Моделирование отклика нелинейных звеньев

При моделировании отклика нелинейных структур важно соблюдать порядок включения нелинейных и линейных звеньев. Изменение порядка следования влечет изменение результата.

Пример 3.4. Перенос звена ограничения с первого места на второе и третье в примере на рис. 3.23 вызывает соответствующее изменение отклика всей цепочки этих элементов. Нетрудно убедиться в том, что изменение порядка следования линейных звеньев в пределах цепи, содержащей только линейные звенья, не вызывает никаких изменений результата за пределами этой цепи.

Следует помнить, что на практике идеальных линейных звеньев не встречается, каждый элемент системы обладает той или иной формой нелинейности (а порой и несколькими). Как минимум каждый элемент характеризуется ограничением входного воздействия. Поэтому на практике чаще всего порядок следования элементов очень существенен. По этой же причине при моделировании следует стараться учитывать все нелинейные элементы, входящие в реальную систему, и строго соблюдать порядок их следования.

При аналитическом исследовании системы учет всех нелинейностей излишне усложняет систему уравнений, которая для теоретического анализа и без того, как правило, чрезвычайно сложна. При моделировании же учет нелинейностей не представляет особого затруднения в связи с наличием достаточно широкого набора характерных нелинейностей и с возможностью задания их параметров.

Рис. 3.23. Зависимость переходного процесса от порядка следования элементов в случае присутствия нелинейного звена.

Так, в арсенале нелинейных блоков содержатся блоки: мультиплексирующее устройство, детектор совпадения (пересечение, crossDetect), зона нечувствительности, выделение целой части, ограничитель, табличная нелинейность, блок выделения максимума и блок выделения минимума, переключатель, квантующее устройство, реле и устройство выборки-хранения. Кроме того, присутствуют блоки, выполняющие арифметические операции (выделение знака, выпрямление, умножение сигнала, возведение сигнала в степень и др.).