对信号进行离散时间积分或积累
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使用离散时间积分器块代替积分器块创建一个纯粹的离散模型。使用离散时间积分器块,您可以:
在块对话框上定义初始条件或作为块的输入
定义输入增益(K)值
输出块状态
限定上部和下部上的积分范围
复位状态与一个额外的复位输入
用第一步,块状态n = 0的
与任一初始输出y (0) = IC
或初始状态x (0) = IC
,这取决于初始条件设置参数值。
对于给定的步骤n > 0
仿真时间t (n)
,仿金宝app真软件®更新输出y (n)
如下:
向前欧拉方法:
y(n) = y(n-1) + K*[t(n) - t(n-1)]*u(n-1)
后欧拉方法:
y(n) = y(n-1) + K*[t(n) - t(n-1)]*u(n)
梯形方法:
y(n) = y(n-1) + K*[t(n)-t(n-1)]*[u(n)+u(n-1)]/2
金宝appSimulink根据块采样时间自动选择这些输出方程的状态空间实现,它可以是显式的或触发的。当使用显式采样时间时,t (n) - t (n - 1)
减少了采样时间T.
对所有n > 0
.
该块可以集成或累加使用正向欧拉向后欧拉的信号,或梯形方法。假使,假设你
是输入,y
输出是,和X
是国家所有。对于给定的步骤N
仿真金宝app软件更新y (n)
和X(N + 1)
.在集成模式中,T.
块样本时间(deltaT.
在触发采样时间的情况下)。在积累模式下,T = 1
.块采样时间决定了何时计算输出,而不是输出值。K.
是增益值。值根据上限或下限削波。
前向欧拉法(默认),也称为前向矩形,或左向近似
该软件近似的1 / s
作为T /(Z-1)
.步骤块的输出表达式N
是:
x(n+1) = x(n) + K*T*u(n) y(n) = x(n)
块使用下列步骤来计算输出:
步骤0:y (0) = IC(如果必要夹)x (1) = y (0) + K * T * u(0)步骤1:y (1) = x (1) (2) = x (1) + K * T * u (1) n步:y (n) = x (n) (n + 1) = x (n) + K * T * u (n)(如果必要夹)
使用这种方法,输入端口1没有直接馈通。
反向欧拉法,又称反向矩形近似或右近似
该软件近似的1 / s
作为T * z / (z 1)
.步骤块输出的结果表达式N
是
y(n) = y(n-1) + K*T*u(n)
让x (n) = ((n) 1)
.块使用这些步骤来计算输出。
如果参数初始条件设置被设置为输出
或汽车
对于触发子系统和函数调用子系统:
第一步:y(0) = IC(如果有必要被剪切)x(1) = y(0)
如果参数初始条件设置被设置为汽车
non-triggered子系统:
步骤0:x (0) = IC(必要时剪)x (1) = y (0) (0) = x + K * T * u(0)步骤1:x y (1) = (1) + K * T * u (1) x (2) = y (1) n步:y (n) = x (n) + K * T * u (n) x (n + 1) = y (n)
使用这种方法,输入端口1直接馈通。
对于这种方法,软件进行了近似1 / s
作为T / 2 * (z + 1) / (z 1)
.
当T.
是固定的(等于采样周期),计算输出的表达式为:
x (n) = y (n - 1) + K * T u (n - 1) / 2 * y (n) = x (n) + K * T / 2 * u (n)
如果参数初始条件设置被设置为输出
或汽车
对于触发子系统和函数调用子系统:
x(1) = y(0) + K*T/2*u(0)
如果参数初始条件设置被设置为汽车
non-triggered子系统:
步骤0:X(0)= IC(如果必要的话限幅)Y(0)= X(0)+ K * T / 2 * U(0)X(1)= Y(0)+ K * T / 2 *U(0)步骤1:Y(1)= X(1)+ K * T / 2 * U(1)×(2)= Y(1)+ K * T / 2 * U(1)步骤N:Y(N)= X(N)+ K * T / 2 * U(N)×(N + 1)= Y(N)+ K * T / 2 * U(n)的
在这里,X(N + 1)
是对下一次输出的最佳估计。在这一点上,它与国家是不同的x(n)
不等于y (n)
.
使用这种方法,输入端口1直接馈通。
当T.
是一个变量(例如,从触发时间获得),块使用这些步骤来计算输出。
如果参数初始条件设置被设置为输出
或汽车
对于触发子系统和函数调用子系统:
第一步:y(0) = IC(如果有必要被剪切)x(1) = y(0)
如果参数初始条件设置被设置为汽车
non-triggered子系统:
步骤0:x (0) = IC(必要时剪)x (1) = y (0) (0) = x + K * T / 2 * u(0)步骤1:x y (1) = (1) + T / 2 * (u (1) + u (0)) x (2) = y (1) n步:y (n) = x (n) + T / 2 * (u (n) + u (n - 1)) x (n + 1) = y (n)
你可以将初始条件定义为块对话框中的参数,或者从外部信号输入:
要定义的初始条件作为一个块参数,设置初始条件的来源参数内部
并将值输入初始条件文本框中。
要从外部来源提供初始条件,设置初始条件的来源参数外部的
.一个额外的输入端口出现在块上。
使用状态端口而不是输出端口:
当块的输出通过复位端口或初始条件端口反馈到块,造成一个代数循环。有关示例,请参见sldemo_bounce_two_integrators
模型。
当您希望将状态从一个有条件执行的子系统传递到另一个子系统时,可能会导致计时问题。例如,请参见建立离合器锁定模型.
