Федосов Борис Трофимович
Рудненский индустриальный институт,
Рудный, Казахстан
Об авторе

УДК 681.51.01
Ф338

Общее представление о программном комплексе MVS

         Настоящее краткое описание программы MVS это сокращенная он-лайн версия методических указаний для начинающих исследователей, дающая представление о содержании и стиле изложения пособия. Полная версия пособия содержится в прилагаемом файле, ссылка для загрузки которого дана ниже.
         Пособие выполнено в виде электронной книги формата chm, которую можно просматривать на любом компьютере стандартными средствами операционной системы Windows.

         Model Vision Studium (MVS) - компьютерная программа, предназначенная для создания и исследования визуальных виртуальных моделей простых и сложных физических и технических объектов и систем. Модели могут отображать поведение физических объектов, иллюстрировать принципы действия технических устройств, позволяют исследовать свойства и характеристики реальных и проектируемых систем широкого диапазона сложности.

1.1. Основные инструменты MVS

Программа предлагает пользователю две рабочих среды (две совокупности окон), в первой из которых осуществляется реализация записи алгоритма работы модели, а во второй создается и работает модель. Первая называется Редактором моделей, а вторая – Испытательным стендом.

При запуске, программа открывает проект, с которым работали в предыдущем ее запуске. На экране появляется главное окно проекта MVS – Редактор моделей. На рис.1.1 приведен Редактор модели автомобильного дифференциала. Этот интересный и наглядный пример находится в папке с установленной MVS по адресу С:\Program Files\MV30\Examples\3D\back_axle\ back_axle.mvb.

gif-file, 20KB

Рис.  1.1. Окна редактора модели MVS. Окон много и это рассеивает внимание начинающих, но упрощает работу тем, кто освоил программу

Обилие окон может ошеломить новичка, но привыкнуть к их виду не так уж и сложно. С другой стороны, множество окон предоставляет опытному пользователю возможность легко описывать алгоритм работы модели в форме, удобной для человека и понятной для компьютера, и изменять его по мере надобности.

Нажатие кнопки с зеленым треугольником “Запустить модель” (рис. 1.1.) переводит пользователя в Испытательный стенд - графическую среду создания и функционирования модели MVS (рис.1.2).

gif-file, 20KB

Рис.1.2. Пример Испытательного стенда. Модель заднего моста автомобиля разработанная доцентом кафедры ТММ С-ПбТУ Г.Н. Петровым

Нажатие кнопки с зеленым треугольником “Пуск” в главном окне испытательного стенда (рис.1.2.) запускает работу модели, т.е. “включает” время. Шестерни и колеса в окне 3D-анимации начинают вращаться. Окно 2D-анимации используется для создания элементов управления и контроля параметров модели и применения этих элементов в процессе ее работы.

1.2. Создание надписи в окне 2D-анимации

1.2.1. Создание папки для сохранения проекта

Создайте папку своей учебной группы по адресу C:\Мои документы\Уч. группы\Гр. АТ-31 для сохранения в ней проекта.

Запустите программу MVS. Если откроется уже выполненный проект, создайте новый: меню Проект – Новый … (или нажмите кнопку вверху слева с изображением чистого листа). В появившемся окне

gif-file, 20KB

Рис. 1.3. Задание названия проекта Приветствие и указание папки для его сохранения

введите название (Имя) проекта Приветствие и с помощью кнопки Обзор укажите адрес созданной Вами папки Гр.АТ-31 учебной группы АТ-31. Нажмите кнопку Создать. Программа MVS создаст по указанному адресу папку с названием Приветствие.

Внимание. Если такая папка уже существовала, то MVS ее очистит и поместит туда файлы текущего проекта. Поэтому не используйте одинаковых названий для проектов разных моделей.

В главном окне проекта Редакторе моделей MVS появится система окон, которые можно перемещать, а также изменять их размеры с помощью мышки (рис. 1.4):

gif-file, 20KB

Рис.1.4. Структура окон Редактора моделей MVS проекта Приветствие. В первом проекте изменять здесь ничего не потребуется. В левом и правом окнах название класса такое же, как и у проекта – Приветствие

Посмотрите, какие файлы и папка появились в папке проекта Приветствие (адрес C:\Мои документы\Уч. группы\Гр. АТ-31).

