s az implicit solver. Ha fut egy szimulci, akkor az eltelt szimulcis id is leolvashat innt. Az llapotsv eltntetsre illetve megjelentse a View > Status bar menpont segtsgvel trtnhet. (Alt+V,S)

4.2.2.

Az eszkztr

Az eszkztr (View > Toolbar), lsd 4-3.bra, a mensv alatt tallhat. j gombok helyezhetk el illetve trlhetk az eszkztrbl a tervezs s a szimulci megknnytsre.

4-3. bra. Az eszkztr Az eszkztr megjelense illetve elrejtse is lehetsges hasonlan az llapotsvhoz. (Alt+V,S). j gombok hozzadsa a kvetkez kppen trtnik: Edit > Toolbar menponttal, a gombok listjbl vlasszunk ki egy szmot (0-17-ig foglalt), majd a Function legrdl menjbl vlasszuk ki a kvnt tevkenysget. A Help String segtsgvel adhatunk neki egy szvegezst, mely a nyllal val rmutatskor jelenik meg. A Bitmap gomb segtsgvel az j gomb textrja vlaszthat ki. Az Ok gomb lenyomsval elmenthetjk a belltsokat. Az eltvoltshoz nyissuk meg az Edit > Toolbar ment. Keressk ki az eltvoltani kvnt gomb szmt, majd a Function legrdl menjbl vlasszuk ki a none-t. Az mdostsok elfogadtatsa utn (OK) a kivlasztott gomb eltnik.

4.2.3.

Segtsg

A Help funkci legmagasabb szintjt a mensor Help pontjnl talljuk (Alt+H). Ha az aktulis, kivlasztott blokkrl szertnnk tovbbi informcihoz jutni, 107

akkor az adott blokk dialgusablakban lv Help gombra kell kattintanunk. (a blokk dialgusablakt a blokkon trtn bal egr duplakattintsval hozhatjuk el).

4.2.4.

Egy egszer modell felptse

Blokk diagrammok ptse a Blokk menpontban szerepl ptelemek munkaterletre trtn hzsval, majd az gy felhelyezett elemek megfelel sszektettsvel trtnik. Az sszektettsek a blokkok mozgatsval, forgatsval sem tnnek el. Ksztsnk egy egszer ramkrt, mely kt szm sszeadst vgzi. Elsknt helyezznk el egy sszeadt a munkaterleten. Ezt a Blokk menpont Arithmetic elemei kzl kivlasztott sszead megfogsval s a helyre hzsval tehetjk meg (lsd 4-4.bra).

4-4. bra. sszead palettra helyezse A blokkokat egyszeren a kivlaszts utn bal egrrel tartva a megfelel helyre hzzuk, majd elengedjk. Hasonlan ehhez elhelyeznk kt slider-t, 108

azaz csszkakkal elltott elemet: Block > Signal Producer > Slider, illetve az eredmny megjelentshez egy kijelzt: Block > Signal Consumer > Display. Ekkor az 4-5.brn lv kpet lthatjuk a monitoron.

4-5. bra. Elemek elhelyezse A kvetkez lps az sszekttetsek elksztse. A blokkok kimenetei s bemenetei kztt ltesthetnk sszekttetseket. Mindig az adott blokk kimenettl indtjuk a drtozst gy, hogy egrrel a kimenetre mutatva a kurzor kis nyill vltozik, ekkor a bal egr gombot tartva, a drtot az sszektend msik blokk bemenetig hzzuk, majd ott elengedjk az egeret. Az sszekttets ltrejtt. Lsd 4-6. bra Most nzzk meg a blokkok belltsi lehetsgeit. A Setup ablak az adott blokkon trtn dupla egrkattintssal jelenthet meg. Lasd 4-7.bra. A Slider blokkon bell hrom rtket llthatunk be, ezek az aktulis rtke a blokknak, a fels illetve az als hatr a megjelenthet rtkeknek. A 109

4-6. bra. sszekttetsek ksztse

4-7. bra. Belltsi lehetsgek klnbz elemeknl a belltsi lehetsgek rtelemszeren egyediek.

110

4.3.

ltalnos tudnivalkBlokkok trlshez a Shift billenty nyomva tartsa mellett klikkeljnk a trlni kvnt blokkra, majd nyomjuk meg a Del billentyt. Nagyobb terletet is kejellhetnk a vzlaton. Ekkor a kijellend terlet egyik kpzeletbeli sarknl nyomjuk le a bal egr gombot, tartsuk s hzzuk addig, amg a kijellst kvnjuk. gy tbb elem is trlhet egyszerre. A Ctrl+C (copy, msols), Ctrl+X (cut, kivgs) s Ctrl+V (paste, beilleszts) itt is hasznlatosak.

