Backlash
Модель поведения системы с люфтом.
Описание
Блок Backlash реализует систему, в которой изменение сигнала на входе вызывает такое же изменение на выходе, за исключением случаев, когда изменяется знак изменения входного сигнала (начинает убывать после нарастания или наоборот). Когда такое происходит, в первый момент изменение входного сигнала не влияет на выходной. Величина люфта в системе называется зоной нечувствительности и задается параметром Deadband width. Зона нечувствительности симметрична относительно значения выходного сигнала. Ниже на рисунке показано начальное состояние с шириной зоны нечувствительности по умолчанию, равной 1, и начальным значением выходного сигнала, равным 0.
Система с люфтом может находиться в одном из трех режимов.
| Режим | Вход | Вывод |
|---|---|---|
Отключен |
Внутри зоны нечувствительности. |
Остается постоянным. |
Положительное направление |
Вне зоны нечувствительности и увеличивается. |
Равен значению на входе минус половина ширины зоны нечувствительности. |
Отрицательное направление |
Вне зоны нечувствительности и уменьшается. |
Равен значению на входе плюс половина ширины зоны нечувствительности. |
Параметр Initial output задает начальный центр зоны нечувствительности.
В этой таблице показаны выходные значения при следующих начальных условиях: Deadband width = 2 и Initial output = 5.
| Выходное значение | Состояние |
|---|---|
5 |
4 ⇐ вход ⇐ 6 |
вход + 1 |
выход < 4 |
вход − 1 |
выход > 6 |
Например, вы можете использовать блок Backlash, чтобы смоделировать зацепление двух шестерен, насаженных на входной и выходной валы простейшего редуктора: входной вал приводит во вращение второй через зубчатую передачу. Зазор между зубьями шестерен создает люфт. Ширина этого зазора определяет значение параметра Deadband width. Если система изначально неподвижна, то значение выходного сигнала задается параметром Initial output.
Рисунки ниже иллюстрируют работу блока при условии, что начальное значение выходного сигнала находится в пределах зоны нечувствительности и система начинает работу из неподвижного состояния.
Когда вход увеличивается и достигает конца зоны нечувствительности, он включает выход. Выход остается на прежнем уровне.
После того, как вход взаимодействует с выходом, выход изменяется на ту же величину, что и вход.
Если вход меняет направление, он отключается от выхода. Выход остается постоянным до тех пор, пока вход не достигнет конца зоны нечувствительности и снова не сработает.
Порты
Вход
Port_1 — входной сигнал
скаляр | вектор
Входной сигнал для алгоритма люфта. Значение этого сигнала либо находится в зоне нечувствительности, либо включает выход в положительном или отрицательном направлении.
Типы данных: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool
Параметры
Deadband width — ширина зоны нечувствительности
1 (по умолчанию) | скаляр | вектор
Задает размер зоны нечувствительности, центрированный относительно выходного значения. Когда входной сигнал находится внутри зоны нечувствительности, изменение на входе не вызывает изменения на выходе. Когда входной сигнал находится за пределами зоны нечувствительности, выходной сигнал изменяется настолько же, насколько и входной.
Параметр блока |
|
Значения |
|
По умолчанию |
|
Initial output — начальное выходное значение
0 (по умолчанию) | скаляр | вектор
Задает начальный центр зоны нечувствительности. Если начальное значение входного сигнала находится в зоне нечувствительности, то выходное значение равно Initial output. Если начальное входное значение находится за пределами зоны нечувствительности, то выходное значение равно начальному выходу плюс или минус половина ширины зоны нечувствительности.
Параметр блока |
|
Значения |
|
По умолчанию |
|