Simplot - Tutorial II - Animieren - Simulieren - Bewegen - Bewegung

SimPlot - Eine Anwendung zur Erstellung automatisch ablaufender Simulationen aus unterschiedlichsten Bereichen

SimPlot - Ein Programm, welches es durch die Ausgabe frei erstellbarer grafischer Darstellungen in Form von Bildern und geometrischen Gebilden ermöglicht, vorliegende Gegebenheiten verschiedenster Art auf einfache Weise zweidimensional interaktiv zu analysieren und entsprechende Sachverhalte zu visualisieren.

Auch bietet es die Möglichkeit, automatisch ablaufende Simulationen zu erstellen und numerische, wie auch grafische Auswertungen zu unterschiedlichsten Anwendungsbereichen durchzuführen sowie simulativ gesteuerte Echtzeitbewegungs- und Verformungsprozessabläufe ausführen zu lassen.

SimPlot - Interaktive Animationssoftware

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Tutorial 2 - Zuweisung von Bewegungsabläufen mit konstanter Geschwindigkeit

 
Nachfolgend beschrieben finden Sie ein kleines Tutorial, welches die grundlegend wichtigsten Methoden zur Zuweisung und Ausführung von objektpunktbezogenen Bewegungsabläufen mit konstanter Geschwindigkeit in diesem Programm aufzeigt.

Bedienen Sie auf dem Hauptfenster des Programms die Schaltfläche Start und stellen Sie sicher, dass nach dem Erscheinen der Grafik unter dem dortigen Menüpunkt Einstellungen - Auflösung - Skalierungsart der Eintrag Lineare Auflösung aktiviert wurde.

1. Erzeugung des Objekts

In allen Beispielen dieses Tutorials wird der Verständlichkeit halber stets der Mittelpunkt eines Objekts vom Typ Kreis verwendet. Prinzipiell ist die Vorgehensweise zur Zuordnung und Ausführung von Bewegungsabläufen anderer beweglicher Objektpunkte, ähnlich wie im Weiteren gezeigt, anzuwenden.

SimPlot - Geometrische Figur - Eigenschaften - Plotter - Geometrische Formen

  • Wählen Sie den Menüpunkt Objekte - Kreis mit Mittelpunkt und Radius.
     
     
  • Es wird das Objektformular zur Festlegung und Bearbeitung der Eigenschaften eines Kreises geöffnet, auf welchem Sie in die Eingabefelder mit den Bezeichnungen Mittelpunkt M die Koordinatenwerte für dessen Mittelpunkt M (6 / 5) eingeben. Im Feld Radius r tragen Sie den Wert 4 ein.
     
  • Aktivieren Sie hierauf das Kontrollkästchen Mittellinien und bedienen Sie die Schaltfläche Ok.

SimPlot - Figur - Beispiel - Berechnen - Grafik - Koordinatensystem

Der definierte Kreis mit den Eigenschaften Mittelpunkt M(6/5) und Radius r = 4 wird ausgegeben.

2. Zuweisung von Standardbewegungsabläufen (I)

Der erzeugte Kreis KM-0 hat sich von x1 = -12 bis x2 = 12 auf einer horizontal verlaufenden Bahn gleichförmig zu bewegen.

SimPlot - Figur - Bewegen - Bahn - Bewegung - Kurve - Funktionsgleichung

Führen Sie hierzu zunächst einen Klick auf die in der obigen Abb. markierte Symbolschaltfläche aus. Hierauf wird das nachfolgend gezeigte Fenster zur Zuordnung von Bewegungsabläufen geöffnet.

SimPlot - Figur - Bewegen - Liste - Zuweisung - Bewegungsart

Aktivieren Sie in der Auswahlliste das Kontrollkästchen mit der Bezeichnung Kreis Nr. 0 [KM-0] und führen Sie einen Doppelklick auf diesen Eintrag aus. Es erscheint nachfolgend gezeigtes Fenster. Selektieren Sie aus der dort angeordneten aufklappbaren Box Auswahl den Eintrag Horizontale Translation.

SimPlot - Figur bewegen - Simulation - Software - Programm - Plot

Das Fenster zur detaillierten Konfiguration des gewählten Bewegungsablaufs wird angezeigt. Geben Sie hier in die Felder mit den Bezeichnungen Von x1 = und bis x2 = die Werte -12 und 12 ein.

SimPlot - Verschiebung - Simulation - Animation - Geradlinige bewegung
 

Belassen Sie alle anderen Einstellungen auf den Vorgaben und klicken Sie auf die Schaltfläche Ok.

SimPlot - Bewegungsablauf - Figur - Definition - Funktion - Graph

Das Auswahlfenster zur Festlegung von Bewegungsabläufen erscheint erneut. Aktivieren Sie auf diesem das Kontrollkästchen Hilfslinien und bestätigen Sie auch hier mit Ok, so wird die horizontale Bewegung des Kreismittelpunkts vom Programm ausgeführt und relevante Hilfslinien werden dargestellt.

SimPlot - Bewegungssimulation - Bewegungsanalyse - Bewegungsablauf

Beenden können Sie die ablaufende Bewegungssimulation wieder, indem Sie die in nachfolgend gezeigter Abbildung markierte Symbolschaltfläche anklicken.

SimPlot - Bewegung - Ablauf - Simulation - Grafik - Einstellungen

Um die Darstellung wieder in den Zustand zurückzuversetzen, welche diese vor Ausführung des Simulationsablaufs besaß, wählen Sie den Menüpunkt Operation - Urzustand vor zuletzt durchgeführter Bewegungssimulation herstellen, oder verwenden Sie die Tastenkombination Strg-Z.

SimPlot - Bewegungen - Abläufe - Animiert - Graphisch - Reset

3. Zuweisung von Bewegungsabläufen auf Kurven ohne Funktionsparameter P (II)

Nach erfolgter Durchführung der zuvor beschriebenen horizontalen Bewegung des Mittelpunkts des Kreises, soll diesem die Bewegung auf einer Kurve in expliziter Form zugewiesen werden. Er soll sich auf einer Kurvenbahn, welche durch den Term y = f(x) = 5*COS(X/4) definiert ist, von x1 = -12 bis x2 = 12 bewegen.

SimPlot - Bewegung - Starten - Stoppen - Kurven

Führen Sie zunächst wieder einen Klick auf die in der obigen Abb. markierte Symbolschaltfläche aus. Hierauf wird das nachfolgend gezeigte Fenster zur Zuordnung von Bewegungsabläufen geöffnet.

SimPlot - Bewegungsabläufe - Zuweisen - Figur - Modell - Auswahl

In der Auswahlliste ist das Kontrollkästchen mit der Bezeichnung Kreis Nr. 0 [KM-0] bereits aktiviert. Führen Sie nun einen Doppelklick auf den Eintrag aus. Es erscheint nachfolgend gezeigtes Fenster. Unter Auswahl ist bislang noch der Eintrag Horizontale Translation ausgewählt.

SimPlot - Bewegung - Translation - Horizontal - Gleichförmig - Figuren

Ändern Sie dies, indem Sie nun den Eintrag Bewegung auf einer Kurve in expl. Form selektieren. Das Fenster zur detaillierten Konfiguration des gewählten Bewegungsablaufs wird angezeigt. Geben Sie hier in die Felder mit den Bezeichnungen Kurve von x1 = und bis x2 = die Werte -12 und 12 ein und definieren Sie im Eingabefeld y = f(x,p) = den Term 5*COS(X/4).

SimPlot - Bewegung - Kurve - Funktion - Plotten - Geschwindigkeit - Dauer
 

Belassen Sie alle anderen Einstellungen auf den Vorgaben und klicken Sie auf die Schaltfläche Ok.

SimPlot - Bewegungen - Bahn - Figur - Geometrie - Animation

Das Auswahlfenster zur Festlegung von Bewegungsabläufen erscheint hierauf wieder. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Hilfslinien und bestätigen Sie auch hier mit Ok, so wird die Bewegung des Kreismittelpunkts auf der festgelegten Kurvenbahn grafisch ausgegeben.

SimPlot - Bewegung - Funktion - Kurve - Zeit - Dauer - Graph - Plot

Beenden können Sie die ablaufende Bewegungssimulation wieder, indem Sie die in nachfolgend gezeigter Abbildung markierte Symbolschaltfläche anklicken.

