Variable Transport Delay

Задержка входа по переменному количеству времени

Библиотека:
Simulink/Непрерывный

Описание

Блоки Variable Transport Delay и Variable Time Delay появляются как два блока в Simulink^® библиотека блоков. Однако они являются тем же блоком Simulink с другими настройками для параметра Select delay type. Используйте этот параметр, чтобы задать режим, в котором работает блок.

Переменная задержка транспорта

В этом режиме выход блока в текущем временном шаге равен значению его входных данных (верхний, или левый) на более раннем временном шаге, равном текущему времени минус задержка транспортировки.

$y (t) = u (t - t_{d} (t))$

Программное обеспечение Simulink находит задержку транспорта, $t_{d} (t)$ , решением следующего уравнения:

$\int_{t - t_{d} (t)}^{t} \frac{1}{t_{i} (τ)} d τ = 1$

Это уравнение включает мгновенную временную задержку, $t_{i} (t)$ , заданный временной задержкой (нижний, или правый) вход.

Предположим, что вы хотите использовать этот блок для моделирования потока жидкости через трубопровод, где скорость жидкости изменяется со временем. В этом случае время, задержка входа к блоку

$t_{i} (t) = \frac{L}{v_{i} (t)}$

где L - длина трубопровода и $v_{i} (t)$ - скорость жидкости.

Переменная задержка по времени

В этом режиме блок имеет вход данных, временной задержки входа и выход данных. (Описание порядка расположения портов для различных ориентаций блоков см. в разделе Расположение портов после вращения или разворота.) Выход на текущем временном шаге равен значению его входных данных на предыдущем временном шаге. Этот временной шаг является текущим временем симуляции минус время задержки, заданное временной задержкой входа.

$y (t) = u (t - t_{0}) = u (t - τ (t))$

Во время симуляции блок сохраняет пары времени и входных значений во внутреннем буфере. В начале симуляции блок выводит значение параметра Initial output до тех пор, пока время симуляции не превысит временной задержки входа. Затем на каждом шаге симуляции блок выводит сигнал в момент времени, который соответствует текущему времени симуляции минус время задержки.

Если вы хотите, чтобы выход в то время между входным временем хранения и решателем был непрерывным решателем, блок интерполируется линейно между точками. Если задержка меньше размера шага, блок экстраполирует выходную точку из предыдущей точки. Например, рассмотрим симуляцию с фиксированным шагом с размером шага 1 и текущее время в t = 5. Если задержка 0.5блок должен сгенерировать точку в t = 4.5, но самое последнее сохраненное значение времени находится на t = 4. Таким образом, блок экстраполирует вход в 4.5 от входа в 4 и использует экстраполированное значение в качестве выхода в t = 5.

Экстраполяция вперед от предыдущего временного шага может привести к менее точному результату, чем экстраполяция назад от текущего временного шага. Однако блок не может использовать текущий вход для вычисления своего выходного значения, потому что входной порт не имеет прямого сквозного соединения.

Если модель задает дискретный решатель, блок не интерполируется между временными шагами. Вместо этого оно возвращает самое близкое сохраненное значение, которое предшествует необходимому значению.

Порты

Вход

расширить все

`Port_1` - Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

Входной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица.

Типы данных: double

`_t0` - задержка входа по времени
скаляр | вектор | матрица

Время задержки входа заданное как скаляр, вектор или матрица. Когда блок находится в Variable time delay mode, это значение задает временную задержку. Для получения дополнительной информации об этом вычислении см. Раздел «Переменная задержка времени».

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Select delay type равным Variable time delay.

Типы данных: double

`_ti` - Мгновенная задержка входа по времени
скаляр | вектор | матрица

Мгновенная задержка входа в виде скаляра, вектора или матрицы. Когда блок находится в Variable transport delay это значение используется для вычисления задержки транспортировки. Для получения дополнительной информации об этом вычислении см. Переменную задержка транспорта».

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Select delay type равным Variable transport delay.

Типы данных: double

Выход

расширить все

`Port_1` - Задержанный сигнал
скаляр | вектор | матрица

Выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица.

