Resistor (Advanced)

Резистор, учитывающий погрешность задания сопротивления и шумы.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Passive.Resistor

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Passive/Resistor (Advanced)

Описание

Блок Resistor (Advanced) представляет собой модель линейного резистора с возможностью моделировать следующие эффекты:

Погрешности значения сопротивления.
Шумы в процессе работы.
Термические зависимости параметров.

Вы можете независимо включать и выключать перечисленные опции. Когда все дополнительные опции выключены, поведение компонента идентично блоку Resistor.

В своей простейшей форме блок Resistor (Advanced) моделирует линейный резистор, описываемый следующим уравнением:

где

— ток;
— напряжение;
— сопротивление.

Погрешности

Вы можете добавить погрешность к номинальному значению, заданному для параметра Resistance. В технических описаниях такая погрешность обычно указывается. В таблице показано, как блок применяет погрешность и рассчитывает сопротивление в зависимости от выбранного значения параметра Tolerance application.

Значение параметра Tolerance application Значение сопротивления

Значение параметра Tolerance application	Значение сопротивления
`None - use nominal value`
`Random tolerance`	Равномерное распределение: Нормальное распределение:
`Apply maximum tolerance value`
`Apply minimum tolerance value`

None - use nominal value

Random tolerance

Равномерное распределение:

Нормальное распределение:

Apply maximum tolerance value

Apply minimum tolerance value

В таблице:

— номинальное сопротивление, значение параметра Resistance;
— погрешность, значение параметра Tolerance (%)/100;
— значение параметра Number of standard deviations for quoted tolerance;
и — стандартные функции для генерации случайных чисел с равномерным и нормальным распределением.

Тепловой шум

Блок резистора может генерировать ток теплового шума. Если вы установите флажок для параметра Enable noise mode, то к определяющим уравнениям добавляется дискретная переменная для представления теплового шума:

Если интервал между шагами расчета равен , то тепловой шум определяется следующим образом:

где

— постоянная Больцмана, 1.3806504e-23 Дж/К;
— температура;
— сопротивление;
— случайное число с нулевым средним и единичным стандартным отклонением;
— двухстороннее распределение мощности теплового шума (односторонний эквивалент равен ).

Блок генерирует шум согласно нормальному распределению, используя генератор случайных чисел. Вы можете влиять на генерацию случайных чисел, настроив параметр Repeatability:

Not repeatable — seed случайного генератора меняется каждый раз, когда вы запускаете модель.
Specify seed — позволяет задать явное значение seed с помощью параметра Seed.

Моделирование тепловых эффектов

Вы можете открыть тепловой порт, чтобы указать, как изменяется значение сопротивления в зависимости от температуры, и задать теплоемкость. Чтобы открыть тепловой порт, включите параметр Enable thermal port.

Ограничения

Моделирование с включенным шумом замедляет моделирование. Если вы включаете шум, выберите такой интервал между шагами расчета, чтобы шум генерировался только на интересующих вас частотах, но не выше.

Переменные

Используйте группу параметров Initial Targets, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.

Порты

Ненаправленные

# + — положительный
электричество

Details

Электрический порт, представляет собой положительную клемму.

Имя для программного использования

p

# – — отрицательный
электричество

Details

Электрический порт, представляет собой отрицательную клемму.

Имя для программного использования

n

# H — тепловой порт
тепло

Details

Тепловой порт.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Enable thermal port.

Имя для программного использования

thermal_port

Параметры

Основные

# Resistance — номинальное значение сопротивления
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Номинальное значение сопротивления. Значение сопротивления должно быть больше нуля.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`1.0 Ohm`
Имя для программного использования	`R_nominal`
Вычисляемый	Да

# Tolerance application — применение погрешности
None - use nominal value | Random tolerance | Apply maximum tolerance value | Apply minimum tolerance value

Details

Выберите способ применения погрешности во время моделирования:

None - use nominal value — блок не применяет погрешность, использует номинальное значение сопротивления.
Random tolerance — блок применяет случайное смещение к значению сопротивления в пределах погрешности. Вы можете выбрать равномерное или нормальное распределение для расчета случайного числа с помощью параметра Tolerance distribution.
Apply maximum tolerance value — сопротивление увеличивается на указанное значение погрешности.
Apply minimum tolerance value — сопротивление уменьшается на указанное значение погрешности.

Значения	`None - use nominal value` \| `Random tolerance` \| `Apply maximum tolerance value` \| `Apply minimum tolerance value`
Значение по умолчанию	`None - use nominal value`
Имя для программного использования	`tolerance_application_type`
Вычисляемый	Нет

# Tolerance (%) — погрешность сопротивления

Details

Погрешность сопротивления, указанная в техническом паспорте.

Значение по умолчанию	`5.0`
Имя для программного использования	`tolerance`
Вычисляемый	Да

# Tolerance distribution — тип распределения погрешности
Uniform | Gaussian

Details

Выберите тип распределения:

Uniform — равномерное распределение.
Gaussian — нормальное распределение.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Tolerance application значение Random tolerance.

Значения	`Uniform` \| `Gaussian`
Значение по умолчанию	`Uniform`
Имя для программного использования	`tolerance_distribution_type`
Вычисляемый	Нет

# Number of standard deviations for quoted tolerance — используется для вычисления нормально распределенных случайных чисел

Details

Число стандартных отклонений для вычисления нормально распределенных случайных чисел.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Tolerance distribution значение Gaussian.

Значение по умолчанию	`4.0`
Имя для программного использования	`number_of_standard_deviations`
Вычисляемый	Да

Шум

# Enable noise mode — включить моделирование эффекта шума

Details

Установите флажок для моделирования эффекта шума.

Зависимости

Установка флажка Enable noise mode открывает связанные параметры.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_noise`
Вычисляемый	Нет

Details

Значение температуры, при которой будет моделироваться резистор.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable noise mode.

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`25.0 degC`
Имя для программного использования	`T_device`
Вычисляемый	Да

# Sample time — период генерации шумовых значений
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

Определяет частоту генерации случайных чисел для источника шума. Установите это значение так, чтобы оно отражало частоты, представляющие интерес в вашей модели. Слишком маленький интервал между шагами расчета приведет к неоправданному замедлению моделирования.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable noise mode.

Единицы измерения	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
Значение по умолчанию	`1e-3 s`
Имя для программного использования	`sample_time`
Вычисляемый	Да

# Repeatability — управление генератором случайных чисел
Not repeatable | Specify seed

Details

Чтобы управлять генератором случайных чисел, установите для этого параметра следующее значение:

Not repeatable — seed случайного генератора меняется каждый раз, когда вы запускаете модель.

Specify seed — позволяет задать явное значение seed с помощью параметра Seed.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable noise mode.

Значения	`Not repeatable` \| `Specify seed`
Значение по умолчанию	`Not repeatable`
Имя для программного использования	`repeatability`
Вычисляемый	Нет

# Seed — начальное значение генерации случайных чисел

Details

Начальное значение должно быть 0 или положительным целым числом.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable noise mode и значение Specify seed для параметра Repeatability.

Значение по умолчанию	`0`
Имя для программного использования	`seed`
Вычисляемый	Да

Тепловые

# Enable thermal port — включение теплового порта

Details

Нужно ли включать тепловой порт блока и моделировать влияние выделяемого тепла и температуры устройства.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`has_thermal_port`
Вычисляемый	Нет

Details

Коэффициент в уравнении , описывающем сопротивление как функцию температуры.

Значение по умолчанию для меди.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, включите параметр Enable thermal port.

Единицы измерения	`1/K` \| `1/degR` \| `1/deltaK` \| `1/deltadegC` \| `1/deltadegF` \| `1/deltadegR`
Значение по умолчанию	`0.00393 1/K`
Имя для программного использования	`alpha`
Вычисляемый	Да

Details

Температура , для которой задано номинальное сопротивление .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, включите параметр Enable thermal port.

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`25.0 degC`
Имя для программного использования	`T_measurement`
Вычисляемый	Да

# Thermal mass — тепловая масса, связанная с тепловым портом
J/K | kJ/K

Details

Тепловая масса, связанная с тепловым портом H. Она представляет собой энергию, необходимую для повышения температуры теплового порта на один градус.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, включите параметр Enable thermal port.

Единицы измерения	`J/K` \| `kJ/K`
Значение по умолчанию	`100.0 J/K`
Имя для программного использования	`thermal_mass`
Вычисляемый	Да