二阶积分

集成了输入信号的两倍

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  • 万博1manbetxSimulink的/连续

描述

二阶积分块和二阶积分有限公司方框解决二阶初值问题:

d 2 X d Ť 2 = ü d X d Ť | Ť = 0 = d X Ø X | Ť = 0 = X Ø

哪里ü是输入到系统中。因此,该块是一个有两个连续状态的动态系统:XDX / DT

注意

这两个州的数学关系,即,DX / DT是微分的X。为了满足整个模拟这种关系,Simulink的放在块参数和行为的各种约束。万博1manbetx

二阶积分有限公司块是相同的二阶积分不同之处阻止它默认为限制性的基于指定的上限和下限的状态。欲了解更多信息,请参阅限制美国

万博1manbetx®软件可以使用几种不同的数值积分方法来计算块的输出。每个人都有针对特定应用的优势。使用求解配置参数对话框的窗格中选择最适合您的应用程序的技术。(有关详细信息,请参阅求解选择标准)。所选择的求解器计算的状态二阶积分在使用当前输入值当前时间步块。

使用块参数对话框:

  • 指定的每个状态的初始状态,源是否是内部或外部

  • 指定的状态的初始条件的值

  • 限定上部和下部上的一个或两个界限的状态

  • 指定每个状态绝对容差

  • 指定这两个州的名字

  • 选择一个外部复位条件

  • 使过零检测

  • 重新初始化DX / DT当x达到饱和

  • 指定的Simulink无视万博1manbetx线性化操作的状态限制和外部复位

定义初始条件

可以定义每个状态的初始条件单独地对块对话框或输入的一个或两者从外部的信号的参数。

  • 要定义状态的初始条件X作为一个块参数,使用该初始条件源X下拉菜单选择内部并输入该值初始条件X领域。

  • 为了从状态的外部源提供的初始条件X,指定初始条件源X参数作为外部。附加的输入端口出现的块上。

  • 要定义状态的初始条件DX / DT作为一个块参数,使用该初始条件源DX / dt的下拉菜单选择内部并输入该值初始条件DX / dt的领域。

  • 为了从状态的外部源提供的初始条件DX / DT,指定初始条件源DX / dt的外部。附加的输入端口出现的块上。

如果您选择使用外部源两种状态下的初始条件,你的块显示如下。

注意

  • 万博1manbetxSimulink中不允许的初始条件值要么为NaN

  • 如果限制状态X或状态DX / DT通过指定饱和度限制(见限制美国)和一个或多个初始条件是外部的相应的极限值,则各自的状态被初始化为最接近的有效值和一组一致的初始条件被计算。

限制美国

当模拟二阶系统,你可能需要限制块的状态。例如,在气缸内的活塞的运动由牛顿第二定律支配,并且对活塞位置约束(X)。随着二阶积分块,你可以限制状态XDX / DT彼此独立。你甚至可以在模拟过程中改变限制;但是,您不能更改状态是否受限。要遵循的一个重要规则是,上限必须严格大于相应的下限。

当你限制一个或两个国家的块的外观变化。用这两种状态的限制,该块显示如下。

对于每一个状态,你可以使用块参数对话框中设置适当的饱和极限。

限制X只有

如果使用二阶积分有限公司块,这两种状态是默认的限制。但你也可以手动限制状态X二阶积分通过选择块极限X1并输入在相应的参数字段的限制。

块然后确定如下状态的值:

  • 什么时候X小于或等于它的下限,则的值X在其下限举行DX / DT设置为零。

  • 什么时候X处于其下限和上限之间,两种状态遵循由二阶ODE给定的轨迹。

  • 什么时候X大于或等于其上限值时,的值X在其上限举行DX / DT设置为零。

您可以选择重新初始化DX / DT当时,当一个新的值X达到饱和。看到重新初始化DX / dt的当x达到饱和

限制DX / DT只有

与状态X,状态DX / DT被设定为限于由默认的DX / DT的窗格二阶积分有限公司阻止对话框。您可以手动设置此参数,限制DX / DT,在二阶积分块。在任何一种情况下,您都必须输入适当的限制DX / DT

如果仅限制状态DX / DT,则该块确定的值DX / DT如下:

  • 什么时候DX / DT小于或等于它的下限,则的值DX / DT在其下限举行。

  • 什么时候DX / DT处于其下限和上限之间,两种状态遵循由二阶ODE给定的轨迹。

  • 什么时候DX / DT大于或等于其上限值时,的值DX / DT在其上限举行。

当状态DX / DT在它的上限或下限,的值被保持X由第一阶初值问题支配:

d X d Ť = 大号 X Ť 大号 = X 大号

哪里大号是个DX / DT限(上或下),Ť大号当时间DX / DT达到这一限制,并X大号是状态的值X那时候。

限制这两个国家

当你限制国家,Simulink中通过限制上的允许值和下限万博1manbetx保持状态的数学一致性DX / DT。这种限制是必要的,以满足以下约束条件:

  • 什么时候X处于其饱和极限,的值DX / DT必须为零。

  • 为了X离开上限,值DX / DT必须严格负。

  • 为了X离开它的下限,值DX / DT必须严格正数。

对于这样的情况,上限DX / DT必须严格正面和下限DX / DT必须严格负。

当这两种状态是有限的,所述块确定的状态如下:

  • 每当X达到其极限时,所得的行为是相同的,在“限制仅x”的说明。

  • 每当DX / DT达到它的极限之一,所得到的行为是相同的,在描述的“限制仅DX量/ dt” - 包括的计算X使用一阶ODE时DX / DT在它的一个限值举行。在这种情况下,当X当它达到某个极限时,它就会保持在那个极限DX / DT设置为零。

  • 只要双方同时到达它们各自的极限,状态X行为覆盖DX / DT行为保持状态的一致性。

当你限制国家,你可以选择重新初始化DX / DT当时的状态时,X达到饱和。如果重新初始化值超出了规定的范围上DX / DT, 然后DX / DT被重新初始化为最接近的有效值和一组一致的初始条件被计算。看到重新初始化DX / dt的当x达到饱和

重置状态

该块可以在其状态重置为基于外部信号指定的初始条件。为了使该块复位的状态下,选择一个外部复位在选择属性窗格。触发端口出现低于其输入端口的块上,并指示触发类型。

  • 选择升起当复位信号从零上升到一个正值,从负到正的值,或负的值设置为零来复位的状态。

  • 选择落下当复位信号从正值下降到零,从正到负的值,或从零到负复位的状态。

  • 选择复位状态时,复位信号从零改变为一个非零值或改变符号。

复位端口具有直接馈通。如果块输出反馈到该端口,或者直接或者通过一系列具有直接馈通,代数环结果块的(见代数环概念)。

启用过零检测

该参数控制是否过零检测针对该块使能。默认情况下,使过零检测参数上所选择的属性窗格。然而,这个参数只在当影响过零控制,在求解配置参数对话框的窗格中,设置为使用本地设置。欲了解更多信息,请参阅过零检测

重新初始化DX / DT什么时候X达到饱和

对于某些建模应用,DX / DT必须在重新初始化状态X达到其极限,以拉X出饱和马上。您可以通过选择实现这一目标重新初始化DX / DT当x达到饱和属性窗格。

如果此选项打开,然后在瞬间X达到饱和,Simulink中检查是否的当万博1manbetx前值DX / DT初始条件(参数或信号)允许状态X立即离开饱和状态。如果是这样,S万博1manbetximulink的重新初始化状态DX / DT与在该时刻的初始条件(参数或信号)的值。如果没有,Sim万博1manbetxulink中忽略在当前时刻,并设置该参数DX / DT零使块规定是一致的。

此参数仅适用于时X实际上达到饱和极限。它不会在将来任何时候申请X正在举行的饱和度。

请参阅节上限制状态以获取更多信息。对于一个示例,请参见一个弹跳球的模拟

忽视对国家线性化的限制和外部复位

对于您通过线性它简化模型的情况下,你可以无视的Simulink状态的限制,并通过选择外部复位万博1manbetx忽略状态极限和线性化的复位

指定绝对公差为模块输出

默认情况下的Simul万博1manbetxink软件使用的配置参数对话框中指定的绝对公差值(见对于可变步解算器的误差容限)计算积分器块的输出。如果此值不能提供足够的错误控制,请为状态指定一个更合适的值X在里面绝对公差X字段和状态DX / DT在里面绝对公差DX / DT参数对话框的领域。万博1manbetxSimulink中使用您指定计算块的状态值的值。

指定输出端口的显示

您可以控制是否显示X或者DX / DT使用输出端口ShowOutput参数。可以显示一个输出端口或两者;但是,必须至少一个选择。

指定国家名称

您可以指定的名称X状态和DX / DT规定使用StateNameXStateNameDXDT参数。但是,您必须指定两者或两者都不名称;你不能只是指定名称X要不就DX / DT。两个状态名称必须具有相同的类型和长度。此外,名称的数量必须平均分配状态的数量。

选择所有选项

当您选择了所有选项,块图标看起来像这样。

端口

输入

展开全部

输入信号ü到积分器系统,指定为一个标量,矢量或矩阵。

数据类型:

外部信号指定所述初始状态X0到积分系统。可以指定初始条件作为标量,矢量或矩阵。

依赖

要启用此输入端口,设置初始条件源X参数外部

数据类型:

外部信号指定所述初始状态DX0到积分系统。您可以指定初始条件DX0作为标量,矢量或矩阵。

依赖

要启用此输入端口,设置初始条件源DX / dt的参数外部

数据类型:

产量

展开全部

X状态输出信号,作为标量,矢量或矩阵提供的。

数据类型:

DX状态输出信号,指定为一个标量,矢量或矩阵。

数据类型:

参数

展开全部

X

指定的状态为初始条件的源X

  • 内部- 获取状态的初始条件X来自初始条件X参数。

  • 外部- 获取状态的初始条件X从连接到外部块X0输入端口。

限制

万博1manbetxSimulink的软件不允许此块的初始条件是要么为NaN

依赖

选择内部使初始条件X参数和删除X0输入端口。

选择外部禁用初始条件X参数,并启用X0输入端口。

程序中使用

块参数:ICSourceX
类型:特征向量,串
价值观:'内部'|'外部'
默认:'内部'

指定状态的初始状态X

限制

万博1manbetxSimulink的软件不允许此块的初始条件是要么为NaN

依赖

要启用此参数,设置初始条件源X内部

设置初始条件源X外部禁用此参数并启用X0输入端口。

程序中使用

块参数:ICX
类型:特征向量,串
价值观:标|矢量|矩阵
默认:'0.0'

极限状态X块到之间的值的下限X上限X.参数。的默认值二阶积分。的默认值二阶积分有限公司

  • 为了限制状态X的值下限X上限X.参数,选中此复选框。

  • 要删除状态范围限制X,清除该复选框。

依赖

选中此复选框启用上限X.下限X参数。

程序中使用

块参数:LimitX
类型:特征向量,串
价值观:“关”|'上'
默认:“关”二阶积分)|'上'二阶积分有限公司

指定状态的上限X。为默认值二阶积分。为默认值二阶积分有限公司1

提示

该饱和上限的状态X必须严格比饱和下限更大。

依赖

要启用此参数,请选择极限X1复选框。

程序中使用

块参数:UpperLimitX
类型:特征向量,串
价值观:'1' |'INF' |标|矢量|矩阵
默认:'1'二阶积分有限公司)|'INF'二阶积分

国家指定的下限X。为默认值二阶积分-INF。为默认值二阶积分有限公司0

小费

较低的饱和极限的状态X必须严格比饱和上限以下。

依赖

要启用此参数,请选择极限X1复选框。

程序中使用

块参数:LowerLimitX
类型:特征向量,串
价值观:'0' |'-inf' |标|矢量|矩阵
默认:'0'二阶积分有限公司)|'-inf'二阶积分

启用的包装X在。。之间包裹上值x裹较低值x参数。使包装的X省去了过零检测,降低解算器复位,改善求解器的性能和准确度,并增加模拟时间跨度建模旋转和环状态的轨迹时。

如果您指定包裹上值x裹较低值x-INF,不会发生缠绕。

依赖

选中此复选框使包裹上值x裹较低值x

程序中使用

块参数:WrapX
类型:特征向量,串
价值观:“关”|'上'
默认:“关”

