exponenta event banner

Моделирование непрерывной системы

Моделирование дифференциального уравнения

x '= -2x (t) + u (t),

где u (t) - квадратная волна с амплитудой 1 и периодичность 1 rad/sec, используйте блок интегратора и блок усиления. Блок интегратора интегрирует свой вход x 'для получения x. Другие блоки, необходимые в этой модели, включают блок усиления и блок суммы. Чтобы создать квадратную волну, используйте блок Генератор сигналов (Signal Generator) и выберите форму Квадратная волна (Square Wave), но измените единицы измерения по умолчанию на радианы/сек. Снова просмотрите выходные данные с помощью блока Scope. Соберите блоки и определите коэффициент усиления.

В этой модели для изменения направления блока усиления на противоположное выберите блок, затем на вкладке Формат (Format) щелкните Развернуть влево-вправо (Flip left-right). Чтобы создать линию ответвления от выхода блока интегратора к блоку усиления, удерживайте нажатой клавишу Ctrl при рисовании линии. Дополнительные сведения см. в разделе Ответвление соединения.

Теперь можно соединить все блоки.

Важной концепцией в этой модели является цикл, который включает в себя блок суммы, блок интегратора и блок усиления. В этом уравнении x является выходом блока интегратора. Это также вход в блоки, которые вычисляют x ', на которых он основан. Это отношение реализуется с использованием цикла.

На каждом шаге времени в области отображается значение x. Для моделирования продолжительностью 10 секунд выходные данные выглядят следующим образом:

Уравнение, смоделированное в этом примере, также может быть выражено как передаточная функция. Модель использует блок Transfer Fcn, который принимает u как вход и выводит x. Таким образом, блок реализует x/u. Если заменить sx на x 'в приведенном выше уравнении, вы получите

sx = -2x + u.

Решение для x дает

x = u/( s + 2)

или,

x/u = 1/(  s + 2).

Блок Transfer Fcn использует параметры для задания числительных и знаменательных коэффициентов. В этом случае числитель равен 1 и знаменателем является s+2. Укажите оба члена как векторы коэффициентов последовательно уменьшающихся степеней s.

В этом случае числитель [1] (или просто 1) и знаменателем является [1 2].

Результаты этого моделирования идентичны результатам предыдущей модели.

Связанные темы