Документация

Чисто Дискретные системы

Чисто дискретная система составлена только дискретных блоков и может быть смоделирована с помощью или фиксированного шага или решателя переменного шага. Моделирование дискретной системы требует, чтобы средство моделирования сделало шаг моделирования при каждом хите частоты дискретизации. Для мультиуровня дискретная система — система, блоки которой выборки ^Simulink® на различных уровнях — шаги должны произойти в целочисленных множителях каждой из системных частот дискретизации. В противном случае средство моделирования может пропустить ключевые переходы в состояниях системы. Размер шага, который выбирает программное обеспечение Simulink, зависит от типа решателя, который вы используете, чтобы моделировать систему мультиуровня и на основной частоте дискретизации.

Основная частота дискретизации мультиуровня, дискретная система является самым большим двойным, которое является целочисленным делителем фактических частот дискретизации системы. Например, предположите, что система имеет частоты дискретизации 0,25 и 0,50 секунд. Основная частота дискретизации в этом случае составляет 0,25 секунды. Предположим, вместо этого, частоты дискретизации составляют 0,50 и 0,75 секунды. Основная частота дискретизации является снова 0,25 секундами.

Важность основной частоты дискретизации непосредственно относится, направляете ли вы программное обеспечение Simulink, чтобы использовать фиксированный шаг или переменный шаг дискретный решатель, чтобы решить ваш мультиуровень дискретная система. Решатель фиксированного шага устанавливает размер шага моделирования, равный основной частоте дискретизации дискретной системы. Напротив, решатель переменного шага отличается размер шага, чтобы равняться расстоянию между фактическими хитами частоты дискретизации.

Следующая схема иллюстрирует различие между фиксированным шагом и решателем переменного шага.

В схеме стрелки указывают на шаги моделирования, и круги представляют хиты частоты дискретизации. Когда схема иллюстрирует, решатель переменного шага требует, чтобы меньше шагов моделирования моделировало систему, если основная частота дискретизации является меньше, чем какая-либо из фактических частот дискретизации моделируемой системы. С другой стороны, решатель фиксированного шага требует, чтобы меньше памяти реализовало, и быстрее, если одна из системных частот дискретизации является основным принципом. Это может быть преимуществом в приложениях, которые влекут за собой генерирующийся код от модели Simulink (использование Simulink Coder™). В любом случае дискретный решатель, обеспеченный Simulink, оптимизирован для дискретных систем; однако, можно моделировать чисто дискретную систему с любым из решателей и получить эквивалентные результаты.

Рассмотрите следующий пример простой системы мультиуровня. Для этого примера Частота дискретизации блока DTF1 Discrete Transfer Fcn установлена в [1 0.1] [], который дает ему смещение 0.1. Частота дискретизации блока DTF2 Discrete Transfer Fcn установлена в 0.7 без смещения. Решатель установлен в переменный шаг дискретный решатель.

Выполнение моделирования и графическое изображение выходных параметров с помощью функции stairs

simOut = sim('ex_dtf','StopTime', '3');
t = simOut.find('tout')

y = simOut.find('yout')
stairs(t,y, '-*')

производит следующий график.

(Для получения информации о команде sim. смотрите Моделирования Выполнения Программно.)

Как фигура демонстрирует, потому что блоку DTF1 смещали 0.1, блок DTF1 не имеет никакого вывода до t = 0.1. Точно так же начальные условия передаточных функций являются нулем; поэтому, вывод DTF1, y (1), является нулем перед этим временем.

Гибридные системы

Гибридные системы содержат и дискретные и непрерывные блоки и таким образом имеют и дискретные и непрерывные состояния. Однако решатели Simulink обрабатывают любую систему, которая имеет и непрерывные и дискретные частоты дискретизации как гибридную систему. Для получения информации о моделировании гибридных систем смотрите Гибридные системы Моделирования.

В блок-схемах термин гибрид применяется к обеим гибридным системам (смешал непрерывно-дискретные системы), и системы с несколькими частотами дискретизации (системы мультиуровня). Такие системы становятся желтыми в цвете, когда вы выполняете Схему Обновления с цветами отображения Частоты дискретизации, превращенными 'on'. Как пример, рассмотрите следующую модель, которая содержит атомарную подсистему, “Дискретный Контроллер Круиза” и виртуальная подсистема, “Автомобильная Динамика”. (См. ex_execution_order.)

С набором опции Частоты дискретизации ко Всем Схема Обновления поворачивает виртуальную желтую подсистему, указывая, что это - гибридная подсистема. В этом случае подсистема является истинной гибридной системой, поскольку она имеет и непрерывные и дискретные частоты дискретизации. Как показано ниже, дискретный входной сигнал, D1, объединяется с непрерывным скоростным сигналом, v, чтобы произвести непрерывный входной параметр для интегратора.

Теперь рассмотрите подсистему мультиуровня, которая содержит три исходных блока Синусоиды, каждый из которых имеет уникальную частоту дискретизации — 0.2, 0.3, и 0.4, соответственно.

Схема Обновления поворачивает подсистему, желтую, потому что подсистема содержит больше чем одну частоту дискретизации. Как показано в блок-схеме, блоки Синусоиды имеют дискретные частоты дискретизации D1, D2, и D3 и выходной сигнал фиксируются на незначительном шаге.

В оценке системы для нескольких частот дискретизации Simulink не рассматривает ни одну константу [inf, 0] или асинхронный [–1, –n] частоты дискретизации. Таким образом подсистема, состоящая из одного блока, что выходное постоянное значение и один блок с дискретной частотой дискретизации не будут определяться как гибрид.

Гибридная аннотация и окраска очень полезны для оценки, наследовали ли подсистемы в вашей модели правильные или ожидаемые частоты дискретизации.