Построение частотных характеристик
 |
 |
| Векторный
| |
| в палитре | на схеме |
Описание
Блок позволяет строить графики выбранных амплитудно-фазовых частотных характеристик динамического объекта (звена или системы) и определять численные значения коэффициентов передаточной функции, собственных частот, нулей и полюсов динамической системы.
Для линейных динамических объектов реализованные численные алгоритмы позволяют определять амплитудно-фазовые частотные характеристики напрямую по общеизвестным формулам. Для расчета характеристик нелинейных объектов предварительно осуществляется автоматическая линеаризация объекта в малой окрестности состояния системы на момент расчета. Для численного расчета значение входного сигнала системы увеличивается на:
где:
- Δx – приращение входного сигнала
- x – значение входного сигнала на момент расчета
- JR – относительное приращение для Якобиана
- JA – абсолютное приращение для Якобиана
После расчета частотных характеристик значение входного сигнала возвращается на прежнее, и приращение не влияет на результаты моделирования. В случае, если в модели присутствуют блоки с зоной нечувствительности, ширина которой превышает прирашение сигнала, при линеаризации данные блоки будут восприняты системой как нулевой коэффициент усиления.
Блок позволяет определять частотные характеристики одновременно для нескольких систем в векторном режиме, для этого на вход блока необходимо подать векторные сигналы. Отображение результатов расчета происходит на графике зависимости выбранных характеристик от частоты, который вызывается двойным нажатием левой кнопкой мыши по блоку. Численные значения коэффициентов передаточной функции и другие характеристики системы опционально отображаются в свойствах блока.
Примечание:
если в модели присутствует отрицательная обратная связь, то блок произведет расчет для
замкнутой системы. Для получения частотных характеристик разомкнутой системы необходимо
вручную разомкнуть обратную связь.
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| in | Порт для подключения сигнала, являющегося входным для исследуемого объекта | Математическая |
| out | Порт для подключения сигнала, являющегося выходным для исследуемого объекта | Математическая |
Выходные порты
Блок не имеет выходных портов.
Свойства
Примечание:
открытие окна свойств осуществляется через контекстное меню блока.
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Частотные характеристики | Группа свойств, позволяющих задать типы частотных характеристик | |||
| Типы рассчитываемых характеристик | chartypes | Открывает доступ к окну "Выбор объектов из списка", в котором в поле
"Приемник" определяется список характеристик для отображения на графике:
|
АЧХ | Множество |
| Отобразить полюсы системы на графике | showpoles | Позволяет добавить график с отображением полюсов динамической системы на комплексной плоскости | Нет | Двоичное |
| Отобразить нули системы на графике | showzeros | Позволяет добавить график с отображением нулей динамической системы на комплексной плоскости | Нет | Двоичное |
| Отобразить собственные частоты на графике | shownaturalfreqs | Позволяет для каждого графика АЧХ и ЛАЧХ добавить график с отображением собственных частот системы. Свойство доступно только при наличии АЧХ или ЛАЧХ в списке выбранных рассчитываемых характеристик | Нет | Двоичное |
| Режим расчета характеристик | ffdcalcmode | Позволяет установить в какой момент будет происходить расчет:
|
В начале расчета | Перечисление |
| Шаг расчета характеристик, с | ffdtimestep | Величина временного шага, с которым происходит пересчет характеристик. Свойство достуно только при выборе режима расчета характеристик "С заданным шагом" | 0 | Вещественное |
| Диапазон частот для расчета | Группа свойств, позволяющих задать диапазон частот для построения графика | |||
| Единицы измерения частот | FreqUnits | Позволяет выбрать единицы измерения частот в свойствах блока. Возможные
значения:
|
Рад/с | Перечисление |
| Выбирать диапазон частот автоматически | AutoFreqRange | Позволяет блоку автоматически определять диапазон частот для построения графиков на основании характерных частот в точках перегиба частотных характеристик | Да | Двоичное |
| Начальная частота, е.и. | wstart | Начало диапазона частот, в котором будут рассчитаны частотные характеристики. Свойство доступно только при отключеном автоматическом выборе диапазна частот | 0.5 | Вещественное |
