Simulink-PS Converter

Преобразуйте входной сигнал Simulink в физический сигнал

  • Библиотека:
  • Simscape / Утилиты

  • Simulink-PS Converter block

Описание

Блок Simulink-PS Converter преобразует вход Simulink® сигнал в физический сигнал. Используйте этот блок, чтобы соединить источники Simulink или другие блоки Simulink к входным параметрам физической сети Simscape™.

Блокируйте отображение значка на холсте модели

Чтобы передать преобразование сигнала при занимании минимального места холста, значок блока изменяется динамически на основе того, соединяется ли это с другими блоками.

Когда блок...Блокируйте значок

Несвязанный

Соединенный с другими блоками

Значок блока также изменяется на основе значения параметра Input filtering order, чтобы указать, применяется ли фильтрация к входному сигналу.

Введите порядок фильтрацииНесвязанный значок блокаСвязанный значок блока

First-order filtering

Second-order filtering

Модульное преобразование и проверка

Директор производства Simscape автоматически обрабатывает модульное распространение и проверяющий в физической сети и выполняет необходимые модульные операции преобразования.

Физический сигнал в выходном порту блока Simulink-PS Converter служит входным сигналом для физической сети Simscape, с которой соединяется блок. Модуль физического сигнала должен быть соразмерным с модулем, ожидаемым входным портом целевого блока, то есть, входной порт, соединенный с выходным портом блока Simulink-PS Converter.

Модули сигнала Simulink не распространяют в физические сети. Параметр Input signal unit позволяет вам задать физическую единицу измерения для значения входного сигнала, так, чтобы директор производства Simscape мог выполнить необходимые модульные преобразования и масштабировать выходной физический сигнал соответственно.

Примечание

Если вы также задаете физическую единицу измерения как атрибут Сигнала Simulink, соединенного с входным портом блока, программное обеспечение проверяет, что эти два модуля соответствуют. Для получения дополнительной информации смотрите Работу с Модулями Simulink.

Другими словами, параметр Input signal unit не определяет модули выходного физического сигнала, он только вводит масштабирующееся значение. Выходной модуль физического сигнала выведен из целевого блока. Целевые модули блока по умолчанию являются "килограммом метра, вторым" или MKS (SI). Если вы оставляете блок Simulink-PS Converter безразмерным с набором параметров Input signal unit к 1, затем блок не применяет масштабирование к входному сигналу. Если вы задаете различные модули, соразмерные с ожидаемыми модулями по умолчанию целевого входа блока, то директор производства присоединяет эти модули к входному значению Сигнала Simulink и выполняет необходимое модульное преобразование при обеспечении сигнала целевому блоку.

В схеме ниже, блок Ideal Torque Source ожидает сигнал крутящего момента, в N*m, на его порте S. Исходный блок Constant вводит значение для этого входного сигнала. Если бы вы оставили блок Simulink-PS Converter безразмерным, блок Ideal Torque Source сгенерировал бы крутящий момент 1 000 N*m. Параметры других блоков в этом примере выбраны так, чтобы выходное значение блока Ideal Torque Sensor было равно крутящему моменту, сгенерированному блоком Ideal Torque Source, и поэтому блок Display показал бы значение 1 000. Если вы изменяете значение параметров Input signal unit в блоке Simulink-PS Converter к N*cm, директор производства выполняет преобразование, и блок Ideal Torque Source генерирует крутящий момент 10 N*m; значение крутящего момента в блоке Display превращается на 10, как показано в схеме.

Когда входной сигнал связан с термодинамическими переменными и содержит единицы температуры, необходимо решить, должно ли аффинное преобразование быть применено. Для получения дополнительной информации смотрите, Когда Применить Аффинное Преобразование. Обычно, если входной сигнал представляет относительную температуру, то есть, изменение в температуре, необходимо применить линейное преобразование, ΔTnew = L * ΔTold (метод по умолчанию). Однако, если входной сигнал представляет абсолютную температуру, необходимо применить аффинное преобразование, Tnew = L * Told + O.

Например, в блоке Simulink-PS Converter, показанном в следующей схеме, если вы вводите degC в поле Input signal unit и устанавливают флажок Apply affine conversion, температура, сгенерированная блоком Ideal Temperature Source, равна 293.15 K. Однако, если вы оставляете флажок Apply affine conversion ясным, выход блока Ideal Temperature Source является 20 K.

Примечание

Невведенные входные параметры не поддерживают аффинные модули. Если вы задаете аффинные модули в блоке Simulink-PS Converter и затем соединяете его непосредственно с невведенным входным портом, значение сигналов преобразовано в соответствующую основную единицу, и дальнейшие математические операции выполняются с тем значением.

Введите обработку

При симуляции модели вы, возможно, должны обеспечить производные времени некоторых входных сигналов, особенно если вы используете явный решатель. Один способ обеспечить необходимые входные производные путем пропущения входа через фильтр lowpass. Введите фильтрацию, делает входной сигнал более сглаженным и обычно улучшает производительность модели. Дополнительная выгода - то, что механизм Simscape вычисляет производные времени отфильтрованного входа. Фильтр первого порядка обеспечивает одну производную, в то время как фильтр второго порядка обеспечивает первые и вторые производные. Если вы используете входную фильтрацию, очень важно выбрать соответствующее значение для постоянной времени фильтра.

Постоянная времени фильтра управляет фильтрацией входного сигнала. Отфильтрованный вход следует за истинным входом, но сглаживается с задержкой порядка постоянной времени, которую вы выбираете. Установите постоянную времени на значение, не больше, чем самый маленький временной интервал в системе, которая интересует вас. Если вы выбираете очень небольшую постоянную времени, отфильтрованный входной сигнал ближе к истинному входному сигналу. Однако этот отфильтрованный входной сигнал увеличивает жесткость системы и замедляет симуляцию.

