1. Giới thiệu
- Model Discretizer thay thế các khối Simulink liên tục thành rời rạc. Rời rạc là một bước quan trọng trong thiết kế bộ điều khiển kỹ thuật số và mô phỏng phần cứng trong các vòng lặp. Bạn có thể sử dụng công cụ này để chuẩn bị mô hình liên tục sử dụng với Real-Time Workshop Embedded Coder, mà nó chỉ hỗ trợ các khối rời rạc.
- Model Discretizer cho phép chúng ta:
+ Nhận diện khối liên tục của mô hình.
+ Thay đổi các thông số của một khối từ liên tục để rời rạc.
+ Áp dụng cài đặt rời rạc để tất cả các khối liên tục trong mô hình hoặc các khối chọn.
+ Tạo hệ thống con có cấu hình chứa nhiều candidates rời rạc cùng với các khối liên tục ban đầu (s).
+ Chuyển đổi giữa các candidates rời rạc khác nhau và đánh giá các mô phỏng.
2. Bắt đầu Model Discretizer
- Mô hình f14 hiển thị dưới đây, thể hiện các bước trong discretizing một mô hình.
- Để mở công cụ, chọn Model Discretizer từ menu Tools trong một mô hình Simulink. Điều này sẽ hiển thị cửa sổ Simulink Model Discretizer.
- Ngoài ra, bạn có thể mở Model Discretizer từ cửa sổ lệnh MATLAB bằng cách sử dụng chức năng slmdldiscui.
- Lệnh sau đây sẽ mở ra cửa sổ Simulink Model Discretizer với mô hình f14.
slmdldiscui('f14')
- Để mở một mô hình Simulink mới hoặc thư viện từ Model Discretizer, chọn Load từ menu File.
a. Xác định Transform Method
- Các phương pháp chuyển đổi quy định các loại thuật toán được sử dụng trong rời rạc. Để biết thêm thông tin về sự khác nhau phương pháp chuyển đổi, xem Continuous/Discrete Conversions của LTI Models trong tài liệu Control Systems Toolbox.
- Danh sách drop-down phương pháp chuyển đổi chứa các tùy chọn sau đây:
- Nhập vào thời gian mẫu trong trường Sample time.
- Bạn có thể chỉ định một thời gian offset bằng cách nhập một vector hai phần tử cho các khối rời rạc. Phần tử đầu là thời gian mẫu và phần tử thứ hai là thời gian offset. Ví dụ, một entry của [1.0 0.1] sẽ chỉ định thời gian 1.0 giây là thời gian mẫu và thứ hai 0,1 là thời gian offset. Nếu thời gian offset không được chỉ định, mặc định là không.
c. Xác định Discretization Method
- Xác định phương pháp rời rạc trong Replace current selection với các trường. Các tùy chọn là:
- Tạo ra một khối rời rạc mà các tham số được giữ lại từ các khối liên tục tương ứng. Các thời gian mẫu và các thông số rời rạc cũng là trên hộp thoại block's paramet.
- Các khối được thực hiện như một khối rời rạc mang mặt nạ sử dụng C2D để biến đổi các thông số liên tục thành các thông số rời rạc trong code khởi tạo mặt nạ.
- Các khối này có khả năng là quay trở lại hành vi liên tục nếu thời gian mẫu được thay đổi là không. Nhập vào thời gian mẫu như là một biến không gian làm việc ( ví dụ `Ts ') cho phép chuyển đổi dễ dàng từ liên tục đến rời rạc và ngược lại.
- Hình ảnh dưới đây cho thấy một khối Transfer Function liên tục bên cạnh một khối Transfer Function đã được rời rạc trong s-miền. Hộp thoại Block Parameters cho mỗi khối được hiển thị bên dưới khối.
Discrete blocks (Enter parameters in z-domain)
- Tạo ra một khối rời rạc mà các tham số được "hard-coded" các giá trị được đặt trực tiếp vào hộp thoại của khối. Mô hình discretizer sử dụng hàm C2D để có được các thông số rời rạc.
