Resistor
Резистор включая дополнительный допуск, операционные пределы, поведение отказа и шум
Описание
Блок Resistor представляет линейный резистор, позволяя вам смоделировать следующие эффекты:
Можно включить и выключить эти опции моделирования друг независимо от друга. Когда все дополнительные опции выключены, поведение компонента идентично библиотеке Simscape™ Foundation блок Resistor.
В его самой простой форме блок Resistor моделирует линейный резистор, описанный следующим уравнением:
где:
Если вы устанавливаете параметр Noise mode на Enabled, затем уравнения определения увеличиваются дискретной переменной i N, чтобы представлять тепловой шум, как описано в Тепловом шуме.
Допуски
Можно применить допуски к номинальной стоимости, вы предусматриваете параметр Resistance. Таблицы данных обычно обеспечивают процент допуска для данного типа резистора. Таблица показывает, как блок применяет допуски и вычисляет сопротивление на основе выбранной опции Tolerance application.
| Опция | Значение сопротивления |
|---|
None — use nominal value
| R |
Random tolerance
| Равномерное распределение: R· (1 – tol + 2 · tol · rand) Распределение Гаусса: R· (1 + tol · randn / nSigma) |
Apply maximum tolerance value
| R· (1 + tol) |
Apply minimum tolerance value
| R· (1 – tol) |
В таблице,
R является значением параметров Resistance, номинальным сопротивлением.
tol является дробным допуском, вычисленным от основанного на проценте параметра Tolerance (%).
nSigma является значением, вы предусматриваете параметр Number of standard deviations for quoted tolerance.
rand и randn стандартные функции MATLAB® для генерации случайных чисел равномерного и нормального распределения.
Примечание
Если вы выбираете Random tolerance опция и вы находитесь в режиме "Fast Restart", случайное значение допуска обновляется на каждой симуляции, если по крайней мере один между дробным допуском, tol, или Number of standard deviations for quoted tolerance, nSigma, установлен во Время выполнения и задан с переменной (даже если вы не изменяете ту переменную).
Работа пределами
Можно задать операционные пределы в терминах степени и максимального рабочего напряжения. Для теплового варианта блока (см. Тепловой Порт), можно также задать операционные пределы в терминах температуры.
Когда операционный предел превышен, блок может или сгенерировать предупреждение или остановить симуляцию с ошибкой. Для получения дополнительной информации смотрите Операционный Предельный раздел параметров.
Отказы
Блок Resistor позволяет вам моделировать электрическую неисправность как мгновенное изменение в сопротивлении. Блок может инициировать события отказа:
Можно включить или отключить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе, если больше чем один триггерный механизм требуется в симуляции. Когда больше чем один механизм включен, первый механизм, который инициирует отказ, более приоритетен. Другими словами, компонент перестал работать не больше, чем однажды на симуляцию.
Когда резистор перестал работать, его сопротивление изменяется на значение, которое вы задаете для параметра Faulted zero-voltage resistance. Можно также выбрать, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит, при помощи параметра Reporting when a fault occurs. Утверждение может принять форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выпускает утверждение.
Тепловой шум
Блок Resistor может сгенерировать текущий тепловой шум. Если вы устанавливаете параметр Noise mode на Enabled, затем уравнения определения увеличиваются дискретной переменной i N, чтобы представлять тепловой шум:
Если временем выборки является h, то тепловым шумом дают:
где:
k является Постоянная Больцмана, 1.3806504e-23 J/K.
T является температурой.
R является сопротивлением.
N является Гауссовым случайным числом с нулевым средним и стандартным отклонением одного.
2kT/R является двусторонним распределением электроэнергии теплового шума (односторонним эквивалентом является 4kT/R).
