Резистор включая дополнительный допуск, операционные пределы, поведение отказа и шум
Simscape / Электрический / Пассивный элемент
Блок Resistor представляет линейный резистор, позволяя вам смоделировать следующие эффекты:
Можно включить и выключить эти опции моделирования друг независимо от друга. Когда все дополнительные опции выключены, поведение компонента идентично библиотеке Simscape™ Foundation блок Resistor.
В его самой простой форме блок Resistor моделирует линейный резистор, описанный следующим уравнением:
где:
i является текущим.
v является напряжением.
R является сопротивлением.
Если вы устанавливаете параметр Noise mode на Enabled, затем уравнения определения увеличиваются дискретной переменной i N, чтобы представлять тепловой шум, как описано в Тепловом шуме.
Можно применить допуски к номинальной стоимости, вы предусматриваете параметр Resistance. Таблицы данных обычно обеспечивают процент допуска для данного типа резистора. Таблица показывает, как блок применяет допуски и вычисляет сопротивление на основе выбранной опции Tolerance application.
| Опция | Значение сопротивления |
|---|---|
| R |
| Равномерное распределение: R· (1 – tol + 2 · tol · Распределение Гаусса: R· (1 + tol · |
| R· (1 + tol) |
| R· (1 – tol) |
В таблице,
R является значением параметров Resistance, номинальным сопротивлением.
tol является дробным допуском, вычисленным от основанного на проценте параметра Tolerance (%).
nSigma является значением, вы предусматриваете параметр Number of standard deviations for quoted tolerance.
rand и randn стандартный MATLAB® функции для генерации случайных чисел равномерного и нормального распределения.
Примечание
Если вы выбираете Random tolerance опция и вы находитесь в режиме "Fast Restart", случайное значение допуска обновляется на каждой симуляции, если по крайней мере один между дробным допуском, tol, или Number of standard deviations for quoted tolerance, nSigma, установлен во Время выполнения и задан с переменной (даже если вы не изменяете ту переменную).
Можно задать операционные пределы в терминах степени и максимального рабочего напряжения. Для теплового варианта блока (см. Тепловой Порт), можно также задать операционные пределы в терминах температуры.
Когда операционный предел превышен, блок может или сгенерировать предупреждение или остановить симуляцию с ошибкой. Для получения дополнительной информации смотрите Операционный Предельный раздел параметров.
Блок Resistor позволяет вам моделировать электрическую неисправность как мгновенное изменение в сопротивлении. Блок может инициировать события отказа:
В определенное время
Когда текущий предел превышен для дольше, чем определенный временной интервал
Можно включить или отключить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе, если больше чем один триггерный механизм требуется в симуляции. Когда больше чем один механизм включен, первый механизм, который инициирует отказ, более приоритетен. Другими словами, компонент перестал работать не больше, чем однажды на симуляцию.
Когда резистор перестал работать, его сопротивление изменяется на значение, которое вы задаете для параметра Faulted zero-voltage resistance. Можно также выбрать, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит, при помощи параметра Reporting when a fault occurs. Утверждение может принять форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выпускает утверждение.
Блок Resistor может сгенерировать текущий тепловой шум. Если вы устанавливаете параметр Noise mode на Enabled, затем уравнения определения увеличиваются дискретной переменной i N, чтобы представлять тепловой шум:
Если временем выборки является h, то тепловым шумом дают:
где:
k является Постоянная Больцмана, 1.3806504e-23 J/K.
T является температурой.
R является сопротивлением.
N является Гауссовым случайным числом с нулевым средним и стандартным отклонением одного.
2kT/R является двусторонним распределением электроэнергии теплового шума (односторонним эквивалентом является 4kT/R).
Блок генерирует Гауссов шум при помощи источника PS Random Number в библиотеке Simscape Foundation. Можно управлять seed случайных чисел путем установки параметра Repeatability:
Not repeatable — Каждый раз, когда вы симулируете свою модель, блок сбрасывает случайный seed с помощью генератора случайных чисел MATLAB:
seed = randi(2^32-1);
Repeatable — Блок автоматически генерирует начальное значение и хранит его в блоке, чтобы всегда начать симуляцию с того же случайного числа. Это автоматически сгенерированное начальное значение установлено, когда вы добавляете блок Resistor от библиотеки блоков до модели. Когда вы делаете новую копию блока Resistor из существующего в модели, новое начальное значение сгенерировано. Блок устанавливает значение с помощью команды генератора случайных чисел MATLAB, показанной выше.
Specify seed — Если вы выбираете эту опцию, дополнительный параметр Seed позволяет вам непосредственно задать начальное значение случайных чисел.
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы осушить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают Simscape> Block choices> Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и добавляет вкладку Thermal и вкладку Variables к диалоговому окну блока.
Используйте вкладку Thermal, чтобы задать, как значение сопротивления изменяется с температурой и установить количество тепла. Используйте вкладку Variables, чтобы поставить начальную температурную цель.
С тепловым осушенным портом сгенерированный шум использует температуру в тепловом порте при определении мгновенного шумового значения. Осушение теплового порта также расширяет опции на вкладке Operating Limits можно следующим образом:
Параметр Power rating становится температурным зависимым. Вы задаете температуру, до которой оценка полной мощности доступна плюс более высокая температура, для которой номинальная мощность уменьшается до нуля. Это принято, что номинальная мощность уменьшается линейно с температурой между этими двумя значениями.
Дополнительный параметр, Operating temperature range, [Tmin Tmax], позволяет вам задать допустимый диапазон температур для блочной операции.
Используйте раздел Variables интерфейса блока, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.
Этот раздел появляется только для блоков с осушенным тепловым портом. Переменная Temperature позволяет вам задать высокоприоритетную цель для температуры в начале симуляции.
Симуляция с включенным шумом замедляет симуляцию. Выберите шаг расчета (h) так, чтобы шум был сгенерирован только на частотах интереса, и не выше.
