Integrator

您可以在程序块对话框中将初始状态定义为参数，也可以通过外部信号输入初始状态：

注意：如果积分器限制了其输出信号（参见第…​节），则初始状态必须在积分器的饱和极限范围内。 积分器限制），则初始状态必须在积分器的饱和极限之内。如果初始状态超出了程序块的饱和极限，程序块将显示错误信息。

为确保输出不超过指定水平，请选择 Limit output 复选框，并在相应参数字段中输入限值。此操作将使程序块作为限制积分器运行。当输出达到限值时，积分器动作将被终止。

您可以在仿真过程中更改限值，但无法打开或关闭积分器限值。程序块的输出定义如下

要在状态受限时生成指示信号，请选中 Show saturation port 。饱和端口出现在块输出端口下方。

信号有三种取值：

选中该复选框时，程序块有三个零交叉点：

有些物理现象具有周期性、循环性或旋转性。对这些现象进行建模时，需要对周期或循环信号的变化率进行积分，从而得到一个状态变量。

这种方法的缺点是，在较长的模拟时间内，代表周期或循环信号的状态会被积分到非常大的值。此外，计算这些信号的正弦或余弦所需的时间也越来越长。较大的信号值也会对求解器的性能和精度产生负面影响。

克服这一缺点的一种方法是利用模型中的附加算法，在角度状态达到 2π 时将其重置为 "0"（或在达到 π 时将其重置为-π，以实现数值对称）。这种方法提高了正弦和余弦计算的精确度。但需要注意的是，这种方法会导致重新设置求解器，从而减慢变步长求解器的建模速度，尤其是在大型模型中。

为了防止求解器在输出值重置时重置， Integrator 块包含内置的状态重置机制，您可以在块参数对话框中勾选 Wrap state 复选框来启用该机制。

启用 Wrap state 后，程序块图标将发生变化，表示该程序块已启用循环状态复位。

启用循环状态复位后，状态值由以下表达式决定：

,

其中

重置循环状态有以下优点：

设备通过外部信号将状态复位到初始状态。复位触发类型由参数 External reset 决定。如果值不是 `none`则设备有一个复位端口，旁边标有复位触发类型。

外部复位*参数允许您定义作为复位触发器的复位信号的属性。可以使用以下触发器：

复位端口有一个直接输入端。如果将程序块输出信号直接或通过一系列直接输入程序块反馈到该端口，则会产生一个代数环路。使用 Integrator 的程序块状态端口反馈程序块输出信号，不会产生代数环路。

在程序块参数对话框 Integrator 中选中 Show state port 复选框，积分器程序块顶部就会多出一个输出端口（状态端口）。

状态端口的输出与标准程序块输出端口相同，但以下情况除外。如果程序块在当前时间步长内被重置，则状态端口输出将代表程序块未被重置时标准程序块输出端口上的值。

状态端口的输出比积分器程序块输出端口的输出更早出现在时间步中。在这些模拟场景中，可使用状态端口打开代数电路：

当创建一个根据输出数据值进行自复位的积分器时， Integrator 的块状态端口可帮助您避免代数循环。请考虑以下模型。

该模型试图将积分器输出减去 1 后的值送回积分器复位端口，从而创建一个自复位积分器。然而，该模型创建了一个代数循环。要计算积分器块输出，软件必须知道块复位信号的值，反之亦然。由于这两个值相互依存，软件无法确定其中任何一个值。因此，在尝试建模或更新该模型时会出现错误信息。

以下模型使用积分器状态端口，以避免出现代数循环。

在此版本中，复位信号的值取决于状态端口的值。在当前时间步中，状态端口的值早于积分器模块输出端口的值。因此，可以在计算程序块输出数据之前确定是否应复位程序块，从而避免代数循环。

状态端口有助于避免在两个启用子系统之间传输状态时出现代数循环。例如，可以考虑以下模型。

启用子系统 A 和 B 包含以下模块：

在该模型中，一个恒定输入信号驱动两个启用子系统，对信号进行整合。脉冲发生器产生一个使能信号，在两个子系统之间交替执行。每个子系统的*启用*端口都被设置为 "复位"，这将导致子系统在激活时复位其积分器。重置积分器会使积分器读取其初始状态端口的值。每个子系统中积分器的初始状态端口与另一个子系统中积分器的输出端口相连。

这种相互连接旨在对输入信号进行连续积分，同时在两个子系统之间交替执行。然而，这种连接会产生一个代数循环。要计算输出数据 "A"，就必须知道输出数据 "B"，反之亦然。由于输出是相互依存的，因此无法计算输出值。因此，在尝试建模或更新此模型时会出现错误信息。

同一模型的这一版本使用积分器的状态端口，以避免在状态转移过程中产生代数循环。

启用的子系统 A 和 B 包含以下模块：

在此模型中，A 中积分器的初始状态取决于`B` 中积分器状态端口的值，反之亦然。与积分器输出端口的值相比，状态端口的值在模拟的时间步长中更新得更早。因此，可以在不知道另一个积分器最终输出值的情况下计算出任何积分器的初始状态。