Блок генерирует Гауссов шум при помощи источника PS Random Number в библиотеке Simscape Foundation. Можно управлять seed случайных чисел путем установки параметра Repeatability:
Not repeatable — Каждый раз, когда вы симулируете свою модель, блок сбрасывает случайный seed с помощью генератора случайных чисел MATLAB:
Repeatable — Блок автоматически генерирует значение seed и хранит его в блоке, чтобы всегда запустить симуляцию с того же случайного числа. Это автоматически сгенерированное значение seed установлено, когда вы добавляете блок Resistor от библиотеки блоков до модели. Когда вы делаете новую копию блока Resistor из существующего в модели, новое значение seed сгенерировано. Блок устанавливает значение с помощью команды генератора случайных чисел MATLAB, показанной выше.
Specify seed — Если вы выбираете эту опцию, дополнительный параметр Seed позволяет вам непосредственно задать значение seed случайных чисел.
Тепловой порт
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы осушить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают > > . Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и добавляет вкладку Thermal и вкладку Variables к диалоговому окну блока.
Используйте вкладку Thermal, чтобы задать, как значение сопротивления изменяется с температурой и установить количество тепла. Используйте вкладку Variables, чтобы поставить начальную температурную цель.
С тепловым осушенным портом сгенерированный шум использует температуру в тепловом порте при определении мгновенного шумового значения. Осушение теплового порта также расширяет опции на вкладке Operating Limits можно следующим образом:
Параметр Power rating становится температурным зависимым. Вы задаете температуру, до которой оценка полной мощности доступна плюс более высокая температура, для которой номинальная мощность уменьшается до нуля. Это принято, что номинальная мощность уменьшается линейно с температурой между этими двумя значениями.
Дополнительный параметр, Operating temperature range, [Tmin Tmax], позволяет вам задать допустимый диапазон температур для блочной операции.
Переменные
Используйте раздел Variables интерфейса блока, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках (Simscape).
Этот раздел появляется только для блоков с осушенным тепловым портом. Переменная Temperature позволяет вам задать высокоприоритетную цель для температуры в начале симуляции.
Основные допущения и ограничения
Симуляция с включенным шумом замедляет симуляцию. Выберите шаг расчета (h) так, чтобы шум был сгенерирован только на частотах интереса, и не выше.
Порты
Сохранение
развернуть все
+ — Положительный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с резистором положительный терминал.
- — Отрицательный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с резистором отрицательный терминал.
H — Количество тепла резистора
тепловой
Тепловой порт сохранения, который представляет количество тепла резистора.
Зависимости
Enabled для теплового варианта блока. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловой Порт.
Параметры
развернуть все
Основной
Resistance — Номинальное значение сопротивления
1 Ом (значение по умолчанию)
Номинальное значение сопротивления. Значение сопротивления должно быть больше нуля.
Tolerance (%) — Допуск резисторов, в проценте
5 (значение по умолчанию)
Допуск резисторов, как задано на таблице данных производителя.
Tolerance application — Выберите, как применить допуск в процессе моделирования
None — use nominal value (значение по умолчанию) | Random tolerance | Apply maximum tolerance value | Apply minimum tolerance value
Выберите, как применить допуск в процессе моделирования:
None — use nominal value — Блок не применяет допуск, использует номинальное значение сопротивления. Это значение по умолчанию.
Random tolerance — Блок применяет случайное смещение к значению сопротивления в пределе значения допуска. Можно выбрать Uniform или Распределение Гаусса для вычисления случайного числа при помощи параметра Tolerance distribution.
Apply maximum tolerance value — Сопротивление увеличено на заданное процентное значение допуска.
Apply minimum tolerance value — Сопротивление уменьшено заданным процентным значением допуска.
Tolerance distribution — Выберите тип распределения
Uniform (значение по умолчанию) | Gaussian
Выберите тип распределения для случайного допуска:
Зависимости
Enabled, когда параметр Tolerance application устанавливается на Random tolerance.
Number of standard deviations for quoted tolerance — Используемый в вычислении Гауссова случайного числа
4 (значение по умолчанию)
Количество стандартных отклонений для вычисления Гауссова случайного числа.
