主要内容

频率和时间模拟模式

频率和时间模拟模式通过让您增加变量求解器的最大步长来加速具有单一标称频率的系统模拟。这种模式还允许您使用物理信号库的周期运算符子库中的块来执行此类系统的相量分析。

根据您的任务,您可以在时间和频率与时间模拟模式之间切换,而无需修改模型。例如,使用时间仿真模式来研究瞬态效应,然后切换到频率和时间模式来进行模型的相量分析。

加速模型模拟

针对线性和线性参数变(LPV)系统,提出了频率-时间方程的公式。由于求解器的步长不再受标称频率周期的限制,因此使用变步长求解器加快了仿真速度。

频率-时间仿真模式是在改变物理网络标称频率方程的基础上建立的ω0通过将其变量分为两类:

  • 时间变量,相对于名义周期2π/变化缓慢ω0

  • 频率变量是正弦的,表示名义频率下的强迫响应,xdx+一个xcos (ω0t)+bxsin (ω0t

在时间模拟模式中,求解器的步长通常被限制在标称频率周期的一小部分。在频率与时间模拟模式中,频率或的表示,变量作为正弦波允许变量求解器采取更大的步骤。在使用三相的复杂机器系统中,加速效果特别明显Simscape™电气™块。

当你在频率和时间模拟模式下运行一个模型时,软件会自动检测标称频率并确定哪些变量是(频率)和哪些是(时间)。

为了从改进的性能中获益,系统中的时间变量应该具有缓慢的动态。如果时间变量的时间常数与标称频率周期相当或小于,则此类系统的频率-时间模拟将会很慢(由于需要大量的时间步长来解决这些动态问题),并且可能不准确。在这种情况下,使用时间模拟模式。

频率和时间仿真的变量初始化

频率时间方程的变量初始化遵循以下规则:

  • 对于时间变量和代数频率变量,保留初始化目标和优先级。

  • 对于动态频率变量,初始化优先级切换为没有一个因为解算器使用了这些变量的正弦稳态近似。

限制

频率与时间方程公式适用于具有单一标称频率的系统。换句话说:

  • 模型的物理网络中必须至少有一个正弦源。

  • 如果有多个正弦波源,它们必须都以相同的频率工作。

  • 物理网络之外的块,例如正弦波块,不被认为是有效的正弦源。

如果您试图在不符合上述标准的模型上运行频率和时间模拟,您将得到一条错误消息。

对一个模型进行正弦稳态分析

这个示例展示了如何在同一个模型上部署不同的模拟模式,这取决于您想要执行的分析类型。

本例中使用的传输线模型由50个相同的块构建而成,每个块代表单个t段。有关更多信息,请参见输电线路.模型有一个正弦源(交流电压),工作在额定频率200 MHz,这使它成为一个很好的频率和时间模拟的候选。

  1. 通过键入打开传输线示例模型ssc_transmission_line在MATLAB®命令窗口。

    扩展电压传感器子系统,该子系统包括电压传感器块,解算器配置块,PS-金宝appSimulink转换器块连接到作用域。

  2. 为了分析模型的瞬态行为,将其运行在时间仿真模式中。

    打开解算器配置块对话框,并验证方程公式参数设置为时间.模拟模型。

    您可以从仿真结果中观察传输延迟。

  3. 要进行相量分析,请切换到频率与时间仿真模式。

    打开解算器配置块对话框,并设置方程公式参数频率和时间.模拟模型。

    注意,在频率和时间模式下,模拟以正弦稳态开始。

  4. 要确定基频的振幅和相位,请连接PS谐波估计器(幅值、相位)阻塞到电压传感器输出。添加各自的作用域。

  5. 打开PS谐波估计器(幅值、相位)块对话框,并设置基础频率参数200兆赫,以匹配模型的标称频率。还设置了相位检测的最小振幅参数的单位V,以匹配输入信号的单位。

  6. 双击PS-金宝appSimulink转换器连接端口的块一个PS谐波估计器(幅值、相位)块。设置输出信号单元参数V

  7. 模拟模型。

  8. 频率变量的记录模拟数据包含子节点,可以分别检查可变的瞬时值、振幅、相位和偏移量数据。

    请注意

    如果您使用将数据实时流传输到仿真数据检查器的工作流,则记录的仿真数据不包含这些子节点。要查看频率变量的其他子节点,请清除在仿真数据检查器中记录数据复选框,然后重新运行模拟。

另请参阅

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