主要内容

二阶积分器

二阶输入信号的集成

  • 库:
  • 金宝app模型/连续

  • 二阶积分器块

描述

二阶积分器块和二阶积分器有限块解决二阶初始值问题:

d 2 x d t 2 = u , d x d t | t = 0 = d x o , x | t = 0 = x o ,

在哪里u是系统的输入。块是一个动态系统,两个连续的状态:xdx / dt

请注意

这两个州都有一个数学关系,即dx / dt的导数是x。为了满足这种关系在整个模拟、仿真软件的地方各种限制块参数和行为。金宝app

二阶积分器有限块是相同的二阶积分器块除了它默认为限制美国基于指定的上限和下限。有关更多信息,请参见限制美国

金宝app®软件可以使用几种不同的数值积分方法计算块的输出。每个人都有优点为特定的应用程序。使用解算器面板的配置参数对话框中选择最适合您的应用程序的技术。(有关更多信息,请参见解算器选择标准)。所选的解算器计算的状态二阶积分器块在当前时间步使用当前的输入值。

使用块参数对话框:

  • 指定每个状态初始条件的来源是否内部或外部

  • 指定一个初始条件值状态

  • 定义在上限和下限或这两个州

  • 为每个状态指定绝对公差

  • 指定这两个州的名字

  • 选择外部复位状态

  • 使讨论二阶导数过零检测

  • 重新启动dx / dt当x达到饱和

  • 指定模型忽视国家限制和外部金宝app重置为线性化操作

定义初始条件

你可以定义每个状态的初始条件单独作为一个参数块对话框或从外部信号输入其中一个或两个。

  • 定义状态的初始条件x作为一个整体参数,使用源x初始条件下拉菜单选择内部并输入中的值x初始条件字段。

  • 提供初始条件从外部源状态x,指定源x初始条件参数,外部。一个额外的输入端口出现在块中。

  • 定义状态的初始条件dx / dt作为一个整体参数,使用初始条件dx / dt来源下拉菜单选择内部并输入中的值初始条件dx / dt字段。

  • 提供初始条件从外部源状态dx / dt,指定初始条件dx / dt来源作为外部。一个额外的输入端口出现在块中。

如果你选择使用外部源两种状态的初始条件,你块如下所示。

请注意

  • 金宝app仿真软件不允许初始条件的值

  • 如果你极限状态x或状态dx / dt通过指定饱和限制(见限制美国)和一个或多个初始条件超出了相应的限制,然后各自的状态是初始化到最近的有效值和一组一致的初始条件计算。

限制美国

建模时一个二阶系统,您可能需要限制块。例如,气缸内的活塞的运动是由牛顿第二定律,并限制活塞位置(x)。与二阶积分器块,可以限制美国xdx / dt相互独立的。你甚至可以改变模拟期间的限制;然而,你不能改变是否美国是有限的。一个重要要遵循的原则是一个上限必须严格大于其相应的下限。

块的外观变化时限制一个或两个州。这两个州有限,块如下所示。

对于每一个国家,您可以使用块参数对话框设置合适的饱和限制。

限制x只有

如果你使用二阶积分器有限块,在默认情况下这两个州是有限的。但是你也可以手动极限状态x二阶积分器块通过选择限制x和进入限制在适当的参数字段。

块然后确定状态的值如下:

  • x小于或等于其下限的值x其下限和举行吗dx / dt设置为零。

  • x在较低和上限之间,这两个州遵循的轨迹二阶的颂歌。

  • x大于或等于其上限的价值x其上限和举行吗dx / dt设置为零。

你可以选择重新初始化dx / dt一个新值时x达到饱和。看到重新初始化dx / dt当x达到饱和

限制dx / dt只有

与国家x,国家dx / dt默认设置为有限的dx / dt面板的二阶积分器有限块对话框。您可以手动设置这个参数,限制dx / dt,在二阶积分器块。在这两种情况下,您必须输入适当的限制dx / dt

