Festlegen der Abtastzeit - MATLAB & Simulink - MathWorks Deutschland (2024)

Zuweisen von Abtastzeiten

Simulink^® ermöglicht es Ihnen, eine Block-Abtastzeit direkt als numerischen Wert oder symbolisch über die Definition eines Abtastzeit-Vektors anzugeben. Der Abtastzeitwert muss ein double oder ein Zwei-Elemente-Array von double sein, das den Abtastzeitraum und -Versatz enthält. Bei einer diskreten Abtastzeit ist der Vektor [Ts, To], wobei Ts der Abtastzeitraum und To der anfängliche Zeitversatz ist. Nehmen wir beispielsweise ein diskretes Modell, das alle zwei Sekunden seine Ausgaben erzeugt. Wenn die Basis-Zeiteinheit Sekunden ist, können Sie die diskrete Abtastzeit direkt festlegen, indem Sie den numerischen Wert 2 als SampleTime-Parameter festlegen. Da der Versatzwert Null ist, müssen Sie ihn nicht festlegen; Sie können jedoch [2,0] in das Feld Sample time eingeben.

Bei nicht diskreten Blöcken sind die Komponenten des Vektors symbolische Werte, die einen der Typen in Types of Sample Time darstellen. In der folgenden Tabelle sind diese Typen und die entsprechenden Abtastzeit-Werte zusammengefasst. Die Tabelle definiert zudem die explizite Natur der Abtastzeittypen sowie die zugehörige Farbe und Anmerkung. Da eine vererbte Abtastzeit explizit ist, können Sie sie als [-1, 0] oder -1 festlegen. Eine ausgelöste Abtastzeit hingegen ist implizit; nur Simulink kann die Abtastzeit [-1, -1] zuweisen. (Weitere Informationen zu Farben und Anmerkungen finden Sie unter View Sample Time Information.)

Die jedem Block zugewiesene Farbe hängt von der Abtastzeit relativ zu anderen Abtastzeiten im Modell ab. Das bedeutet, dass dieser Abtastzeit in einem übergeordneten Modell und von diesem referenzierten Modellen verschiedene Farben zugewiesen werden kann. (Siehe Modellreferenzen.)

Nehmen wir beispielsweise ein Modell, in dem drei Abtastzeiten definiert sind: 1, 2 und 3. Nehmen wir zudem an, dass das Modell ein weiteres Modell referenziert, das zwei Abtastzeiten definiert: 2 und 3. In diesem Fall werden Blöcke, die mit der Abtastrate 2 ausgeführt werden, im übergeordneten Modell grün und im referenzierten Modell rot angezeigt.

Es muss darauf hingewiesen werden, dass die Blöcke Mux und Demux einfache Gruppierungs-Operatoren sind; durch diese Blöcke geleitete Signale behalten ihre Timing-Informationen bei. Daher können von einem Demux-Block ausgehende Linien verschiedene Farben haben, wenn ihre jeweiligen Quellen verschiedene Abtastzeiten aufweisen. In diesem Fall werden die Blöcke Mux und Demux hybrid (gelb) farbkodiert, um darauf hinzuweisen, dass sie Signale mit mehreren Raten verarbeiten.

Ähnlich hierzu werden Subsystem-Blöcke, die Blöcke mit verschiedenen Abtastzeiten enthalten, ebenfalls hybrid gefärbt, da mit ihnen keine einzelne Rate assoziiert ist. Wenn alle Blöcke in einem Subsystem mit einer Rate ausgeführt werden, wird der Subsystem-Block entsprechend der Rate farbkodiert.

Sie können die expliziten Abtastzeitwerte in dieser Tabelle interaktiv oder programmatisch und entweder für blockbasierte oder portbasierte Abtastzeiten verwenden.

Das folgende Modell dient als Referenz für diesen Abschnitt.

Setzen Sie in diesem Beispiel die Abtastzeit des Eingangs-Sinuswellensignals auf 0.1. Das Ziel ist, eine Ausgangs-Abtastzeit von 0.2 zu erreichen. Der Rate Transition-Block dient als Halteglied nullter Ordnung. Auf der folgenden Abbildung ist das resultierende Blockdiagramm nach Festlegen der Abtastzeiten und Simulation des Modells angezeigt. (Farben und Anmerkungen weisen darauf hin, dass es sich um ein diskretes Modell handelt.)

