Блок передаточной функции Transfer Fcn
Назначение:
Блок передаточной характеристики Transfer Fcn задает передаточную функцию в виде отношения полиномов:
,
где nn и nd – порядок числителя и знаменателя передаточной функции, num – вектор или матрица коэффициентов числителя, den – вектор коэффициентов знаменателя.
Параметры:
Numerator — вектор или матрица коэффициентов полинома числителя
Denominator -вектор коэффициентов полинома знаменателя
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).
Блок задания функции Fcn
Задает выражение в стиле языка программирования C .
Expression – Выражение, используемое блоком для вычисления выходного сигнала на основании входного. Это выражение составляется по правилам, принятым для описания функций на языке С.
В выражении можно использовать следующие компоненты:
Входной сигнал. Входной сигнал в выражении обозначается u, если он является скаляром. Если входной сигнал – вектор, необходимо указывать номер элемента вектора в круглых скобках. Например, u(1) и u(3) – первый и третий элементы входного вектора.
Константы.
Арифметические операторы (+ – * /).
Операторы отношения (= = != > < >= <=).
Логические операторы (&& | | !).
Круглые скобки.
Математические функции: abs, acos, asin, atan, atan2, ceil, cos, cosh, exp, fabs, floor, hypot, ln, log, log10, pow, power, rem, sgn, sin, sinh, sqrt, tan, и tanh.
Переменные из рабочей области. Если переменная рабочей области является массивом, то ее элементы должны указываться с помощью индексов в круглых скобках. Напрмер, A(1,1) - первый элемент матрицы A.
Операторы отношения и логические операторы возвращают значения в виде логического нуля (FALSE) или логической единицы (TRUE).
Операторы, допускаемые к использованию в выражении, имеют следующий приоритет (в порядке убывания):
( )
+ – (унарные)
Возведение в степень
! /
+ – (бинарные)
< <= >=
= !=
&&
| |
Блок не поддерживает матричные и векторные операции. Выходной сигнал блока всегда – скаляр.
Усилители Gain и Matrix Gain
Выполняют умножение входного сигнала на постоянный коэффициент.
Gain – Коэффициент усиления.
Multiplication – Способ выполнения операции. Может принимать значения (из списка):
- Element-wise K*u– Поэлементный.
- Matrix K*u – Матричный. Коэффициент усиления является левосторонним операндом.
- Matrix u*K – Матричный. Коэффициент усиления является правосторонним операндом.
Saturate on integer overflow (флажок) – Подавлять переполнение целого. При установленном флажке ограничение сигналов целого типа выполняется корректно.
Блоки усилителей Gain и Matrix Gain есть один и тот же блок, но с разными начальными установками параметра Multiplication. Параметр блока Gain может быть положительным или отрицательным числом, как больше, так и меньше 1. Коэффициент усиления можно задавать в виде скаляра, матрицы или вектора, а также в виде вычисляемого выражения. В том случае если параметр Multiplication задан как Element-wise K*u, то блок выполняет операцию умножения на заданный коэффициент скалярного сигнала или каждого элемента векторного сигнала. В противном случае блок выполняет операцию матричного умножения сигнала на коэффициент заданный матрицей. По умолчанию коэффициент усиления является действительным числом типа double. Для операции поэлементного усиления входной сигнал может быть скалярным, векторным или матричным любого типа, за исключением логического (boolean). Элементы вектора должны иметь одинаковый тип сигнала. Выходной сигнал блока будет иметь тот же самый тип, что и входной сигнал. Параметр блока Gain может быть скаляром, вектором или матрицей любого типа, за исключением логического (boolean).
При вычислении выходного сигнала блок Gain использует следующие правила:
Если входной сигнал действительного типа, а коэффициент усиления комплексный, то выходной сигнал будет комплексным.