如果你只限制dx / dt,那么块确定的值dx / dt如下:

  • dx / dt小于或等于其下限的值dx / dt举行它的下限。

  • dx / dt在较低和上限之间,这两个州遵循的轨迹二阶的颂歌。

  • dx / dt大于或等于其上限的价值dx / dt举行其上限。

当状态dx / dt或降低上限,举行的价值x由一阶初值问题:

d x d t = l , x ( t l ) = x l ,

在哪里ldx / dt限制(上或下),tl是时候dx / dt达到这个极限xl的值是国家吗x在那个时候。

限制这两个州

当你限制这两个州,仿真软件维护数学一致性的州通过限制的许金宝app用值的上限和下限dx / dt。这样的限制是必要的,以满足以下约束条件:

  • x是饱和的限制,的价值dx / dt必须是零。

  • 为了让x离开这个上限的价值dx / dt必须严格负面的。

  • 为了让x离开其下限的值dx / dt必须严格正的。

在这种情况下,的上限dx / dt必须严格正的下限dx / dt必须严格负面的。

在每一个状态都是有限的,决定了块状态如下:

  • 每当x能够达到的极限,由此产生的行为描述的是一样的,“只限制x”。

  • 每当dx / dt达到一个极限,由此产生的行为描述的是一样的,“只限制dx / dt”——包括计算x时使用一阶的颂歌dx / dt是举行它的一个限制。在这种情况下,当x达到一个极限,它是限制和举行dx / dt设置为零。

  • 无论何时都同时达到各自的限制,国家所有x行为覆盖dx / dt行为保持一致性的州。

限制这两个州时,您可以选择重新初始化dx / dt时的状态x达到饱和。如果初始化值超出指定的限制dx / dt,然后dx / dt重新初始化以最有效的价值和一组一致的初始条件计算。看到重新初始化dx / dt当x达到饱和

重置状态

块可以重置其国家指定的初始条件基于一个外部信号。导致块复位状态,选择其中的一个外部复位的选择上属性窗格。一块触发端口出现在低于其输入端口和显示触发类型。

  • 选择不断上升的重置状态复位信号时,从零到一个积极的价值,从消极到积极的价值,或消极的价值为零。

  • 选择下降时重置状态复位信号从一个积极的价值为零,从正到负价值,或者从零到负面的。

  • 选择要么时重置状态复位信号变化从零到一个非零值或改变的迹象。

复位端口直接引线。如果块输出反馈到这个港口,直接或通过一系列块直接引线,一个代数循环(见结果代数循环概念)。

使讨论二阶导数过零检测

该参数控制是否启用零交点检测这一块。默认情况下,使讨论二阶导数过零检测参数被选中的属性窗格。然而,如果该参数只有在影响讨论二阶导数过零控制,在解算器面板的配置参数对话框中,设置使用本地设置。有关更多信息,请参见讨论二阶导数过零检测

重新初始化dx / dtx达到饱和

对于特定的建模应用程序,dx / dt时,必须初始化状态x达到限制为了拉x立即的饱和。你可以通过选择来实现这一点重新启动dx / dt当x达到饱和属性窗格。

如果这个选项,然后在瞬间x达到饱和时,模型检查的当前值金宝appdx / dt初始条件(参数或信号)允许状态x立即离开饱和。如果是这样,仿金宝app真软件重新启动状态dx / dt与初始条件的值(参数或信号)在那一瞬间。如果不是,模型忽金宝app略了这个参数在当前的即时和集dx / dt为零块状态一致。

该参数仅适用于时x真正达到饱和极限。它在未来的任何时候不适用x正在举行饱和度。

指的是部分限制美国的更多信息。例如,看到的模拟一个弹跳球

无视国家限制和外部重置为线性化

通过线性化的情况你简化你的模型,你可以仿真软件不顾美国的限制和外部重置通过选择金宝app忽视国家限制和线性化的重置

指定块输出绝对宽容

默认情况下仿真软件软件金宝app使用绝对公差值中指定配置参数对话框(见误差公差变步解决者)计算积分器的输出块。如果这个值没有提供足够的错误控制,指定一个更合适的值的状态x绝对宽容x场和国家dx / dt绝对宽容dx / dt字段的参数对话框。金宝app仿真软件使用您指定的值来计算物体的状态值。

指定的显示输出端口

您可以控制是否显示x或者是dx / dt输出端口使用ShowOutput参数。你可以显示一个输出端口;然而,您必须选择至少一个。

指定国家的名字

您可以指定的名称x州和dx / dt国家使用StateNameXStateNameDXDT参数。然而,您必须指定名称或没有;你不能指定名称x或者只是dx / dt。国家名称必须有相同的类型和长度。此外,人名的数目必须均匀分裂的状态数。

选择所有选项

当你选择所有选项,块图标看起来是这样的。

港口

输入

全部展开

输入信号u积分器系统,指定为一个标量、向量或矩阵。

数据类型:

外部信号指定初始条件x0积分器系统。您可以指定初始条件作为一个标量,矢量、矩阵。

依赖关系

要启用这个输入端口,设置源x初始条件参数外部

数据类型:

外部信号指定初始条件dx0积分器系统。您可以指定初始条件dx0作为标量、向量或矩阵。

依赖关系

要启用这个输入端口,设置初始条件dx / dt来源参数外部

数据类型:

输出

全部展开

x状态输出信号,提供作为标量、向量或矩阵。

数据类型:

dx状态输出信号,指定为一个标量、向量或矩阵。

数据类型:

参数

全部展开

x

指定源初始条件的状态x

  • 内部——获得状态的初始条件xx初始条件参数。

  • 外部——获得状态的初始条件x从外部连接X0输入端口。

限制

金宝app仿真软件的软件不允许这一块的初始条件

依赖关系

选择内部使x初始条件参数和删除X0输入端口。

选择外部禁用x初始条件参数,使X0输入端口。

编程使用

块参数:ICSourceX
类型:特征向量,字符串
价值观:“内部”|“外部”
默认值:“内部”

指定状态的初始条件x

限制

金宝app仿真软件的软件不允许这一块的初始条件

依赖关系

要启用该参数,设置源x初始条件内部

设置源x初始条件外部禁用此参数,使X0输入端口。

编程使用

块参数:ICX
类型:特征向量,字符串
价值观:标量| |向量矩阵
默认值:“0.0”

极限状态x块之间的一个值下限x上限x参数。默认值的二阶积分器。默认值的二阶积分器有限

  • 对极限状态x之间的一个值下限x上限x参数,选中此复选框。

  • 删除范围限制的状态x清除此复选框。

依赖关系

选择此复选框允许上限x下限x参数。

编程使用

块参数:LimitX
类型:特征向量,字符串
价值观:“关闭”|“上”
默认值:“关闭”(二阶积分器)|“上”(二阶积分器有限)

指定的上限x。默认值为二阶积分器。默认值为二阶积分器有限1

提示

状态的饱和上限x必须严格大于饱和下限。

依赖关系

要启用该参数,选择限制x复选框。

编程使用

块参数:UpperLimitX
类型:特征向量,字符串
价值观:' 1 ' | |“正”标量| |向量矩阵
默认值:' 1 '(二阶积分器有限)|“正”(二阶积分器)

指定的下限x。默认值为二阶积分器。默认值为二阶积分器有限0

提示

较低的饱和限制状态x必须严格小于饱和上限。

依赖关系

要启用该参数,选择限制x复选框。

编程使用

块参数:LowerLimitX
类型:特征向量,字符串
价值观:' 0 ' | |“无穷”标量| |向量矩阵
默认值:' 0 '(二阶积分器有限)|“负”(二阶积分器)

使包装的x之间的包装上x的值包装x低价值参数。使包装的x消除了需要讨论二阶导数过零检测,减少了求解程序重置,提高解算器的性能和准确性,增加仿真时间跨度建模时旋转和循环状态轨迹。

