PWM

Формирование идеального широтно-импульсного модулированного сигнала, соответствующего входному рабочему циклу

Библиотека:
Симулинк/разрывы

Описание

Используйте блок ШИМ для генерации идеального широтно-импульсного модулированного сигнала.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - это методика кодирования аналогового сигнала с использованием квадратных импульсов. Это кодирование достигается путем управления долей одного периода квадратной волны, которая установлена на высокий уровень. Эта доля является рабочим циклом сигнала. Взаимосвязь между модулированным сигналом и входным рабочим циклом может быть просто описана как:

$\overset{}{y} =_{} Dymax +_{(1}$ − D) ymin

где _ymax и _ymin - верхняя и нижняя границы рабочего цикла соответственно. Для блока ШИМ рабочий цикл ограничен значением [0,1]. Таким образом, идеализированный сигнал ШИМ пропорционален рабочему циклу D.

Порты

Вход

развернуть все

`D` - Рабочий цикл
скаляр

Требуемый рабочий цикл импульса Р, заданный как скалярный в диапазоне [0,1].

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

`Port 1` - Выходной импульс
скаляр

Сигнал ШИМ, соответствующий входному рабочему циклу.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`Period (s)` - Ширина импульса
1 (по умолчанию) | вещественный скаляр

Время между нарастающими фронтами последовательных импульсов выходного сигнала. Меньшее значение представляет импульс более высокой частоты.

`Run at fixed time intervals` - Выберите непрерывное или дискретное поведение
`continuous` (по умолчанию) | `discrete`

Выберите, должен ли блок работать в режиме непрерывной или дискретной выборки.

По умолчанию блок использует continuous режим выборки, поскольку он улучшает производительность моделирования с помощью решателей с переменными шагами.

Выбрать discrete режим отбора проб, если необходимо:

использовать решатель с фиксированным шагом
генерировать код
образец вывода блока

`Sampling rate` - Установить разрешение импульса
0,1 (по умолчанию) | скаляр

Укажите скорость, с которой блок отсчитывает входной сигнал рабочего цикла. Эта частота дискретизации становится разрешением выходного импульсного сигнала.

Зависимости

Для этого параметра требуется, чтобы режим выборки был установлен в значение discrete

`Disallow zero duty cycle` - Избегайте алгебраических циклов
off | on

Включите этот параметр, чтобы разорвать алгебраические циклы, содержащие блок ШИМ.

Примечание

Включение этого параметра приводит к появлению ошибки при значении сигнала 0 или ниже для входного сигнала рабочего цикла.

Типы данных: Boolean

Примеры модели

Управление ШИМ бустерного преобразователя

Управление повышающим преобразователем с помощью блока PWM в Simulink. Повышающий преобразователь реализован с помощью блока Boost Converter (Simscape Electrical) в библиотеке Simscape™ Electrical™.

Открыть модель

Генератор, управляемый напряжением

Моделирование идеального генератора, управляемого напряжением, с использованием блока генератора переменных импульсов для создания частотных колебаний.

Открыть модель

Характеристики блока

Типы данных	`double`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Алгоритмы

развернуть все

Режим непрерывной выборки

Для импульса, начинающегося в момент времени _tk

$y (t) \begin{matrix} = & _{{} 1tk_{<} t \\ < & _{tk} +_{} pw0tk \end{matrix}$ + 1 < t < tk + pw

где pw - длительность импульса. Для данного периода P pw пропорционален рабочему циклу D

$pw = D_{} (tk)_{*}$ P (tk)

Режим дискретной выборки

В режиме дискретной выборки входной сигнал рабочего цикла дискретизируется со скоростью, заданной параметром Sampling rate.

Для заданной частоты tS дискретизации число выборок, необходимых для импульса шириной pw, может быть выражено следующим образом.

$\begin{array}{l} _{npw} = \begin{matrix} ⌊ \frac{_{Dk} ._{}}{_{}} & PkTS⌋0 <_{npw} <_{} \end{matrix} \\ _{nPnP} = ⌊ \frac{}{_{PTS}} ⌋ \end{array}$

где _nP - количество выборок, необходимых для моделирования импульса периода P.

Рассмотрим номинальный импульс периода P с частотой дискретизации блока, установленной равной _tS = 0,25 P. Количество выборок, необходимых для одного периода импульса, _nP = 4. Таким образом, для входного рабочего цикла D = 0,47 количество выборок_{n pw заполняется до ⌊ 0.47P0.25⌋=} 1. $\frac{Следовательно,}{}$ импульс является высоким для 1 из 4 выборок в периоде.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Не рекомендуется для кода качества производства. Относится к ограничениям ресурсов и ограничениям на скорость и память, часто встречающимся во встроенных системах. Генерируемый код может содержать динамическое выделение и освобождение памяти, рекурсию, дополнительные издержки памяти и широко изменяющееся время выполнения. Хотя код является функционально действительным и общепринятым в средах с богатыми ресурсами, более мелкие встроенные целевые объекты часто не могут поддерживать такой код.

Как правило, рекомендуется использовать Simulink Model Discritizer для отображения непрерывных блоков в дискретные эквиваленты, поддерживающие генерацию производственного кода. Чтобы начать Образцовый Discretizer, в ^{Simulink® Editor}, на вкладке Apps, в соответствии с Приложениями, под Системами управления, нажимают Model Discretizer. Одним исключением является блок интегратора второго порядка, поскольку для этого блока дискретизатор модели производит приблизительную дискретизацию.

Документация

PWM

Описание

Порты