Тема: Моделювання системи із двох баків з водою в середовищі Model Vision Studium.

Мета: освоєння принципів роботи з пакетом моделювання

складних динамічних систем Model Vision Studium.

1. Завдання для виконання.

Використовуючи задачу про два баки з водою із лабораторної роботи №1 виконати моделювання системи в середовищі Model Vision Studium використовуючи відповідні варіанти завдань.

2. Вказівки до виконання роботи.

Основним «будівельним елементом» в процесі побудови моделі в MVS можна назвати пристрій. Пристрій є системою типу «вхід - вихід - стан» (або просто «вхід - вихід») і може бути як простим, так і складовим. За допомогою функціональних зв'язків пристрої об'єднуються в єдину схему, яка потім може бути поміщена в спеціальний пристрій - контейнер Test,  або зібрана відразу в пристрої - контейнері, екземпляр якого потім поміщається в Test Bench.

Використовуючи опис задачі про два баки, можна виділити складовий пристрій System, поміщений в Test Bench (рис.2.1), який містить в собі простий пристрій Controller і складовий пристрій Tank_System, сполучені відповідними функціональними зв'язками (рис.2.2):

Рисунок 2.1 Рисунок 2.2

У свою чергу, пристрій Tank_System містить в собі екземпляр пристрою Two_Tanks, екземпляр пристрою VinControl і два екземпляри пристрою K_Control (що описують поведінки кранів V1 і V2) - K1_Control і K2_Control, сполучені між собою функціональними зв'язками (рис.2.3):

Рисунок 2.3

Пристрій-контейнер System представлений відповідним класом System (рис.2.4). Карта поведінки пристрою має вироджену структуру і містить в собі один стан Init, ініціюючий роботу пристрою при запуску моделі.

Рисунок 2.4 Рисунок 2.5

Пристрій Controller представлений класом Controller, що має вхідну змінну h2, представляючу рівень води в другому баку і отримувану від пристрою Tank_System, та вихідними змінними - сигнали VinOn, VinOff, V1On, V1Off, V2On, V2Off, які керують системою Tank_System (рис.2.5). Карта поведінки пристрою практично співпадає з відповідною діаграмою станів (рис.2.6):

Рисунок 2.6

Складовий пристрій Tank_System представлений класом Tank_Sys, що має вхідними змінними сигнали VinOn, VinOff, V1On, V1Off, V2On, V2Off, які керують відповідними пристроями, що входять в Tank_System. Вихідною змінною є змінна h2, що подається на вхід пристрою Controller, і змінна h1, що представляє рівень води в першому баку. Карта поведінки пристрою має вироджену структуру і містить в собі один стан Init, ініціюючий роботу пристрою при запуску моделі. Клас Tank_Sys представлений на мал. 2.7:

Рисунок 2.7

Пристрій Two_Tanks представлений класом Two_Tanks, що має вхідними змінними K1, K2 і Vin, представляючі значення функцій, що управляють кранами V1 і V2, і швидкість вхідного потоку води в систему. Вихідні змінні - рівні води в першому і другому баках h1 і h2 (рис.2.8). Карта поведінки пристрою практично співпадає з відповідною діаграмою станів (рис.2.9). Рівняння, виконувані у відповідних станах, представлені на рис.2.10.

Рисунок 2.8 Рисунок 2.9

Рисунок 2.10

Пристрій VinControl представлений класом Vin_Control, що має вхідними змінними сигнали VinOn і VinOff, одержувані від пристрою Controller і керуючими відкриттям/закриттям вхідного крана. Вихідною змінною є змінна Vin, представляюча швидкість вхідного потоку води в систему (рис.2.11). Карта поведінки пристрою практично співпадає з відповідною діаграмою станів (рис.2.12). Рівняння, виконувані у відповідних станах, представлені на рис.2.13.

Рисунок 2.11 Рисунок 2.12

Рисунок 2.13

Пристрої K1_Control і K2_Conrtol представлені класом К_Control, що має вхідними змінними сигнали VХOn і VХOff, одержувані від пристрою Controller і керуючими відкриттям/закриттям крана V1 ( або V2). Вихідною змінною є змінна К, представляюча значення функції, яка управляє швидкістю вихідного потоку води з першого бака (або з системи) (рис.2.14). Карта поведінки пристрою практично співпадає з відповідною діаграмою станів і складається з двох гіперстанів  (рис.2.15). Внутрішні карти станів відповідних гіперстанів, а також рівняння, виконувані у відповідних станах, представлені на рис.2.16 і рис.2.17.

Рисунок 2.14 Рисунок 2.15

Рисунок 2.16

Рисунок 2.17