如果您指定包装上x的值作为包装x低价值作为,包装将永远不会发生。

依赖关系

选择此复选框允许包装上x的值包装x低价值

编程使用

块参数:WrapX
类型:特征向量,字符串
价值观:“关闭”|“上”
默认值:“关闭”

指定包装上面的值x

依赖关系

要启用该参数,选择用x复选框。

编程使用

块参数:WrappedUpperValueX
类型:特征向量,字符串
价值观:标量| |向量矩阵
默认值:“π”

指定包装的低价值x

依赖关系

要启用该参数,选择用x复选框。

编程使用

块参数:WrappedLowerValueX
类型:特征向量,字符串
价值观:标量| |向量矩阵
默认值:“-π”

为计算状态指定绝对宽容x

  • 您可以输入汽车1积极的真正的标量或矢量。

  • 如果你输入汽车或1,仿真软件金宝app使用中的绝对公差值(参见配置参数对话框解算器窗格中)计算状态x

  • 如果你输入一个真正的标量值,这个值将覆盖配置参数对话框中的绝对宽容和用于计算x州。

  • 如果你进入一个真正的向量,这个向量的维数必须匹配的尺寸状态x。这些值覆盖绝对宽容在配置参数对话框中。

编程使用

块参数:AbsoluteToleranceX
类型:特征向量,字符串
价值观:“汽车”|' 1 '|任何积极的真正的标量或矢量
默认值:“汽车”

分配一个唯一的名称x

提示

  • 分配一个名称到一个状态,输入名称之间的引用,例如,位置”。

  • 分配到多个名字x州,输入括号包围的逗号分隔列表,例如,{' a ', ' b ', ' c '}。每个名称必须是唯一的。

  • 国家名称仅适用于选定的块。

  • 如果你指定一个州的名字x,您还必须指定一个名称dx / dt

  • 国家的名称xdx / dt必须有相同的类型和长度。

  • 必须是均匀的状态数除以一些国家的名字。您可以指定名称少于x州,但你不能指定多个名称x州。例如,您可以指定两个系统有四个州的名字。第一个名称适用于前两个州和第二个名字最后两个州。然而,您必须是一致的,应用相同的计划,国家名称dx / dt

  • 分配国家名称与MATLAB中的一个变量®工作区,输入变量没有引号。一个变量可以是一个特征向量,字符串或一个单元阵列。

编程使用

块参数:StateNameX
类型:特征向量,字符串
价值观:' '|用户定义
默认值:' '

dx / dt

指定源状态的初始条件dx / dt作为内部外部

限制

金宝app仿真软件的软件不允许这一块的初始条件

依赖关系

  • 选择内部使初始条件dx / dt参数和删除dx0输入端口。

  • 选择外部禁用初始条件dx / dt参数,使dx0输入端口。

编程使用

块参数:ICSourceDXDT
类型:特征向量
价值观:“内部”|“外部”
默认值:“内部”

指定状态的初始条件dx / dt

限制

金宝app仿真软件的软件不允许这一块的初始条件

依赖关系

  • 设置初始条件dx / dt来源内部支持这个参数。

  • 设置初始条件dx / dt来源外部禁用这个参数。

编程使用

块参数:ICDXDT
类型:特征向量
价值观:标量| |向量矩阵
默认值:“0.0”

限制dx / dt块之间的一个值下限dx / dtdx / dt上限参数。默认值的二阶积分器。默认值的二阶积分器有限

提示

如果你设置饱和度限制x,然后定义的时间间隔dx / dt上限下限dx / dt必须包含零。

依赖关系

选择此复选框允许dx / dt上限下限dx / dt参数。

编程使用

参数:LimitDXDT
类型:特征向量
价值观:“关闭”|“上”
默认值:“关闭”(二阶积分器)|“上”(二阶积分器有限)