(1) Kijells, trls

(2) Forgats Blokkok forgatsra is lehetsg van. Jelljk ki a forgatni kvnt objektumot, majd az Edit > Rotate 180 paranccsal vagy a Ctrl+left billentykombincival elforgathatjuk az elemet. A megforgatott elem sszekttetsei megmaradnak. A munkatr res rszre kattintva a blokk kijellse megsznik. (3) Tmrtett blokkok Komolyabb, sszetettebb modellek ptse sorn az tlthatsg rdekben felmerlhet az igny az sszetartoz rszek egyetlen blokkba trtn tmrtsre. Ezt VisSim-mel igen knnyen megtehetjk. Jelljk ki az sszevonni kvnt elemeket. Az Edit > Create Compound Block segtsgvel megadhatjuk az j, sszetett blokk nevt, bellthatjuk a biztonsgi funkcikat, elrejthetjk, valamint bitmap kppel szinesthetjk az j blokkot. Az gy szetmrtett blokk tartalmt blokkon trtn duplakattintssal vagy jobb egr kattintssal megtekinthetjk. Ha a tmrtett blokkot ki szeretnnk bontani, akkor klikkeljnk az Edit > Dissolve Compound Block menpontra, majd az j kereszt alak kurzorral klikkeljnk a kicsomagolni kvnt objektumra. A munkapad egy res helyre kattintva kilphetnk ebbl a funkcibl.

111

4.4.

Blokkok(Blocks)

A VisSim Block menpontja tartalmazza a leggyakrabban hasznlt blokkokat. Ezeknek a kategria listjt itt megtallhatjuk. Egrrel rklikkelve egy pontra, tovbbi, alkategrihoz tartoz elemek tnnek el. Aimation (animci)

4.4.1.

Animate (animci)

Ezen elem segtsgvel szimulci kzben animcit futtathatunk, mozgst, mretvltozst, kpmegjelentst valsthatunk meg. Az animci csak kijelz mdban aktv. Kp megjelentse animate blokkal: csak .bmp kiterjeszts kpfjlokat jelenthetnk meg. Bitmap trstsa animate blokkal: helyezznk el egy animcis blokkot a munnkapadon, s hvjuk el a setup ablakt (lsd 4-8. bra). 8.bra

4-8. bra. Animcis blokk A Number of States ablakban lehet megadni a blokkhoz kapcsolni kvnt kpek szmt. A State ablakban vlasszuk ki a nulladikat,majd adjuk meg a kp elrsi tvonalt. A tbbi llapot esetn hasonlan jrjunk el. Vgl 112

nyomjuk meg az OK gombot. Az animcis blokk bemeneteire kapott rtkek szerint ugrik az animci a klnbz llapotok kztt. Ha nincs olyan szm kp, mint amennyi a bemenetre rkez rtk, akkor a legnagyobb llapotszm kpre ugrik. Ha a bemeneti rtk nem integer, akkor azt az animcis blokk integerr konvertlja. Az animcis blokk x s y bemenete adja meg a kp koordintit, a blokk w s h bemenete pedig a kp mrett pixelben.

4.4.2.

lineDraw

Ennek az elemnek a segtsgvel animlhatunk vonalakat a szimulci sorn. Egyarnt mdosthat a szn, a vastagsg illetve a stlus paramterek. A blokk bemenetei hasonlan viselkednek az Animate blokkhoz.

4.4.3.

Annotation

Bezel : A kperny httr megjelense, httr szn illetve httr kp llthat be ezzel az elemmel. A blokk setup ablakban rtelemszeren mdosthatk ezek a paramterek. Comment: Diagrammokhoz adhatk megjegyzsek ennek az elemnek a segtsgvel. Az ablak grgetsvjnak elhelyezse automatikus. A szveg elhelyezse, mdostsa rtelemszeren trtnik. Date: Ez az ablak mindig az aktulis dtumot illetve idt rja ki a kijelzre. A frissts mindig a blokk elmozdtsakor, diagram kirajzolsakor trtnik. A Control Panel segtsgvel trlhet az ablak tartalma. Index : Az index blokk segtsgvel dinamikusan vlszthatunk ki vektor elemeket. A fels kapcsol a kivlasztand elemet jelenti, a kzps pedig azt a vektort, ahonnt ki akarjuk vlasztani. Pldul: az egyes index az els vektorelemet vlasztja. Variable: A vloz blokk segtsgvel jeleket vihetnk t a diagramon bell sszekttetsek hasznlata nlkl.

113

WirePositioner : Ezen elem segtsgvel hozhatunk ltre specilis sszektettsi tvonalakat. Ez az elem tulajdonkppen mindssze egy kimeneti s egy bemeneti pontbl ll, s az sszekttetsek mdostsra szolgl.

4.4.4.

Arithmetikai elemek (Arithmetic)

Ezen blokk elemei rtelemszeren hasznlandk. Itt tallhatjuk a matematikai opertorokat s fggvnyeket, mint pldul az oszts, szorzs, reciprok-, ellentett-, abszoltrtk kpzs. Megemltend mg ngy elem, melyrl kicsit bvebben szlunk: Gain: Ez az elem egy olyan kimenetet llt el, mely a bemen jel s a gain szorzataknt jnltre. y = x gain Pow : Ez az elem kimeneteknt olyan jelet llt el, mely a bemen jel rtkt egy, a blokkban megadott kitevre emeli. Sign: A sign blokk meghatrozza a bemen jel eljelt, s kimenetknt 1, 0, -1-et ad vissza. SummingJunction: Ez a blokk sszeadja a beneteire rkez jeleket, s az sszeget rakja a kimenetre. A bemen jel eljele megvltoztathat a bemeneten val jobb egr kattintssal. Alaprtelmezsben kt bemenete van ennek a blokknak, de ez is mdosthat az Edit men Add Input, Remove Input pontjban.

