Использование среды «DesignLab» для моделирования устройств радиоавтоматики: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Основы автоматики и САУ»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

“ЛЭТИ” имени В.И.Ульянова (Ленина)»

(СПбГЭТУ)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Использование среды «DesignLab» для моделирования устройств

радиоавтоматики (методические указания к лабораторным работам по дисциплине «ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ И САУ»)

Санкт-Петербург

2007

УДК 621.37/39 (076)

Использование среды «DesignLab» для моделирования устройств радиоавтоматики (методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Основы автоматики и САУ»)/Сост.: А.И.Соколов; СПбГЭТУ. – С.-Пб., 2007 – 22с.

Данный материал может быть использован  в качестве методических указаний к выполнению лабораторных работ в дисциплине «Основы автоматики и САУ» (вместо  типового цикла лабораторных работ с использованием физических моделей САУ  или в дополнение к нему). Кроме основных установок обеспечения лабораторной поддержки лекционного курса, дается дополнительная целевая установка - ознакомление студентов с современными методами визуального моделирования устройств радиоавтоматики на уровне принципиальной, функциональной и структурной схем.

Приведена краткая инструкция для работы в среде «DesignLab 8.0»,  дано описание заданий для выполнения шести работ лабораторного цикла. Содержатся сведения о принципах построения моделей устройств автоматического управления и порядке их исследования. Изложена методика проведения исследований математических моделей изучаемых в дисциплине систем. Методические указания предназначены для студентов радиотехнических специальностей.

Замечание. Выполнение работ требует различного временного ресурса, в зависимости от имеющихся у студента навыков визуального моделирования. Поэтому указанное в заданиях время выполнения работы является ориентировочным (при досрочном окончании выполнения работы рекомендуется приступать к составлению схемы моделирования для следующей работы). Контроль оформления отчетов и их защита выполняются во временных рамках аудиторных (лабораторных) занятий.         

          Утверждено редакционно-методическим советом университета в качестве методических указаний

1. ВОЗМОЖНОСТИ СРЕДЫ «DesignLab 8.0»  И КРАТКАЯ

 ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ РАБОТЫ В ЭТОЙ СРЕДЕ

В среде схемотехнического моделирования «DesignLab» возможно исследование устройств, описанных на уровне принципиальной, функциональной и структурной схем, а также решение систем дифференциальных уравнений.  Порядок действий при моделировании следующий.

0.  В среде «DesignLab» отсутствуют развитые средства диагностики.

Поэтому советуем студенческой бригаде (даже состоящей из одного студента) серьезно подойти к решению задачи выбора студента-оператора, манипулирующего клавишами и мышью ЭВМ (ресурсы времени лабораторного занятия и нервных клеток преподавателя ограничены!).

1.  Моделирование начинается с запуска редактора «Schematics». Жела-

тельно до начала моделирования организовать персональный каталог для записи файлов, создаваемых средой «DesignLab».

2.  В редакторе Schematics составить схему моделируемого устройства.

Размещение компонентов схемы выполняется последовательностью команд «Draw/Get New Part/Libraries + Place» (фиксация компонента осуществляется нажатием левой кнопки мыши, а завершение размещения - правой). Если для удобства изображения схемы необходимо развернуть компонент, то используется комбинация клавиш «Сtrl+R» (Rotate).

Соединение компонентов выполняется после команды «Draw/Wire» или нажатия соответствующей дублирующей кнопки на панели управления средой (начало, изломы и конец линий фиксируются при нажатии левой кнопки мыши, а окончание рисования линий - правой).

3. Для редактирования параметров компонентов следует выделить (нажатием левой кнопки мыши) компонент и, либо двойным нажатием левой кнопки мыши, либо командами «Edit/Attributes» вызвать редактор параметров (атрибутов).

Числовые данные вводятся либо без размерности с фиксированной или плавающей точкой, либо с размерностью и масштабными суффиксами:

p=1e-12, n=1e-9, u=1e-6, m=1e-3, k=1e3, meg=1e6,g=1e9, t=1e12. Например: pF, kOm, megOm, mS, mSec и т.д. (строчные и прописные буквы не различаются).

После ввода каждого параметра следует дать команду «Save Attr». Для инерционных компонентов необходимо указать начальные условия (IС).

4. Командой «File/Save As» записать задачу в свой каталог. В дальнейшем можно пользоваться командой «File/Save». Для каждой задачи создавать отдельный каталог.

5. С помощью команды «Analysis/Electrical Rule Check» проверить правильность ввода схемы устройства.

6. С помощью команды «Analysis/Setup/...» задать директивы моделирования. Например, для выполнения вычислений частотных характеристик в разделе «Analysis/Setup/AC Analysis» установить октавное разбиение оси частот, выбрать желаемое число точек вычислений на октаву, а также начальное и конечное значения частоты. Для выполнения вычислений переходной характеристики в разделе «Analysis/Setup/Transient Analysis» установить шаг дискретизации и время анализа (рекомендуется шаг дискретизации подтвердить в нижнем окне «Step Ceiling»).