Einführung in WinFACT

Transkript

1 Jörg Kahlert Einführung in WinFACT 2., aktualisierte und erweiterte Auflage Stand: März 2018

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung 11 1 Der erste Schritt Installation von WinFACT Ablauf des Installationsvorgangs Verfügbare Programmversionen und Lizenzformen Installation weiterer Komponenten Aller Anfang ist schwer ein erster Streifzug durch WinFACT Was ist WinFACT? WinFACT-Programmkomponenten WinFACT-Dateioperationen WinFACT-Dateitypen Arbeiten mit Blocklisten Arbeiten mit Übertragungsfunktionen Blockorientierte Simulation mit BORIS Übersicht Anwendungsbereiche von BORIS Komponenten des BORIS-Hauptfensters Laden und Speichern von Dateien Einführendes Beispiel: Simulation einer Kfz-Dynamik Blockschaltbild des Kfz-Modells Umsetzung in BORIS Einfügen und Anordnen der Systemblöcke Parametrieren der Blöcke Ziehen der Verbindungen Simulation Kommentierung der Simulationsstruktur Arbeiten mit Systemblöcken Erscheinungsbild von Blöcken Einfügen neuer Blöcke Selektieren von Blöcken Verschieben von Blöcken Löschen von Blöcken Drehen von Blöcken Kopieren und Einfügen von Blöcken Parametrierung von Blöcken...74

3 6 Inhaltsverzeichnis Passive Blöcke Ändern der Blockgröße Arbeiten mit Blockkommentaren Verbindungen Automatische und manuelle Verbindungen Ziehen automatischer Verbindungen Ziehen und Bearbeiten manueller Verbindungen Umwandeln von Verbindungen Löschen von Verbindungen Farben von Verbindungen Anzeige der Blockverbindungen Arbeiten mit Signalquellen und -senken Alles unter Kontrolle Steuerung der Simulation Grundlegende Simulationsparameter Starten und Stoppen der Simulation Einzelschrittmodus und Breakpoints Hinweise zur Wahl von Schrittweite und Integrationsverfahren Arbeiten im Echtzeitbetrieb Kontrollausgaben während der Simulation Überwachung von Blöcken Parameteränderungen während der Simulation Was tun bei algebraischen Schleifen? Arbeiten mit Exportparametern Bedeutung von Exportparametern Simulationsgesteuerte Variation von Exportparametern Arbeiten mit Superblöcken Wozu dienen Superblöcke? Erstellung von Superblöcken Ein- und Ausgänge von Superblöcken Superblöcke und Labels Signalquellen und -senken in Superblöcken Exportieren von Parametern Benutzerdefinierte Block-Bitmaps Automatisierte Durchführung von Simulationsreihen (Batch-Betrieb) Direkte Ermittlung von Frequenzgängen Die BORIS-Systemblock-Bibliothek Blöcke zur Signalgenerierung Blöcke zur Visualisierung und Weiterverarbeitung von Simulationsergebnissen Blockgruppe Quellen Blockgruppe Dynamik Blockgruppe Statik Blockgruppe Regler Blockgruppe Stellglieder Blockgruppe Funktion

4 Inhaltsverzeichnis Blockgruppe Digital Blockgruppe Aktion Blockgruppe Kommunikation Blockgruppe Simulation Blockgruppe Senken Blockgruppe Sonstige Blockgruppe Regelstrecken Blockgruppe VirtInstr Do it yourself So erweitern Sie die Systemblock-Bibliothek um eigene Blöcke Entwurf von PID-Reglern Entwurfsverfahren PID-Entwurf nach Einstellregeln Numerische Optimierung von Systemparametern Gesucht gefunden: Navigieren in Systemstrukturen Struktur-Übersicht Suchen nach Systemblöcken Suchen nach Textblöcken Der letzte Schliff Arbeiten mit Textblöcken, Gruppenrahmen und Grafiken Textblöcke Gruppenrahmen Bitmap-Grafiken Für alles offen: Soft- und Hardwareschnittstellen von BORIS Datenaustausch über Datei Dynamic Data Exchange (DDE) Kommunikation über TCP/IP Kommunikation über UDP OLE for Process Control (OPC) Kommunikation über MODBUS Treiber für PC-Einsteckkarten Externe I/O-Module TinkerForge-Sensor-/Aktor-System Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) Kommunikation mit SPS-Simulatoren Was Sie sonst noch wissen sollten Verwaltung von Alarmen und Meldungen Zugriffsschutz Revisions-Kontrollsystem Benutzerdefinierte Einstellungen Ausgewählte Simulationsbeispiele Nichtlineares Fadenpendel Mechanischer Schwinger Verladekran Gekoppelte Dynamos Drei-Körper-Problem Fadenpendel mit Anschlag...240

5 8 Inhaltsverzeichnis Springender Ball Beschleunigungsvorgang bei Pkw Drehzahlregelung eines Gleichstromantriebs Stabilisierung eines inversen Doppelpendels Digitale Regelung Feder-Masse-System mit Anschlägen Lithium-Cluster-Dynamik Miniwelt: Bevölkerung, Konsum, Umweltbelastung Weitere regelungstechnische Simulationsbeispiele Lust auf mehr? BORIS-Add-Ons Flexible Animation Builder PID Design Center System Identification Center AutoCode-Generator Soft-SPS OPC Client/Server Toolbox ODBC Toolbox VBScript-Modul Datenlogger Sollwert-/Kennliniengenerator Systemidentifikation mit IDA Prinzip der experimentellen Systemidentifikation Anwendungsbeispiel Weitere Leistungsmerkmale von IDA Analyse linearer Systeme mit LISA Leistungsumfang Anwendungsbeispiel Weitere Leistungsmerkmale Reglerentwurf im Frequenzbereich mit RESY Leistungsumfang Anwendungsbeispiel Aufbereitung von Daten mit INGO Übersicht Leistungsmerkmale Simulation und Synthese von Zustandsregelkreisen mit SUSY Leistungsumfang Anwendungsbeispiel Entwurf und Simulation von Fuzzy-Systemen Leistungsmerkmale der Fuzzy-Shell FLOP

6 Inhaltsverzeichnis Linguistische Variablen und Terme Einfügen neuer Variablen Bearbeiten von Variablen Erstellen der Regelbasis Regelbasis-Fenster Regelbasis-Editor im Tabellen-Modus Regelbasis-Editor im Matrix-Modus Operatoren, Inferenzmechanismus und Defuzzifizierung Operatoren für UND- und ODER-Verknüpfung Inferenzmechanismus und Defuzzifizierung Systemanalyse im Debug-Modus Aktivierung des interaktiven Debug-Modus Variablenfenster im Debug-Modus Regelbasis-Editor im Debug-Modus Kennlinien- und Kennfelddarstellung Trace-Modus Analyse des Systems durch Simulation Nutzung des internen Simulators Simulation mit BORIS Kommunikation mit anderen Anwendungen über DDE Betrieb als DDE-Server Betrieb als DDE-Client Generierung von C-Code Die Trainingsprogramme SIM-Trainer und BODE-Trainer SIM-Trainer BODE-Trainer Formelverzeichnis 355 Literaturverzeichnis 357 Stichwortverzeichnis 358