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入力信号を2阶积分
金宝app模型/连续
二阶积分器ブロックと二阶积分器有限ブロックは2次初期値問題を解きます。
ここでuは,システムへの入力です。したがって,ブロックは2つの連続状態を有する動的システムです。xとdx / dtの2つがあります。
メモ
この2つの状態には数学的関係があります。つまり,dx / dtはxの導関数です。シミュレーションを使ってこの関係を満たすために,金宝app仿真软件はブロックのパラメーターと動作にさまざまな制約をつけます。
二阶积分器有限ブロックは,既定の設定で指定の上下限に基づいて状態を制限するという点以外では,二阶积分器ブロックと同じです。詳細については,状态の制限を参照してください。
金宝app®ソフトウェアは,ブロックの出力を计算するために复数の异なる数値积分法を利用することができます。各积分法はそれぞれ特定のアプリケーションで利点をもっています。[コンフィギュレーションパラメーター]ダイアログボックスの[ソルバー]ペインを使用してアプリケーションに最も適した技法を選択してください(詳細については,ソルバーの選択基準を参照してください)。選択されたソルバーは,現在の入力値を使用して現在のタイムステップでの二阶积分器ブロックの状態を計算します。
ブロックパラメーターのダイアログボックスは,以下に使用できます。
各状態の初期条件のソースが内部または外部であるかを指定する
状態の初期条件の値を指定する
一方または両方の状態の上下限を定義する
各状態の絶対許容誤差を指定する
両方の状態の名前を指定する
外部リセット条件を選択する
ゼロクロッシング検出を有効にする
Xが饱和に达したときにDX / dt的を再初期化
金宝app仿真软件が線形化時に状態の制限と外部リセットを無視するよう指定する
各状態の初期条件は,このブロックのダイアログボックスでパラメーターとして個々に定義するか,または外部信号から入力できます。
状态Xの初期条件をブロックパラメーターとして定义するには,[初期条件のソースX]ドロップダウンメニューから内部
を选択し,[初期条件X]フィールドに値を入力します。
状态Xの外部ソースから初期条件を取得するには,(初期条件ソースx]パラメーターを[外部]
に指定します。ブロックに追加の入力端子が表示されます。
状态DX / dt的の初期条件をブロックパラメーターとして定义するには,(初期条件ソースdx / dt]ドロップダウンメニューから内部
を选択し,(初期条件dx / dt]フィールドに値を入力します。
状態dx / dtの外部ソースから初期条件を取得するには,(初期条件ソースdx / dt]を外部
に指定します。ブロックに追加の入力端子が表示されます。
両方の状態の初期条件に外部ソースを使用する場合は,ブロックは次のように表示されます。
メモ
金宝app仿真软件では,正
または南
の初期条件の値を指定することはできません。
飽和の範囲を指定して(状态の制限を参照),状態xまたは状態dx / dtを制限したときに,1つ以上の初期条件が対応する範囲外にある場合,各状態は最も近い有効な値に初期化され,矛盾のない初期条件が計算されます。
2次システムのモデルを作成する場合は,ブロックの状態を制限しなければならない場合があります。たとえば,円筒内のピストンの動きはニュートンの第2法則によって制御されており,ピストンの位置(x)に制約があります。二阶积分器ブロックを使用すると,状態xとdx / dtを独立して制限することができます。シミュレーション中,制限値を変更できますが,状態が制限されているかどうかは変更できません。上限は対応する下限より大きくするという重要な規則に必ず従ってください。
ブロックの外観は一方または両方の状態を制限する場合に変更されます。両方の状態を制限した場合,ブロックは次のようになります。
各状態には[ブロックパラメーター]ダイアログボックスを使用して,適切な飽和の制限値を設定できます。
二阶积分器有限ブロックを使用すると,既定で両方の状態が制限されます。ただし,(制限x]を选択し,适切なパラメーターフィールドに制限値を入力して,二阶积分器ブロックの状态Xを手动で制限することもできます。
ブロックでは,状態の値は次のように決まります。
Xが下限値以下の场合中,xの値はその下限値のままで,DX / dt的はゼロに设定されます。
xが上限値と下限値の間にある場合,両方の状態は2次颂歌によって与えられた軌跡に従います。
xが上限値以上の場合,xの値はその上限値のままで,dx / dtはゼロに設定されます。
xが飽和に達したときにdx / dtを新しい値に再初期化するように設定できます。Xが饱和に达した场合のDX / dt的の再初期化を参照してください。
状態x同様,状態dx / dtは既定の設定で,二阶积分器有限ブロックのダイアログボックスの[DX / DT]ペインで制限付きで设定されます。この[制限DX / DT]パラメーターは,二阶积分器ブロックで手动によって设定できます。いずれの场合も,DX / dt的に対して适切な制限値を入力しなければなりません。
状態dx / dtのみを制限する場合,ブロックは次のようにdx / dtの値を決めます。
dx / dtが下限値以下である場合,dx / dtの値はその下限値のままです。
dx / dtが上限値と下限値の間にある場合,両方の状態は2次颂歌によって与えられた軌跡に従います。
DX / dt的が上限値以上の场合,DX / dt的の値はその上限値のままです。
状態dx / dtがその上限値または下限値のままである場合,xの値は1次初期値問題によって制御されます。
ここでLはdx / dt制限値(上限または下限),tlはDX / dt的がこの制限値に达した时间中,xlはその時間における状態xの値をそれぞれ示します。
両方の状態を制限する場合,金宝app仿真软件はdx / dtの上限値と下限値に指定できる値を制限して,状態の数学的な整合性を維持します。このような制約は,次の制限を満たすために必要です。
