Блок ограничения скорости изменения сигнала Rate Limiter

Назначение:

Блок обеспечивает ограничение скорости изменения сигнала (первой производной).

Параметры:

1. Rising slew rate - Уровень ограничения скорости при увеличении сигнала.
2. 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. 9.5.4 показан пример использования блока Rate Limiter, при подаче на его вход прямоугольного периодического сигнала.

Рис. 9.5.4. Пример использования блока Rate Limiter

[Скачать пример]

Блок квантования по уровню Quantizer

Назначение:

Блок обеспечивает квантование входного сигнала с одинаковым шагом по уровню.

Параметры:

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

[Скачать пример]

Блок сухого и вязкого трения Coulomb and Viscous Friction

Назначение:

Моделирует эффекты сухого и вязкого трения.

Параметры:

1. Coulomb friction value (Offset)– Величина сухого трения.
2. Coefficient of viscous friction (Gain) – Коэффициент вязкого трения.

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

[Скачать пример]

Блок люфта Backlash

Назначение:

Моделирует нелинейность типа “люфт”.

Параметры:

1. Deaband width – Ширина люфта.
2. 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.

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

[Скачать пример]

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 больше, чем величина порогового значения Threshold, то на выход блока проходит сигнал с первого (верхнего) входа. Если сигнал управления станет меньше, чем 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

[Скачать пример]