Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki WPROWADZENIE DO ŚRODOWISKA SCICOS Materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych Oryginał: Modeling and Simulation in Scilab/Scicos Stephen L. Campbell Jean-Philippe Chancelier Ramine Nikoukhah Opracowanie: Paweł Lieder Gdańsk, 2007
Konstruowanie prostego diagramu Scicos zawiera wbudowany graficzny edytor, który może być użyty do modelowania układów dynamicznych. Bloczki mogą być wprowadzane z przygotowanych palet lub mogą być definiowane przez użytkownika. W tej sekcji opiszemy jak Scicos może być użyteczny przy tworzeniu prostych modeli oraz jak te modele mogą być symulowane. Uruchomianie Scicos Scicos jest przybornikiem zintegrowanym z pakietem Scilab. Scicos może zostać otwarty poprzez wpisanie komendy scicos. scicos; Główne okno Scicos pokazane jest na rysunku 3.3.1.Komenda ta otworzy pusty diagram Scicos nazwany domyślnie Untitled. Uruchomiony wraz z argumentem otworzy istniejący dokument: scicos my_diagram.cos; Wygląd tego okna może zasadniczo się różnić pod różnymi menadżerami okien i systemami operacyjnymi. Funkcje edytora dostępne są poprzez rozwijane menu położone na górnej belce okna. Instrukcje do każdej funkcji dostępne są w Help z rozwijanego menu Misc. Niektóre funkcje edytora osiągalne są poprzez kliknięcie prawym klawiszem myszy. Dodatkowo skróty klawiszowe pozwalają na wykonanie przeróżnych operacji. Dla przykładu wciśnięcie klawisza r aktywuje operacje Replot, która centruje oraz przerysowuje diagram. Skróty klawiszowe mogą być dowolnie definiowane przez użytkownika. Edytowanie modelu Do stworzenia modelu służą odpowiednie bloczki. Scicos dostarcza wiele podstawowych bloków umieszczonych w paletach. Dostęp do nich jest z poziomu Palettes w menu Edit. Polecenie to otwiera okno z którego możemy wybrać interesująca nas paletę. Poprzez wybranie palety z listy pojawi się nowe okno wraz dostępnymi bloczkami.
Rys. 3.3.1 Główne okno Scicos Obraz 3.3.2 poniżej pokazuje bloczki z palety Sources. Rys. 3.2 Elementy palety Sources Bloczki mogą zostać przeniesione z palety na bieżące okno klikając na nie i przenosząc na okno projektu. Palety Sources oraz Sinks zawierają bloki generujące sygnały bez wejść oraz elementy bez wyjść takie jak oscyloskopy czy też zapis zmiennej do pliku. Stwórzmy przykładowy model. Na nowy model przenieśmy 3 bloczki takie jak na rysunku 3.3.3. Elementy te to: generator sinusoidy, oscyloskop oraz zegar (Event Clock). Pierwszy wymieniony blok ma za zadanie generowanie sygnału o przebiegu sinusoidalnym, który chcemy zaobserwować na dołączonym oscyloskopie. W tym celu musimy połączyć wyjście generatora z wejściem oscyloskopu. Dokonać tego można poprzez kliknięcie na wejściu oscyloskopu lub poprzez polecenie Link z menu Edit.
Rys. 3.3.3 Konstruowanie modelu Zegar(Event clock) używany jest do aktywacji oscyloskopu. Zawsze kiedy oscyloskop jest aktywny wczytuje dane z wejścia i rysuje przebieg funkcji. Cały model pokazany jest na rysunku poniżej : Rys. 3.3.4 Model gotowy do symulacji Należy zauważyć, że diagramy Scicos zawierają dwa typy linii. Linie do transmisji sygnału są zaznaczone kolorem czarnym a linie aktywacji na czerwono. Symulowanie modelu W celu zasymulowania stworzonego diagramu należy wybrać opcje Run z menu Simulate. Parametry symulacji ustawiane są w Setup w tym samym menu. Uruchomienie symulacji spowoduje otwarcie okna graficznego oscyloskopu z uzyskanym przebiegiem. Wyniki symulacji pokazane są na rysunku 3.3.5 :
Rys. 3.3.5 Przebieg na oscyloskopie modelowanego układu W tym przypadku czas symulacji został nastawiony na 30 sekund. Domyślnie wartość symulacji ustawiona jest na bardzo dużą. W celu zatrzymania symulacji stosuje się przycisk Stop z głównego okna Model w Scicos może być na bieżąco zmieniany i symulowany. Dodajmy do istniejącego przykładu integrator i zasymulujmy przebiegi na jednym wykresie. Model pokazany jest na rysunku 3.3.6, otrzymane przebiegi na Rys. 3.3.7. Zmiana parametrów bloczków Zachowanie bloków Scicosa zależy od ich parametrów, które mogą być dowolnie modyfikowane przez użytkownika. Dostęp do parametrów uzyskuje się poprzez kliknięcie lewym klawiszem myszki na bloku. Akcja ta otworzy okno z aktualnymi ustawieniami bloczka. Przykładowe okno z parametrami dla integratora pokazane jest na rysunku Rys. 3.3.8 Każdy z dostępnych bloczków ma własne parametry. Dla przykładu w generatorze sinusoidy możemy zmienić częstotliwość, amplitudę oraz przesunięcie fazowe. Wartości parametrów mogą być zmieniane zgodnie z notacją przyjęta z Scilabie. Np. częstotliwość generatora sinusoidy może być ustawiona jako 2*%pi/10. Można także używać zmiennych Scilab, lecz muszą one być wcześniej zdefiniowane.
Rys.3.3.6 Zmodyfikowany model Rys. 3.3.7 Uzyskane przebiegi
Rys. 3.3.8 Okno parametrów bloczka integratora.