您可以通过通过状态端口而不是输出端口传递状态来解决这些问题。金宝appSimulink生成的状态与输出的时间略有不同,这可以保护您的模型免受这些问题的影响。要输出块状态,请选择显示国家港口复选框。状态端口出现在块的顶部。
要将输出保持在特定的级别内,请选择限制输出复选框,并在相应的文本框中输入限制值。这样做会导致块作为一个有限的积分器。当输出达到极限时,积分动作关闭,以防止积分结束。在模拟过程中,您可以更改限制,但不能更改输出是否受到限制。该表显示了块如何确定输出。
积分 | 输出 |
---|---|
小于或等于所述低饱和限制输入是负的 | 举行的低饱和限制 |
之间的低饱和限制和饱和上限 | 积分 |
大于或等于饱和上限输入是正的 | 举行的饱和上限 |
要生成一个信号来指示何时状态被限制,请选择显示饱和港口复选框。一个新的饱和端口出现在块输出端口下面。
饱和信号有三个值之一:
1表示正在应用上限。
0表示积分不受限。
-1表示正在应用下限。
该块根据外部信号将其状态重置为指定的初始条件。要使块重置其状态,请选择外部复位参数选项。出现一个表示复位触发器类型的复位端口。
复位端口有直接馈通。如果块输出反馈到这个端口,直接或通过一系列块直接馈通,一个代数循环的结果。要解决这个循环,请将块状态端口的输出输入重置端口。要访问块状态,请选择显示国家港口复选框。
这外部复位参数确定的复位信号触发复位的属性。触发选项包括:
不断上升的
—复位信号有上升沿时复位。例如,这张图显示了上升复位触发器对反向欧拉积分的影响。
下降
—复位信号有下降沿时复位。例如,这张图显示了下降的复位触发器对向后欧拉积分的影响。
要么
—复位信号上升或下降时复位。例如,下图显示了任一重置触发器对反向欧拉积分的影响。
水平
-复位信号非零时,将输出保持为初始状态。例如,这张图显示了水平重置触发器对反向欧拉积分的影响。
抽样水平
—当复位信号非零时,将输出重置为初始状态。例如,这张图显示了采样电平复位触发器对反向欧拉积分的影响。
这抽样水平
Reset选项需要更少的计算,使它比水平
重置选项。
请注意
为离散时间积分器块,所有触发检测都基于正值信号。例如,从-1到0的信号不被认为是上升沿,但从0到1的信号被认为是上升沿。
设置时启用简化初始化模式尚未得以确认的初始化检测来简化
在“配置参数”对话框中。如果使用简化的初始化模式,则离散时间积分器块不同于经典的初始化模式。在这些情况下,新的初始化行为更健壮,并提供更一致的行为:
在代数循环
启用和禁用
当比较使用触发采样时间和显式采样时间的结果时,其中块被触发的速率与显式采样时间相同
简化的初始化模式使转换更容易连续时间积分器块离散时间积分器块,因为初始条件对两个块都有相同的意义。
有关经典和简化初始化模式的更多信息,请参见尚未得以确认的初始化检测.
使用简化的初始化模式时初始条件设置设置为输出
对于触发和函数调用子系统,块的启用和禁用行为简化如下。
在关闭时间T.D.
:
y (tD.)= Y(吨D.1)
在启用时间T.E.
:
如果父子系统控制端口有州时启用设置为重置
:
y (tE.) = IC。
如果父子系统控制端口有州时启用设置为举行
:
y (tE.)= Y(吨D.).
下图显示了这种情况。
使用简化初始化模式时,不能将离散时间积分器块在迭代器子系统块中。
在简化的初始化模式中,Iterator子系统不维护运行时间。因此,如果一个离散时间积分器块,它需要消耗时间,被放置在一个迭代器子系统块中,Simulink报告一个错误。金宝app
假设您有一个函数调用子系统,它包含一个启用的子系统,该子系统包含一个离散时间积分器块。应用以下行为。
积分器的方法 | 函数调用触发端口的采样时间类型 | 的价值δT 启用后函数调用子系统第一次执行时 |
行为的原因 |
---|---|---|---|
向前欧拉 |
触发 |
|
当函数调用子系统第一次执行时,积分器算法使用 |
反向欧拉和梯形 |
触发 |
|
当函数调用子系统第一次执行时,积分器算法使用 |
前欧拉,后欧拉,梯形 |
周期 |
函数调用生成的采样时间 |
在周期模式下离散时间积分器的函数调用生成器的示例时间 |
数据类型 |
|
直接引线 |
|
多维信号 |
|
适应信号 |
|
过零检测 |
|