为国家指定的上限dx / dt

依赖关系

如果你限制x该参数,那么必须有一个严格的积极价值。

要启用该参数,选择限制dx / dt复选框。

编程使用

块参数:UpperLimitDXDT
类型:特征向量
价值观:标量| |向量矩阵
默认值:“正”

为国家指定下限dx / dt

依赖关系

如果你限制x该参数,那么必须有一个严格的负值。

要启用该参数,选择限制dx / dt复选框。

编程使用

块参数:LowerLimitDXDT
类型:特征向量
价值观:标量| |向量矩阵
默认值:“负”

为计算状态指定绝对宽容dx / dt

  • 您可以输入汽车,1,一个积极的真正的标量或矢量。

  • 如果你输入汽车1,然后仿真软件金宝app使用绝对公差值的配置参数对话框(见解算器窗格中)计算dx / dt块的输出。

  • 如果你输入一个数值,该值将覆盖绝对宽容在配置参数对话框中。

编程使用

块参数:AbsoluteToleranceDXDT
类型:特征向量、字符串标量或矢量
价值观:“汽车”|' 1 '|任何积极的真正的标量或矢量
默认值:“汽车”

分配一个唯一的名称dx / dt

提示

  • 分配一个名称到一个状态,输入名称之间的引用,例如,“速度”。

  • 分配到多个名字dx / dt州,输入括号包围的逗号分隔列表,例如,{' a ', ' b ', ' c '}。每个名称必须是唯一的。

  • 国家名称仅适用于选定的块。

  • 如果你指定一个州的名字dx / dt,您还必须指定一个名称x

  • 国家的名称xdx / dt必须有相同的类型和长度。

  • 必须是均匀的状态数除以一些国家的名字。您可以指定名称少于dx / dt州,但你不能指定多个名称dx / dt州。例如,您可以指定两个系统有四个州的名字。第一个名称适用于前两个州和第二个名字最后两个州。然而,您必须是一致的,应用相同的计划,国家名称x

  • 分配状态与MATLAB的工作区中一个变量名称,输入变量没有引号。一个变量可以是一个特征向量,字符串,或一个单元阵列。

编程使用

块参数:StateNameDXDT
类型:特征向量,字符串
价值观:' '|用户定义
默认值:' '

属性

重置状态的初始条件触发事件发生时复位信号。

  • 没有一个——不重置状态的初始条件。

  • 不断上升的——重置状态复位信号时,从零到一个积极的价值或从消极到积极的价值。

  • 下降——重置状态时,复位信号从一个积极的价值为零或从正到负价值。

  • 要么——复位复位信号时的状态变化从零到一个非零值或改变的迹象。

编程使用

块参数:ExternalReset
类型:特征向量,字符串
价值观:“没有”|“上升”|“下降”|“不是”
默认值:“没有”

选择启用零交点检测。有关更多信息,请参见讨论二阶导数过零检测

编程使用

参数:ZeroCross
类型:特征向量,字符串
价值观:“上”|“关闭”
默认值:“上”

在即时状态x达到饱和时,重置dx / dt到目前的初始条件。

提示

dx / dt使初始条件必须有一个值x立即离开饱和。否则,模型忽略了初始条金宝app件dx / dt保持数学块状态的一致性。

编程使用

块参数:ReinitDXDTwhenXreachesSaturation
类型:特征向量,字符串
价值观:“关闭”|“上”
默认值:“关闭”

用于线性化,模型忽略指定的限制和外部复位状态。金宝app

编程使用

块参数:IgnoreStateLimitsAndResetForLinearization
类型:特征向量,字符串
价值观:“关闭”|“上”
默认值:“关闭”

指定输出端口。

  • 这两个——显示xdx / dt输出端口。

  • x——只显示x输出端口。

  • dx / dt——只显示dx / dt输出端口。

编程使用

块参数:ShowOutput
类型:特征向量,字符串
价值观:“两个”|“x”|“dxdt”
默认值:“两个”

块特征

数据类型

直接引线

是的

多维信号

没有

适应信号

没有

讨论二阶导数过零检测

是的

扩展功能

介绍了R2010a