5.2.4. Discontinuities – нелинейные блоки

Библиотека показана на рис. 5.23.

Рис. 5.23. Библиотека нелинейных блоков

Saturation - блок ограничения. Выполняет ограничение величины входного сигнала. В окне настройки параметров блока задаются верхний и нижний порог ограничения (Upper limit, Lower limit).

Выходной сигнал блока равен входному, если его величина не выходит за порог ограничения. По достижении входным сигналом уровня ограничения выходной сигнал блока перестает изменяться и остается равным порогу.

Блок Saturation Dynamic – аналогичен рассмотренному. В этом блоке верхний и нижний уровни ограничения выходного сигнала задаются по входам up, io и могут изменяться при моделировании.

Dead Zone – блок с зоной нечувствительности. Реализует нелинейную зависимость типа "зона нечувствительности (мертвая зона)".

В окне настройки параметров блока задаются начало зоны нечувствительности (Start of dead zone – нижний порог), конец зоны нечувствительности (End of dead zone – верхний порог).

Если величина входного сигнала находится в пределах зоны нечувствительности, то выходной сигнал блока равен нулю. Если входной сигнал больше верхнего порога зоны нечувствительности, то выходной сигнал равен входному минус величина порога.

Dead Zone Dynamic – аналогичен рассмотренному. В этом блоке верхний и нижний уровни мертвой зоны выходного сигнала задаются по входам up, io и могут изменяться при моделировании.

Rate Limiter – блок ограничения скорости изменения сигнала. Блок обеспечивает ограничение скорости изменения сигнала (первой производной).

В окне настройки параметров блока задаются уровень ограничения скорости при уменьшении сигнала (Falling slew rate).

Rate Limiter Dynamic – аналогичен рассмотренному. В этом блоке верхний и нижний уровни ограничения скорости изменения выходного сигнала задаются по входам up, io и могут изменяться при моделировании.

Backlash – блок люфта в механической передаче. Моделирует нелинейность типа "люфт".

В окне настройки параметров блока задаются ширина люфта (Deaband width), начальное значение входного сигнала (initial output).

На рис. 5.24. показан пример работы блока Backlash в замкнутой системе. Здесь в отличие от линейной системы, устанавливаются незатухающие колебания (предельный цикл).

Рис. 5.24. Пример использования блока Backlash

Задание. Сделать 2…3 модели с использованием блока Backlash

Relay – релейный блок. Реализует релейную нелинейность.

В окне настройки параметров блока задаются порог включения и порог выключения (Switch on point – значение входного сигнала, при котором происходит включение реле).

Switch off point – значение выходного сигнала, при котором происходит выключение реле).

Величина входного сигнала во включенном состоянии (Output when on), и величина выходного сигнала в выключенном состоянии (Output when off).

Переход из одного состояния в другое происходит скачком при достижении входным сигналом порога включения или выключения реле.

Пример использования блока Relay для получения напряжения пилообразной и прямоугольной формы показан на рис. 5.25.

Quantzier – блок квантования по уровню. Блок обеспечивает квантование входного сигнала с одинаковым шагом по уровню. В окне настройки параметров блока задается шаг квантования по уровню (Quantization interval).

Hit Crossing – блок определения момента пересечения порогового значения. Определяет момент времени, когда входной сигнал пересекает заданное пороговое значение. В окне настройки параметров блока задаются значение, пересечение которого входным сигналом требуется идентифицировать (Hit crossing offset), направление пересечения (Hit crossing direction), которое выбирается из списка:

rising – возрастание.

falling – убывание.

either – оба направления.

В момент пересечения порогового уровня блок вырабатывает единичный сигнал длительностью в один шаг модельного времени.

Coulomb and Viscous Friction – блок сухого и вязкого трения. Моделирует эффекты сухого и вязкого трения в механических передачах. В окне настройки параметров блока задаются величина сухого трения (Coulomb friction value(Offset), коэффициент вязкого трения (Coefficient of viscous friction (Gain).

Wrap to Zero – порог нулевого уровня. Сигнал на выходе блока равен нулю до тех пор, пока он не превысит значение параметра Threshold – порог. По превышении порога сигнал на выходе блока становится равным сигналу на входе.