- Hình ảnh dưới đây cho thấy một khối Transfer Function liên tục bên cạnh một khối Transfer Function đã được rời rạc trong miền z. Hộp thoại Block Parameters dialog cho mỗi khối được hiển thị bên dưới khối.
Configurable subsystem (Enter parameters in s-domain)
- Tạo nhiều candidates rời rạc sử dụng giá trị của miền s cho các lựa chọn hiện tại. Các Vị trí cho khối trong trường cấu hình hệ thống con sẽ được kích hoạt khi tùy chọn này được chọn. Tùy chọn này cho phép bạn hoặc là tạo ra cấu hình hệ thống con mới hoặc ghi đè lên cấu hình hệ thống con hiện tại.
Configurable subsystem (Enter parameters in z-domain)
- Tạo nhiều candidates rời rạc trong miền z với các lựa chọn hiện tại. Các Vị trí cho khối trong trường cấu hình hệ thống con sẽ được kích hoạt khi tùy chọn này được chọn. Tùy chọn này cho phép bạn hoặc là tạo ra cấu hình hệ thống con mới hoặc ghi đè lên cấu hình hệ thống con hiện tại.
** Cấu hình hệ thống con được lưu trữ trong một thư viện chứa các candidates rời rạc và các khối liên tục ban đầu. Thư viện sẽ được đặt tên là <model name> _disc_lib và nó sẽ được lưu trữ trong thư mục hiện hành. Ví dụ một thư viện chứa một cấu hình hệ thống phụ được tạo ra từ các mô hình f14 sẽ được đặt tên f14_disc_lib.
** Nếu có nhiều thư viện được tạo ra từ cùng một mô hình, các tên tập tin sẽ tăng lên cho phù hợp. Ví dụ, các thư viện cấu hình hệ thống con thứ hai được tạo ra từ các mô hình f14 sẽ được đặt tên f14_disc_lib2.
** Bạn có thể mở một thư viện cấu hình hệ thống con bằng cách kích chuột phải trên hệ thống con trong mô hình Simulink và chọn tùy chọn Link options -> Go to library block từ menu pop-up.
3. Khối Discretize
- Để discretize khối được liên kết đến một thư viện, bạn phải hoặc là discretize các khối trong thư viện riêng hoặc disable các liên kết thư viện trong cửa sổ mô hình.
- Bạn có thể mở các thư viện từ Model Discretizer bằng cách chọn Load model từ menu File.
- Bạn có thể disable các liên kết thư viện bằng cách kích chuột phải vào khối và chọn tùy Link options -> Disable link từ menu pop-up.
- Có hai phương pháp để discretize khối :
+ Chọn Blocks và Discretize: Chọn một khối hoặc các khối trong khung Model Discretizer. Để chọn nhiều khối, giữ nút Ctrl trên bàn phím trong khi lựa chọn các khối.
+ Chọn Discretize khối hiện tại từ menu Discretize nếu một khối duy nhất được chọn. Bạn cũng có thể discretize khối hiện tại bằng cách nhấn vào nút discretize , hiển thị dưới đây.
- Lưu trữ các thiết lập discretization và Apply Them để chọn khối trong Model.
- Model Discretizer thay thế các khối Simulink liên tục thành rời rạc. Rời rạc là một bước quan trọng trong thiết kế bộ điều khiển kỹ thuật số và mô phỏng phần cứng trong các vòng lặp. Bạn có thể sử dụng công cụ này để chuẩn bị mô hình liên tục sử dụng với Real-Time Workshop Embedded Coder, mà nó chỉ hỗ trợ các khối rời rạc.
- Model Discretizer cho phép chúng ta:
+ Nhận diện khối liên tục của mô hình.
+ Thay đổi các thông số của một khối từ liên tục để rời rạc.