Зависимости
Enabled, когда параметр Tolerance distribution устанавливается на Gaussian.
Работа пределами
Enable operating limits — Выберите Yes позволять сообщить, когда операционные пределы превышены
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes позволять сообщить, когда операционные пределы превышены. Связанные параметры в разделе Operating Limits становятся видимыми, чтобы позволить вам выбрать метод создания отчетов и задать операционные пределы в терминах степени и максимального рабочего напряжения. Параметры, которые задают операционные пределы в терминах температуры, отображаются только для блоков с осушенным тепловым портом (см. Тепловой Порт). Значением по умолчанию является No.
Reporting when operating limits exceeded — Выберите метод создания отчетов
Warn (значение по умолчанию) | Error
Выберите то, что происходит, когда операционный предел превышен:
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable operating limits устанавливается на Yes.
Maximum working voltage — Максимальное напряжение допускало нормальную блочную операцию
100 В (значение по умолчанию)
Максимальная величина напряжения допускала нормальную блочную операцию.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable operating limits устанавливается на Yes.
Power rating — Максимальная мощность допускала нормальную блочную операцию
1 Вт (значение по умолчанию)
Максимальная мощность допускала нормальную блочную операцию.
Если вы осушаете тепловой порт блока, этот параметр становится температурным зависимым. Значение, которое вы задаете для параметра Power rating, применяется до температуры, заданной значением параметров Temperature below which full power rating is available. Затем номинальная мощность уменьшается линейно с температурой, пока это не становится 0 при температуре, заданной значением параметров Temperature above which power rating is reduced to zero.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable operating limits устанавливается на Yes.
Temperature below which full power rating is available — Максимальная температура, где полная мощность, оценивающая все еще, применяется
70 °C (значение по умолчанию)
Максимальная температура, где оценка полной мощности, заданная значением параметров Power rating, все еще применяется.
Зависимости
Enabled для теплового варианта блока. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловой Порт.
Temperature above which power rating is reduced to zero — Температура, где номинальная мощность становится 0
155 °C (значение по умолчанию)
Температура, где номинальная мощность становится 0. Выше этой температуры симуляция всегда выпускает утверждение независимо от рассеянной степени. Это значение параметров должно быть выше, чем Temperature below which full power rating is available.
Зависимости
Enabled для теплового варианта блока. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловой Порт.
Operating temperature range, [Tmin Tmax] — Минимальные и максимальные температурные значения допускали нормальную блочную операцию
[-50 150] °C (значение по умолчанию)
Вектор-строка из длины 2 минимума определения и максимальные температурные значения допускал нормальную блочную операцию. Первый элемент является самой низкой допустимой рабочей температурой, и второй элемент является самой большой допустимой рабочей температурой.
Зависимости
Enabled для теплового варианта блока. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловой Порт.
Отказы
Enable faults — Выберите Yes включить моделирование отказов
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes включить моделирование отказов. Связанные параметры в разделе Faults становятся видимыми, чтобы позволить вам выбрать метод создания отчетов и задать триггерный механизм (временный или поведенческий). Можно включить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Reporting when a fault occurs — Выберите, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит
None (значение по умолчанию) | Warn | Error
Выберите, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит:
None — Блок не выпускает утверждение.
Warn — Блок выдает предупреждение.
Error — Симуляция останавливается с ошибкой.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Faulted resistance — Сопротивление, когда блок находится в неработающем состоянии
Ом inf (значение по умолчанию)
Сопротивление между + и – порты, когда блок находится в неработающем состоянии.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Enable temporal fault trigger — Выберите Yes включить основанное на времени инициирование отказа
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes включить основанное на времени инициирование отказа. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Simulation time for fault event — Время прежде, чем войти дало сбой состояние
1 с (значение по умолчанию)
Установите время симуляции, в котором вы хотите, чтобы блок ввел неработающее состояние.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable temporal fault trigger устанавливается на Yes.