Interaktives Festlegen blockbasierter Abtastzeiten

Um die Abtastzeit eines Blocks interaktiv festzulegen:

Die folgende Abbildung stellt ein Parameter-Dialogfeld für den Sine Wave-Block nach Eingabe von 0.1 und das Feld Sample time dar.

Um die blockbasierten Abtastzeiten für ein gesamtes Modell festzulegen und zu betrachten, ist es ggf. empfehlenswert, den Model Data Editor zu verwenden (klicken Sie auf der Registerkarte Modeling auf Model Data Editor). Setzen Sie auf den Registerkarten Inports/Outports, Signals und Data Stores die Drop-Down-Liste Change view auf Design und verwenden Sie die Spalte Sample Time. Weitere Informationen finden Sie unter Model Data Editor.

Interaktives Festlegen portbasierter Abtastzeiten

Der Rate Transition-Block weist portbasierte Abtastzeiten auf. Sie können die Ausgangsport-Abtastzeit interaktiv festlegen, indem Sie die folgenden Schritte ausführen:

Weitere Informationen zu den Abtastzeit-Optionen im Dialogfenster „Rate Transition Parameters“ finden Sie auf der Referenzseite Rate Transition.

Programmatisches Festlegen von blockbasierten Abtastzeiten

Um eine Block-Abtastzeit programmatisch festzulegen, setzen Sie den Parameter SampleTime mithilfe des Befehls set_param auf die gewünschte Abtastzeit. Um die Abtastzeit des Gain-Blocks im Modell Specify_Sample_Time auf vererbt (-1) zu setzen, geben Sie den folgenden Befehl ein:

set_param('Specify_Sample_Time/Gain','SampleTime','[-1, 0]')

Wie bei der interaktiven Spezifikation können Sie nur die erste Vektor-Komponente eingeben, wenn die zweite Komponente Null ist.

set_param('Specify_Sample_Time/Gain','SampleTime','-1')

Programmatisches Festlegen von blockbasierten Abtastzeiten

Um die Ausgangsport-Abtastzeit des Rate Transition-Blocks auf 0.2 zu setzen, verwenden Sie den Befehl set_param mit dem Parameter OutPortSampleTime:

set_param('Specify_Sample_Time/Rate Transition',...'OutPortSampleTime', '0.2')

Programmatisches Zugreifen auf Abtastzeit-Informationen

Um auf alle mit einem Modell assoziierten Abtastzeiten zuzugreifen, verwenden Sie das API Simulink.BlockDiagram.getSampleTimes.

Um auf die Abtastzeit eines einzelnen Blocks zuzugreifen, verwenden Sie das API Simulink.Block.getSampleTimes.

Festlegen von Abtastzeiten für einen benutzerdefinierten Block

Sie können benutzerdefinierte Blöcke entwickeln, sodass die Eingangs- und Ausgangsports mit verschiedenen Abtastzeiten arbeiten. Informationen zur Festlegung blockbasierter und portbasierter Abtastzeiten für S-Functions finden Sie unter Specify S-Function Sample Times .

Ermitteln von Abtastzeiteinheiten

Da die Ausführung eines Simulink Modells nicht von einem bestimmten Satz Einheiten abhängt, müssen Sie die angemessene Basis-Zeiteinheit für Ihre Anwendung ermitteln und die Abtastzeitwerte entsprechend festlegen. Ist die Basis-Zeiteinheit beispielsweise Sekunden, könnten Sie eine Abtastzeit von 0.5 Sekunden darstellen, indem Sie die Abtastzeit auf 0.5 setzen.

Ändern der Abtastzeit nach Startzeit der Simulation

Um die Abtastzeit nach Beginn der Simulation zu ändern, müssen Sie die Simulation anhalten, den Parameter SampleTime zurücksetzen und die Ausführung daraufhin erneut starten.