+ Áp dụng cài đặt rời rạc để tất cả các khối liên tục trong mô hình hoặc các khối chọn.
+ Tạo hệ thống con có cấu hình chứa nhiều candidates rời rạc cùng với các khối liên tục ban đầu (s).
+ Chuyển đổi giữa các candidates rời rạc khác nhau và đánh giá các mô phỏng.
2. Bắt đầu Model Discretizer
- Mô hình f14 hiển thị dưới đây, thể hiện các bước trong discretizing một mô hình.
- Để mở công cụ, chọn Model Discretizer từ menu Tools trong một mô hình Simulink. Điều này sẽ hiển thị cửa sổ Simulink Model Discretizer.
- Ngoài ra, bạn có thể mở Model Discretizer từ cửa sổ lệnh MATLAB bằng cách sử dụng chức năng slmdldiscui.
- Lệnh sau đây sẽ mở ra cửa sổ Simulink Model Discretizer với mô hình f14.
slmdldiscui('f14')
- Để mở một mô hình Simulink mới hoặc thư viện từ Model Discretizer, chọn Load từ menu File.
a. Xác định Transform Method
- Các phương pháp chuyển đổi quy định các loại thuật toán được sử dụng trong rời rạc. Để biết thêm thông tin về sự khác nhau phương pháp chuyển đổi, xem Continuous/Discrete Conversions của LTI Models trong tài liệu Control Systems Toolbox.
- Danh sách drop-down phương pháp chuyển đổi chứa các tùy chọn sau đây:
- zero-order hold: Zero-order hold cho inputs.
- first-order hold: nội suy tuyến tính của các yếu tố đầu vào.
- tustin: xấp xỉ Bilinear (Tustin).
- tustin with prewarping: xấp xỉ Tustin với frequency prewarping.
- matched pole-zero: Matched pole-zero method (for SISO systems only).
- Nhập vào thời gian mẫu trong trường Sample time.
- Bạn có thể chỉ định một thời gian offset bằng cách nhập một vector hai phần tử cho các khối rời rạc. Phần tử đầu là thời gian mẫu và phần tử thứ hai là thời gian offset. Ví dụ, một entry của [1.0 0.1] sẽ chỉ định thời gian 1.0 giây là thời gian mẫu và thứ hai 0,1 là thời gian offset. Nếu thời gian offset không được chỉ định, mặc định là không.
c. Xác định Discretization Method
- Xác định phương pháp rời rạc trong Replace current selection với các trường. Các tùy chọn là:
- Discrete blocks (Enter parameters in s-domain):Tạo ra một khối rời rạc mà các tham số được giữ lại từ các khối liên tục tương ứng.
- Discrete blocks (Enter parameters in z-domain): Tạo ra một khối rời rạc mà các tham số được "hard-coded" các giá trị được đặt trực tiếp vào hộp thoại của khối.
- Configurable subsystem (Enter parameters in s-domain): Tạo nhiều candidates rời rạc sử dụng giá trị của miền S.
- Configurable subsystem (Enter parameters in z-domain): Tạo nhiều candidates rời rạc trong miền z với các lựa chọn hiện tại.
- Tạo ra một khối rời rạc mà các tham số được giữ lại từ các khối liên tục tương ứng. Các thời gian mẫu và các thông số rời rạc cũng là trên hộp thoại block's paramet.
- Các khối được thực hiện như một khối rời rạc mang mặt nạ sử dụng C2D để biến đổi các thông số liên tục thành các thông số rời rạc trong code khởi tạo mặt nạ.
- Các khối này có khả năng là quay trở lại hành vi liên tục nếu thời gian mẫu được thay đổi là không. Nhập vào thời gian mẫu như là một biến không gian làm việc ( ví dụ `Ts ') cho phép chuyển đổi dễ dàng từ liên tục đến rời rạc và ngược lại.
