1 Использование модели SimInTech в EULER

Метод используется для подключения к исследуемым ММС моделей подсистем, созданных в среде SimInTech, и оформленных в виде DLL-модулей. Данный метод по семантике и интерфейсу полностью аналогичен методу «Модель MATLAB/Simulink».

Подключаемая модель рассматривается как «черный ящик», описываемый следующими характеристиками:

− U – вектор входных переменных, значения которых поступают в модель из программного комплекса;

− Y – вектор выходных переменных, значения которых модель передает в программный комплекс;

− X – вектор переменных состояния модели;

− P – настраиваемые параметры, значения коэффициентов, которые определяют рабочие характеристики модели и могут быть изменены без перестройки DLL-модуля.

Схематичное изображение подключаемой модели представлено на рис. 1.

Рис. 1. Модель SimInTech

Вектор переменных состояния модели в общем случае может содержать непрерывные переменные состояния

и дискретные переменные состояния

Изменение непрерывных переменных состояния описывается системой дифференциальных уравнений:

. Значения этих переменных определяются путем численного интегрирования системы из начальных условий, заданных пользователем при создании модели в SimInTech.

Изменение дискретных переменных состояния описывается системой разностных уравнений:

. Значения дискретных переменных вычисляются в моменты дискретного времени

, кратные интервалу дискретизации модели, и не изменяются до начала следующего интервала.

Значения выходных переменных вычисляются по значениям входных переменных и значениям переменных состояния:

. Для контроля значения переменных состояния модели пользователь может добавить их к выходным переменным при создании модели в SimInTech.

Данный метод создает массив датчиков. Тип объекта, создаваемого этим методом, записывается в файле проекта как sensor_array. Массив датчиков содержит значения выходных переменных подключенной модели SimInTech. Датчики массива можно использовать при описании механизма в соответствии с общими правилами. Все датчики массива являются не дифференцируемыми по параметрам положения механизма.

	В рамках одного проекта ПК ЭЙЛЕР нельзя использовать один и тот же DLL-модуль несколько раз. В случае необходимости нужно создать и использовать копию DLL-модуля с другим полным именем.

При создании объекта данным методом пользователь указывает единицы измерения:

− входных переменных, в которых они передаются в модель SimInTech;

− выходных переменных, в которых они передаются из модели SimInTech в ПК;

− настраиваемых параметров модели, значения которых переопределены скалярами из проекта.

Синтаксис метода создания

simintech(SimDLLName, U, Y, P, step, integrMethod = …)

Обязательные позиционные параметры метода

string SimDLLName

Имя DLL-модуля, содержащего модель SimInTech.

string U

Строка описания имен входных датчиков и единиц измерения их значений, в которых они передаются в модель SimInTech.

Датчики в строке отделяются друг от друга запятыми, единицы измерения каждого объекта указываются после его имени в квадратных скобках. Входные датчики соответствуют датчикам, созданным ранее в текущем проекте Euler. Единицы измерения могут отличаться от единиц измерения, заданных при создании используемых датчиков.

Пример строки, описывающей входные датчики:

“sensor_U1 [kg], sensor_U2 [], sensor_U3 [m/s]”

string Y

Строка описания имен выходных датчиков и единиц измерения их значений, в которых они передаются из модели SimInTech в программный комплекс.

Датчики в строке отделяются друг от друга запятыми, единицы измерения каждого объекта указываются после его имени в квадратных скобках. Выходные датчики создаются в процессе работы с моделью SimInTech, их значение может менять только связанная модель SimInTech.

Пример строки, описывающей выходные датчики:

“sensor_Y1 [], sensor_Y2 [N], sensor_Y3 [m]”

string P

Строка описания настраиваемых параметров модели SimInTech и единиц измерения, в которых они записываются в модель.

Настраиваемые параметры модели имеют значения по умолчанию, заданные пользователем при создании модели в SimInTech, они могут переопределяться объектами типа скаляр. Описания параметров отделяются в строке друг от друга запятыми. Каждое описание содержит имя параметра, знак равенства, значение параметра и единицы измерения в квадратных скобках. Единицы измерения могут отличаться от единиц измерения, заданных при создании используемых скаляров.

Пример строки, описывающей настраиваемые параметры:

“par1_name = scalar_P1 [deg], par2_name = 12.5 [], par3_name = scalar_P2 [m/s2]”

scalar step [time]

Шаг интегрирования модели SimInTech.

Необязательные именованные параметры метода

integrMethod = [constRK4:/EULER:]

Параметр определяет метод интегрирования модели SimInTech.

По умолчанию integrMethod = constRK4.

integrMethod = constRK4:

Для численного интегрирования модели SimInTech используется метод Рунге-Кутта четвертого порядка с постоянным шагом.

integrMethod = EULER:

Для численного интегрирования модели SimInTech используется явный метод Эйлера с постоянным шагом.

Создание объекта

Для создания объекта данного метода используется диалоговое окно Модель SimInTech. Внешний вид окна представлен на рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2. Диалоговое окно Модель SimInTech, закладка Входные переменные

Рис. 3. Диалоговое окно Модель SimInTech, закладка Параметры

Рассмотрим структуру окна и назначение его элементов управления (рис. 2):

− Имя объекта – поле для задания имени объекта.

− Модель SimInTech – поле для задания имени DLL-модуля, содержащего подключаемую модель.

− Кнопка

- открывает диалоговое окно выбора DLL-модуля.

− Сведения о модели – не редактируемое поле, отображающее информацию о выбранной модели:

− Имя модели;

− Количество входных переменных;

− Количество выходных переменных;

− Количество настраиваемых параметров;

− Количество непрерывных переменных состояния;

− Количество дискретных переменных состояния;

− Интервал дискретизации.

− Входные переменные – закладка с таблицей для задания входных датчиков (рис. 2). Число строк в таблице соответствует количеству входных переменных модели. В поле Имя заносится имя уже созданного датчика, соответствующего данному входу. В поле Единицы измерения - единицы измерения, в которых значение передается в модель SimInTech. Для редактирования имени или единиц измерения щелкните левой кнопкой мыши по редактируемому полю.

− Выходные переменные – закладка с таблицей для описания выходных датчиков. Число строк в таблице соответствует количеству выходных переменных модели. В поле Имя заносится имя создаваемого выходного датчика, в поле Единицы измерения – единицы измерения данного датчика. Для редактирования имени или единиц измерения щелкните левой кнопкой мыши по редактируемому полю.

− Настраиваемые параметры – закладка с таблицей для задания настраиваемых параметров модели SimInTech (рис. 3). Число строк в таблице соответствует количеству настраиваемых параметров модели. В поле Имя отображается название параметра, определённое в модели SimInTech, поле не редактируемое. В поле Значение по умолчанию – значение по умолчанию данного параметра, определённое в модели SimInTech, поле не редактируемое. В поле Новое значение – пользовательское значение данного параметра. В поле Единицы измерения – единицы измерения данного параметра. Для каждого настраиваемого параметра, переопределяемого скаляром из проекта, в поле Новое значение заносится имя соответствующего скаляра, в поле Единицы измерения - единицы измерения, в которых значение скаляра записывается в модель SimInTech. В SimInTech настраиваемые параметры задаются так же, как и входные блоки, только вместо input ставится property, а вместо индекса – имя параметра. Для редактирования значения или единиц измерения щелкните левой кнопкой мыши по редактируемому полю.

− Кнопка

- завершает работу и подтверждает все внесенные изменения.

− Кнопка

- завершает работу и отказывается от всех изменений.