4.4.5.

Boolean kifejezsek (Bookean)

Itt tallhatjuk meg a logikai, sszehasonlt opertorokat. (pl.: Simulation Setup menpontbl rhetjk el (lsd 4-10).

4-10. bra. Szimulcis belltsok Range control 118

Itt llthatjuk be, hogy a szimulci mely idponttl(Range start) mely idpontig (Range end) tartson s, mekkora legyen a lpskz (Step size). rtelemszeren csak a szimulcis idtartomnyon bell kiszmolt rtkek jellenek meg a kijelzn. Ebben a mezben llthat be, hogy a szimulci vals idben fussone vagy nem, valamint a szimulci lejtszdsa utn az automatikus jraindts is lehetsges. Integration Algorithm A VisSim ht integrl algoritmust tartalmaz. Ezek az Euler, trapz, msod- negyed,-tdrend Runge Kutta mdszer, Bulirsh-Stoer s viszszafelvett Euler mdszer. Mindegyik mdszer az integrls egy numerikus kzeltstt szolgltatja. A bonyolultabb mdszerek sokkal biztosabb, numerikusan helyesebb eredmnyt szolgltatnak, br futsi idejk sokkal hosszabb. Ezen mdszerek rszletes ismertetsre itt nem ternk ki. (2) Szimulci vezrlse A szimulci egyszer vezrlsre az eszkztr svban tallunk hrom gombot. Ha az eszkztr nem lthat, megnyithatjuk a View > Toolbar menpontbl. A gombok a kvetkez funkcikat ljk el: Szimulci indtsa bra A szimulcit erre az ikonra val kattintssal indthatjuk el. Ugyanez a funkci rhet el a Simulate > Go menpontbl. Szimulci meglltsa bra A szimulci meglltssra val, ugyangy mint a Simulate > Stop menpont. Szimulci lptetse bra Ez a gomb a szimulci lpsenknti vgrehajtsra val. Minden alkalommal, mikor e gombot megnyomjuk, a szimulci egy lpssel elreugrik, elvgezve a szmtsokat. 119

bra A szimulci folytatshoz ezt a gombot kell aktvlni, ekkor a szimulci abbahagyja a lpsenknti futst, s vgrehajtja a szmulcit.

120

4.6.

Analizls (Analyze)

A rendszer megptse utna magval a szimulcival nmagban nem rnk semmit. A szimulci sorn kapott adatokat ki kell rtkelni, s a kvetkeztetseinket le kell vonni. Erre szolgl az analizls, megy a VisSimben igen sokrt. Tbb szempontbl is vizsglhatjuk a kapott eredmnyeket, grakonokat rajzolhatunk, tblzatokat kszthetnk. Ezeket a lehetsgeket az Analyze menpontbl rhetjk el.

4.6.1.

tviteli fggvny(Transfer function)

Az tviteli fggvnnyel jellemzett blokk kijellse utn az tviteli fggvnyrl kapunk itt informcikat, gy mint az erstst valamint a szmll s nevez klnbz fokszm tagjainak egytthatit lthatjuk tblzatos formban. Az ablakban az ok gombra kattintva j ablak nylik meg, melyben a rendszer zrushelyei (4-11.bra) s plusai (4-12.bra) vannak feltntetve .

4.6.2.

Mdosts szerkeszt (Compensator Design)

Ebben a mdban lehetsges az tviteli fggvny mdostsa oly mdon, hogy jabb plusokat illetve zrushelyeket denilhatunk, valamint rgieket trlhetnk (lsd 4-13.bra). A Replot gombbal pedig automatikusan megkapjuk a mdostott rendszert jellemz fggvnyeket (lsd 4-14.bra), mint gykhelygrbe, Bode diagram.

4.6.3.

Gykhelygrbe, Nyquist diagram (Root locus, Nyquist Response)

Ezzel a rendszert jellemz gykhelygrbe illetve Nyquist diagram rajzolhat ki (lsd 4-15.bra).

121

4-11. bra. tviteli fggvny - egytthatk 4.6.4. Bode diagram (Frequency Response, Frequency Range)

A Bode diagram amplitud s fziskarakterisztikjnak kirajzolsa nem egyszerre trtnik, hanem a kt menpomtbl kln kln (lsd 4-16.bra).

122

4-12. bra. tviteli fggvny - plusok, zrushelyek

123

4-13. bra. Compensator

124

4-14. bra. Replot

125

4-15. bra. Gykhegygrbe, Nyquist diagram

126

4-16. bra. Bode diagram

127