5.8. Раздел Nonlinear (нелинейные компоненты)
Раздел
содержит 10 блоков, реализующих различные
нелинейные компоненты. Ниже на рис. 5.15
приведены блоки этого раздела.
Рис. 5.15 - Блоки раздела Nonlinear
Блок ограничения скорости изменения сигнала Rate Limiter 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.
Блок ограничения Saturation выполняет ограничение величины сигнала.
Параметры:
Upper limit - верхний порог ограничения;
Lower limit - нижний порог ограничения.
По достижении входным сигналом уровня ограничения выходной сигнал блока перестает изменяться и остается равным порогу.
Блок квантования по уровню Quantizer обеспечивает квантование входного сигнала с одинаковым шагом по уровню.
Параметр блока: - Quantization interval - шаг квантования по уровню.
Блок люфта Backlash моделирует нелинейность типа “люфт”.
Параметры:
Deaband width - ширина люфта;
Initial output - начальное значение выходного сигнала.
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.
Блок с зоной нечувствительности Dead Zone 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.
Релейный блок Relay 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, блок реализует релейную характеристику с гистерезисом. При этом значение порога включения должно быть больше, чем значение порога выключения.
Блок Switch является переключателем. Блок имеет три входа. Два из них информационные (1-й и 3-й) и один управляющий (2-й). Если амплитуда сигнала, поступающего на 2-й вход, не меньше заданного порогового значения, то на выход блока подается сигнал с 1-го входа, в противном случае - сигнал с 3-го входа. Блок имеет параметр настройки порога – Treshold. Этот параметр может задаваться как числовая константа или как вычисляемое выражение. На рис. 5.16 приведен пример применения блока Switch (при этом значение порога принималось равным 6).
Рис.5.16 - Пример использования блока Switch
Блок Manual Switch осуществляет ручное управление. Этот блок не имеет параметров настройки и позволяет "вручную" выбирать один из двух портов, сигнал с которого будет передаваться на выход блока. Для переключения необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по изображению блока. На рис. 5.17 приведен пример.
Рис. 5.17 - Пример использования блока Manual Switch
Блок многовходового переключателя Multiport Switch выполняет переключение входных сигналов по сигналу управления, задающему номер активного входного порта. Блок имеет 1 параметр: 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. Исключение составляет случай, если значение управляющего сигнала превышает число информационных входов, то оно принимается равным наибольшему номеру. Входы блока нумеруются сверху вниз. На рис. 5.18 приведен пример применения блока Multiport Switch.
Рис. 5.18 - Пример использования блока Maltiport Switch
Блок сухого и вязкого трения Coulomb and Viscous Friction моделирует эффекты сухого и вязкого трения.
Параметры:
Coulomb friction value (Offset) - величина сухого трения;
Coefficient of viscous friction (Gain) - коэффициент вязкого трения.