VisSim (визуальный симулятор) это программа моделирования технических и физических объектов и систем, разработанная и развиваемая компанией Visual Solutions. Программа позволяет, используя развитой графический интерфейс, легко, как из кубиков, строить, а затем и исследовать модели систем широкого диапазона сложности. При использовании VisSim'а не требуется владеть программированием на языках высокого уровня или ассемблере. В то же время, владеющие программированием могут создавать собственные блоки, дополняя ими богатую библиотеку стандартных блоков VisSim'а.
Студенческая версия программы распространяется бесплатно, правда имеет ряд ограничений и более скромные возможности, по сравнению с профессиональными версиями.
11.1. Диаграмма VisSim'а - виртуальная модель
Диаграммой в VisSim называется совокупность блоков и надписей, помещенных на рабочее пространство, способных функционировать при запуске процесса моделирования. Диаграмма может быть сохранена в виде отдельного файла и, при необходимости, открыта вновь.
В диаграмму VisSim'а в принципе могут быть включены, с помощью дополнительных компьютерных плат, и внешние физические устройства, которыми VisSim сможет управлять.
Рис. 19 Пример простой VisSim – диаграммы.
Модели систем и объектов в программе VisSim строятся из отдельных элементов – т.н. блоков. Блок это виртуальный аналог физического элемента реальной системы. Взаимодействие между блоками моделируется сигналами – функциями времени. Виртуальные блоки VisSim’а могут иметь или вход, на который может быть подан выходной сигнал другого блока, или выход, виртуальный сигнал с которого может быть подан на вход другого блока, или и вход, и выход одновременно. Внешне, для исследователя, виртуальные блоки VisSim реагируют на входные сигналы точно так же, как реальные устройства на реальные воздействия. Сигналы в модели могут быть измерены с помощью индикаторных блоков или рассмотрены и изучены с помощью виртуального осциллографа.
Блоки VisSim’а можно условно разделить на три основных категории и одну дополнительную:
- Блоки, имеющие только выход: генераторы.
- Блоки, имеющие вход и выход: преобразователи.
- Блоки, имеющие только вход: индикаторы.
- Блоки без входов и выходов: комментарии и др.
Важным компонентом модели является соединительная линия – виртуальный аналог физического соединения элементов, передающего воздействия от одного элемента к другому. В VisSim'е соединительные линии однонаправленные, передают сигналы только в одном направлении. Это требует при создании модели разделять моделируемую систему на элементы соответствующим образом.
Примечание:Входные и выходные сигналы могут быть как одиночными функциями времени, так и набором таких функций. В последнем случае сигнал называется векторным, как и соответствующий вход или выход блока.
11.2. Блоки, имеющие только выход: генераторы
Примерами таких блоков являются блоки:
· step – генератор ступенчатой единичной функции;
· ramp – генератор линейно растущего сигнала;
· sinusoid – генератор синусоидального сигнала;
· const – генератор постоянного сигнала, величина которого не меняется в процессе работы модели;
· slider – генератор постоянного сигнала, величину которого можно менять в процессе работы модели.
Рис. 20Важные блоки-генераторы программы VisSim. Для помещения блока на рабочее пространство следует щелкнуть по соответствующему пункту меню, перевести курсор в нужное место рабочего пространства и щелкнуть левой клавишей мыши.
11.3. Блоки, имеющие вход и выход: преобразователи.
Важнейшие блоки для моделирования линейных систем:
· блок transferFunction (передаточная функция) - линейный блок общего вида, он позволяет создавать модели как простых, так и очень сложных линейных систем, может содержать ряд интеграторов;
· integrator – блок интегратора, осуществляющий интегрирование входного сигнала по времени и являющийся фундаментальным кирпичиком любой модели линейной системы;
· summingJunction – сумматор двух и более сигналов, его выходной сигнал равен сумме входных;
· gain – усилитель.
Рис. 21 Меню для вызова линейного блока общего вида передаточная функция (transferFunction). Сумматор и усилитель вызываются: Blocks ® Arithmetic ® summingJunction или gain.
11.4. Блоки, имеющие только вход: индикаторы.
Важнейшими индикаторами являются блоки:
· plot – осциллограф;
· display – цифровой индикатор.
Рис. 22 Меню для вызова блоков plot (осциллограф) и display (цифровой индикатор) – важнейших виртуальных измерительных приборов программы VisSim.
11.5. Блоки без входов и выходов: надписи и комментарии.
Эти блоки позволяют создавать на рабочем пространстве диаграммы VisSim текстовые области, которые помогают понять смысл диаграммы и содержат сведения о том, кто, когда и какую диаграмму создал. Основной блок: label – надпись (Blocks - Annotation - label).