1.2.2. Создание надписи в поле окна 2D-анимации Испытательного стенда

Надпись – важный и полезный для исследователя элемент модели, упрощающий ее восприятие, нахождение элементов управления в процессе проведения виртуальных физических экспериментов и т.п.

Нажмите кнопку с изображением зеленого треугольника “Запустить модель” в центре панели инструментов главного окна проекта (рис. 1.1). Появится главное окно Испытательного стенда Визуальная модель MVS с двумя дочерними окнами:

gif-file, 20KB

Рис. 1.5. Фрагмент Испытательного стенда Визуальная модель MVS с дочерними окнами Виртуального стенда и переменных. Переменных в данном проекте нет и последнее окно – пусто

Щелкните пункт меню Окна – Новая 2D-анимация, ответьте: Да, если появится вопрос о соотношении модельного и реального времени. Появится окно 2D-анимация. Это окно можно перемещать, а также изменять его размеры.

Теперь нужно правой кнопкой мыши щелкнуть в поле 2D-анимация, в появившемся меню выбрать: Добавить надпись. В появившемся окне ввести текст надписи, например, “Привет, студент!”. Нажать ОК. Надпись должна быть краткой, т.к. она помещается только в одну строчку. Надпись можно перемещать мышкой по полю 2D-анимация. Редактирование текста и шрифта надписи производится по щелчку правой кнопкой мыши по надписи и выбору соответствующего пункта меню.

Заголовок окна 2D-анимация можно изменить, щелкнув правой кнопкой мыши на свободном пространстве этого окна и выбрав пункт меню Заголовок окна при разрешенном режиме редактирования.

В меню, появляющемся при щелчке правой клавишей по свободному от объектов полю 2D-анимации, можно снять галочку в пункте Режим редактирования и тем самым запретить возможность изменения надписи и ее перемещения по полю окна 2D-анимация.

gif-file, 20KB

Рис.1.6. Окно 2D-анимации с новым заголовком “Мое приветствие в MVS” и надписью

Первая модель готова! Конечно, это еще не модель, но основные шаги по созданию модели Вы уже сделали. Теперь и проект, и модель можно сохранить.

1.3. Сохранение проекта и модели

1.3.1. Сохранение проекта

Закройте главное окно Визуальная модель MVS – кнопкой в самом верху, справа. На вопрос: "Сохранить текущие установки?" – ответьте: Да.

В меню Проект главного окна проекта (Редактора модели) выберите пункт Сохранить как, убедитесь, что проект сохраняется в нужную папку, и нажмите ОК. Обратите внимание, что размер файла проекта Приветствие.mvb в папке C:\Мои документы\Уч. группы\Гр. АТ-31\ Приветствие составляет 64 кБ. Это сравнительно не много.

1.3.2. Компиляция и сохранение модели

При необходимости можно сохранить и компилированный вариант модели в виде автономного модуля, тогда он будет запускаться и самостоятельно, на компьютерах, где программа MVS не установлена. Но размер файла такой модели довольно велик, превышает 1 МБ, поэтому компилировать модель следует при необходимости ее автономного использования.

Для сохранения модели как автономного модуля, выбрать в меню Редактора модели Модель – Создать. Появится сообщение: Создана исполняемая модель. Нажать ОК. Посмотрите, как наполнилась папка Tmp в папке проекта Приветствие. Однако если запустить оттуда файл model.exe, то в модели будет отсутствовать 2D- анимация! Поэтому, следует:

Внимание: после запуска и последующего закрытия автономно запускаемой модели программа спрашивает, сохранить ли текущие установки? При отрицательном ответе в компилированной модели MVS исчезают окна модели, например, 2D-анимация. Поэтому при закрытии всегда следует отвечать ДА, иначе будет потеряна информация обо всех окнах, созданных на Испытательном стенде.