SimPlot - Bewegung - Anhalten - Stoppen - Reset - Beenden

Um die Darstellung wieder in den Zustand zurückzuversetzen, welche diese vor Ausführung des Simulationsablaufs besaß, wählen Sie den Menüpunkt Operation - Urzustand vor zuletzt durchgeführter Bewegungssimulation herstellen, oder verwenden Sie die Tastenkombination Strg-Z.

SimPlot - Bewegungen - Zurücksetzen - Befehl - Urzustand

4. Zuweisung von Bewegungsabläufen auf Kurven mit Funktionsparameter P ohne Steuerung dessen (III)

Beim zuletzt zugewiesenen Bewegungsablauf erfolgte die Durchführung einer Bewegung auf einer sich nicht verändernden Kurvenbahn (ohne die Nutzung eines Funktionsparameters). Im nachfolgend geschilderten Fall soll die Bewegung des Kreismittelpunkts auf einer sich verändernden Kurvenbahn ausgegeben werden. Diese sei beschrieben durch den Term y = f(x,p) = 6*COS(X/4+SIN(P*X/5))+SIN(P) und innerhalb des Bereichs -12 £ x £ 12 darzustellen.

SimPlot - Bewegungen - Starten - Animationen - Programm

Klicken Sie auch in diesem Fall wieder auf die in der obigen Abb. markierte Symbolschaltfläche. Hierauf wird das nachfolgend gezeigte Fenster zur Zuordnung von Bewegungsabläufen geöffnet.

SimPlot - Simulation - Auswahl - Objekt - Figur - Verschieben

Führen Sie einen Doppelklick auf den oben angeordneten Eintrag aus, so erscheint erneut das nachfolgend abgebildete Fenster.

SimPlot - Simulation - Auswahl - Kreis - Figur - Kurve - Bahn - Funktion
 

Da die Bewegung des Kreismittelpunkts nun auf einer sich zur Laufzeit verändernden Kurve ausgegeben werden soll, sind die Eigenschaften des Funktionsparameters P zu konfigurieren. Der für diesen zu verwendende Wertebereich -8 £ P £ 8 und die zu verwendende Schrittweite sind nach der Ausführung eines Klicks auf die Schaltfläche Param P. festzulegen.

SimPlot - Simulation - Parameter - Startwert - Endwert - Autosimulation

In die in diesem Fenster zur Verfügung stehenden Felder Parameter P von und bis sind die Werte -8 und 8 einzugeben. Der voreingestellte Wert für die zu verwendende Schrittweite ist bei 0,1 zu belassen. Nach der Ausführung eines Klicks auf die Schaltfläche Ok werden diese Einstellungen übernommen.

Somit wurden alle relevanten Einstellungen durchgeführt und auch das Fenster zur Konfiguration dieses Bewegungsablaufs kann wieder durch einen Klick auf die Schaltfläche Ok geschlossen werden.

SimPlot - Animation - Kurve - Kurvenbahn - Bewegung

Hierauf erscheint das Auswahlfenster zur Festlegung von Bewegungsabläufen wieder. Aktivieren Sie auf diesem das Kontrollkästchen Hilfslinien und bestätigen Sie auch hier mit Ok, so wird die Bewegung des Kreismittelpunkts auf der sich verändernden Kurvenbahn grafisch ausgegeben.

SimPlot - Figur - Bewegen - Bahn - Bewegung - Kurve - Funktionsgleichung

Beenden können Sie die ablaufende Bewegungssimulation wieder, indem Sie die in nachfolgend gezeigter Abbildung markierte Symbolschaltfläche anklicken.

SimPlot - Steuerung - Ablauf - Simulationen

Um die Darstellung wieder in den Zustand zurückzuversetzen, welche diese vor Ausführung des Simulationsablaufs besaß, wählen Sie den Menüpunkt Operation - Urzustand vor zuletzt durchgeführter Bewegungssimulation herstellen, oder verwenden Sie die Tastenkombination Strg-Z.

