[Data Engineering, Data Mining, Matlab, Алгоритмы, Математика] Симуляционное моделирование механической системы средствами визуального программирования Scilab\Xcos
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Вместо предисловия.
Эта небольшая по объему работа была экстренно выполнена с учебными и демонстрационными целями около года назад на базе уже разработанной ранее модели струны. Как водится, потом полежав энное время без дела, недавно она попалась мне на глаза.
Что такое Scilab, рассказывать здесь смысла нет — интернетом читатель пользоваться умеет :)
Интересным для читателя, уже знакомым с Scilab, эта работа может быть довольно нетривиальным применением данного средства. Имеется ввиду «конечноэлементный» подход в моделировани системы и анимационное отображение результатов осциллографом. Безусловно, есть средства, специально «заточенные» под механику, но, повторяю, целью было именно срочно обкатать Scilab.
Для тех же, кто ранее с этим простым и наглядным средством знаком не был, интересно будет узнать вот что. Весь процесс освоения этого ранее мне незнакомого типа софта (визуального программирования), от момента инсталляции бесплатного Xcos до создания нижеследующего текста, занял у меня пять дней. Более простая модель системы с одной степенью свободы была окончательно готова уже на второй день. И у вас, я думаю, дела в изучении этой программной среды, при желании, пойдут не хуже, так что дерзайте.
Сам текст, пожалуй, излишне лаконичен, так как на широкую аудиторию изначально рассчитан не был. Но если у читателя возникнут вопросы, попытаюсь вспомнить детали и на эти вопросы ответить. Итак.
Механическая система («колеблющаяся струна в вязкой среде»), подробно рассмотренная в этой статье, представляет следующее:
где Δt = 0,01с, l=1м, M= 1кг, k=10 кг/с, T=2000Н
Для упрощения моделирования и расширения возможностей модификации модели, модель разбита на вот такие элементы,
которые моделировались, как подсистемы («суперблоки»).
Построена следующая «диаграмма» (модель) в системе визуального программирования Xcos
«Диаграмма» (модель) позволяет имитировать поведение системы под воздействием единичного импульса, приложенного к узлу(элементу) №1, регистрировать и графически отображать внешнее воздействие в узле №1 и отклик(перемещения) системы в узлах №№1,2,3, а также визуально отображать поведение системы в форме анимированного условного изображения.
Каждый из пяти входящих в «диаграмму» «суперблоков» (подсистем) представляет следующее
Блок получает из главной системы данные о внешнем воздействии, длинах и перемещениях сопряженных элементов, тактовое время, величину интервала временной дискретизации и силу натяжения струны. Блок в своих настройках содержит данные о его длине, массе и коэффициенте демпфирования, которые могут быть изменены для целей моделирования. (Заявленную разработчиком Xcos возможность маскирования блока реализовать не удалось по причине, по-видимому, сбоев в работе ПО.)
Блок осуществляет интегрирование соответствующего линейного ОДУ методом конечных разностей. Нулевые начальные условия интегрирования реализованы с помощью умолчаний системы Xcos.
Блок передает в главную систему данные о своих перемещениях (в системном тактовом времени) и длине (постоянной).
Получены следующие результаты симуляционного моделирования
Далее для целей более полного раскрытия резонансных свойств системы произведено моделирование, аналогичное предыдущему, с внешним воздействием, приложенным к середине струны (в узле №3)
Получены следующие результаты симуляционного моделирования
Вот, собственно, и все. Успехов в изучении Scilab всем желающим.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Звук, Искусственный интеллект, Алгоритмы] Нейросеть DeepSinger генерирует голос, который поёт на китайском и английском
- [Python, Алгоритмы, Машинное обучение, Обработка изображений] Код аудита: поиск дублей, face detection и аномальные изображения
- [Алгоритмы, Анализ и проектирование систем, Мозг] Что такое алгоритм?_?? Часть π «Копирование иерархии памяти»
- [PHP, Алгоритмы, Информационная безопасность, Криптография] Разработка собственного алгоритма симметричного шифрования на Php
- [Data Mining, Машинное обучение, Исследования и прогнозы в IT] Портрет российского специалиста Data Science от MADE и hh.ru
- [Big Data, Data Engineering, Карьера в IT-индустрии, Машинное обучение] Дата-инженеры в бизнесе: кто они и чем занимаются?