Вместо того, чтобы использовать входную фильтрацию, можно обеспечить производные времени для входного сигнала непосредственно как дополнительные Сигналы Simulink. Если обеспеченные производные противоречивы с входным сигналом, то некоторые количества могут быть неправильными в процессе моделирования.

Для кусочно-постоянных сигналов можно также явным образом обнулить входные производные. Используйте эту опцию для сигналов, которые являются действительно кусочно-постоянными, такими как шаг. Если вам произвели непрерывный входной сигнал с дискретным шагом расчета, обнуление входных производных может произвести неправильные результаты симуляции. Используйте одну из других двух опций: или отфильтруйте вход или обеспечьте производные времени как отдельные сигналы.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Введите Сигнал Simulink, который блок преобразует в выходной физический сигнал.

Типы данных: double

Сигнал Simulink, который обеспечивает первую производную входного сигнала в Port_1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Provided signals на Input and first derivative или Input and first two derivatives.

Типы данных: double

Сигнал Simulink, который обеспечивает вторую производную входного сигнала в Port_1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Provided signals на Input and first two derivatives.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

Выведите физический сигнал. Размер сигнала совпадает с размером входного сигнала в Port_1. Модуль сигнала определяется целевым блоком. Параметр Input signal unit и флажок Apply affine conversion позволяют вам применить масштабирование и линейное смещение к значению входного сигнала, чтобы вычислить правильное значение выходного сигнала.

Параметры

развернуть все

Модули

Модули, которые будут присвоены входному Сигналу Simulink, позволят директору производства выполнить необходимое модульное преобразование, и масштабируют значение сигналов соответственно. Эти модули должны быть соразмерными с ожидаемыми модулями по умолчанию целевого входа блока. Можно выбрать модуль из выпадающего списка или ввести желаемое модульное имя, такое как rpm, или допустимое выражение, такое как mm/s. Для получения дополнительной информации и список модульных сокращений, смотрите, Как Задать Модули в Диалоговых окнах Блока и Модульных Определениях. Значением по умолчанию является 1, что означает, что никакое масштабирование не применяется. Физический сигнал в блоке вывел, совпадает со значением входного Сигнала Simulink в Port_1, в модулях, ожидаемых целевым блоком в физической сети.

Этот флажок применим только для единиц, которые могут быть преобразованы или с или без аффинного смещения, такого как degC или degF. Установите этот флажок, если входной сигнал представляет абсолютную температуру, в градусах Цельсия или градусы по Фаренгейту. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловые Модульные Преобразования.

Введите обработку

Этот параметр позволяет вам решить, обеспечить ли производные времени входного сигнала через дополнительные входные порты или путем фильтрации:

  • Provide signals — Выберите, хотите ли вы обеспечить только входной сигнал, или также обеспечить производные времени входного сигнала как дополнительные входные сигналы, при помощи параметра Provided signals. Входными опциями обработки по умолчанию является Provide signals и Input only. Если вы используете явный решатель, рекомендуется, чтобы вы обеспечили входные производные путем выбора одной из других опций. Для получения дополнительной информации смотрите Входные сигналы Фильтрации и Обеспечение Производных Времени.

  • Filter input, derivatives calculated — Пропустите вход через фильтр lowpass, который также обеспечивает входные производные. В этом случае входной сигнал изменяется (посредством фильтрации) прежде чем быть преобразованным в физический сигнал. Фильтр первого порядка обеспечивает одну производную, в то время как фильтр второго порядка обеспечивает первые и вторые производные. Если вы используете эту опцию, устанавливаете соответствующее значение параметров Input filtering time constant.

  • Zero derivatives (piecewise constant) — Если ваш входной сигнал является кусочной константой (такой как шаг), эта опция позволяет вам явным образом обнулить входные производные.

Этот параметр позволяет вам обеспечить производные времени входного сигнала как дополнительные входные сигналы:

  • Input only — Обеспечьте только входной сигнал. Это значение по умолчанию. Если вы выбираете эту опцию, блок имеет один входной порт Simulink и один выходной порт физического сигнала.

  • Input and first derivative — Если вы выбираете эту опцию, дополнительный входной порт Simulink, кажется, на блоке Simulink-PS Converter, позволяет вам соединить входную производную обеспечения сигнала.

  • Input and first two derivatives — Если вы выбираете эту опцию, два дополнительных входных порта Simulink, кажется, на блоке Simulink-PS Converter, позволяют вам соединить сигналы, обеспечивающие входные производные.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Filtering and derivatives на Provide signals.

Этот параметр позволяет вам задать количество производных времени входного сигнала, обеспеченного путем фильтрации:

  • First-order filtering — Обеспечивает только первую производную.

  • Second-order filtering — Обеспечивает первые и вторые производные.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Filtering and derivatives на Filter input, derivatives calculated.

Задайте постоянную времени фильтра в секундах, который управляет фильтрацией входного сигнала. Отфильтрованный вход следует за истинным входом, но сглаживается с задержкой порядка постоянной времени. Когда вы выбираете значение для этого параметра, рассматриваете системную динамику и устанавливаете постоянную времени на значение, не больше, чем самый маленький временной интервал интереса в процессе моделирования. Компромисс в выборе очень небольшой постоянной времени - то, что отфильтрованный входной сигнал будет ближе к истинному входному сигналу, за счет увеличения жесткости системы и замедления симуляция.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Filtering and derivatives на Filter input, derivatives calculated.

Расширенные возможности

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

Представленный в R2007a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте