Dieses kleine Arbeitsvolumen wurde vor etwa einem Jahr dringend zu Bildungs- und Demonstrationszwecken auf der Grundlage eines bereits entwickelten Saitenmodells durchgeführt. Wie immer, nachdem sie eine Weile untätig gelegen hatte, fiel sie mir kürzlich auf.
Es macht keinen Sinn zu sagen, was Scilab ist - der Leser weiß, wie man das Internet benutzt.
Interessant für den Leser, der bereits mit Scilab vertraut ist, kann diese Arbeit eine nicht triviale Anwendung dieses Tools sein. Dies bezieht sich auf den "Finite-Elemente" -Ansatz zur Systemmodellierung und Animationsanzeige der Ergebnisse mit einem Oszilloskop. Natürlich gibt es Werkzeuge, die speziell für die Mechanik "geschärft" wurden, aber ich wiederhole, das Ziel war es, Scilab dringend zu testen.
Für diejenigen, die mit diesem einfachen und visuellen Werkzeug vorher nicht vertraut waren, wird es interessant sein, dies zu wissen. Der gesamte Prozess der Beherrschung dieser bisher unbekannten Art von Software (visuelle Programmierung), vom Moment der Installation der kostenlosen Xcos bis zur Erstellung des folgenden Textes, dauerte fünf Tage. Am zweiten Tag war endlich ein einfacheres Modell eines Systems mit einem Freiheitsgrad fertig. Und für Sie, denke ich, werden die Dinge beim Studium dieser Softwareumgebung, falls gewünscht, nicht schlechter werden, also machen Sie es.
Der Text selbst ist vielleicht zu lakonisch, da er ursprünglich nicht für ein breites Publikum gedacht war. Wenn der Leser jedoch Fragen hat, werde ich versuchen, mich an die Details zu erinnern und diese Fragen zu beantworten. Damit.
Das mechanische System ("vibrierende Saite in einem viskosen Medium"), das in diesem Artikel ausführlich betrachtet wird , stellt Folgendes dar:
wobei Δt = 0,01 s, l = 1 m, M = 1 kg, k = 10 kg / s, T = 2000H
Zur Vereinfachung der Modellierung und Durch die Erweiterung der Möglichkeiten zur Änderung des Modells wird das Modell in solche Elemente unterteilt,
die als Subsysteme ("Superblocks") modelliert wurden.
Das folgende "Diagramm" (Modell) ist in das visuelle Programmiersystem Xcos integriert
Das "Diagramm" (Modell) ermöglicht es Ihnen, das Verhalten des Systems unter dem Einfluss eines einzelnen Impulses zu simulieren, der auf den Knoten (Element) Nr. 1 angewendet wird, den externen Einfluss im Knoten Nr. 1 und die Reaktion (Verschiebung) des Systems in den Knoten Nr. 1,2,3 zu registrieren und grafisch anzuzeigen. und das Verhalten des Systems auch visuell in Form eines animierten bedingten Bildes anzeigen.
Jeder der fünf im "Diagramm" enthaltenen "Superblocks" (Subsysteme) repräsentiert Folgendes
Der Block empfängt vom Hauptsystem Daten über äußere Einflüsse, Längen und Verschiebungen konjugierter Elemente, die Uhrzeit, den Wert des Zeitabtastintervalls und die Saitenspannung. Der Block in seinen Einstellungen enthält Daten zu Länge, Masse und Dämpfungskoeffizient, die zu Simulationszwecken geändert werden können. (Die Möglichkeit, den vom Xcos-Entwickler deklarierten Block zu blockieren, konnte offenbar aufgrund von Softwarefehlfunktionen nicht realisiert werden.)
Der Block integriert die entsprechende lineare ODE nach der Finite-Differenzen-Methode. Mit den Standardeinstellungen des Xcos-Systems werden keine anfänglichen Integrationsbedingungen implementiert.
Der Block überträgt Daten über seine Bewegungen (in Systemuhrzeit) und Länge (Konstante) an das Hauptsystem.
Die folgenden Ergebnisse der Simulationsmodellierung wurden erhalten.
Um eine umfassendere Offenlegung der Resonanzeigenschaften des Systems zu ermöglichen, wurde eine Simulation ähnlich der vorherigen durchgeführt, wobei ein externer Einfluss auf die Mitte des Strings (am Knoten Nr. 3) ausgeübt wurde.
Die folgenden Ergebnisse der Simulationsmodellierung wurden erhalten:
Das ist alles. Viel Glück beim Lernen von Scilab, alle zusammen.