Что нового в версии MvStudium 0 ?




Скачать 71.68 Kb.
НазваниеЧто нового в версии MvStudium 0 ?
Дата публикации14.05.2013
Размер71.68 Kb.
ТипВопрос
vbibl.ru > Математика > Вопрос
Что нового в версии MvStudium 4.0 ?
Новшества в версии 4.0 можно разделить на следующие группы:

  • упрощение интерфейса интегрированной среды;

  • изменения в визуальной модели;

  • изменения входного языка.

При открытии проекта версии 3.2 в интегрированной среде 4.0 проект автоматически конвертируется, старые файлы проекта и установок сохраняются с расширением 3.2..
Упрощение интерфейса интегрированной среды.

прежде всего касается уменьшения числа необходимых для работы одновременно открытых окон. Если в предыдущей версии 3.2 (последняя модификация 3.2.24) для работы с каждой составляющей описания класса (структурной схемой, картой поведений и т.д.) открывалось отдельное окно, то теперь все аспекты описания класса сосредоточены в одном окне редактора класса. Определения общих элементов, таких как переменные, функции и т.п., сосредоточены в визуальном дереве в левой части окна, а определения составляющих поведения – на разных страницах редактора поведения в правой части окна (Рис. 1).


Рис. 1

Как показывает опыт, наиболее часто на практике встречается случай модели изолированной элементарной непрерывной системы. Для таких моделей нет необходимости ни в менеджере проекта, ни в виртуальном стенде. Поэтому в версии 4 окно менеджера проекта заменено на визуальное дерево элементов проекта, которое появляется в левой части главного окна только при необходимости (в проекте несколько классов, используются импортируемые классы и т.д.). Вместо виртуального стенда введен предопределенный класс Model, экземпляром которого является выполняемая модель. Таким образом, в типовом случае непрерывной элементарной модели пользователю необходимо всего лишь задать систему уравнений в единственном окне.

Кроме того, в редакторах карты поведений и структурной схемы показывается опорная сетка и поддерживается проведение линий переходов и связей по сегментам через промежуточные точки. В редакторе структурной схемы поддерживается автоматическое создание прямоугольных линий связи и перемещение отдельных сегментов.
^ Изменения в визуальной модели.

Существенных изменений в визуальной модели два:

  • возможность использования виртуальных переменных;

  • показ дискретной составляющей модельного времени.


Виртуальная переменная – это такая переменная, которой нет в описании класса объекта. Она определяется в визуальной модели и связывается с некоторым выражением, задающим ее текущее значение. Например, в примере BreakingPend модель колебаний в состоянии SOsc задана в полярных координатах, в то время как для трехмерной анимации необходимы значения декартовых координат маятника. Для этого в объекте SOsc созданы виртуальные переменные и , которые и сопоставлены координатам линии и сферы в окне 3D-анимации.
В версии 4 модельное время является гибридным и включает в себя непрерывную и дискретную составляющие. Значение непрерывной составляющей соответствует непрерывному времени модели в целом в условных единицах измерения, а значение дискретной составляющей равно числу срабатываний переходов в эквивалентном гибридном автомате. Текущее значение модельного времени отображается в левом углу инструментальной панели. Показ дискретной составляющей времени облегчает понимание функционирования модели во временной щели, когда при неизменном непрерывном времени происходит последовательное срабатывание нескольких переходов.
^ Изменения входного языка

касаются упрощения моделирования непрерывных систем, обобщения понятия объекта, расширение возможностей описания дискретных действий, задания начальных значений производных, использования производных в дискретных действиях, переопределение унаследованной системы уравнений.
В предыдущей версии пакета непрерывный объект имитировался частным случаем гибридного с одним состоянием. Опыт показал, что это ненаглядно и неудобно. Поэтому в новой версии пакета допустим непрерывный объект, поведение которого задается только системой уравнений. Любой непрерывный объект может быть преобразован в эквивалентный гибридный, а частный случай гибридного в непрерывный.
Введено общее понятие активного динамического объекта (АДО) как совокупности переменных и поведения, которое складывается из собственного поведения и совокупного поведения локальных объектов с учетом связей. В свою очередь, собственное поведение задается либо системой уравнений, либо картой поведений. Экземпляр АДО может являться выполняемой моделью, локальным объектом в структурной схеме, а также локальной деятельностью в состоянии карты поведений. Для конкретного экземпляра можно указать действительные значения параметров, а также начальных значений переменных т производных, отличные от указанных в определении класса.
В версии 4.0 реализованы почти все конструкции, предусмотренные UML для карт состояний: начальное и конечное состояния, точка ветвления, альтернативные переходы, внутренние переходы. Эти конструкции значительно облегчают описание сложного гибридного поведения, а также плана вычислительного эксперимента.
В версии 4.0 для систем уравнений с производными второго порядка могут быть заданы ненулевые начальные значения первых производных. Значения производных могут использоваться в условиях срабатывания и действиях переходов. В действиях внутренних переходов могут быть изменены значения производных.
При использовании наследования классов система уравнений в производном классе может быть доопределена (к унаследованным уравнениям добавлены новые) или переопределена (изменены унаследованные уравнения).
^ Примеры использования новых возможностей.
Проиллюстрируем отличительные черты MvStudium 4.0 на простейшем примере: двумерное движение тела, брошенного под углом в поле тяготения. Все варианты этого примера находятся в папке «…\mvStudium4\Examles\BallExp», для удобства демонстрации варианты сохранены как отдельные проекты.
Сначала создадим и отладим модель полета (проект Ball). Это чисто непрерывный элементарный объект, поэтому нет необходимости в менеджере проекта и многооконном интерфейсе и все пространство главного окна занимает максимизированный редактор класса Model (Рис. 2).