Enable behavioral fault trigger — Выберите Yes включить поведенческое инициирование отказа
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes включить поведенческое инициирование отказа. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Maximum permissible current — Текущий порог, чтобы дать сбой переход
1 А (значение по умолчанию)
Задайте максимальное допустимое текущее значение. Если ток превышает это значение для дольше, чем значение параметров Time to fail when exceeding maximum permissible current, то блок вводит неработающее состояние.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Time to fail when exceeding maximum permissible current — Максимальный отрезок времени ток превышает порог
1 с (значение по умолчанию)
Установите максимальный отрезок времени, что ток может превысить максимальное допустимое значение, не инициировав отказ.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Шум
Noise mode — Выберите, смоделировать ли текущий тепловой шум
Disabled (значение по умолчанию) | Enabled
Выберите, смоделировать ли текущий тепловой шум:
Disabled — Никакой шум не производится резистором.
Enabled — Резистор генерирует текущий тепловой шум, и связанные параметры становятся видимыми в разделе Noise.
Sample time — Уровень, на котором производится источник шума
1e-3 s (значение по умолчанию)
Задает уровень, на котором производится источник шума. Выберите его, чтобы отразить частоты интереса к вашей модели. Создание слишком маленького шага расчета излишне замедлит вашу симуляцию.
Зависимости
Enabled, когда параметр Noise mode устанавливается на Enabled.
Repeatability — Выберите шумовую опцию управления
Not repeatable (значение по умолчанию) | Repeatable | Specify seed
Выберите шумовую опцию управления:
Not repeatable — Случайная последовательность, используемая в шумовой генерации, не повторяема.
Repeatable — Случайная последовательность, используемая в шумовой генерации, повторяема со сгенерированным системой seed.
Specify seed — Случайная последовательность, используемая в шумовой генерации, повторяема, и вы управляете seed при помощи параметра Seed.
Зависимости
Enabled, когда параметр Noise mode устанавливается на Enabled.
Auto-generated seed used for repeatable option — Автоматически сгенерированный seed случайных чисел
случайное вещественное число
Seed случайных чисел, сохраненный в блоке, чтобы сделать случайную последовательность повторяемой. Значение параметров автоматически сгенерировано с помощью команды генератора случайных чисел MATLAB. Можно изменить это значение параметров, но оно перезаписывается новым случайным значением, если вы копируете блок в другой блок в модели. Поэтому, если вы хотите управлять seed случайной последовательности, используйте Specify seed опция для параметра Repeatability и задает желаемое значение seed с помощью параметра Seed.
Зависимости
Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Repeatable.
Seed — Seed случайных чисел
0 (значение по умолчанию)
Seed используется шумовым генератором случайных чисел.
Зависимости
Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Specify seed.
Device simulation temperature — Температура резистора в начале симуляции
25 °C (значение по умолчанию)
Температура резистора в начале симуляции.
Зависимости
Enabled, когда параметр Noise mode устанавливается на Enabled.
Для блоков с осушенным тепловым портом отключен этот параметр. Вместо этого используйте вкладку Variables, чтобы поставить начальную температурную цель. Для получения дополнительной информации смотрите Переменные.
Тепловой
Эта вкладка появляется только для блоков с осушенным тепловым портом. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловой Порт.
Resistance temperature coefficient — Задает, как значение сопротивления изменяется с температурой
0.00393 1/K (значение по умолчанию)
Коэффициент α в уравнении, которое описывает сопротивление как функцию температуры, R T = R (1+α (T–T0)). Значение по умолчанию для меди.
Measurement temperature — Температура, соответствующая номинальному сопротивлению
25 °C (значение по умолчанию)
Температурный T 0, для которого номинальное сопротивление задан R.
Thermal mass — Количество тепла сопоставлено с портом H
100 J/K (значение по умолчанию)
Количество тепла сопоставлено с тепловым портом H. Это представляет энергию, требуемую повысить температуру теплового порта одной степенью.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Представленный в R2009a
