Объект: TriggeredTrapezoid

Библиотека: StateGraph

Имя на уровне решателя: StateGraph.TriggeredTrapezoid

Аннотация: Модель трапецеивидной модели

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	ISIGNAL	Сигнальный входной порт
2	Port2	OSIGNAL	Сигнальный выходной порт

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	Amplitude	real	Амплитуда
2	Falling	real	Продолжительность падения трапеции
3	Offset	real	Смещение выходного сигнала
4	Rising	real	Продолжительность подъема трапеции

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_port1	Значение сигнала на порте (V)
2	X_port1	Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)
3	A_port1	Значение производной функции от сигнала на порте (A)
4	V_port2	Значение сигнала на порте (V)
5	X_port2	Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)
6	A_port2	Значение производной функции от сигнала на порте (A)

Пример использования компонента

Модель трапецеидального сигнала (TriggeredTrapezoid)

Элемент TriggeredTrapezoid формирует выходной сигнал трапецеидальной формы при появлении входного импульса. Входной сигнал используется как управляющий: при его активности выходной сигнал плавно увеличивается в течение заданного времени Rising, затем достигает амплитуды Amplitude и удерживается на этом уровне. После окончания активного участка входного сигнала выходной сигнал плавно уменьшается в течение времени Falling и возвращается к значению Offset. Компонент используется в системах автоматического управления, дискретной логики, StateGraph и других приложениях для генерации сигналов с заданной формой и временными характеристиками.

Проверка работы модели трапецеидального сигнала (TriggeredTrapezoid).

Начальные данные:

Параметры модели

Amplitude = 0.5 — амплитуда выходного сигнала

Rising = 0.5 с — продолжительность участка подъёма

Falling = 0.5 с — продолжительность участка спада

Offset = 0 — смещение выходного сигнала относительно нуля

Входной сигнал (кусочно-линейная функция)

Последовательность прямоугольных импульсов: 1 (1–3 с), 1 (4–4.5 с), 1 (5.2–5.5 с)

end = 6 с — Время интегрирования

Схема тестирования:

На вход модели TriggeredTrapezoid1 подаётся сигнал V1 от источника ImportDataInput (кусочно-линейная функция). Выходной сигнал V2 регистрируется на осциллографах Check1 и RUN.

Результат:

На графиках RUN и Check1 показаны входной сигнал TriggeredTrapezoid.V1 и выходной сигнал TriggeredTrapezoid.V2. При появлении первого импульса (t = 1 с) выходной сигнал плавно возрастает от 0 до 0.5 за время Rising = 0.5 с, затем удерживается на уровне 0.5 до окончания импульса (t = 3 с), после чего плавно спадает до 0 за время Falling = 0.5 с. При втором импульсе (t = 4–4.5 с) выходной сигнал также возрастает до 0.5, но из-за короткой длительности импульса спад начинается сразу после достижения амплитуды. При третьем импульсе (t = 5.2–5.5 с) выходной сигнал не успевает достичь амплитуды и возрастает только до 0.25, после чего спадает до 0. Модель корректно формирует трапецеидальный сигнал, форма и длительность которого соответствуют заданным параметрам, а генерация повторяется для каждого входного импульса, что подтверждает стабильную и правильную работу.

Формула для выходного сигнала:

\[\begin{split}V_2(t) = \begin{cases} \mathrm{Offset} + \frac{\mathrm{Amplitude} - \mathrm{Offset}}{\mathrm{Rising}} \cdot (t - t_{\text{start}}), & t_{\text{start}} \le t < t_{\text{start}} + \mathrm{Rising} \\ \mathrm{Amplitude}, & t_{\text{start}} + \mathrm{Rising} \le t < t_{\text{end}} \\ \mathrm{Amplitude} - \frac{\mathrm{Amplitude} - \mathrm{Offset}}{\mathrm{Falling}} \cdot (t - t_{\text{end}}), & t_{\text{end}} \le t < t_{\text{end}} + \mathrm{Falling} \\ \mathrm{Offset}, & \text{иначе} \end{cases}\end{split}\]

где: \(t_{\text{start}}\) — момент начала входного импульса, \(t_{\text{end}}\) — момент окончания входного импульса.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

Графики результатов теста

Рисунок 2 - TriggeredTrapezoid.RUN (входной сигнал V1 и выходной V2)

Рисунок 3 - TriggeredTrapezoid.Check1 (выходной сигнал V2)