Лабораторная работа № 3

Знакомство с основными нелинейными блоками программы Vissim

Цель: изучение основных нелинейных блоков программы Vissim и решение задач по построению дискретных систем регулирования с использованием нелинейных, дискретных и логических блоков.

Vissim предлагает исследователю четыре блока, реализующих безинерционные непрерывные типовые нелинейности. Однако на практике требуется более широкий набор нелинейностей, которые могут быть построены в Vissim'е с применением условных и дискретных блоков. Поэтому дадим их общую классификацию.

Нелинейные и дискретные блоки Vissim'а разделим на

• - безинерционные непрерывныенелинейные блоки (преобразователи), в том числе:

  • - простые(с одним входом и одним выходом) напримерlimit(ограничитель уровня сигнала) и набор блоковTranscendentalи

  • - сложные(с несколькими входами и одним выходом) например блокmap(одно-, двух- или трехмерная функции), блоки умножения и деления и др. и

• - условныедискретные блоки, например, набор блоковBoolean(собственно булевы блоки и компараторы).

• - переключатели: блокиmergeиcase(переключатели по условию).

К переключателям имеет смысл отнести и блок Button(Кнопка - генератор постоянного сигнала из библиотеки Signal Producer (Генераторы сигналов)).

Набор блоков Boolean Vissim'а состоит из

• - собственно булевых(логических)блоков: and (И), not (НЕ), or (ИЛИ) и xor (исключающее ИЛИ) и

• - компараторов(устройств сравнения): > (больше), < (меньше), >= (больше или равно), <= (меньше или равно), == (равно), и != (не равно). К компараторам (устройствам сравнения) отнесем и блокcrossDetect, а также блокиmaxиminиз библиотеки Nonlinear (Нелинейные).

Рис. 1 Меню программы Vissim для вынесения на рабочее поле основных нелинейных блоков, переключателей, компараторов и булевых блоков.

Кроме показанных на рис.1, в программе Vissim есть и еще некоторые блоки, которые относятся к нелинейным, например в библиотеке арифметических блоков Arithmetic имеются блоки 1/Х (обратная величина),pow(возведение в заданную степень),abs(абсолютная величина сигнала) иsign(знак сигнала).

Безусловные безинерционные нелинейные блоки Vissim'а

Безусловные нелинейные блоки Vissim'а имеют один вход и один выход и позволяют путем объединения с другими блоками:

• проводить арифметические и алгебраические вычисления;

• создавать генераторы сложных сигналов, сигналов, изменяющихся с течением времени требуемым образом;

• создавать составные блоки с заданными статическими характеристиками.

Краткое описание безинерционных нелинейных блоков:

Рис. 2 Безинерционные нелинейные блоки и их краткие характеристики

Блоки из библиотек Arithmetic и Transcendental преобразуют входной сигнал в соответствии с одноименной блоку математической функцией:

Рис. 3 Примеры моделей, составленных в Vissim'е из нелинейных блоков, для проведения алгебраических вычислений

Собирите схемы, показанные на рис.3, проверте их работы при различных начальных значениях.

Рис. 4 Генераторы сигналов, построенные с использованием нелинейных блоков sin (вычисления синуса) и exp (вычисления е^х, где х - входной сигнал блока exp)

Соберите схему, показанную на рис.4, и проверте ее работоспособность.