指定包装的上限值X

依赖

要启用此参数,请选择裹X复选框。

程序中使用

块参数:WrappedUpperValueX
类型:特征向量,串
价值观:标|矢量|矩阵
默认:“π”

指定包装用较低的值X

依赖

要启用此参数,请选择裹X复选框。

程序中使用

块参数:WrappedLowerValueX
类型:特征向量,串
价值观:标|矢量|矩阵
默认:'-pi'

指定用于计算状态的绝对公差X

  • 您可以输入汽车,-1,正实数标量或向量。

  • 如果输入汽车或-1,Sim万博1manbetxulink中使用的配置参数对话框中的绝对公差值(见求解窗格)来计算状态X

  • 如果您输入一个实际标量值,该值将覆盖配置参数对话框中的绝对容差,并用于计算全部X状态。

  • 如果你进入一个真实的载体,是矢量的尺寸必须状态的尺寸相匹配X。这些值覆盖配置参数对话框中的绝对公差。

程序中使用

块参数:AbsoluteToleranceX
类型:特征向量,串
价值观:'汽车'|'-1'|任何正实标量或矢量
默认:'汽车'

指定一个唯一的名称状态X

提示

  • 要指定一个名称为一个国家,输入名称引号之间,例如位置”。

  • 要指定名称多X状态,进入由括号包围的逗号分隔的列表,例如,{ 'A', 'B', 'C'}。每个名称都必须是唯一的。

  • 国家名称仅适用于选定的块。

  • 如果指定的状态名称X,你还必须指定一个国家名DX / DT

  • 为国名XDX / DT必须具有相同的类型和长度。

  • 状态的数量必须由国家名称的数量平分秋色。您可以指定比名字较少X状态,但不能指定超过名称X状态。例如,你可以在一个系统中有四个国家指定两个名字。第一个名称适用于前两个状态和第二个名字的最后两个状态。但是,你必须是一致的,并采用同样的方式为国家名称DX / DT

  • 与在MATLAB变量分配状态名称®工作区,输入变量不带引号。变量可以是一个字符向量,字符串或一个单元阵列。

程序中使用

块参数:StateNameX
类型:特征向量,串
价值观:“”|用户定义
默认:“”

DX / DT

指定的状态为初始条件的源DX / DT内部要么外部

限制

万博1manbetxSimulink的软件不允许此块的初始条件是要么为NaN

依赖

  • 选择内部使初始条件DX / dt的参数和删除DX0输入端口。

  • 选择外部禁用初始条件DX / dt的参数,并启用DX0输入端口。

程序中使用

块参数:ICSourceDXDT
类型:特征向量
价值观:'内部'|'外部'
默认:'内部'

指定状态的初始状态DX / DT

限制

万博1manbetxSimulink的软件不允许此块的初始条件是要么为NaN

依赖

  • 设置初始条件源DX / dt的内部启用此参数。

  • 设置初始条件源DX / dt的外部禁用此参数。

程序中使用

块参数:ICDXDT
类型:特征向量
价值观:标|矢量|矩阵
默认:'0.0'

限制DX / DT块的状态向之间的值下限DX / DT上限DX / DT参数。的默认值二阶积分。的默认值二阶积分有限公司

小费

如果设置饱和极限X,则间隔所定义的上限DX / DT下限DX / DT必须包含零。

依赖

选中此复选框启用上限DX / DT下限DX / DT参数。

程序中使用

参数:LimitDXDT
类型:特征向量
价值观:“关”|'上'
默认:“关”二阶积分)|'上'二阶积分有限公司

指定状态上限DX / DT

依赖

如果限制X,那么这个参数必须有一个严格的正值。

要启用此参数,请选择限制DX / DT复选框。

程序中使用

块参数:UpperLimitDXDT
类型:特征向量
价值观:标|矢量|矩阵
默认:'INF'

