执行信号的离散时间集成或累计信号
万博1manbetxSimulink的/常用块
万博1manbetx模型/离散
HDL编码器/离散
HDL编码器/ HDL浮点运算
使用离散时间集成商块代替的积分商块创建一个纯粹的离散模型。使用离散时间积分器块,您可以:
在块对话框上定义初始条件或作为块的输入
定义输入增益(K)值
输出块状态
定义积分的上下限
使用额外的重置输入重置状态
用第一步,块状态n = 0
初始输出Y(0)= IC
或初始状态X(0)= IC
,取决于初始条件设置参数值。
对于给定的步n > 0
随着模拟时间t(n)
,S万博1manbetximulink的®更新输出y (n)
如下:
转发欧拉方法:
Y(n)= y(n-1)+ k * [t(n) - t(n-1)] * u(n-1)
向后欧拉方法:
Y(N)= Y(N-1)+ K * [T(N) - T(N-1)] * U(n)的
梯形方法:
Y(n)= y(n-1)+ k * [t(n)-t(n-1)] * [u(n)+ u(n-1)] / 2
万博1manbetxSimulink根据块采样时间自动选择这些输出方程的状态空间实现,它可以是显式的或触发的。当使用显式采样时间时,t (n) - t (n - 1)
减少了采样时间T
对所有人n > 0
.
该块可以使用正向欧拉、反向欧拉或梯形方法对信号进行积分或累积。假设u
是输入,y
输出是,和x
是国家。对于给定的步n
,S万博1manbetximulink的更新y (n)
和x (n + 1)
.在一体化模式,T
是块采样时间(DeltaT
在触发采样时间的情况下)。在累积模式下,t = 1
.块采样时间确定何时的输出被计算而不是输出值。K
是增益值。值夹根据上限或下限。
向前欧拉方法(默认值),也被称为前向矩形,或左手近似
软件近似1 / S.
作为T / (z 1)
.用于块的步骤的输出处的表达式n
是:
X(N + 1)= X(N)+ K * T * U(n)的Y(N)= X(N)
块使用这些步骤来计算输出:
步骤0:Y(0)= IC(如果需要,夹子)x(1)= y(0)+ k * t * u(0)步骤1:y(1)= x(1)x(2)= x(1)+ k * t * u(1)步骤n:y(n)= x(n)x(n + 1)= x(n)+ k * t * u(n)(必要时夹)
使用这种方法,输入端口1不具有直接馈通。
向后欧拉方法,也称为后向矩形或右手近似
软件近似1 / S.
作为T * Z /(Z-1)
.由步骤中块输出的结果表达式n
是
Y(N)= Y(N-1)+ K * T * U(n)中。
让x (n) = ((n) 1)
.块使用这些步骤来计算输出。
如果是参数初始条件设置被设定为输出
或者汽车
对于触发子系统和函数调用子系统:
步骤0:Y(0)= IC(如果需要,剪切)x(1)= y(0)
如果是参数初始条件设置被设定为汽车
对于未触发的子系统:
步骤0:X(0)= IC(如果必要的话限幅)×(1)= Y(0)= X(0)+ K * T * U(0)步骤1:Y(1)= X(1)+K * T * U(1)×(2)= Y(1)步骤N:Y(N)= X(N)+ K * T * U(N)×(N + 1)= Y(n)的
使用此方法,输入端口1具有直接馈通。
对于这种方法,软件进行了近似1 / S.
作为T / 2 *(Z + 1)/(Z-1)
.
什么时候T
是固定的(等于采样周期),计算输出的表达式为:
X(N)= Y(N-1)+ K * T / 2 * U(N-1)Y(N)= X(N)+ K * T / 2 * U(n)的
如果是参数初始条件设置被设定为输出
或者汽车
对于触发子系统和函数调用子系统:
步骤0:Y(0)= IC(如果需要,剪切)x(1)= y(0)+ k * t / 2 * u(0)
如果是参数初始条件设置被设定为汽车
对于未触发的子系统:
步骤0:x (0) = IC(必要时剪)y (0) = x (0) + K * T / 2 * x (1) = y u (0) (0) + K * T / 2 * u(0)步骤1:x y (1) = (1) + K * T / 2 * u (1) x (2) = y (1) + K * T / 2 * u (1) n步:y (n) = x (n) + K * T / 2 * u (n) x (n + 1) = y (n) + K * T / 2 * u (n)
这里,x (n + 1)
是对下一次输出的最佳估计。在这一点上,它与国家是不同的x (n)
不等于y (n)
.
使用此方法,输入端口1具有直接馈通。
什么时候T
是一个变量(例如,从触发时间获得),块使用这些步骤来计算输出。
如果是参数初始条件设置被设定为输出
或者汽车
对于触发子系统和函数调用子系统:
步骤0:Y(0)= IC(如果需要,剪切)x(1)= y(0)
如果是参数初始条件设置被设定为汽车
对于未触发的子系统:
步骤0:X(0)= IC(如果必要的话限幅)×(1)= Y(0)= X(0)+ K * T / 2 * U(0)步骤1:Y(1)= X(1)+ T / 2 *(U(1)+ U(0))×(2)= Y(1)步骤N:Y(N)= X(N)+ T / 2 *(U(N)+ U第(n-1))×(N + 1)= Y(n)的
你可以将初始条件定义为块对话框中的参数,或者从外部信号输入:
要将初始条件定义为块参数,请设置初始条件的来源参数内部的
并将值输入初始条件文本框中。
要从外部来源提供初始条件,设置初始条件的来源参数外部
.一个额外的输入端口出现在块上。
使用状态端口而不是输出端口:
当块的输出通过复位端口或初始条件端口反馈到块,造成一个代数循环。对于一个示例,请参见sldemo_bounce_two_integrators
模型。
当您希望将状态从一个有条件执行的子系统传递到另一个子系统时,可能会导致计时问题。例如,请参见建立离合器锁定模型.
你可以通过国家通过国家端口,而不是输出端口解决这些问题。万博1manbetxSimulink中从输出,即能防止这些问题的模型略有不同的时间产生的状态。到输出的块的状态,选择展示州港口复选框。状态端口出现在块的顶部。
为了保持一定的水平之内的输出,选择极限输出复选框,并在相应的文本框中输入的限制。这样做会导致块用作有限积分器。当输出达到极限,积分作用关闭,以防止积分饱和。在仿真过程中,你可以改变的限制,但你不能改变的输出是否被限制。该表显示了块如何确定输出。
积分 | 输出 |
---|---|
小于或等于饱和下限且输入是负 | 举行的饱和下限 |
在。。之间饱和下限和饱和上限 | 积分 |
大于或等于饱和上限并且输入是积极的 | 举行的饱和上限 |
要生成一个信号来指示何时状态被限制,请选择显示饱和港口复选框。块输出端口下方出现一个新的饱和端口。
饱和信号有三个值之一:
1表示正被施加的上限。
0表示积分不受限制。
-1表示正在应用下限。
该块根据外部信号将其状态重置为指定的初始条件。要使块重置其状态,请选择外部复位参数选项。重置端口出现用于指示复位触发类型。
复位端口有直接馈通。如果块输出反馈到这个端口,直接或通过一系列块直接馈通,一个代数循环的结果。要解决这个循环,请将块状态端口的输出输入重置端口。要访问块状态,请选择展示州港口复选框。
的外部复位参数允许您确定触发重置的重置信号的属性。触发器选项包括:
升起
- 复位当复位信号具有上升沿的状态。例如,该图显示了一个上升复位触发对落后欧拉积分效果。
落下
- 复位当复位信号具有下降沿的状态。例如,该图显示了一个下降重置触发对落后欧拉积分效果。
任何一个
- 重置信号升起或落下时重置状态。例如,下图显示了复位触发器对后向欧拉集成的影响。
等级
- 复位和在复位信号是非零保持输出到初始状态。例如,该图中示出了一个电平重置触发对向后欧拉积分的效果。
抽样水平
- 当重置信号为非零时,将输出重置为初始条件。例如,该图显示了采样级别重置触发对后向欧拉集成的影响。
的抽样水平
复位选项需要较少的计算,使得它比更有效等级
复位选项。
请注意
为了离散时间集成商块,所有触发检测都基于具有正值的信号。例如,从-1到0改变的信号不被认为是上升沿,但是从0到1改变的信号。
设置时启用简化初始化模式尚未得以确认的初始化检测到简化
在配置参数对话框。如果你使用简化初始化模式,的行为离散时间集成商块与经典初始化模式不同。新的初始化行为更强大,在这些情况下提供更一致的行为:
在代数循环
启用和禁用
使用触发采样时间与显式采样时间进行比较时,其中块以与显式采样时间相同的速率触发
简化初始化模式允许从容易转换连续时间积分街区离散时间集成商块,因为初始条件对两个块都有相同的意义。
有关经典和简化初始化模式的更多信息,请参阅尚未得以确认的初始化检测.
使用简化的初始化模式时初始条件设置设置为输出
对于触发和函数调用子系统,块的启用和禁用行为简化如下。
在关闭时间td
:
y (td) = y (td-1)
在启用时间te
:
如果父子系统控制端口有州时启用设置为重启
:
y (te) = IC。
如果父子系统控制端口有州时启用设置为握住
:
y (te) = y (td).
下图显示了这种情况。
使用简化初始化模式时,不能将离散时间集成商块在迭代器子系统块中。
在简化的初始化模式下,迭代器子系统不会维护经过时间。因此,如果是离散时间集成商块,这需要经过的时间,被置于一个迭代子系统块内,Simulink中报告错误。万博1manbetx
假设您有一个功能呼叫子系统,其中包含一个包含的子系统,其中包含一个离散时间Integrator块。以下行为适用。
积分器的方法 | 函数调用触发端口的采样时间类型 | 的价值三角洲T. 启用后函数调用子系统第一次执行时 |
行为的原因 |
---|---|---|---|
向前欧拉 |
触发 |
|
当函数调用子系统第一次执行时,积分器算法使用 |
向后欧拉和梯形 |
触发 |
|
当函数调用子系统第一次执行时,积分器算法使用 |
向前欧拉,向后欧拉和梯形 |
定期 |
函数调用生成器的样本时间 |
在定期模式下,离散时间集成商块使用所述函数调用发生器的采样时间 |
数据类型 |
|
直接喂养 |
|
多维信号 |
|
可变尺寸信号 |
|
讨论二阶导数过零检测 |
|