Continuous – аналоговые блоки

1) Блок вычисления производной Derivative

Назначение:

Выполняет численное дифференцирование входного сигнала.

Параметры: - Нет.

Для вычисления производной используется приближенная формула Эйлера:

,где u – величина изменения входного сигнала за время t,

t – текущее значение шага модельного времени.

На рисунке показан пример использования дифференцирующего блока для вычисления производной прямоугольного сигнала.

Данный блок используется для дифференцирования аналоговых сигналов. При дифференцировании дискретного сигнала с помощью блока Derivativeего выходной сигнал будет представлять собой последовательность импульсов соответствующих моментам времени скачкообразного изменения дискретного сигнала.

2) Интегрирующий блок lntegrator

Назначение:

Выполняет интегрирование входного сигнала.

Параметры:

• External reset – Внешний сброс. Тип внешнего управляющего сигнала, обеспечивающего сброс интегратора к начальному состоянию. Выбирается из списка:

1. none – нет (сброс не выполняется),

2. rising - нарастающий сигнал (передний фронт сигнала),

3. falling - спадающий сигнал (задний фронт сигнала),

4. either – нарастающий либо спадающий сигнал,

5. level – не нулевой сигнал (сброс выполняется если сигнал на управляющем входе становится не равным нулю);

• Initial condition source — Источник начального значения выходного сигнала. Выбирается из списка:

1. internal – внутренний

2. external – внешний. В этом случае на изображении блока появляется дополнительный вход, обозначенный x₀, на который необходимо подать сигнал задающий начальное значение выходного сигнала интегратора.

• Initial condition — Начальное условие. Установка начального значения выходного сигнала интегратора. Параметр доступен, если выбран внутренний источник начального значения выходного сигнала.
• Limit output(флажок) — Использование ограничения выходного сигнала.
• Upper saturation limit — Верхний уровень ограничения выходного сигнала. Может быть задан как числом, так и символьной последовательностью inf, то есть + .
• Lower saturation limit — Нижний уровень ограничения выходного сигнала. Может быть задан как числом, так и символьной последовательностью inf, то есть - .
• Show saturation port — управляет отображением порта, выводящего сигнал, свидетельствующий о выходе интегратора на ограничение. Выходной сигнал данного порта может принимать следующие значения:

1. 0, если интегратор не находится на ограничении.

2. +1, если выходной сигнал интегратора достиг верхнего ограничивающего предела.

3. -1, если выходной сигнал интегратора достиг нижнего ограничивающего предела.

• Show state port(флажок) — Отобразить/скрыть порт состояния блока. Данный порт используется в том случае, если выходной сигнал интегратора требуется подать в качестве сигнала обратной связи этого же интегратора. Absolute tolerance — Абсолютная погрешность.

На рисунке показан пример работы интегратора при подаче на его вход ступенчатого сигнала. Начальное условие принято равным нулю.

3) Блок передаточной функции Transfer Fcn

Назначение:

Блок передаточной характеристики Transfer Fcn задает передаточную функцию в виде отношения полиномов:

,

где

nnи nd – порядок числителя и знаменателя передаточной функции,
num – вектор или матрица коэффициентов числителя,
den – вектор коэффициентов знаменателя.

Параметры:

1. Numerator — вектор или матрица коэффициентов полинома числителя

2. Denominator -вектор коэффициентов полиномазнаменателя

3. Absolute tolerance — Абсолютная погрешность.

Порядок числителя не должен превышать порядок знаменателя.

Входной сигнал блока должен быть скалярным. В том случае, если коэффициенты числителя заданы вектором, то выходной сигнал блока будет также скалярным (как и входной сигнал). показан пример моделирования колебательного звена с помощью блока Transfer Fcn.

Линейный анализ

Цель:

Построение характеристик через меню «Линейный анализ»

1) Получение переходной и весовой характеристики через линейный анализ(Linear Analysis)

Принцип набора схемы для этого способа:

Создается само типовое звено. В модель вносятся 2 дополнительных элемента: In1 и Out1. Вход типового звена соединяется с In, выход с Out (см. рис). Далее выбирается стрелка, идущая к Out1:

- ПКМ/Linear Analysis points/Open-loop Output.

Далее выбирается стрелка, идущая от In1:

- ПКМ/Linear Analysis points/Open-loop Input.

Далее, для начала линейного анализа, необходимо выбрать в верхнем меню: Analysis->Control Design->Linear Analysis:

h(t) – переходная функция - реакция системы на единичное воздействие.

k(t) – весовая функция - реакция системы на единичный импульс.

Открывается меню линейного анализа. Для получения переходной характеристики необходимо открыть вкладку Exact Linearization/ New Step/Linearize. Система выдаст переходную характеристику. Чтобы перевести результат в картинку, необходимо перейти на вкладку Figures/Рrint to figure (кнопка в левом верхнем углу).

Для получения весовой характеристики необходимо выбрать Exact Linearization/New Impulse/Linearize.

Для отображения координатной сетки на графике или каких-либо других изменений отображения результата анализа, необходимо дважды щелкнуть по графику ЛКМ и, таким образом, войти в редактор Property Editor. Для сетки нужно поставить галочку во вкладке Style у отметки Show Grid.

Возможные проблемы при выполнении линейного анализа:

· В переходной/весовой характеристике ноль. Необходимо проверить, подключен ли блок In1 к типовому звену.

· Simulink выдает ошибку: the result in an empty system cannot be plotted. Необходимо проверить, заданы ли элементы Open-loop Output и Open-loop Input. Через Open-loop Output информация от системы идет в Linear Analysis, через Open-loop Input в систему поступает управляющий сигнал от Linear Analysis.

2) Получение частотных характеристики через линейный анализ(Linear Analysis)

Поиск по сайту: