Этапы построения физической модели
|
Страница в процессе разработки. |
Рассмотрим этапы построения физической модели на примере построения модели RC-цепи. RC-цепи — это электрические цепи, состоящие из резисторов и конденсаторов. Они широко используются в различных приложениях, таких как фильтрация сигналов, генерация импульсов, таймеры и многое другое.
Выбор и настройка блоков
Для построения модели будем использовать блоки библиотеки Физическое моделирование из раздела Фундаментальные/Электричество:
| Название подраздела и имя блока | Иконка блока | Объект моделирования |
|---|---|---|
Источники: DC Voltage Source |
|
Идеальный источник напряжения. |
Элементы: Resistor |
|
Резистор. |
Элементы: Capacitor |
|
Конденсатор. |
Элементы: Electrical Reference |
|
Заземление. |
Датчики: Current Sensor |
|
Амперметр. |
Датчики: Voltage Sensor |
|
Вольтметр. |
Нужный блок можно найти поиском по библиотеке блоков или ввести название блока в поисковое поле, которое появляется по двойному клику на холсте.
Чтобы добавить блоки в модель, перетащите их из Библиотеки блоков на холст с помощью левой клавиши мыши, расположите в нужном порядке и соедините так, как они были бы соединены в реальной электрической схеме:
После добавления блока его параметры настроены по умолчанию. Для просмотра и изменения параметров блока, дважды кликните левой клавишей мыши на нужный блок, либо кликните на блок правой клавишей мыши и выберете Параметры:
-
Для источника постоянного напряжения DC Voltage Source установим для параметра Constant voltage значение
5 В. -
Для резистора Resistor установим для параметра Resistance значение
100000 Ом. -
Для конденсатора Capacitor установим для параметра Capacitance значение
0.00001 Ф.
Результаты измерения амперметра Current Sensor и вольтметра Voltage Sensor выводятся в порты I и V соответственно. Каждый из них можно соединить с блоком Terminator из библиотеки Базовые/Приемники и включить запись для каждой сигнальной линии.
Благодаря записи сигналов можно сохранить все результаты симуляций в рабочей области. Для этого в настройках моделирования необходимо включить запись сигналов и тогда по результатам симуляции в рабочей области появится переменная simout. Эта переменная позволяет в дальнейшем сохранить результаты симуляции в файл в формате CSV. Переменная собирает информацию только для тех сигнальных линий, для которых включена запись сигналов, если не записывать конкретный сигнал – его результаты не будут учитываться в переменной simout. Подробнее о сохранении результатов симуляции можно ознакомиться в статье Программная обработка результатов симуляции в Engee.
|
Подробнее о построении моделей в Engee можно ознакомиться по ссылке Построение модели.
Выбор решателя
Перед запуском симуляции важно в настройках модели выбрать решатель, подходящий физическому моделированию. Для физических моделей рекомендуется использовать неявные решатели, такие как Rosenbrock23, Rodas4, RadauIIA5, QNDF, ImplicitEuler, Trapezoid, TRBDF2, KenCarp4. Неявные решатели требуют меньше временных шагов, чем явные.
Физическая модель может состоять из нескольких сетей. Каждая физическая сеть, представленная связанной блок-схемой, требует информации о настройках решателя. Для этого к каждой сети необходимо подключить блок Solver Configuration. Он задает параметры решателя, которые нужны вашей модели, прежде чем вы сможете начать симуляцию. Каждая топологически отличная блок-схема требует, чтобы к ней был подключен только один блок Solver Configuration.
В данном примере настройки Solver Configuration можно оставить по умолчанию.
После выбора решателя и настройки времени моделирования можно запустить симуляцию.
Результаты моделирования
Обратимся к окну графиков, чтобы оценить результаты, снятые с датчиков. В результате мы видим, как по мере зарядки конденсатора экспоненциально уменьшается протекающий ток и как растет напряжение заряжающегося конденсатора.
Подробнее о работе с графиками в Engee можно ознакомиться по ссылке Графики.