指定状态下限DX / DT

依赖

如果限制X,那么这个参数必须有一个严格的负值。

要启用此参数,请选择限制DX / DT复选框。

程序中使用

块参数:LowerLimitDXDT
类型:特征向量
价值观:标|矢量|矩阵
默认:'-inf'

指定用于计算状态的绝对公差DX / DT

  • 您可以输入汽车-1中,正实标量或矢量。

  • 如果输入汽车要么-1,然后Simu万博1manbetxlink中使用的配置参数对话框中的绝对公差值(见求解窗格)来计算DX / DT该块的输出。

  • 如果你输入一个数值,该值将覆盖在配置参数对话框中的绝对公差。

程序中使用

块参数:AbsoluteToleranceDXDT
类型:字符向量,字符串,标量,矢量或
价值观:'汽车'|'-1'|任何正实标量或矢量
默认:'汽车'

指定一个唯一的名称状态DX / DT

提示

  • 要指定一个名称,一个国家,输入名称引号之间,例如,“速度”。

  • 要指定名称多DX / DT状态,进入由括号包围的逗号分隔的列表,例如,{ 'A', 'B', 'C'}。每个名称都必须是唯一的。

  • 国家名称仅适用于选定的块。

  • 如果指定的状态名称DX / DT,你还必须指定一个国家名X

  • 为国名XDX / DT必须具有相同的类型和长度。

  • 状态的数量必须由国家名称的数量平分秋色。您可以指定比名字较少DX / DT状态,但不能指定超过名称DX / DT状态。例如,你可以在一个系统中有四个国家指定两个名字。第一个名称适用于前两个状态和第二个名字的最后两个状态。但是,你必须是一致的,并采用同样的方式为国家名称X

  • 与在MATLAB工作空间中的变量分配状态名称,输入变量不带引号。变量可以是一个字符向量,字符串或一个单元阵列。

程序中使用

块参数:StateNameDXDT
类型:特征向量,串
价值观:“”|用户定义
默认:“”

属性

重置状态到它们的初始条件时的触发事件中的复位信号发生。

  • 没有- 执行国家不重置为初始条件。

  • 升起- 重设状态下,当复位信号从零上升到一个正值或从负到正的值。

  • 落下- 重设状态下,当复位信号从正值到零或从正到负的值下降。

  • - 重设状态下,当复位信号从零改变为一个非零值或改变符号。

程序中使用

块参数:ExternalReset
类型:特征向量,串
价值观:'没有'|“上升”|“下降”|“无论是”
默认:'没有'

选择启用过零检测。欲了解更多信息,请参阅过零检测

程序中使用

参数:过零
类型:特征向量,串
价值观:'上'|“关”
默认:'上'

在瞬间状态X达到饱和,复位DX / DT到其当前的初始条件。

小费

DX / DT初始条件必须有一个值,它允许X立即离开饱和状态。否则,Simulink万博1manbetx将忽略DX / DT保存块状态的数学一致性。

程序中使用

块参数:ReinitDXDTwhenXreachesSaturation
类型:特征向量,串
价值观:“关”|'上'
默认:“关”

为线性化的目的,具有Simulink中忽略指定的状态限制和外部复位万博1manbetx。

程序中使用

块参数:IgnoreStateLimitsAndResetForLinearization
类型:特征向量,串
价值观:“关”|'上'
默认:“关”

指定块上的输出端口。

  • - 同时显示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。

程序中使用

块参数:ShowOutput
类型:特征向量,串
价值观:'都'|'X'|'dxdt'
默认:'都'

块特征

数据类型

直接馈通

多维信号

没有

可变大小信号

没有

过零检测

扩展功能

介绍了R2010a版本