Если тип входного сигнала отличается от типа коэффициента усиления, то Simulink пытается выполнить приведение типа коэффициента усиления к типу входного сигнала. В том случае, если такое приведение невозможно, то расчет будет остановлен с выводом сообщения об ошибке. Такая ситуация может возникнуть, например, если входной сигнал есть беззнаковое целое (uint8), а параметр Gain задан отрицательным числом.
Блок вычисления производной Derivative
Выполняет численное дифференцирование входного сигнала.
Нет.
Для вычисления производной используется приближенная формула Эйлера:
где u – величина изменения входного сигнала за время t,
t – текущее значение шага модельного времени.
Значение входного сигнала блока до начала расчета считается равным нулю. Начальное значение выходного сигнала также полагается равным нулю. Точность вычисления производной существенно зависит от величины установленного шага расчета. Выбор меньшего шага расчета улучшает точность вычисления производной.
Данный блок используется для дифференцирования аналоговых сигналов. При дифференцировании дискретного сигнала с помощью блока Derivative его выходной сигнал будет представлять собой последовательность импульсов соответствующих моментам времени скачкообразного изменения дискретного сигнала.
Интегрирующий блок lntegrator
Выполняет интегрирование входного сигнала.
External reset – Внешний сброс. Тип внешнего управляющего сигнала, обеспечивающего сброс интегратора к начальному состоянию. Выбирается из списка:
none – нет (сброс не выполняется),
rising - нарастающий сигнал (передний фронт сигнала),
falling - спадающий сигнал (задний фронт сигнала),
either – нарастающий либо спадающий сигнал,
level – не нулевой сигнал (сброс выполняется если сигнал на управляющем входе становится не равным нулю);
В том случае, если выбран какой-либо (но не none), тип управляющего сигнала, то на изображении блока появляется дополнительный управляющий вход. Рядом с дополнительным входом будет показано условное обозначение управляющего сигнала.
Initial condition source — Источник начального значения выходного сигнала. Выбирается из списка:
internal – внутренний
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:
Ноль, если интегратор не находится на ограничении.
+1, если выходной сигнал интегратора достиг верхнего ограничивающего предела.
-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. На пример, при установке начальных условий через внешний порт или при сбросе интегратора через порт сброса. Выходной сигнал с этого порта может использоваться также для организации взаимодействия с управляемой подсистемой.
Блок вычисления суммы Sum
Выполняет вычисление суммы текущих значений сигналов.
Icon shape – Форма блока. Выбирается из списка.
- round – окружность,
rectangular – прямоугольник.
List of sign – Список знаков. В списке можно использовать следующие знаки:
+ (плюс), - (минус) и | (разделитель знаков).
Количество входов и операция (сложение или вычитание) определяется списком знаков параметра List of sign, при этом метки входов обозначаются соответствующими знаками. В параметре List of sign можно также указать число входов блока. В этом случае все входы будут суммирующими.
Если количество входов блока превышает 3, то удобнее использовать блок Sum прямоугольной формы.
Блок может использоваться для суммирования скалярных, векторных или матричных сигналов. Типы суммируемых сигналов должны совпадать. Нельзя, например, подать на один и тот же суммирующий блок сигналы целого и действительного типов.
Если количество входов блока больше, чем один, то блок выполняет поэлементные операции над векторными и матричными сигналами. При этом количество элементов в матрице или векторе должно быть одинаковым.
Если в качестве списка знаков указать цифру 1 (один вход), то блок можно использовать для определения суммы элементов вектора.
Установка параметров расчета и его выполнение
Перед выполнением расчетов необходимо предварительно задать параметры расчета. Задание параметров расчета выполняется в панели управления меню Simulation/Parameters. Вид панели управления приведен на Рис.
Рис. Панель управления
Окно настройки параметров расчета имеет 4 вкладки:
Solver (Расчет) — Установка параметров расчета модели.
Workspace I/O (Ввод/вывод данных в рабочую область) — Установка параметров обмена данными с рабочей областью MATLAB.
Diagnostics (Диагностика) — Выбор параметров диагностического режима.
Advanced (Дополнительно) — Установка дополнительных параметров.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