Рис. 2

Поведение модели задается двумя дифференциальными уравнениями второго порядка в свободной форме (Рис. 3а). На Рис. 3б показан результат автоматического преобразования исходной системы уравнений к вычислимой форме (можно получить по команде всплывающего меню на страничке «Уравнения» в окне класса).


а) б)

Рис. 3

Для того, чтобы тело полетело, необходимо задать ненулевые начальные значения первых производных. На странице «Уравнения» в окне класса они задаются через значения параметров V0 (начальная скорость) и Teta0 (угол бросания) (Рис. 2). При нулевых внешних силах брошенное тело двигается по параболе неограниченно долго, так что остановить вычислительный эксперимент можно только по вмешательству пользователя (Рис. 4).


Рис. 4

Сохраним теперь эту модель как класс Flight и на его основе создадим модель движения до точки падения (проект Ball_L). Проект теперь содержит несколько классов и может возникнуть необходимость в менеджере проекта (Рис. 5). Кроме того, для одновременной работы в нескольких редакторах классов необходим многооконный интерфейс (Рис. 5).

Экземпляр класса Flight используется как локальная деятельность в состоянии F, которая инициируется параметрами модели. Состояние F немедленно становится текущим и уравнения движения (Рис. 3) решаются до момента падения, задаваемого условием срабатывания триггерного перехода из состояния F в конечное состояние (Рис. 5).


Рис. 5

При срабатывании этого перехода горизонтальная координата точки падения запоминается в переменной L модели. Поскольку модель достигла конечного состояния, вычислительный эксперимент прекращается (Рис. 6).


Рис. 6

На основе класса Flight можно легко создать производный класс FlightInAir, в поведении которого учитывается сопротивление воздуха. Система уравнений этого класса (Рис. 7) содержит как уравнения, унаследованные от базового класса (помечены двойным двоеточием в начале строки), так и собственные дополнительные уравнения, задающие силы сопротивления воздуха. Заметим, что попытка редактировать унаследованные уравнения воспринимается редактором уравнений как переопределение всей системы уравнений в целом.


Рис. 7

Сохраним модель как класс Throw и на его основе создадим модель статистических испытаний (проект Ball_S). Будем бросать тело N раз, каждый раз разыгрывая случайное значение начальной скорости и угла бросания согласно нормальному закону распределения, и заносить дальность падения тела в массив измерений L[N] (Рис. 8). Этот план вычислительного эксперимента удобно задается картой поведений с использованием точки ветвления (Рис. 8).

Заметим, что безусловный переход из состояния T в точку ветвления срабатывает только тогда, когда локальная гибридная деятельность (Рис. 5) достигает конечного состояния, то есть в точке падения.

В результате этого эксперимента мы получает уже не одну фазовую траеторию модели, а множество фазовых траекторий (Рис. 9).


Рис. 8



Рис. 9

Различия между внешним и внутренним переходами продемонстрируем на примере модели прыгающего мячика. Пусть тело в точке падения будет упруго отскакивать от горизонтальной поверхности.

Такую модель на основе класса Flight можно создать с использованием обычного внешнего перехода (проект BBall_Outer). В этом случае «старый» экземпляр мячика (экземпляр класс Flight в состоянии F) в точке падения исчезает, а дальше продолжает движения «новый» экземпляр мячика, начальные условия которого соответствуют точке падения (Рис. 10).


Рис. 10

Эту же модель можно построить теперь с использованием внутреннего перехода (проект BBall_Inner). В этой модели в состоянии F (Рис. 11) имеется внутренний переход


Рис. 11

Это переход срабатывает в точке падения и в его действиях меняется знак у производной координаты y (Рис. 12). Состояние F остается текущим и после отскока существует тот же самый экземпляр класса Flight, что и до него.



Рис. 12

Обе модели дают одни и те же результаты (Рис. 13), но модель с внутренним переходом представляется все же более естественной для случаев, когда лишь меняются дискретным образом значения некоторых переменных.


Рис. 13






Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Что нового в версии MvStudium 0 ? icon1. MvStudium – инструмент для исследования сложных динамических систем
Пакет MvStudium разработан исследовательской группой «Моделирование сложных динамических систем» при факультете Технической Кибернетики...

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconИнструкция по переводу сбис++ эо с версии * на * порядок перехода с версии 2 на 3
...

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconРуководство по установке внимание! Установка программы
Для установки версии 19 не требуется наличие установленной более ранней версии

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconПри доработке бета-версии до версии 0 основное внимание уделялось...

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconВведение 3
Ссылки из Писаний взяты из Английской переработанной версии, но отмеченные буквами “вкя” и “КХ” взяты соответственно из Версии Короля...

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconИзменения в программе версии 103. 1 по отношению к  программе версии 103. 0
Удален признак «стандартный цвет» в мастере ворот, для панелей с цветом «под дерево». 2

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconРезюме оксана Александровна Яцюта
Подготовка обзоров сегментов рынка it-решений. Наполнение англоязычной версии корпоративного веб-портала. Поддержка англоязычной...

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconИнструкция по предоставлению рекламных материалов Обработка рекламных материалов
Примечание. Суффиксы c01 или t01 означают «креатив версии один» или «тэг версии один»

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconКузнецов В. И. к 89 Тайна гибели Есенина: По следам одной версии
...

Что нового в версии MvStudium 0 ? iconБизнесмен Иванов: «Кто-то знал о деньгах»
Эллы — и это одна из версий убийства; что не мог поделить с ней имущество при разводе; наконец — что угрожал продюсеру Грасманису...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница