Описание пользователя

Глава 2. Интерфейс пользователя

§2.2. Пример загрузки готовой схемы и ее расчета

Описывается работа с одной из готовых схем-примеров, входящих в состав RDS.

Для того, чтобы получить представление о работе RDS в целом, загрузим одну из готовых схем-примеров. Запустив RDS, выберем пункт главного меню «файл | загрузить» (вместо этого можно нажать соответствующую ему кнопку панели общего назначения или сочетание клавиш Ctrl + O) и выберем в появившемся диалоге открытия файла схему «Dynamic.rds», располагающуюся в папке «Samples» внутри папки RDS. Выбранная схема будет загружена в память, после чего откроется окно ее корневой подсистемы (в данном случае, схема состоит из единственной подсистемы – корневой), на панели открытых окон в главном окне RDS появится кнопка «Система», соответствующая этому окну, а в главное меню добавятся пункты «Редактирование» и «Подсистема» (рис. 19). Заголовок главного окна RDS тоже изменится – в нем появится имя файла загруженной схемы.

Не будем сейчас подробно останавливаться на добавленных пунктах главного меню и различных вспомогательных элементах окна подсистемы (они будут описаны в §2.3), сконцентрируемся на работе с загруженной схемой. Схема отображается на рабочем поле окна подсистемы. Она состоит из блоков и связей, соединяющих эти блоки между собой. Блоки схемы имеют разное назначение и могут выглядеть по-разному, их внешний вид может изменяться в процессе работы или оставаться неизменным. В схеме на рис. 19 в правой части окна находится блок-график с координатной сеткой – на нем будет рисоваться график зависимости его входной величины «Value» от времени. Вход «Value» графика соединен связью с выходом «y» блока «w13dyn1», который моделирует поведение колебательного звена – одного из стандартных блоков, рассматриваемых в теории управления. Отдельная ветвь этой же связи присоединена к входу «x2» блока вычитания – круглого блока с одним черным и тремя белыми секторами. Колебательное звено «w13dyn1» соединено связями еще с четырьмя блоками – тремя полями ввода, служащими для задания значений его параметров «K» «T» и «Ksi», и сумматором (круглый блок с четырьмя белыми секторами), формирующим значение на входе «x» этого колебательного звена. В схему также входят другие блоки: интегратор, умножение на константу, блок вычитания (краткие пояснения назначения блоков приведены на рис. 20). В левой верхней части схемы размещается блок с названием «RTP1», который не соединен связями с другими блоками. Это блок управления динамическим расчетом, так называемый «планировщик», отвечающий за течение времени в схеме. Несмотря на то, что от планировщика не отходит ни одной связи, другие блоки схемы могут получать от него текущее значение времени непосредственно, с помощью доступа к созданной им динамической переменной «DynTime». Поведение блоков в схеме может быть весьма разнообразным, и некоторые механизмы их взаимодействия скрыты от пользователя.

Сразу после загрузки схемы RDS находится в режиме редактирования – об этом сигнализирует нажатая кнопка этого режима на панели общего назначения, а также галочка около пункта главного меню «система | режим редактирования» (разумеется, она будет видна, только если открыть подменю «система»). В режиме редактирования можно изменять схему и добавлять в нее блоки и связи, но для взаимодействия с блоками (например, для изменения значений в полях ввода) необходимо перейти в режим моделирования или расчета. Не будем сразу начинать расчет, сначала подадим на вход схемы (то есть введем в самое левое поле ввода, подключенное к входу «x1» блока вычитания, см. рис. 20) значение «2» вместо значения «1», которое подается на вход сейчас. Для этого перейдем в режим моделирования, выбрав пункт меню «система | режим моделирования» (вместо этого можно нажать клавишу F3 или соответствующую этому пункту кнопку на панели главного окна). Теперь можно ввести новое значение в поле ввода на входе схемы – нужно щелкнуть на нем левой кнопкой мыши, ввести с клавиатуры значение «2» и нажать клавишу Enter ↵.

Запустим расчет, выбрав пункт главного меню «расчет | старт» (вместо этого можно нажать клавишу F9 или соответствующую кнопку на панели расчета). По умолчанию в схеме включена синхронизация с реальным временем и запланирована остановка расчета через 50 секунд (эти параметры задаются в настройках блока-планировщика, см. рис. 23), поэтому расчет будет производиться медленно – 50 секунд условного времени схемы займут 50 секунд реального времени. В процессе расчета будет видно, как постепенно, с течением времени, строится график выхода, при этом его вертикальная ось будет автоматически подстраиваться таким образом, чтобы вся кривая уместилась на поле графика. Горизонтальная ось графика размечена только до 25 секунд, а расчет остановится через 50, поэтому через 25 секунд, когда линия графика дойдет до конца оси времени, диапазон этой оси увеличится вдвое (поведение и внешний вид блока-графика, включая его реакцию на выход значения за диапазоны осей, задается в его окне настройки). По истечении пятидесяти секунд расчет автоматически остановится, при этом окно подсистемы примет вид, показанный на рис. 21.

В процессе расчета можно, как и в режиме моделирования, менять значения в полях ввода. При желании, расчет можно в любой момент остановить, выбрав пункт главного меню «расчет | стоп» (вместо этого можно нажать клавишу F7 или соответствующую кнопку на панели расчета), при этом RDS вернется в режим моделирования. Если потом снова запустить расчет, он продолжится с момента остановки, а не начнется заново – таким образом, если в процессе расчета нужно поменять значения в нескольких полях ввода одновременно, можно не спешить быстро изменить их все, а остановить расчет, изменить значения, а затем снова продолжить расчет.

Попробуем изменить значение входа схемы в процессе расчета, только сначала вернем схему в исходное состояние: если мы просто запустим расчет, он продолжится, и в следующий раз автоматически остановится еще через 50 секунд. Чтобы сбросить расчет, то есть вернуть схему в исходное состояние, нужно выбрать пункт главного меню «расчет | сброс» (вместо этого можно нажать сочетание клавиш Ctrl + F2 или соответствующую кнопку на панели расчета). При этом график очистится и все внутренние переменные схемы вернутся к своим начальным значениям. Сбросим схему, а затем запустим расчет снова, но на этот раз не будем ждать автоматической остановки: когда время достигнет 20 секунд, остановим расчет вручную, изменим значение на входе схемы на «0» и продолжим расчет. На графике будет видно, что значение выхода схемы резко пойдет вниз, в сторону нуля, поскольку значение на ее входе мгновенно (с точки зрения схемы) уменьшилось. Когда расчет завершится после 50 секунд, окно подсистемы примет вид, изображенный на рис. 22.

Если мы не собираемся в процессе расчета изменять какие-либо входы и параметры схемы, можно отключить синхронизацию с реальным временем и не ждать 50 секунд , чтобы увидеть результаты расчета. Сделаем это: сначала сбросим расчет (при этом график очистится, а поле ввода на входе схемы восстановит свое исходное значение «2») и перейдем в режим редактирования, чтобы настроить параметры блока-планировщика. Выберем пункт меню «система | режим редактирования» (вместо этого можно нажать клавишу F2 или соответствующую этому пункту кнопку на панели главного окна), щелкнем правой кнопкой мыши по планировщику (в этой схеме он называется «RTP1» и изображается прямоугольником с изогнутой стрелкой) и выберем пункт контекстного меню «настройка» (можно просто дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на планировщике – параметры этого блока установлены так, что двойной щелчок на нем автоматически открывает окно настроек). Откроется окно, изображенное на рис. 23.

В этом окне нужно выключить флаг «синхронизация с реальным временем» на панели «синхронизация» в левой нижней части окна, после чего нажать кнопку «OK». Теперь, если запустить расчет, график появится практически мгновенно – пятьдесят секунд условного времени схемы уже не будут соответствовать пятидесяти секундам реального, и схема будет рассчитана с максимально возможной скоростью. Окно подсистемы после остановки расчета будет выглядеть в точности так же, как и при включенной синхронизации (см. рис. 21).

Если теперь завершить RDS или попытаться загрузить другую схему, будет выдано предупреждение: мы изменили параметры одного из блоков, и нам будет предложено сохранить изменения в файле схемы. Можно согласиться, отказаться или отменить выход или загрузку новой схемы.