Nonlinear - нелинейные блоки
Блок ограничения Saturation
Назначение:
Выполняет ограничение величины сигнала.
Параметры:
- Upper limit - Верхний порог ограничения.
- Lower limit - Нижний порог ограничения.
- Treat as gain when linearizing (флажок) - Трактовать как усилитель с коэффициентом передачи равным 1 при линеаризации.
Выходной сигнал блока равен входному если его величина не выходит за порог ограничения. По достижении входным сигналом уровня ограничения выходной сигнал блока перестает изменяться и остается равным порогу. На рис. 7.1 показан пример использования блока для ограничения синусоидального сигнала. На рисунке приводятся временные диаграммы сигналов и зависимость выходного сигнала блока от входного.
Рис. 7.1. Пример использования блока Saturation
Блок с зоной нечувствительности Dead Zone
Назначение:
Реализует нелинейную зависимость типа "зона нечувствительности (мертвая зона)".
Параметры:
- Start of dead zone - Начало зоны нечувствительности (нижний порог).
- End of dead zone - Конец зоны нечувствительности (верхний порог).
- Saturate on integer overflow (флажок) - Подавлять переполнение целого. При установленном флажке ограничение сигналов целого типа выполняется корректно.
- Treat as gain when linearizing (флажок) - Трактовать как усилитель с коэффициентом передачи равным 1 при линеаризации.
Выходной сигнал блока вычисляется в соответствии со следующим алгоритмом:
- Если величина входного сигнала находится в пределах зоны нечувствительности, то выходной сигнал блока равен нулю.
- Если входной сигнал больше или равен верхнему входному порогу зоны нечувствительности, то выходной сигнал равен входному минус величина порога.
- Если входной сигнал меньше или равен нижнему входному порогу зоны нечувствительности, то выходной сигнал равен входному минус величина порога.
На рис. 7.2 показан пример использования блока Dead Zone
Рис. 7.2. Пример использования блока Dead Zone
Релейный блок Relay
Назначение:
Реализует релейную нелинейность.
Параметры:
- Switch on point - Порог включения. Значение, при котором происходит включение реле.
- Switch off point - Порог выключения. Значение, при котором происходит выключение реле.
- Output when on - Величина выходного сигнала во включенном состоянии.
- Output when off - Величина выходного сигнала в выключенном состоянии.
Выходной сигнал блока может принимать два значения. Одно из них соответствует включенному состоянию реле, второе - выключенному. Переход их одного состояния в другое происходит скачком при достижении входным сигналом порога включения или выключения реле. В том случае если пороги включения и выключения реле имеют разные значения, то блок реализует релейную характеристику с гистерезисом. При этом значение порога включения должно быть больше, чем значение порога выключения.
На рис. 7.3 показан пример использования блока Relay. На временных диаграммах видно, что включение реле происходит при достижении входным сигналом величины 0.5, а выключение при - 0.5.
Рис. 7.3. Пример использования блока Relay
Блок ограничения скорости изменения сигнала Rate Limiter
Назначение:
Блок обеспечивает ограничение скорости изменения сигнала (первой производной).
Параметры:
- Rising slew rate - Уровень ограничения скорости при увеличении сигнала.
- Falling slew rate - Уровень ограничения скорости при уменьшении сигнала.
Вычисление производной сигнала выполняется по выражению:
,
где
u(i) - значение входного сигнала на текущем шаге,
t(i) - значение модельного времени на текущем шаге,
y(i-1) - значение выходного сигнала на предыдущем шаге,
t(i-1) - значение модельного времени на предыдущем шаге.
Вычисленное значение производной сравнивается со значениями уровней ограничения скорости Rising slew rate и Falling slew rate. Если значение производной больше, чем значение параметра Rising slew rate, то выходной сигнал блока вычисляется по выражению:
,
где R - уровень ограничения скорости при увеличении сигнала.
Если значение производной меньше, чем значение параметра Falling slew rate, то выходной сигнал блока вычисляется по выражению:
,
где F - уровень ограничения скорости при уменьшении сигнала.
Если значение производной лежит в пределах между нижним и верхним уровнями ограничения, то выходной сигнал блока равен входному:
.
На рис. 7.4 показан пример использования блока Rate Limiter, при подаче на его вход прямоугольного периодического сигнала.
Рис. 7.4. Пример использования блока Rate Limiter