Студентам СПбГУАП

Введение
Имитационное моделирование является в настоящее время важной частью процесса проектирования сложных технических систем. кроме того, оно широко используется при изучении сложных
природных и общественных явлений.
зачастую реальные объекты не могут быть достаточно адекватно описаны аналитической моделью, которая поддается численному анализу. В этих случаях обращаются к имитационному
моделированию. При построении модели определяют множество
условий, при которых изучается поведение объекта, и множество
числовых характеристик, по значениям которых судят о его поведении. Целью изучения объекта при моделировании в большинстве случаев является получение функциональных зависимостей
между его числовыми характеристиками и условиями функционирования.
В имитационной модели основным для всего набора заданных
условий является алгоритм функционирования объекта. Поэтому в
сравнении с аналитической моделью такая модель менее абстракт-
на и содержит больше информации о реальном объекте. При имитационном моделировании решается не математическая задача с
целью нахождения функциональных зависимостей, а имитируются условия работы, отдельные действия и события, сопровождающие функционирование моделируемого объекта. При этом искомые
функциональные зависимости строятся поточечно в процессе моделирования.
В данном пособии рассматривается один класс имитационных
моделей – модели систем массового обслуживания. Данные модели
описывают большое число социальных, экономических и технических систем.
Система массового обслуживания (СМО) производит обработку
поступающих в нее заявок. Обработка заявок осуществляется обслуживающими устройствами, число которых в общем случае не
ограничено. Если на момент поступления заявки все обслуживающие устройства заняты, то она временно помещается в буфер. как
правило, буфер может хранить ограниченное число заявок (рис. 1).

Для представления СМО используется, как правило, система
обозначений кендалла, согласно которой простейшая СМО описывается четырехразрядным кодом. Первый разряд обозначает вид закона распределения интервалов между поступлением заявок, второй – вид закона распределения времени, необходимого для обслуживания заявки. При этом экспоненциальный закон распределения
обозначается буквой M, эрланговское распределение k-го порядка –
символом Ek, постоянная величина – буквой D и произвольное распределение буквой – G. Третий разряд обозначает число обслуживающих устройств, а четвертый – объем буфера (если объем буфера
считается бесконечным, то четвертый разряд не указывается). Например, система с экспоненциальным законом распределения интервалов между заявками и детерминированным временем обслуживания заявки

Лабораторная работа № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАССИВНОГО ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКА

Цель работы: освоение методов теоретического и экспериментального
исследования пассивных четырёхполюсников.

1. Методические указания

Четырёхполюсник (ЧП) – участок цепи с двумя парами зажимов 1-1 и 2-2
(рис. 1). Та пара зажимов, которой ЧП подключается к внешнему источнику
напряжения или тока, называется входом ЧП. Противоположная пара зажимов,
называется выходом ЧП, служит для подключения сопротивления нагрузки.
Если четырёхполюсник не содержит источников, то он относится к
пассивным обратимым четырёхполюсникам (ПЧП). В гармоническом режиме
комплексные напряжения и токи на зажимах (ПЧП) могут быть связаны
уравнениями.

Как отмечалось выше, от найденных А-параметров можно перейти к
другим системам параметров ПЧП.
Известно, что пассивный ЧП можно заменить эквивалентной Т- (рис. 2)
или П- (рис. 3) – образной схемой, если задана какая-либо система его
параметров. Для отыскания сопротивлений Z1, Z2, Z0выбранной эквивалентной
схемы нужно поставить её в режим холостого хода и (или) короткого
замыкания и рассмотреть отношения величин, определяющих заданную
систему параметров. Если, например, выбрана Т-схема (рис. 2) и заданы Gпараметры, то согласно (6)

2. Подготовка к работе

2.1. Повторить систему уравнений и параметров ПЧП, эквивалентные
схемы и входные сопротивления.
2.2. Ознакомится с программой работы, лабораторной установкой и
применяемыми измерительными приборами, способами измерения
сопротивлений.
2.3. Для каждого из вариантов настоящей лабораторной работы заданы
две системы параметров и тип эквивалентной схемы ПЧП (табл. 1). При
подготовке к лабораторной работе необходимо вывести:
— соотношения, связывающие одну из заданных систем параметров (1)(4) с
параметрами в форме А (5);
— выражения А-параметров через выходные сопротивления холостого хода
Z1X,Z2X и короткого замыкания Z1K,Z2K,полученные из формулы (9);

— формулы, позволяющие рассчитать сопротивления

Z1, Z2, Z0заданной Т- или

П-схемы по известным параметрам ПЧП в форме А или другой форме,
например так, как это сделано в (11).
2.4. Составить схемы измерений входных сопротивлений ПЧП в
режимах холостого хода и короткого замыкания, используя методы измерения
входных сопротивлений двухполюсника (см. лаб. работу № 4), подготовить
черновики отчётов с таблицами экспериментальных и расчётных данных и
расчётными формулами.
3. Экспериментальная часть

3.1. Измерение сопротивлений холостого хода и короткого замыкания
производится по системе, составленной в п. 2.4 при подключении источника,
как со стороны зажимов 1-1, так и со стороны зажимов 2-2.
В связи с особенностями используемого фазометра входное напряжение
ПЧП подаётся на зажимы «О»-«З» фазометра, а сигнал, совпадающий

Лабораторная работа № 2
Изучение основ программирования для микроконтроллеров
фирмы Microchip Technology

Цель работы: ознакомление с базовыми элементами архитектуры PICконтроллеров (на примере PIC16F84) и приемами программирования
простейших алгоритмов.
Методические указания
PIC16F877 I/P – 8-разрядный микроконтроллер, выпускаемый фирмой

Microchip Technology.

Это специализированный микропроцессор, предназначенный в основном для программного управления автоматизированными системами, автомобильными и электрическими
двигателями, устройствами передачи информации и измерительными
приборами. В отличие от универсальных процессоров, он имеет развитые
средства взаимодействия с внешними устройствами и более простую систему
команд.
PIC16F877 I/P представляет собой микросхему с 40 выводами, из
которых 32 предназначены для передачи информации от внешнего устройства
либо к внешнему устройству. Выполняемая программа хранится в
перепрограммируемом ПЗУ, куда она заносится специальным устройством –
программатором. Необходимые данные, переменные, результаты несложных
расчетов и счетчики циклов хранятся в ОЗУ и теряются при выключении
питания. Чтобы избежать потери данных при этом, можно использовать 256
ячеек энергонезависимой памяти данных.
Основные характеристики PIC16F877 I/P:
1. Объем ПЗУ – 8192 слова по 14 бит.
2. Объем ОЗУ – 368 байт.
3. Объем энергонезависимой памяти данных – 256 байт.
4. Рабочая частота – от 0 до 20 МГц.
5. Минимальное время выполнения одной команды – 200 нс.
6. Система команд содержит 35 простых команд (высокоскоростная
RISC-архитектура).
Обозначение выводов PIC16F877 I/P представлено на рис. 1. Для начала
работы контроллера достаточно выполнить следующее подключение его
выводов:
1. VDD подключается к источнику питания (+5В).
2. VSS подключается к общему проводу, имеющему нулевой
потенциал.
3. MCLR используется для внешнего сброса. В данной лабораторной
работе подсоединен к +5В, внешний сброс не предусмотрен.
4. к OSC1, OSC2 подключается внешний кварц, задающий тактовую
частоту внутреннего тактового генератора.
В данной работе кроме вышеописанного подключения используются
светодиоды портов В, С, D. Светодиоды подключаются к микроконтроллеру
через резисторы для ограничения тока через светодиоды. Для повышения
стабильности работы кварца, задающего тактовую частоту, служат
конденсаторы C1,C2.
В PIC16F877 программа и данные хранятся в разных областях памяти и
имеют раздельные шины адреса для доступа к ним (гарвардская архитектура).
Концепция разделения адресного пространства программ и данных
обеспечивает высокую скорость работы микроконтроллера за счет
одновременной выборки и исполнение команд. Все команды выполняются за
один машинный цикл, исключая команды переходов, выполняющееся за 2
цикла. Машинный цикл