SimPlot - Steuerung - Urzustand - Zurücksetzen - Anhalten - Simulation

5. Zuweisung von Bewegungsabläufen auf Kurven mit Funktionsparameter P und Wertsteuerung dessen (IV)

Es gilt, die Verwendung des Funktionsparameters P beim Ablauf des Simulationsprozesses wertabhängig zu steuern. Führen Sie hierzu wieder zuvor Beschriebenes aus, bis das nachfolgend gezeigte Fenster geöffnet wird. Die Kurve sei, wie im letzen Beispiel festgelegt, durch den Term y = f(x,p) = 6*COS(X/4+SIN(P*X/5))+SIN(P) definiert und der auszuführende Bewegungsablauf auch in diesem Fall innerhalb des Darstellungsbereichs -12 £ x £ 12 auszugeben. Somit können alle im zuvor beschriebenen Beispiel festgelegten Einstellungen und Vorgaben beibehalten werden.

SimPlot - Bewegung - Parameter - Kurve - Linien - Funktion - Bereich
 

Da es in diesem Fall jedoch notwendig ist, die Verwendung des Funktionsparameters P wertabhängig zu steuern, ist ein Klick auf die Schaltfläche mit dem Weckersymbol auszuführen. Mit Hilfe des daraufhin erscheinenden (nachfolgend abgebildeten) Fensters kann die wertabhängige Steuerung des Funktionsparameters konfiguriert werden.

Im vorliegenden Beispiel seien folgende Forderungen zu erfüllen:

  • Wenn Parameter P den Wert P = -8 besitzt, ist es erforderlich diesen über den Zeitraum von 1s beizubehalten.
  • Wenn Parameter P den Wert P = -2 besitzt, ist es erforderlich diesen über den Zeitraum von 3s beizubehalten.
  • Wenn Parameter P den Wert P = 4 besitzt, ist es erforderlich diesen über den Zeitraum von 1s beizubehalten.

SimPlot - Bewegung - Simulation - Pause - Stop - Start - Anfang - Ende - Beginn

Zunächst ist in diesem Fenster der Eintrag Mit Wertsteuerung des Funktionsparameters P aus der aufklappbaren Box Auswahl zu selektieren. Nach erfolgter Eingabe der entsprechenden Werte in die dafür vorgesehenen Felder sowie einer darauffolgenden Bedienung der Schaltfläche Übernehmen werden die entsprechenden Festlegungen übernommen. Nach erfolgter Durchführung aller Zuweisungen ist das Fenster durch die Ausführung eines Klicks auf die Schaltfläche Ok wieder zu schließen.

SimPlot - Simulation - Zeit - Zeitsteuerung - Ablauf - Geschwindigkeit - Dauer

Das Auswahlfenster zur Festlegung von Bewegungsabläufen erscheint wieder. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Hilfslinien und bestätigen Sie auch hier mit Ok, so wird die Bewegung des Mittelpunkts des Kreises auf der sich parameterwertabhängig verändernden Kurvenbahn grafisch ausgegeben.

SimPlot - Gebilde - Bewegen - Bahn - Bewegung - Punkt - Kurve - Funktion

Beenden können Sie die ablaufende Bewegungssimulation wieder, indem Sie die in nachfolgend gezeigter Abbildung markierte Symbolschaltfläche anklicken.

SimPlot - Urzustand - Reset - Stoppen - Animation - Beenden

Um die Darstellung wieder in den Zustand zurückzuversetzen, welche diese vor Ausführung des Simulationsablaufs besaß, wählen Sie den Menüpunkt Operation - Urzustand vor zuletzt durchgeführter Bewegungssimulation herstellen, oder verwenden Sie die Tastenkombination Strg-Z.

SimPlot - Urzustand - Zurücksetzen - Stop - Simulation

6. Objektdatei speichern und laden

SimPlot - Bewegung - Speichern - Datei - Grafik - Darstellung - Bewegungsabläufe

Um dieses Projekt zu sichern, wählen Sie den Menüpunkt Datei / Objektdatei speichern und speichern es unter dem gewünschten Dateiname im festgelegten Zielordner ab. Laden und weiterbearbeiten können Sie es wieder, indem Sie den Menüeintrag Datei / Objektdatei laden benutzen.

SimPlot - Darstellung - Grafik - Ablaufsimulation - Speichern - Datei

Der zuwiesene Bewegungsablauf kann nach dem Laden des Projekts unmittelbar wieder gestartet werden, indem erneut die in der zuvor gezeigten Abbildung rot markierte Symbolschaltfläche angeklickt wird und das sich hierauf öffnende Fenster zur Festlegung von Bewegungssimulationsabläufen durch einen Klick auf die Schaltfläche Ok geschlossen wird. 


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