xがその飽和の制限値に達している場合は,dx / dtの値をゼロにしなければなりません。
xが上限を脱出するには,dx / dtの値は厳密に負の値でなければなりません。
Xが下限を脱出するには,DX / dt的の値は厳密に正の値でなければなりません。
このような场合は,DX / dt的の上限は厳密に正の値で,DX / dt的の下限は厳密に负の値でなければなりません。
両方の状態が制限されている場合,ブロックでは次のように状態が決まります。
Xが制限値に达すると,「Xのみを制限」で说明したのと同じ动作が生成されます。
DX / dt的がいずれかの制限値に达すると,「DX / dt的のみの制限」で说明したのと同じ动作(DX / dt的がいずれかの制限値のままの场合に1次ODEを使用してXを计算する动作を含む)が生成されます。このような场合,Xはいずれかの制限値に达すると,その制限値のままで,DX / dt的はゼロに设定されます。
ともに個々の制限値に同時に達した場合は,xの動作はdx / dtの動作を上書きして,状態の整合性を維持します。
両方の状態を制限する場合,xが飽和に達したときにdx / dtを再初期化するように設定できます。再初期化された値がdx / dtで指定された範囲外の場合,dx / dtは最も近い有効な値に再度初期化され,矛盾のない初期条件が計算されます。Xが饱和に达した场合のDX / dt的の再初期化を参照してください。
このブロックは,そのブロックの状態を外部信号に基づいて指定された初期条件にリセットできます。ブロックが状態をリセットするようにするには,[属性]ペインの(外部リセット]の选択肢の1つを选択します。ブロックの入力端子の下にトリガー端子が表示されて,トリガータイプを示します。
立ち上がり
を选択すると,リセット信号が0から正の値に,负の値から正の値に,负の値から0に立ち上がるときに,状态をリセットします。
立ち下がり
を選択すると,リセット信号が正の値から0に正の値から負の値に,0から負の値に立ち下がるときに,状態をリセットします。
両方
を選択すると,リセット信号が0から非ゼロに,または符号が変化するときに,状態をリセットします。
リセット端子は直达をもちます。ブロック出力がこの端子に(直接に,または直达のある一连のブロックを介して)フィードバックする场合,代数ループが生成されます(代数ループの概念を参照)。
このパラメーターは,ゼロクロッシングがこのブロックに対して有効かどうかを制御します。既定の設定で,[ゼロクロッシング検出を有效にする]パラメーターが[属性]ペインで选択されています。ただし,このパラメーターは[コンフィギュレーションパラメーター]ダイアログボックスの[ソルバー]ペインの[ゼロクロッシングコントロール]が[ローカル設定を利用)
に設定されている場合にのみ有効です。詳細については,ゼロクロッシング検出を参照してください。
特定のモデリングアプリケーションでは,xが飽和からすぐに抜け出るために,状態xが限界に達したときにdx / dtを再初期化しなければなりません。この条件を満たすには,[属性]ペインの[xが飽和に達したときにdx / dtを再初期化)を選択します。
このオプションがオンの場合は,xが飽和した時点で,仿金宝app真软件はdx / dt初期化条件の現在の値(パラメーターまたは信号)を使用して,状態xが飽和からすぐに抜け出すことができるかどうかを確認します。できる場合は,その時点で初期化条件の値(パラメーターまたは信号)によって状態dx / dtが再初期化されます。できない場合は,ブロックの状態が矛盾しないように,現時点でこのパラメーターは無視され,dx / dtはゼロに設定されます。
このパラメーターは,xが実際に飽和の制限値に達した時点でのみ適用されます。xが飽和状態に維持された今後の時刻では適用されません。
详细は,状态の制限の节を参照してください。例については,跳ねるボールのシミュレーションを参照してください。
モデルを線形化して簡素化する場合は,[状态制限を无视し,线形化のためにリセット]を選択して,金宝app仿真软件で状態の制限と外部リセットを無視するようにします。
既定の設定で,金宝app仿真软件は[コンフィギュレーションパラメーター]ダイアログボックス(可変ステップソルバーの許容誤差を参照)で指定した绝対许容误差を使用して,集成ブロックの出力を计算します。この値で十分な误差制御を得られない场合は,より适切な値を,パラメーターダイアログボックスの[絶対許容誤差x]フィールドの状态Xと[绝対许容误差DX / DT]フィールドの状態dx / dtに指定します。金宝app仿真软件は,指定した値を使用してブロックの状態値を計算します。
ShowOutput
パラメーターを使用して,X出力端子またはDX / dt的出力端子を表示するかどうかを制御できます0.1つまたは両方の出力端子を表示できますが,少なくとも1つを选択しなければなりません。
StateNameX
パラメーターとStateNameDXDT
パラメーターを使用すると中,x状态およびDX / dt的状态の名前を指定できます。ただし,両方の名前を指定するか,いずれも指定しないようにしなければなりません.XかDX / dt的の片方の名前を指定することはできません。両方の状态名は,同じ型と长さでなければなりません。さらに,状态の数が名前の数で割り切れなければなりません。
すべてのオプションが選択された場合,ブロックアイコンは次のようになります。
データ型 |
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直接フィードスルー |
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多次元信号 |
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可変サイズの信号 |
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ゼロクロッシング検出 |
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