- [Go, Алгоритмы, Программирование, Процессоры] Go и кэши CPU (перевод)
- [Математика, Научно-популярное, Здоровье] Непростая математика коллективного иммунитета к коронавирусу (перевод)
- [Алгоритмы, Программирование] Алгоритм Джонсона на орграфе с отрицательными дугами
- [Data Engineering] Блокнот-шпаргалка для быстрого Data preprocessing
Теги для поиска: #_data_engineering, #_data_mining, #_matlab, #_algoritmy (Алгоритмы), #_matematika (Математика), #_scilab, #_linejnye_sistemy (линейные системы), #_simuljatsionnoe_modelirovanie (симуляционное моделирование), #_data_engineering, #_data_mining, #_matlab, #_algoritmy (
Алгоритмы
), #_matematika (
Математика
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 14:06
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
Вместо предисловия. Эта небольшая по объему работа была экстренно выполнена с учебными и демонстрационными целями около года назад на базе уже разработанной ранее модели струны. Как водится, потом полежав энное время без дела, недавно она попалась мне на глаза. Что такое Scilab, рассказывать здесь смысла нет — интернетом читатель пользоваться умеет :)  Интересным для читателя, уже знакомым с Scilab, эта работа может быть довольно нетривиальным применением данного средства. Имеется ввиду «конечноэлементный» подход в моделировани системы и анимационное отображение результатов осциллографом. Безусловно, есть средства, специально «заточенные» под механику, но, повторяю, целью было именно срочно обкатать Scilab. Для тех же, кто ранее с этим простым и наглядным средством знаком не был, интересно будет узнать вот что. Весь процесс освоения этого ранее мне незнакомого типа софта (визуального программирования), от момента инсталляции бесплатного Xcos до создания нижеследующего текста, занял у меня пять дней. Более простая модель системы с одной степенью свободы была окончательно готова уже на второй день. И у вас, я думаю, дела в изучении этой программной среды, при желании, пойдут не хуже, так что дерзайте. Сам текст, пожалуй, излишне лаконичен, так как на широкую аудиторию изначально рассчитан не был. Но если у читателя возникнут вопросы, попытаюсь вспомнить детали и на эти вопросы ответить. Итак. Механическая система («колеблющаяся струна в вязкой среде»), подробно рассмотренная в этой статье, представляет следующее:  где Δt = 0,01с, l=1м, M= 1кг, k=10 кг/с, T=2000Н Для упрощения моделирования и расширения возможностей модификации модели, модель разбита на вот такие элементы,  которые моделировались, как подсистемы («суперблоки»). Построена следующая «диаграмма» (модель) в системе визуального программирования Xcos  «Диаграмма» (модель) позволяет имитировать поведение системы под воздействием единичного импульса, приложенного к узлу(элементу) №1, регистрировать и графически отображать внешнее воздействие в узле №1 и отклик(перемещения) системы в узлах №№1,2,3, а также визуально отображать поведение системы в форме анимированного условного изображения. Каждый из пяти входящих в «диаграмму» «суперблоков» (подсистем) представляет следующее  Блок получает из главной системы данные о внешнем воздействии, длинах и перемещениях сопряженных элементов, тактовое время, величину интервала временной дискретизации и силу натяжения струны. Блок в своих настройках содержит данные о его длине, массе и коэффициенте демпфирования, которые могут быть изменены для целей моделирования. (Заявленную разработчиком Xcos возможность маскирования блока реализовать не удалось по причине, по-видимому, сбоев в работе ПО.) Блок осуществляет интегрирование соответствующего линейного ОДУ методом конечных разностей. Нулевые начальные условия интегрирования реализованы с помощью умолчаний системы Xcos. Блок передает в главную систему данные о своих перемещениях (в системном тактовом времени) и длине (постоянной). Получены следующие результаты симуляционного моделирования   Далее для целей более полного раскрытия резонансных свойств системы произведено моделирование, аналогичное предыдущему, с внешним воздействием, приложенным к середине струны (в узле №3)   Получены следующие результаты симуляционного моделирования   Вот, собственно, и все. Успехов в изучении Scilab всем желающим. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Алгоритмы ), #_matematika ( Математика ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 14:06
Часовой пояс: UTC + 5