Преобразование входного сигнала Simulink в физический сигнал
Утилиты
Блок преобразователя Simulink-PS преобразует входной сигнал Simulink ® в физический сигнал. Этот блок используется для подключения источников Simulink или других блоков Simulink к входам диаграммы физической сети.
Чтобы передать преобразование сигнала, занимая минимальное пространство холста, значок блока динамически изменяется в зависимости от того, подключен ли он к другим блокам.
| Когда блок... | Значок блока |
|---|---|
Не связанный |
|
Подключено к другим блокам |
|
Значок блока также изменяется на основе значения параметра Порядок фильтрации ввода, чтобы указать, применяется ли фильтрация к входному сигналу.
| Порядок фильтрации входных данных | Значок несвязанного блока | Значок подключенного блока |
|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
В качестве параметра Input signal unit (Единица входного сигнала) указывается требуемая единица измерения. Значение параметра управляет блоком физического сигнала на выходном порту блока, который служит входным сигналом для Simscape™ физической сети.
Примечание
Можно также указать физический блок в сигнале Simulink, подключенном к входному порту блока. В этом случае программа проверяет соответствие двух единиц измерения (дополнительные сведения см. в разделе Работа с модулями Simulink). Сигнальные блоки Simulink не распространяются в физическую сеть.
Если оставить блок без единиц измерения, для параметра Input signal unit установлено значение 1затем блок физического сигнала выводится из блока назначения. Блоками назначения по умолчанию являются метр-килограмм-секунда или MKS (SI). Если указаны различные единицы измерения, соизмеримые с ожидаемыми единицами по умолчанию для ввода блока назначения, то диспетчер единиц измерения присоединяет эти единицы к входному значению сигнала Simulink и выполняет необходимое преобразование единиц измерения при подаче сигнала в блок назначения.
На диаграмме ниже блок идеального источника крутящего момента ожидает сигнал крутящего момента в N * m на своем S-порте. Блок источника константы обеспечивает значение для этого входного сигнала. Если оставить блок преобразователя Simulink-PS без единиц измерения, то блок источника идеального крутящего момента создаст крутящий момент 1000 Н * м. Параметры других блоков в этом примере выбираются таким образом, чтобы выходное значение блока датчика идеального крутящего момента было равно крутящему моменту, генерируемому блоком источника идеального крутящего момента, и поэтому блок дисплея будет показывать значение 1000. При изменении значения параметра единицы входного сигнала в блоке Simulink-PS Converter наN*cmменеджер блока выполняет преобразование, и блок источника идеального крутящего момента генерирует крутящий момент 10 Н * м; значение крутящего момента в блоке Display изменяется на 10, как показано на диаграмме.
Когда входной сигнал связан с термодинамическими переменными и содержит единицы измерения температуры, необходимо решить, нужно ли применять аффинное преобразование. Дополнительные сведения см. в разделе Когда применять аффинное преобразование. Обычно, если входной сигнал представляет относительную температуру, то есть изменение температуры, необходимо применить линейное преобразование ΔTnew = L * ΔTold (метод по умолчанию). Однако, если входной сигнал представляет абсолютную температуру, необходимо применить аффинное преобразование, Tnew = L * Toden + O.
Например, в блоке Simulink-PS Converter, показанном на следующей схеме, если ввести degC в поле Input signal unit и установите флажок Apply affine conversion (Применить аффинное преобразование), температура, генерируемая блоком Ideal Temperature Source (Источник идеальной температуры), равна 293,15 К. Однако, если флажок Apply affine conversion (Применить аффинное преобразование) снят, то выходной сигнал блока Ideal Temperature source source (источник) равен 20 К..
Примечание
Нетипизированные входные данные не поддерживают аффинные единицы измерения. Если указать аффинные единицы измерения в блоке Simulink-PS Converter, а затем подключить его непосредственно к нетипированному входному порту, значение сигнала преобразуется в соответствующий основной блок и с этим значением выполняются дальнейшие математические операции.
