9.1.2.3. Формирование выходного сигнала по величине модельного времени и количеству расчетных шагов на один период
Выходной сигнал источника в этом режиме соответствует выражению:
y= Amplitude* sin[(k + Number of offset samples) / Samples per period] + bias ,
где k – номер текущего шага расчета.
Параметры:
Amplitude - Амплитуда.
Bias – Постоянная составляющая сигнала.
Samples per period – Количество расчетных шагов на один период синусоидального сигнала:
Samples per period = 2 / (frequency* Sample time)
Number of offset samples – Начальная фаза сигнала. Задается количеством шагов модельного времени:
Number of offset samples = Phase* Samples per period/ (2).
Sample time – Шаг модельного времени.
В данном режиме ошибка округления не накапливается, поскольку Simulink начинает отсчет номера текущего шага с нуля для каждого периода.
На Рис. 9.1.2 показано применение блока с разными значениями шага модельного времени (Sample time = 0 для блока Sine Wave 1и Sample time = 0.1 для блока Sine Wave 2). Для отображения графиков выходных сигналов в модели использован виртуальный осциллограф (Scope).
Рис. 9.1.2. Блок Sine Wave
[Скачать пример]
9.1.3. Источник линейно изменяющегося воздействия Ramp
Назначение:
Формирует линейный сигнал вида y = Slope* time + Initial value.
Параметры:
1. Slope — Скорость изменения выходного сигнала.
2. Start time — Время начала формирования сигнала.
3. Initial value — Начальный уровень сигнала на выходе блока.
На Рис. 9.1.3. показано использование данного блока.
Рис. 9.1.3. Блок Ramp
[Скачать пример]
9.1.4. Генератор ступенчатого сигнала Step
Назначение:
Формирует ступенчатый сигнал.
Параметры:
Step time - Время наступления перепада сигнала (с).
Initial value - Начальное значение сигнала.
Final value - Конечное значение сигнала.
Перепад может быть как в большую сторону (конечное значение больше чем начальное), так и в меньшую (конечное значение меньше чем начальное). Значения начального и конечного уровней могут быть не только положительными, но и отрицательными (например, изменение сигнала с уровня –5 до уровня –3).
На Рис. 9.1.4. показано использование генератора ступенчатого сигнала.
Рис. 9.1.4. Блок Step
[Скачать пример]
9.1.5. Генератор сигналов Signal Generator
Назначение:
Формирует один из четырех видов периодических сигналов:
sine — Синусоидальный сигнал.
square — Прямоугольный сигнал.
sawtooth — Пилообразный сигнал.
random — Случайный сигнал.
Параметры:
Wave form – Вид сигнала.
Amplitude – Амплитуда сигнала.
Frequency - Частота (рад/с).
Units – Единицы измерения частоты. Может принимать два значения:
- Hertz - Гц.
- rad/sec – рад/с.
На Рис. 9.1.5. показано применение этого источника при моделировании прямоугольного сигнала.
Рис. 9.1.5. Блок генератора сигналов
[Скачать пример]
9.1.6. Источник случайного сигнала с равномерным распределением Uniform Random Number
Назначение:
Формирование случайного сигнала с равномерным распределением.
Параметры :
Minimum – Минимальный уровень сигнала.
Maximum – Максимальный уровень сигнала.
Initial seed – Начальное значение.
Пример использования блока и график его выходного сигнала представлен на Рис. 9.1.6.
Рис. 9.1.6. Источник случайного сигнала с равномерным распределением
[Скачать пример]
9.1.7. Источник случайного сигнала с нормальным распределением Random Number
Назначение:
Формирование случайного сигнала с нормальным распределением уровня сигнала.
Параметры:
Mean - Среднее значение сигнала
Variance- Дисперсия (среднеквадратическое отклонение).
Initial seed – Начальное значение.
Рис. 9.1.7. Источник случайного сигнала с нормальным распределением
[Скачать пример]
9.1.8. Источник импульсного сигнала Pulse Generator
Назначение:
Формирование прямоугольных импульсов.
Параметры:
Pulse Type – Способ формирования сигнала. Может принимать два значения:
- Time-based – По текущему времени.
- Sample-based – По величине модельного времени и количеству расчетных шагов.
Amplitude — Амплитуда.
Period — Период. Задается в секундах для Time-based Pulse Type или в шагах модельного времени для Sample-based Pulse Type.
Pulse width — Ширина импульсов. Задается в в % по отношению к периоду для Time-based Pulse Type или в шагах модельного времени для Sample-based Pulse Type.
Phase delay — Фазовая задержка. Задается в секундах для Time-based Pulse Type или в шагах модельного времени для Sample-based Pulse Type.
Sаmple time — Шаг модельного времени. Задается для Sample-based Pulse Type.
Пример использования Pulse Generator показан на рис. 9.1.8.
Рис. 9.1.8. Источник прямоугольных импульсов
[Скачать пример]
9.1.9. Генератор линейно-изменяющейся частоты Chirp Generator
Назначение:
Формирование синусоидальных колебаний, частота которых линейно изменяется.