- Hình ảnh dưới đây cho thấy một khối Transfer Function liên tục bên cạnh một khối Transfer Function đã được rời rạc trong s-miền. Hộp thoại Block Parameters cho mỗi khối được hiển thị bên dưới khối.
Discrete blocks (Enter parameters in z-domain)
- Tạo ra một khối rời rạc mà các tham số được "hard-coded" các giá trị được đặt trực tiếp vào hộp thoại của khối. Mô hình discretizer sử dụng hàm C2D để có được các thông số rời rạc.
- Hình ảnh dưới đây cho thấy một khối Transfer Function liên tục bên cạnh một khối Transfer Function đã được rời rạc trong miền z. Hộp thoại Block Parameters dialog cho mỗi khối được hiển thị bên dưới khối.
Configurable subsystem (Enter parameters in s-domain)
- Tạo nhiều candidates rời rạc sử dụng giá trị của miền s cho các lựa chọn hiện tại. Các Vị trí cho khối trong trường cấu hình hệ thống con sẽ được kích hoạt khi tùy chọn này được chọn. Tùy chọn này cho phép bạn hoặc là tạo ra cấu hình hệ thống con mới hoặc ghi đè lên cấu hình hệ thống con hiện tại.
Configurable subsystem (Enter parameters in z-domain)
- Tạo nhiều candidates rời rạc trong miền z với các lựa chọn hiện tại. Các Vị trí cho khối trong trường cấu hình hệ thống con sẽ được kích hoạt khi tùy chọn này được chọn. Tùy chọn này cho phép bạn hoặc là tạo ra cấu hình hệ thống con mới hoặc ghi đè lên cấu hình hệ thống con hiện tại.
** Cấu hình hệ thống con được lưu trữ trong một thư viện chứa các candidates rời rạc và các khối liên tục ban đầu. Thư viện sẽ được đặt tên là <model name> _disc_lib và nó sẽ được lưu trữ trong thư mục hiện hành. Ví dụ một thư viện chứa một cấu hình hệ thống phụ được tạo ra từ các mô hình f14 sẽ được đặt tên f14_disc_lib.
** Nếu có nhiều thư viện được tạo ra từ cùng một mô hình, các tên tập tin sẽ tăng lên cho phù hợp. Ví dụ, các thư viện cấu hình hệ thống con thứ hai được tạo ra từ các mô hình f14 sẽ được đặt tên f14_disc_lib2.
** Bạn có thể mở một thư viện cấu hình hệ thống con bằng cách kích chuột phải trên hệ thống con trong mô hình Simulink và chọn tùy chọn Link options -> Go to library block từ menu pop-up.
3. Khối Discretize
- Để discretize khối được liên kết đến một thư viện, bạn phải hoặc là discretize các khối trong thư viện riêng hoặc disable các liên kết thư viện trong cửa sổ mô hình.
- Bạn có thể mở các thư viện từ Model Discretizer bằng cách chọn Load model từ menu File.
- Bạn có thể disable các liên kết thư viện bằng cách kích chuột phải vào khối và chọn tùy Link options -> Disable link từ menu pop-up.
- Có hai phương pháp để discretize khối :
+ Chọn Blocks và Discretize: Chọn một khối hoặc các khối trong khung Model Discretizer. Để chọn nhiều khối, giữ nút Ctrl trên bàn phím trong khi lựa chọn các khối.
+ Chọn Discretize khối hiện tại từ menu Discretize nếu một khối duy nhất được chọn. Bạn cũng có thể discretize khối hiện tại bằng cách nhấn vào nút discretize , hiển thị dưới đây.
- Lưu trữ các thiết lập discretization và Apply Them để chọn khối trong Model.
- Nhập cài đặt discretization cho khối hiện tại.
- Nhấn Store Settings: Điều này thêm khối hiện tại với các thiết lập rời rạc của nó với nhóm khối đã cài sẵn.
- Chọn Discretize preset blocks từ menu Discretize.