1.3.3. Открытие существующего проекта

Иногда, например после включения компьютера, запустить файл проекта из произвольной папки не удается - программа не находит этот файл. В таком случае следует запускать проект из самой программы: запустить программу MVS, в меню выбрать Проект - Открыть и в появившемся окне указать путь к файлу.

Заключение

В выполненной работе Вы познакомились с главными окнами проекта: Редактором моделей, где реализуется алгоритм работы модели, и Испытательным стендом, где создается и функционирует после запуска видимая часть модели.

Вы умеете: запускать программу MVS, создавать новый проект, создавать надписи в окне 2D-анимации модели, сохранять проект, а также модель, как автономный модуль, открывать существующий проект.


2. Создание простейших моделей

2.1. Понятие о работе модели, управляемой событиями

Событие, не очень подходящее слово, слишком для этого значительное, в программировании означает, что в процессе выполнения программы может что-то произойти, то, что будет замечено и воспринято компьютером, и он сможет на это как-то отреагировать. Событием может быть щелчок кнопкой мышки, или то, что одна величина станет равной другой, например уровень воды в бассейне достигнет его верхней отметки и т.п. Если до того, как событие случилось, модель MVS действовала в соответствии с одними уравнениями, то после события модель можно подчинить другим уравнениям. Например, до включения крана уровень воды в бассейне был постоянным, а после “события” – включения крана, уровень воды возрастает пропорционально времени.

Событие нельзя заранее предугадать. В динамических моделях событие происходит в какой-то момент времени, привязано к нему. Статическая модель во времени не развивается, поэтому события в ней к моментам времени не привязаны.

2.2. Тестирование модели

Выполнив предварительную работу по созданию модели, запустим ее построение (кнопка с зеленым треугольником) в Редакторе модели. Включим фонарик, запустим модель в работу (кнопка Пуск). Выключим и включим фонарик несколько раз:

gif-file, 20KB

Рис. 2.1. Диаграмма модели со скорректированным алгоритмом. Батарейка начинает разряжаться при очередном включении с того значения напряжения, которое у нее было в момент предыдущего выключения. Скорость разряда тем меньше, чем меньше напряжение, с которого разряд начинается

Итак, построена модель, достаточно подробно воспроизводящая работу реального фонарика.


3. Простая анимация

3D-анимация позволяет видеть на экране монитора движущиеся предметы, размеры и форма которых может также меняться. В этом параграфе мы создадим примерно вот такую модель с 3D-анимацией:

gif-file, 20KB

Рис. 3.1. 3D-анимация позволяет видеть включение и выключение фонарика, и постепенное уменьшение его свечения по мере расходования энергии батарейки

Особенность 3D-анимации, созданной в программе MVS, состоит в том, что движущиеся предметы здесь воспроизводятся не просто последовательностью рисунков, нарисованных художником, как в мультипликации. 3D-анимация, созданная в MVS изображает предметы, движущиеся и изменяющиеся строго в соответствии с точными уравнениями и управляемые событиями. Это позволяет проводить физические эксперименты с моделью, в которые может вмешиваться экспериментатор.


Элементарное введение в MVS
         Методические указания для начинающих.
         1. Знакомство со средой MVS
         2. Создание простейших моделей
         3. Простая анимация

Загрузить файл пособия: [MVS_Beginner_Help.chm 943 КБ, 2003]

Страница пособия:
http://www.exponenta.ru/soft/others/mvs/mvs.asp
Здесь же можно получить бесплатный дистрибутив программы MVS

gif-file, 20KB

Проводится знакомство с интерфейсом и принципами работы с программой MVS. Подробно, с иллюстрациями, излагается порядок создания статических и динамических виртуальных моделей и их трехмерной визуализации

Излагаются вопросы:
- моделирование в MVS:
       создание проекта, введение переменных, запись уравнений;
       2D-анимация;
       построение, тестирование и отладка модели;
       3D-анимация;


К содержанию
<< ПК MVS

<< К оглавлению
раздела Избранное