Блоки, назначаемые физическому сигналу. Эти единицы должны быть соизмеримы с ожидаемыми единицами по умолчанию ввода блока назначения. Можно выбрать единицу измерения из выпадающего списка или ввести требуемое имя единицы измерения, например: rpmили допустимое выражение, например, rad/s. Дополнительные сведения и список сокращений единиц измерения см. в разделе Как указать единицы измерения в диалоговых окнах блоков и определениях единиц измерения. Значение по умолчанию: 1, что означает, что единицы физического сигнала на выходе блока соответствуют ожидаемым единицам по умолчанию на входе блока назначения.
Этот флажок применяется только для единиц измерения, которые могут быть преобразованы с аффинным смещением или без него, например для тепловых единиц измерения. Дополнительные сведения см. в разделе Тепловые преобразования единиц измерения.
Этот параметр позволяет определить, следует ли фильтровать входные данные и, таким образом, предоставлять производные времени входного сигнала или предоставлять их через дополнительные входные порты блока Simulink-PS Converter:
Provide signals - Выберите, хотите ли вы предоставить только входной сигнал, или также предоставьте временные производные входного сигнала в качестве дополнительных входных сигналов, используя параметр Обеспеченные сигналы. Параметры обработки входных данных по умолчанию: Provide signals и Input only. При использовании явного решателя рекомендуется предоставить производные ввода, выбрав одну из других опций. Дополнительные сведения см. в разделах Фильтрация входных сигналов и предоставление производных времени.
Filter input, derivatives calculated - фильтрация входа через фильтр нижних частот, который также предоставляет входные производные. В этом случае входной сигнал модифицируется (посредством фильтрации) перед преобразованием в физический сигнал. Фильтр первого порядка предоставляет одну производную, в то время как фильтр второго порядка предоставляет первую и вторую производные. При использовании этой опции установите соответствующее значение параметра постоянной времени фильтрации ввода, как описано ниже.
Zero derivatives (piecewise constant) - Если входной сигнал является кусочно-постоянным (например, шаг), эта опция позволяет явно установить входные производные в нуль.
Этот параметр применим только в том случае, если для параметра Фильтрация и производные задано значение Provide signals. Он позволяет предоставлять производные времени входного сигнала в качестве дополнительных входных сигналов:
Input only - Предоставить только входной сигнал. Это значение по умолчанию. При выборе этой опции блок имеет один входной порт Simulink и один выходной порт физического сигнала.
Input and first derivative - При выборе этой опции на блоке Simulink-PS Converter появляется дополнительный входной порт Simulink, позволяющий подключить производную сигнала, обеспечивающую ввод.
Input and first two derivatives - При выборе этой опции в блоке Simulink-PS Converter появляются два дополнительных входных порта Simulink, которые позволяют подключать сигналы, обеспечивающие входные производные.
Этот параметр применим только в том случае, если для параметра Фильтрация и производные задано значение Filter input, derivatives calculated. Он позволяет указать количество производных времени, вычисленных для входного сигнала, путем выбора порядка фильтрации:
First-order filtering - Предоставляет только первую производную.
Second-order filtering - Предоставляет первый и второй производные.
Этот параметр применим только в том случае, если для параметра Фильтрация и производные задано значение Filter input, derivatives calculated. Он определяет постоянную времени фильтра, которая управляет фильтрацией входного сигнала. Отфильтрованный вход следует за истинным входом, но сглаживается с запаздыванием в порядке выбранной временной константы. Следует установить значение временной константы, не превышающее наименьший интересующий интервал времени в системе. Компромисс при выборе очень малой постоянной времени заключается в том, что отфильтрованный входной сигнал будет ближе к истинному входному сигналу, за счет увеличения жесткости системы и замедления моделирования. Значение по умолчанию: .001 s.
Блок имеет один, два или три входных порта Simulink (в зависимости от значения параметра Provided signals), расположенных на его левой стороне, и порт вывода физического сигнала, расположенный на его правой стороне (в ориентации блока по умолчанию).
