Изменение продолжительности функционирования модели и шага интегрирования

Одни реальные системы или объекты могут жить и работать очень малые доли секунды, другие функционируют минуты, часы - годы и т.д. Соответственным должно быть и модельное время, время, в течение которого модель работает. Таким образом, необходимо иметь возможность менять продолжительность работы модели. Модель в VisSim'е может функционировать как в реальном времени, так и просчитываться ускоренно.

Точность и даже правильность модели, ее соответствие реальной системе зависят и от величины шага интегрирования. При достаточно малом шаге модель, построенная в соответствии с функциональной схемой реальной системы, работает правильно. Если шаг необоснованно завысить, то модель будет просчитываться быстро, но даст неточные и даже не правильные результаты. Слишком малый шаг приводит к чрезмерному увеличению продолжительности расчетов.

Изменить время функционирования модели: Simulate (Моделировать) → Simulation Properties (Свойства моделирования) → Range End (Время конца моделирования) рис. 1.18. Установить время конца моделирования равным 2 сек. Нажать ОК. Щелкнуть по кнопке с зеленым треугольником "Пуск". Убедиться, что длительность развертки осциллографа стала равной 2 сек.

Обратим внимание на возможность установки галочки в пункте рис. 1.18 Run in Real Time (Запуск в реальном времени), в этом случае модельная секунда будет длиться столько же, сколько и реальная.

Рис. 1.18. Задание шага интегрирования Step Size и времени конца End работы модели.

Зачастую момент начала моделирования, т.е. время старта Start имеет смысл оставлять равным нулю, тогда время конца моделирования End совпадает с полным временем моделирования. Установка галочки в пункте Run in real Time (Запуск в реальном времени) поддерживает модельное время равным реальному.

Изменить величину шага интегрирования. Выбрать Simulate → Simulation Properties и установить величину шага Step Size (Величина шага интегрирования) равной 0.001 (рис. 1.18). Отметим, что чем меньше шаг интегрирования, тем точнее будут получаться результаты, но тем медленнее компьютер будет вычислять значения сигналов блоков модели. Поэтому целесообразно уменьшать шаг интегрирования только до тех пор, пока дальнейшее уменьшение не будет приводить к заметному изменению результатов, например вида кривой на осциллографе. Щелкнуть ОК.

Величина шага интегрирования и продолжительность моделирования - важные параметры, которые нужно уметь правильно подбирать, ориентируясь на характерные и наименьшие постоянные времени элементов модели и модели в целом.

Для первой диаграммы, рис. 1.15, последовательно задать значения шага интегрирования, равными 0.1; 0.01; 0.001; 0.0001 сек. Сравнить диаграммы, как показано на рис. 1.19, и сделать вывод об оптимальном значении шага интегрирования в данном случае.

Рис. 1.19. Последовательное десятикратное уменьшение шага интегрирования

Последовательное десятикратное уменьшение шага интегрирования с 0.1 до 0.0001 сек показывает, что для синусоидального сигнала рассматриваемой частоты 12 рад/сек оптимальным значением шага является 0.001 сек. Поскольку период синусоиды составляет примерно 0.5 сек, то при шаге интегрирования в 0.1 сек график на периоде проводится только через 7 точек, что явно не достаточно. Значение 0.01 сек. значительно улучшает представление графика, при уменьшении шага от 0.001 до 0.0001 график практически не изменяется. Оптимальным значением шага в данном случае является 0.001 сек.