Типы данных: double

Параметры

расширить все

`Select delay type` - Тип задержки
`Variable time delay` | `Variable transport delay`

Укажите тип задержки следующим Variable time delay или Variable transport delay.

Значение по умолчанию этого параметра зависит от реализации блока: Variable time delay для блока Variable Time Delay и Variable transport delay для блока Variable Transport Delay.

Зависимости

Установка этого параметра на Variable time delay включает параметр Handle zero delay.
Установка этого параметра на Variable transport delay включает параметры Absolute tolerance и State Name.

Программное использование

Параметры блоков: VariableDelayType

Тип: Вектор символов, строка

Значения: 'Variable transport delay' | 'Variable time delay'

`Maximum delay` - Максимальное значение входного параметра задержки по времени
`10` (по умолчанию) | скалярный вектор |

Установите максимальное значение временной задержки входа. Это значение определяет самую большую временную задержку входа, которую позволяет этот блок. Блок зажимает любую задержку, которая превышает это значение. Это значение не может быть отрицательным. Если задержка становится отрицательной, блок обрезает его на нуль и выдает предупреждающее сообщение.

Программное использование

Параметры блоков: MaximumDelay

Тип: Вектор символов, строка

Значение: скалярный вектор |

По умолчанию: '10'

`Initial output` - Начальный выход
`0` (по умолчанию) | скалярный вектор |

Задайте вывод, который генерирует блок, пока время симуляции не превысит временной задержкой входа.

Зависимости

Исходный выход этого блока не может быть inf или NaN.
A Run-to-run tunable parameter не может быть изменен во время запуска симуляции. Однако изменение его до начала симуляции не заставляет Accelerator или Rapid Accelerator регенерировать код.

Программное использование

Параметры блоков: InitialOutput

Тип: Вектор символов, строка

Значения: скаляр | вектор

По умолчанию: '0'

`Initial buffer size` - Начальное выделение памяти
`1024` (по умолчанию) | скаляром

Определите начальное выделение памяти для количества точек входа для хранения. Входные точки определяют историю входного сигнала до текущего времени симуляции.

Если количество точек входа превышает начальный buffer size, блок выделяет дополнительную память.
После завершения симуляции появляется сообщение, если буфера недостаточно и необходимо выделить больше памяти.

Совет

Поскольку выделение памяти замедляет симуляцию, тщательно выберите это значение, если скорость симуляции является проблемой.
В течение длительных задержек этот блок может использовать большое количество памяти, особенно для размерного входа.

Программное использование

Параметры блоков: MaximumPoints

Тип: Вектор символов, строка

Значения: скаляр | вектор

По умолчанию: '1024'

`Use fixed buffer size` - Используйте буфер фиксированного размера
`off` (по умолчанию) | `on`

Установка этого флажка использует буфер фиксированного размера для сохранения входных данных с предыдущих временных шагов. Когда вы снимаете этот флажок, блок не использует буфер фиксированного размера.

Параметр Initial buffer size задает buffer size. Если буфер заполнен, новые данные заменяют данные уже в буфере. Программное обеспечение Simulink использует линейную экстраполяцию, чтобы оценить выходные значения, которые не находятся в буфере.

Примечание

Генерация кода ERT или GRT использует буфер фиксированного размера, даже если этот флажок не установлен.

Совет

Если входные данные линейны, установка этого флажка может сохранить память.
Если входные данные нелинейны, не устанавливайте этот флажок. Это может привести к неточным результатам.

Программное использование

Параметры блоков: FixedBuffer

Тип: Вектор символов, строка

Значения: 'off' | 'on'

По умолчанию: 'off'

`Handle zero delay` - Используйте прямое сквозное соединение
`off` (по умолчанию) | `on`

Установка этого флажка преобразует этот блок в блок прямой передачи. Когда вы снимаете этот флажок, блок не использует прямое сквозное соединение.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Select delay type равным Variable time delay.

Программное использование

Параметры блоков: ZeroDelay

Тип: Вектор символов, строка

Значения: 'off' | 'on'

По умолчанию: 'off'

`Direct feedthrough of input during linearization` - Используйте прямое сквозное соединение во время линеаризации
`off` (по умолчанию) | `on`

Когда вы выбираете этот параметр, блок выводит свой вход во время линеаризации и обрезки, что устанавливает режим блока на прямое сквозное соединение. Чтобы отключить прямое сквозное соединение, снимите этот флажок.

Совет

Установка этого флажка может привести к изменению упорядоченного расположения состояний в модели при использовании функций linmod, dlinmod, или trim. Чтобы извлечь это новое состояние упорядоченного расположения:
1. Скомпилируйте модель с помощью следующей команды, где model - имя модели Simulink.
```
    [sizes, x0, x_str] = model([],[],[],'lincompile'); 
```
2. Завершите компиляцию следующей командой.
```
  model([],[],[],'term'); 
```
Выходной аргумент x_str, который является массивом ячеек состояний в модели Simulink, содержит новое упорядоченное расположение состояний. Когда вы передаете вектор состояний как вход в linmod, dlinmod, или trim функции, вектор состояния должен использовать это новое упорядоченное расположение состояний.

Программное использование

Параметры блоков: TransDelayFeedthrough

Тип: Вектор символов, строка

Значения: 'off' | 'on'

По умолчанию: 'off'

`Pade order (for linearization)` - Порядок аппроксимации Паде
`0` (по умолчанию) | скаляром

Установите порядок аппроксимации Паде для стандартных программ линеаризации.

Значение по умолчанию 0, что приводит к усилению единицы без динамических состояний.
Установка порядка положительного целого числа n добавляет n состояния к вашей модели, но приводит к более точной линейной модели задержки переноса.

Программное использование

Параметры блоков: PadeOrder

Тип: Вектор символов, строка

Значения: скаляр

По умолчанию: '0'

`Absolute tolerance` - Абсолютная погрешность для вычисления состояния блока
`auto` (по умолчанию) | положительный, действительный, скалярный или вектор

Задайте абсолютную погрешность для вычисления состояния блока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Select delay type равным Variable transport delay.

Программное использование

Параметры блоков: AbsoluteTolerance

Тип: Вектор символов, строка

Значения: 'auto' | '-1' | любой положительный действительный скаляр или вектор

По умолчанию: 'auto'

`State Name (e.g., 'position')` - Уникальное имя для каждого состояния
`' '` (по умолчанию) | вектор символов, строка

Присвойте уникальное имя каждому состоянию. Если это поле не заполнено, присвоение имен не выполняется.

Совет

Чтобы назначить имя одному состоянию, введите имя между кавычками, например 'velocity'.
Чтобы назначить имена нескольким состояниям, введите список с разделителем запятыми, окруженный скобками, например {'a', 'b', 'c'}. Каждое имя должно быть уникальным.
Имена состояний применяются только к выбранному блоку.
Количество состояний должно разделяться равномерно между количеством имен состояний.
Можно задать меньше имен, чем состояний, но нельзя задать больше имен, чем состояний.
Для примера можно задать два имени в системе с четырьмя состояниями. Первое имя относится к первым двум состояниям, а второе - к последним двум состояниям.
Назначение имен состояний с переменной в MATLAB^® рабочая область, введите переменную без кавычек. Переменная может быть вектором символов, строкой, массивом ячеек или структурой.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Select delay type равным Variable transport delay.

Программное использование

Параметры блоков: ContinuousStateAttributes

Тип: Вектор символов, строка

Значения: ' ' | пользовательский вектор символов, пользовательскую строку

По умолчанию: ' '

Примеры моделей

Simulating Systems with Variable Transport Delay Phenomena

Симуляция систем с переменными явлениями задержки транспорта

Два случая, когда можно использовать Simulink ® для моделирования переменных явлений задержки транспорта.

Откройте модель

Характеристики блоков

Типы данных	`double`
Прямое сквозное соединение	`yes`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Не рекомендуемый для производственно-качественного кода. Относится к пределам и ограничениям на скорость и память, часто встречающиеся во встраиваемых системах. Сгенерированный код может содержать динамическое выделение и освобождение памяти, рекурсию, дополнительные накладные расходы на память и широко меняющееся времена выполнения. Хотя код функционально действителен и в целом приемлем в окружениях, богатых ресурсами, меньшие целевые процессоры часто не могут поддерживать такой код.

В целом, рассмотрите использование Simulink Model Discretizer, чтобы преобразовать непрерывные блоки в дискретные эквиваленты, которые поддерживают генерацию производственного кода. Чтобы запустить Дискретизатор модели, в Редакторе Simulink, на вкладке Apps, под Apps, под Control Systems, нажмите Model Discretizer. Одним из исключений является Second-Order Integrator блок, потому что для этого блока Дискретизатор Модели производит приблизительную дискретизацию.

См. также

Entity Transport Delay | Transport Delay | Variable Time Delay

Темы

Государство

Введенный в R2007a

Документация

Variable Transport Delay

Описание

Переменная задержка транспорта

Переменная задержка по времени

Порты

Вход

Port_1 - Входной сигнал скаляр | вектор | матрица

t0 - задержка входа по времени скаляр | вектор | матрица

Зависимости

ti - Мгновенная задержка входа по времени скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Выход

Port_1 - Задержанный сигнал скаляр | вектор | матрица

Параметры

Select delay type - Тип задержки Variable time delay | Variable transport delay

Зависимости

Программное использование

Maximum delay - Максимальное значение входного параметра задержки по времени 10 (по умолчанию) | скалярный вектор |

Программное использование

Initial output - Начальный выход 0 (по умолчанию) | скалярный вектор |

Зависимости

Программное использование

Initial buffer size - Начальное выделение памяти 1024 (по умолчанию) | скаляром

Совет

Программное использование

Use fixed buffer size - Используйте буфер фиксированного размера off (по умолчанию) | on

Совет

Программное использование

Handle zero delay - Используйте прямое сквозное соединение off (по умолчанию) | on

Зависимости

Программное использование

Direct feedthrough of input during linearization - Используйте прямое сквозное соединение во время линеаризации off (по умолчанию) | on

Совет

Программное использование

Pade order (for linearization) - Порядок аппроксимации Паде 0 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Absolute tolerance - Абсолютная погрешность для вычисления состояния блока auto (по умолчанию) | положительный, действительный, скалярный или вектор

Зависимости

Программное использование

State Name (e.g., 'position') - Уникальное имя для каждого состояния ' ' (по умолчанию) | вектор символов, строка

Совет

Зависимости

Программное использование

Примеры моделей

Симуляция систем с переменными явлениями задержки транспорта

Характеристики блоков

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Темы

Документация Simulink

Поддержка

`Port_1` - Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

`_t0` - задержка входа по времени
скаляр | вектор | матрица

`_ti` - Мгновенная задержка входа по времени
скаляр | вектор | матрица

`Port_1` - Задержанный сигнал
скаляр | вектор | матрица

`Select delay type` - Тип задержки
`Variable time delay` | `Variable transport delay`

`Maximum delay` - Максимальное значение входного параметра задержки по времени
`10` (по умолчанию) | скалярный вектор |

`Initial output` - Начальный выход
`0` (по умолчанию) | скалярный вектор |

`Initial buffer size` - Начальное выделение памяти
`1024` (по умолчанию) | скаляром

`Use fixed buffer size` - Используйте буфер фиксированного размера
`off` (по умолчанию) | `on`

`Handle zero delay` - Используйте прямое сквозное соединение
`off` (по умолчанию) | `on`

`Direct feedthrough of input during linearization` - Используйте прямое сквозное соединение во время линеаризации
`off` (по умолчанию) | `on`

`Pade order (for linearization)` - Порядок аппроксимации Паде
`0` (по умолчанию) | скаляром

`Absolute tolerance` - Абсолютная погрешность для вычисления состояния блока
`auto` (по умолчанию) | положительный, действительный, скалярный или вектор

`State Name (e.g., 'position')` - Уникальное имя для каждого состояния
`' '` (по умолчанию) | вектор символов, строка

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®