Simulink Инструмент моделирования динамических систем
 Скачать 2.28 Mb.
|
|
Quantization interval - шаг квантования по уровню. На рис. 9.5.5 показан пример использования блока Quantizer, выполняющего квантование по уровню синусоидального сигнала. Шаг квантования задан равным 0.5.  Рис. 9.5.5. Пример использования блока Quantizer 9.5.6. Блок сухого и вязкого трения Coulomb and Viscous Friction Назначение: Моделирует эффекты сухого и вязкого трения. Параметры:
Блок реализует нелинейную характеристику, соответствующую выражению:  ,где u – входной сигнал, y – выходной сигнал, Gain – коэффициент вязкого трения , Offset – Величина сухого трения. На рис. 9.5.6 показан пример использования блока Coulomb and Viscous Friction. Оба параметра блока заданы равными 1.  Рис. 9.5.6. Пример использования блока Coulomb and Viscous Friction 9.5.7. Блок люфта Backlash Назначение: Моделирует нелинейность типа “люфт”. Параметры:
Сигнал на выходе будет равен заданному значению Initial output, пока входной сигнал при возрастании не достигнет значения (Deaband width)/2 (где U – входной сигнал), после чего выходной сигнал будет равен U-(Deaband width)/2. После того как, произойдет смена направления изменения входного сигнала, он будет оставаться неизменным, пока входной сигнал не изменится на величину (Deaband width)/2, после чего выходной сигнал будет равен U+(Deaband width)/2. На рис. 9.5.7 показан пример работы блока Backlash. Входной сигнал блока гармонический с линейно возрастающей амплитудой.  Рис. 9.5.7. Пример использования блока Backlash 9.5.8. Блок переключателя Switch Назначение: Выполняет переключение входных сигналов по сигналу управления. Параметры: Threshold – Порог управляющего сигнала. Блок работает следующим образом: Если сигнал управления, подаваемый на средний вход меньше, чем величина порогового значения Threshold, то на выход блока проходит сигнал с первого (верхнего) входа. Если сигнал управления превысит пороговое значение, то на выход блока будет поступать сигнал со второго (нижнего) входа. На рис. 9.5.8 показан пример работы блока Switch. В том случае, когда сигнал на управляющем входе ключа равен 1, на выход блока проходит гармонический сигнал, если же управляющий сигнал равен нулю, то на выход проходит сигнал нулевого уровня от блока Ground. Пороговое значение управляющего сигнала задано равным 0.5.  Рис. 9.5.8. Применение переключателя Switch 9.5.9. Блок многовходового переключателя Multiport Switch Назначение: Выполняет переключение входных сигналов по сигналу управления, задающему номер активного входного порта. Параметры: Number of inputs – Количество входов. Блок многовходового переключателя Multiport Switch, пропускает на выход сигнал с того входного порта, номер которого равен текущему значению управляющего сигнала. Если управляющий сигнал не является сигналом целого типа, то блок Multiport Switch производит отбрасывание дробной части числа, при этом в командном окне Matlab появляется предупреждающее сообщение. На рис. 9.5.9 показан пример работы блока Multiport Switch. Управляющий сигнал переключателя имеет три уровня и формируется с помощью блоков Constant, Step, Step1 и Sum. На выход блока Multiport Switch, в зависимости от уровня входного сигнала, проходят гармонические сигналы, имеющие разные частоты.  Рис. 9.5.9. Применение переключателя Multiport Switch. Количество входов блока Multiport Switch можно задать равным 1. В этом случае на вход блока необходимо подать векторный сигнал, а сам блок будет пропускать на выход тот элемент вектора, номер которого совпадает с уровнем управляющего сигнала. На рис. 9.5.10 показан пример использования блока Multiport Switch при векторном сигнале. Временные диаграммы работы для данного примера совпадают с рассмотренными в предыдущем примере.  Рис. 9.5.10. Применение переключателя Multiport Switch при векторном входном сигнале. 9.5.10. Блок ручного переключателя Manual Switch Назначение: Выполняет переключение входных сигналов по команде пользователя. Параметры: Нет. Командой на переключение является двойной щелчок левой клавишей “мыши” на изображении блока. При этом изображение блока изменяется, показывая, какой входной сигнал в данный момент проходит на выход блока. Переключение блока можно выполнять как до начала моделирования, так и в процессе расчета. На рис. 9.5.11 показан пример использования блока Manual Switch.  Рис. 9.5.11. Пример использования блока Manual Switch 9.6. Math – блоки математических операций 9.6.1. Блок вычисления модуля Abs Назначение: Выполняет вычисление абсолютного значения величины сигнала. Параметры:
Пример использования блока Abs, вычисляющего модуль текущего значения синусоидального сигнала, показан на рис. 9.6.1.  Рис. 9.6.1. Пример использования блока Abs Блок Abs может использоваться также для вычисления модуля сигнала комплексного типа. На рис. 9.6.2 показан пример вычисления модуля комплексного сигнала вида: . Модуль этого сигнала (как и следовало ожидать) равен 1 для любого момента времени.  Рис. 9.6.2. Пример использования блока Abs для вычисления модуля комплексного сигнала 9.6.2. Блок вычисления суммы Sum Назначение: Выполняет вычисление суммы текущих значений сигналов. Параметры:
Количество входов и операция (сложение или вычитание) определяется списком знаков параметра List of sign, при этом метки входов обозначаются соответствующими знаками. В параметре List of sign можно также указать число входов блока. В этом случае все входы будут суммирующими. Если количество входов блока превышает 3, то удобнее использовать блок Sum прямоугольной формы. Блок может использоваться для суммирования скалярных, векторных или матричных сигналов. Типы суммируемых сигналов должны совпадать. Нельзя, например, подать на один и тот же суммирующий блок сигналы целого и действительного типов. Если количество входов блока больше, чем один, то блок выполняет поэлементные операции над векторными и матричными сигналами. При этом количество элементов в матрице или векторе должно быть одинаковым. Если в качестве списка знаков указать цифру 1 (один вход), то блок можно использовать для определения суммы элементов вектора. Примеры использования блока Sum показаны на 9.6.3.  Рис. 9.6.3. Примеры использования блока Sum 9.6.3. Блок умножения Product Назначение: Выполняет вычисление произведения текущих значений сигналов. Параметры:
Если параметр Number of inputs задан списком, включающим кроме знаков умножения также знаки деления, то метки входов будут обозначены символами соответствующих операций. Блок может использоваться для операций умножения или деления скалярных векторных или матричных сигналов. Типы входных сигналов блока должны совпадать. Если в качестве количества входов указать цифру 1 (один вход), то блок можно использовать для определения произведения элементов вектора. Примеры использования блока Product при выполнении скалярных и поэлементных операций показаны на 9.6.4.  Рис. 9.6.4. Примеры использования блока Product при выполнении скалярных и поэлементных операций При выполнении матричных операций необходимо соблюдать правила их выполнения. Например, при умножении двух матриц необходимо, чтобы количество строк первой матрицы равнялось количеству столбцов второй матрицы. Примеры использования блока Product при выполнении матричных операций показаны на рис. 9.6.5. В примере показаны операции формирования обратной матрицы, деление матриц, а также умножение матриц.  Рис. 9.6.5. Примеры использования блока Product при выполнении матричных операций 9.6.4. Блок определения знака сигнала Sign Назначение: Определяет знак входного сигнала. Параметры: Нет. Блок работает в соответствии со следующим алгоритмом:
Рис. 9.6.6. иллюстрирует работу блока Sign.  Рис. 9.6.6. Пример использования блока Sign 9.6.5. Усилители Gain и Matrix Gain Назначение: Выполняют умножение входного сигнала на постоянный коэффициент. Параметры:
Блоки усилителей Gain и Matrix Gain есть один и тот же блок, но с разными начальными установками параметра Multiplication. Параметр блока Gain может быть положительным или отрицательным числом, как больше, так и меньше 1. Коэффициент усиления можно задавать в виде скаляра, матрицы или вектора, а также в виде вычисляемого выражения. В том случае если парметр Multiplication задан как Element-wise K*u, то блок выполняет операцию умножения на заданный коэффициент скалярного сигнала или каждого элемента векторного сигнала. В противном случае блок выполняет операцию матричного умножения сигнала на коэффициент заданный матрицей. По умолчанию коэффициент усиления является действительным числом типа double. Для операции поэлементного усиления входной сигнал может быть скалярным, векторным или матричным любого типа, за исключением логического (boolean). Элементы вектора должны иметь одинаковый тип сигнала. Выходной сигнал блока будет иметь тот же самый тип, что и входной сигнал. Параметр блока Gain может быть скаляром, вектором или матрицей либого типа, за исключением логического (boolean). При вычислении выходного сигнала блок Gain использует следующие правила:
Примеры использования блока Gain при выполнении скалярных и поэлементных операций показаны на 9.6.7.  Рис. 9.6.7. Примеры использования блока Gain. Для операций матричного усиления (матричного умножения входного сигнала на заданный коэффициент) входной сигнал и коэффициент усиления должны быть скалярными, векторными или матричными значениями комплексного или действительного типа single или double. Примеры использования блока Matrix Gain при выполнении матричных операций показаны на рис. 9.6.8.  Рис. 9.6.8. Примеры использования блока Matrix Gain 9.6.6. Ползунковый регулятор Slider Gain Назначение: Обеспечивает изменение коэффициента усиления в процессе расчета. Параметры:
Для изменения коэффициента усиления блока Slider Gain необходимо передвинуть ползунок регулятора. Перемещение ползунка вправо приведет к увеличению коэффициента усиления, перемещение влево – к уменьшению. Изменение коэффициента усиления будет выполняться в пределах диапазона заданного параметрами Low и High. Если щелкнуть с помощью мыши на левой или правой стрелках шкалы регулятора, то коэффициент усиления изменится на 1% от установленного диапазона. Если щелкнуть с помощью мыши на самой шкале регулятора слева или справа от ползунка, то коэффициент усиления изменится на 10% от установленного диапазона. Можно также просто задать требуемое значение коэффициента в среднем окне блока. Блок может выполнять поэлементное усиление векторного или матричного сигнала. Входной сигнал может быть комплексным. Примеры использования блока Slider Gain показаны на рис. 9.6.9.  Рис. 9.6.9. Примеры использования блока Slider Gain 9.6.7. Блок скалярного умножения Dot Product Назначение: Выполняет вычисление скалярного произведения (свертку) двух векторов. Параметры: Нет. Блок выполняет вычисление выходного сигнала в соответствии с выражением:  , где u1 и u2 – входные векторы, conj – операция вычисления комплексно-сопряженного числа, |