Параметры:
Initial frequence — Начальная частота (Гц);
Target time — Время изменения частоты (с);
Frequence at target time — Конечное значение частоты (Гц).
Пример использования блока показан на Рис. 9.1.9.
Рис. 9.1.9. Генератор линейно-изменяющейся частоты
[Скачать пример]
9.1.10. Генератор белого шума Band-Limited White Noice
Назначение:
Создает сигнал заданной мощности, равномерно распределенной по частоте.
Параметры:
Noice Power – Мощность шума.
Sample Time – Модельное время.
Seed - Число, необходимое для инициализации генератора случайных чисел.
Рис. 9.1.10 показывает работу этого генератора.
Рис. 9.1.10. Генератор белого шума
[Скачать пример]
9.1.11. Источник временного сигнала Clock
Назначение:
Формирует сигнал, величина которого на каждом шаге расчета равна текущему времени моделирования.
Параметры
Decimation - Шаг, с которым обновляются показания времени на изображении источника (в том случае, если установлен флажок параметра Display time). Параметр задается как количество шагов расчета. Например, если шаг расчета модели в окне диалога Simulation parameters установлен равным 0.01 с, а параметр Decimation блока Clock задан равным 1000, то обновление показаний времени будет производиться каждые 10 с модельного времени.
Display time - Отображение значения времени в блоке источника.
На рис. 9.1.11 показан пример работы данного источника.
Рис. 9.1.11. Источник временного сигнала
[Скачать пример]
9.1.12. Цифровой источник времени Digital Clock
Назначение:
Формирует дискретный временной сигнал.
Параметр:
Sample time – Шаг модельного времени (с).
На Рис. 9.1.12 показана работа источника Digital Clock.
Рис. 9.1.12. Цифровой источник временного сигнала
[Скачать пример]
9.1.13. Блок считывания данных из файла From File
Назначение:
Получение данных из внешнего файла.
Параметры:
File Name - Имя файла с данными.
Sample time - Шаг изменения выходного сигнала блока.
Данные в файле должны быть представлены в виде матрицы:
 .
Матрица должна состоять, как минимум, из двух строк. Значения времени записаны в первой строке матрицы, а в остальных строках находятся значения сигналов, соответствующие данным моментам времени. Значения времени должны быть записаны в возрастающем порядке. Выходной сигнал блока содержит только значения сигналов, а значения времени в нем отсутствуют. Если шаг расчета текущей модели не совпадает с отсчетами времени в файле данных, то Simulink выполняет линейную интерполяцию данных.
Файл данных (mat-файл), из которого считываются значения, не является текстовым. Структура файла подробно описана в справочной системе MATLAB. Пользователям Simulink удобнее всего создавать mat-файл с помощью блока To File (библиотека Sinks). На рис. 9.1.13 показан пример использования данного блока. Из файла data.mat считываются значения синусоидального сигнала.
Рис. 9.1.13. Блок From File
[Скачать пример]
9.1.14. Блок считывания данных из рабочего пространства From Workspace
Назначение:
Получение данных из рабочего пространства MATLAB.
Параметры:
Data – Имя переменной (матрицы или структуры) содержащей данные.
Sample time - Шаг изменения выходного сигнала блока.
Interpolate data — Интерполяция данных для значений модельного времени не совпадающих со значениями в переменной Data.
Form output after final data value by – Вид выходного сигнала по окончании значений времени в переменной Data:
- Extrapolate – Линейная экстраполяция сигналов.
- SettingToZero – Нулевые значения сигналов.
- HoldingFinalValue – Выходные значения сигналов равны последним значениям.
- CyclicRepetition – Циклическое повторение значений сигналов. Данный вариант может использоваться, только если переменная Data имеет формат Structure without time.
На рис. 9.1.14 показан пример использования данного блока. Данные в переменную simin рабочей области MATLAB загружаются из файла с помощью блока Read data.
Рис. 9.1.14. Блок From File
[Скачать пример]
9.1.15. Блок сигнала нулевого уровня Ground
Назначение:
Формирование сигнала нулевого уровня.
Параметры:
Нет.
Если какой-либо вход блока в модели не подсоединен, то при выполнении моделирования в главном окне MATLAB появляется предупреждающее сообщение. Для устранения этого на неподключенный вход блока можно подать сигнал с блока Ground.
На рис. 9.1.15 даны примеры использования блока. В первом случае сигнал с блока Ground поступает на один из входов сумматора, а во втором на один из входов блока умножения. Показания блоков Display подтверждают, что вырабатываемый блоком Ground сигнал имеет нулевое значение. Из рисунка также видно, что тип выходного сигнала блока устанавливается автоматически, в соответствии с типами сигналов, подаваемых на другие входы блоков (в данном случае – на входы блоков Sum и Product).
Рис. 9.1.15. Применение блока Ground
[Скачать пример]
9.1.16. Блок периодического сигнала Repeating Sequence
Назначение:
Формирование периодического сигнала.
Параметры:
Time values – Вектор значений модельного времени.
|
