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。

加快模型模拟

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ω.0通过将其变量划分为两类:

  • 时间变量,相对于名义周期2π/变化缓慢ω.0

  • 频率变量,即正弦波,代表标称频率强制响应,xdx+一个xCos(ω.0t)+bxsin (ω.0t

在时间仿真模式中,求解器步长通常限于标称频率的一小部分。在频率和时间仿真模式下,频率的表示或,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受益,系统中的时间变量应该具有缓慢的动态。如果时间变量具有与标称频率相当的时间常数,则这种系统的频率和时间仿真将会慢(由于解决这些动态所需的大量时间步来)并可能不准确。在这种情况下,使用时间仿真模式。

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,保留了初始化目标和优先级。

  • 对于动态频率变量,初始化优先级切换到没有任何因为求解器正在使用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,该子系统包括一个电压传感器块,A求解器配置块,一个PS-金宝appSimulink转换器块连接到范围。

  2. 要分析模型的瞬态行为,请在时间仿真模式下运行。

    打开求解器配置块对话框,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. 要执行相平分析,请切换到频率和时间仿真模式。

    打开求解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。

    请注意,在频率和时间模式下,模拟以正弦稳态开始。

  4. 要确定基频的幅度和阶段,请连接PS谐波估计器(幅度,阶段)块到电压传感器输出。添加相应的范围。

  5. 打开PS谐波估计器(幅度,阶段)块对话框并设置基础频率参数200兆赫,匹配模型的标称频率。还设置了相位检测的最小幅度参数单位到V,匹配输入信号的单位。

  6. 双击PS-金宝appSimulink转换器块连接到端口一个PS谐波估计器(幅度,阶段)块。设置输出信号单元参数V

  7. 模拟模型。

  8. 用于频率变量的记录仿真数据包含子节点,可允许您分别检查变量瞬时值,幅度,相位和偏移数据。

    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并重新运行模拟。

另请参阅

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