Визуализация результатов математического моделирования динамических процессов в мобильных энергетических средствах

Для анализа, оценки и демонстрации поведения созданных математических моделей сложных динамических объектов разработчикам зачастую приходится пользоваться графическими материалами, которые весьма сложны и неинформативны. Современные программные математические пакеты позволяют не только производить решение систем дифференциальных уравнений, описывающих поведение объектов, но и создавать анимированные представления этих процессов. Для этого в среде MathCAD имеется системная переменная FRAME, значение которой может изменяться от 0 до 999. Данная переменная позволяет поочередно обращаться к строкам сохраненной матрицы численного решения систем дифференциальных уравнений и отображать новые состояния элементов анализируемой динамической системы с одновременной покадровой записью данных отображений. Для представления реальных объектов моделирования на двумерных графиках, из которых формируется анимация, рисуются различные геометрические примитивы - квадраты, прямоугольники и окружности с различным количеством степеней свободы. Для создания матриц представления данных примитивов формируются прототипы функций. Геометрические параметры или положение матриц представления жестко связываются с элементами в строке матрицы численного решения, на которую указывает системная переменная FRAME. Результатом применения данной переменной является анимированное представление, которое наглядно демонстрирует поведение объектов и позволяет быстро выявить ошибки, допущенные при моделировании. В данной статье на примере анализа поведения конструктивных элементов мобильного энергетического средства (МЭС) при переезде единичной неровности заданной формы показана методика создания анимации описанного процесса. Также рассмотрен вопрос нахождения численного решения систем дифференциальных уравнений методом Рунге - Кутта 4-го порядка в математическом пакете MathCAD.

математическое моделирование, визуализация, динамический процесс, колебания