| Конечная частота, е.и. | wend | Конец диапазона частот, в котором будут рассчитаны частотные характеристики. Свойство доступно только при отключеном автоматическом выборе диапазна частот | 20 | Вещественное |
| Количество точек вывода | ptcount | Количество значений частот внутри диапазона, для которых будут рассчитаны значения характеристик (количество точек графика) | 500 | Целое |
| Тонкие настройки | Группа свойств, позволяющих задать тонкие настройки расчета | |||
| Относительное приращение для Якобиана | dJotn | Величина, используемая при линеаризации нелинейных объектов | 0.001 | Вещественное |
| Абсолютное приращение для Якобиана | dJabs | Величина, используемая при линеаризации нелинейных объектов | 1E-6 | Вещественное |
| Расчетные параметры системы | Группа параметров системы, которая отображается при активированном свойстве "Показать расчетные параметры системы" | |||
| Показать расчетные параметры системы | showtransfunc | Позволяет отобразить рассчитанные параметры динамической системы: полиномы числителя и знаменателя, нули, полюса, собственные частоты и матрицы уравнений состояния динамической системы | Нет | Двоичное |
| Понижать степени полиномов числителя и знаменателя | ReduceDeg | Флаг, активирующий понижение степени полиномов числителя и знаменателя. Рекомендуется активировать при анализе нескольких систем в векторном режиме | Нет | Двоичное |
| Абсолютная точность сравнения корней числителя и знаменателя при понижении степеней полиномов | ReduceTol | Точность сравнения корней числителя и знаменателя при понижении степеней полиномов. Корни и полюса, расстояние между которыми меньше данного значения, будут сокращены. Свойство доступно при активированном свойстве "Понижать степени полиномов числителя и знаменателя" | 1E-5 | Вещественное |
| Исключать кратные собственные частоты | ReduceNaturalFreq | Флаг, позволяющий исключить повторяющиеся (соответствующие кратным полюсам) собственные частоты из результатов расчета. | Нет | Двоичное |
| Относительная точность сравнения кратных собственных частот | ReduceNaturalFreqTol | Относительная ошибка сравнения собственных частот при определении повторяющихся. Свойство доступно при активированном свойстве "Исключать кратные собственные частоты" | 0.001 | Вещественное |
| Числитель W(s) | Ns_out | Массив коэффициентов bi полинома числителя вида N(s)=b0sm+b1sm-1+...+bm начиная с b0. При анализе нескольких систем в векторном режиме j-ая строка матрицы относится к динамической системе на j-ом элементе векторных входных сигналов | [[]] | Матрица |
| Знаменатель W(s) | Ls_out | Массив коэффициентов ai полинома знаменателя вида L(s)=a0sn+a1sn-1+...+an начиная с a0. При анализе нескольких систем в векторном режиме j-ая строка матрицы относится к динамической системе на j-ом элементе векторных входных сигналов | [[]] | Матрица |
| Нули (корни уравнения N(s) = 0) | Zeros_out | Массив нулей передаточной функции (корней характеристического полинома в числителе передаточной функции). При анализе нескольких систем в векторном режиме j-ая строка матрицы относится к динамической системе на j-ом элементе векторных входных сигналов | [[]] | Комплексная матрица |
| Полюсы (корни уравнения L(s) = 0) | Poluses_out | Массив полюсов передаточной функции (корней характеристического полинома в знаменателе передаточной функции). При анализе нескольких систем в векторном режиме j-ая строка матрицы относится к динамической системе на j-ом элементе векторных входных сигналов | [[]] | Комплексная матрица |
| Собственные частоты, е.и. | NaturalFreq_out | Массив собственных частот системы в порядке возрастания. При анализе нескольких систем в векторном режиме j-ая строка матрицы относится к динамической системе на j-ом элементе векторных входных сигналов | [[]] | Матрица |
| Матрица A (собственная матрица) | A_out | Значение собственной матрицы системы уравнений состояния | [[]] | Матрица |
| Матрица B (матрица входов) | B_out | Значение матрицы входов системы уравнений состояния | [[]] | Матрица |
| Матрица C (матрица выходов) | C_out | Значение матрицы выходов системы уравнений состояния | [[]] | Матрица |
| Матрица D (матрица обхода) | D_out | Значение матрицы обходов системы уравнений состояния | [[]] | Матрица |