Saturation

R2026b

Begrenzen des Eingabesignals auf obere und untere Sättigungswerte

• 

Saturation block

To add a block to a model, double-click the canvas and start typing the block name. Then, select the block from the list.

Bibliotheken:
Simulink / Commonly Used Blocks
Simulink / Discontinuities
HDL Coder / Discontinuities

Beschreibung

Der Sättigungsblock erzeugt ein Ausgabesignal, das dem Wert des Eingabesignals entspricht, das an die oberen und unteren Sättigungswerte gebunden ist. Die Ober- und Untergrenzen werden durch die Parameter Upper limit und Lower limit festgelegt.

Eingabe	satup	satlo
Das Eingangssignal ist größer als der Wert von Upper limit.	1 (wahr)	0 (falsch)
Der Wert von Upper limit ist größer oder gleich dem Eingangssignal, das wiederum größer oder gleich dem Wert von Lower limit ist.	0 (falsch)	0 (falsch)
Der Wert von Lower limit ist größer als das Eingangssignal.	0 (falsch)	1 (wahr)

Beispiele

Verwenden der Quantizer- und Sättigungsblöcke in sldemo_boiler

Dieses Beispiel zeigt, wie die Quantizer- und Sättigungsblöcke im Modell ex_sldemo_boiler verwendet werden. Das ADC-Subsystem digitalisiert die analoge Spannung der Eingabe durch:

• Multiplikation der analogen Spannung mit 256/5 mit dem Verstärkungsblock

• Rundung des Wertes auf die nächste Ganzzahl mit dem Quantisierungsblock

• Begrenzung der Ausgabe auf maximal 255 (der größte vorzeichenlose 8-Bit-Ganzzahlwert) mit dem Sättigungsblock

Erweiterte Beispiele

Invertiertes Pendel mit Animation

Dieses Beispiel zeigt, wie Simulink® zur Modellierung und Animation eines invertierten Pendelsystems verwendet werden kann. Bei einem invertierten Pendel liegt der Schwerpunkt über dem Drehpunkt. Um diese Position stabil zu halten, implementiert das System eine Steuerlogik, um den Drehpunkt unter den Schwerpunkt zu bewegen, wenn das Pendel abzufallen beginnt. Das invertierte Pendel ist ein klassisches dynamisches Problem, das zur Prüfung von Kontrollstrategien verwendet wird.

• Modell öffnen

Ports

Eingabe

Port_1 — Eingangssignal

Skalar | Vektor

Das Eingabesignal für den Sättigungsalgorithmus.

Datentypen: double | single | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | fixed point

Ausgabe

Port_1 — Ausgangssignal

Skalar | Vektor

Ausgabesignal, das dem Wert des Eingabesignals, der oberen Sättigungsgrenze oder der unteren Sättigungsgrenze entspricht.

sat_up — Status der oberen Sättigungsgrenze

1 (true) | 0 (false)

Obere Sättigungsgrenze, zurückgegeben als 1 (true), wenn das Eingangssignal die obere Grenze erreicht und begrenzt wird. Andernfalls wird sie als 0 (false) zurückgegeben.

Abhängigkeiten

Um diesen Parameter zu aktivieren, wählen Sie den Parameter „Output saturation status“ aus.

Datentypen: double | single | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | fixed point

sat_lo — Status der unteren Sättigungsgrenze

1 true | 0 false

Ausgangssignal, zurückgegeben als 1 (true), wenn das Eingangssignal die untere Grenze erreicht und begrenzt wird. Andernfalls wird es als 0 (false) zurückgegeben.

Abhängigkeiten

Um diesen Parameter zu aktivieren, wählen Sie den Parameter „Output saturation status“ aus.

Parameter

Haupt

Upper limit — Obere Sättigungsgrenze für das Eingabesignal

0.5 (Standardeinstellung) | Skalar | Vektor

Angabe der Obergrenze für das Eingabesignal. Wenn das Eingabesignal größer als diese Grenze ist, wird das Ausgabesignal auf diesen Sättigungswert gesetzt. Der Parameter Upper limit wird mithilfe von Rundung auf den nächsten Wert und Sättigung in den Ausgabedatentyp umgewandelt. Upper limit muss größer als der Parameter Output minimum und kleiner als der Parameter Output maximum sein.

Programmatische Verwendung

Blockparameter: UpperLimit

Typ: Zeichenvektor

Wert: reeller Skalar oder Vektor

Standardwert: '0.5'

Lower limit — Untere Sättigungsgrenze für das Eingabesignal

-0.5 (Standardeinstellung) | Skalar | Vektor

Angabe der unteren Grenze des Eingabesignals. Wenn das Eingabesignal kleiner als dieser Grenzwert ist, wird das Ausgabesignal auf diesen Sättigungswert gesetzt. Der Parameter Lower limit wird mithilfe von Rundung auf den nächsten Wert und Sättigung in den Ausgabedatentyp umgewandelt. Lower limit muss größer als der Parameter Output minimum und kleiner als der Parameter Output maximum sein.

Programmatische Verwendung

Blockparameter: LowerLimit

Typ: Zeichenvektor

Wert: reeller Skalar oder Vektor

Standardwert: '-0.5'

Treat as gain when linearizing — Angabe des Verstärkungswerts

on (Standardeinstellung) | off

Wählen Sie diesen Parameter aus, damit die Befehle die Verstärkung als 1 behandeln. Die Linearisierungsbefehle in der Simulink^®-Software behandeln diesen Block als eine Verstärkung im Zustandsbereich. Löschen Sie diesen Parameter, damit die Befehle die Verstärkung als 0 behandeln.

Programmatische Verwendung

Blockparameter: LinearizeAsGain

Typ: Zeichenvektor

Werte: 'off' | 'on'

Standardwert: 'on'

Enable zero-crossing detection — Option zum Aktivieren der Nulldurchgangserkennung

on (Standardeinstellung) | off

Wählen Sie dies aus, um die Detektion von Nulldurchgängen zu aktivieren. Weitere Informationen finden Sie unter Zero-Crossing Detection.

Programmatische Verwendung

Blockparameter: ZeroCross

Typ: Zeichenvektor | String

Werte: 'off' | 'on'

Standardwert: 'on'

Output saturation status — Option zum Aktivieren von Sättigungsstatus-Ausgangsports

off (Standardeinstellung) | on

Wählen Sie diese Option, um die Sättigungsstatus-Ausgangsports entsprechend den folgenden Ergebnissen zu aktivieren:

Eingabe	satup	satlo
Das Eingangssignal ist größer als der Wert von Upper limit.	1 (wahr)	0 (falsch)
Der Wert von Upper limit ist größer oder gleich dem Eingangssignal, das wiederum größer oder gleich dem Wert von Lower limit ist.	0 (falsch)	0 (falsch)
Der Wert von Lower limit ist größer als das Eingangssignal.	0 (falsch)	1 (wahr)

Programmatische Verwendung

Blockparameter: OutputSaturationStatus

Typ: Zeichenvektor | String

Werte: 'off' | 'on'

Standardwert: 'off'

Sample time (-1 for inherited) — Zeitintervall zwischen Abtastvorgängen

-1 (Standardeinstellung) | Skalar | Vektor

Geben Sie hier das Zeitintervall zwischen Abtastvorgängen an. Um die Abtastzeit zu vererben, setzen Sie diesen Parameter auf -1. Weitere Informationen finden Sie unter Festlegen der Abtastzeit.

Abhängigkeiten

Dieser Parameter ist nur sichtbar, wenn Sie einen anderen Wert als -1 festgelegt haben. Mehr dazu erfahren Sie unter Blocks for Which Sample Time Is Not Recommended.

Programmatische Verwendung

Um den Wert des Blockparameters programmatisch festzulegen, verwenden Sie die Funktion set_param.

Parameter:	SampleTime
Werte:	"-1" (Standardeinstellung) | scalar or vector in quotes

Signalattribute

Der Data Type Assistant hilft Ihnen bei der Einstellung von Datenattributen. Um den Data Type Assistant zu verwenden, klicken Sie auf . Weitere Informationen finden Sie unter Specify Data Types Using Data Type Assistant.

Output minimum — Minimaler Ausgabewert für Bereichsprüfung

[] (Standardeinstellung) | Skalar

Unterer Wert des Ausgabebereichs, den die Software überprüft.

Die Software verwendet das Minimum, um Folgendes auszuführen:

• Überprüfung des Parameterbereichs (siehe Specify Minimum and Maximum Values for Block Parameters) für einige Blöcke.

• Überprüfung des Simulationsbereichs (siehe Specify Signal Ranges und Enable Simulation Range Checking).

• Automatische Skalierung von Festkomma-Datentypen.

• Optimierung des Codes, den Sie aus dem Modell generieren. Durch diese Optimierung kann algorithmischer Code entfernt werden, was sich auf die Ergebnisse einiger Simulationsmodi wie SIL oder den externen Modus auswirken kann. Weitere Informationen finden Sie unter Optimize using the specified minimum and maximum values (Embedded Coder).

Tipps

Output minimum sättigt oder beschneidet das tatsächliche Ausgabesignal nicht. Verwenden Sie stattdessen den Saturation-Block.

Programmatische Verwendung

Um den Wert des Blockparameters programmatisch festzulegen, verwenden Sie die Funktion set_param.

Parameter:	OutMin
Werte:	'[]' (Standardeinstellung) | scalar in quotes

Output maximum — Maximaler Ausgabewert für Bereichsprüfung

[] (Standardeinstellung) | Skalar

Oberer Wert des Ausgabebereichs, den die Software überprüft.

Die Software verwendet den Maximalwert, um Folgendes auszuführen:

• Überprüfung des Parameterbereichs (siehe Specify Minimum and Maximum Values for Block Parameters) für einige Blöcke.

• Überprüfung des Simulationsbereichs (siehe Specify Signal Ranges und Enable Simulation Range Checking).

• Automatische Skalierung von Festkomma-Datentypen.

• Optimierung des Codes, den Sie aus dem Modell generieren. Durch diese Optimierung kann algorithmischer Code entfernt werden, was sich auf die Ergebnisse einiger Simulationsmodi wie SIL oder den externen Modus auswirken kann. Weitere Informationen finden Sie unter Optimize using the specified minimum and maximum values (Embedded Coder).

Tipps

Output maximum sättigt oder beschneidet das tatsächliche Ausgabesignal nicht. Verwenden Sie stattdessen den Saturation-Block.

Programmatische Verwendung

Um den Wert des Blockparameters programmatisch festzulegen, verwenden Sie die Funktion set_param.

Parameter:	OutMax
Werte:	'[]' (Standardeinstellung) | scalar in quotes

Output data type — Angabe des Ausgabedatentyps

Inherit: Same as input (Standardeinstellung) | Inherit: Inherit via back propagation | double | single | int8 | int32 | uint32 | int64 | uint64 | fixdt(1,16,2^0,0) | <data type expression> | ...

Wählen Sie den Datentyp für die Ausgabe aus. Der Typ kann übernommen, direkt angegeben oder als Datentypobjekt wie ein Simulink.NumericType-Objekt ausgedrückt werden. Weitere Informationen finden Sie unter Control Data Types of Signals.

Programmatische Verwendung

Blockparameter: OutDataTypeStr

Typ: Zeichenvektor

Werte: 'Inherit: Same as input' | 'Inherit: Inherit via back propagation' | 'double' | 'single' | 'int8' | 'uint8' | int16 | 'uint16' | 'int32' | 'uint32' | 'int64' | 'uint64' | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | '<data type expression>'

Standardwert: 'Inherit: Same as input'

Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools — Option zur Verhinderung der Überschreibung von Ausgabedatentypen durch Festkomma-Tools

off (Standardeinstellung) | on

Wählen Sie diesen Parameter aus, um zu verhindern, dass die Festkomma-Tools den Datentyp Output überschreiben, den Sie im Block angeben. Weitere Informationen finden Sie unter Use Lock Output Data Type Setting (Fixed-Point Designer).

Programmatische Verwendung

Um den Wert des Blockparameters programmatisch festzulegen, verwenden Sie die Funktion set_param.

Parameter:	LockScale
Werte:	'off' (Standardeinstellung) | 'on'

Integer rounding mode — Rundungsmodus für Festkommaoperationen

Floor (Standardeinstellung) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

Wählen Sie einen dieser Rundungsmodi.

Ceiling

Rundet sowohl positive als auch negative Zahlen in Richtung positiver Unendlichkeit. Entspricht der MATLAB^®-Funktion ceil.

Convergent

Rundet die Zahl auf den nächsten darstellbaren Wert. Bei Gleichstand wird auf die nächste gerade Zahl gerundet. Entspricht der Fixed-Point Designer™-Funktion convergent.

Floor

Rundet sowohl positive als auch negative Zahlen in Richtung negative Unendlichkeit. Entspricht der MATLAB-Funktion floor.

Nearest

Rundet die Zahl auf den nächsten darstellbaren Wert. Bei Gleichstand wird auf positive Unendlichkeit gerundet. Entspricht der Fixed-Point Designer -Funktion nearest.

Round

Rundet die Zahl auf den nächsten darstellbaren Wert. Bei Gleichstand werden positive Zahlen auf positive Unendlichkeit und negative Zahlen auf negative Unendlichkeit gerundet. Entspricht der Fixed-Point Designer-Funktion round.

Simplest

Wählt automatisch zwischen Rundung zur Basis und Rundung zu Null, um einen möglichst effizienten Rundungscode zu generieren.

Zero

Rundet Zahlen gegen Null. Entspricht der MATLAB-Funktion fix.

Programmatische Verwendung

Blockparameter: RndMeth

Typ: Zeichenvektor

Werte: 'Ceiling' | 'Convergent' | 'Floor' | 'Nearest' | 'Round' | 'Simplest' | 'Zero'

Standardwert: 'Floor'

Siehe auch

Weitere Informationen finden Sie unter Rounding Modes (Fixed-Point Designer).

Blockeigenschaften

Datentypen	double | fixed point | integer | single
Direct Feedthrough	ja
Mehrdimensionale Signale	nein
Signale mit variabler Größe	nein
Erkennung von Nulldurchgängen	ja

Erweiterte Fähigkeiten

C/C++ Codegenerierung
Generieren von C und C++ Code mit Simulink® Coder™.

HDL-Codegenerierung

Generieren von VHDL, Verilog und SystemVerilog Code für FPGA- und ASIC-Designs mit HDL Coder™.

HDL Coder™ bietet weitere Konfigurationsoptionen, die sich auf die HDL-Implementierung und synthetisierte Logik auswirken.

HDL-Architektur

Dieser Block weist eine Standard-HDL-Architektur auf.

HDL-Blockeigenschaften

ConstrainedOutputPipeline	Anzahl der Register, die durch Verschiebung bestehender Verzögerungen im Design an den Ausgängen platziert werden sollen. Bei verteiltem Pipelining werden diese Register nicht neu verteilt. Der Standardwert ist 0. Weitere Informationen finden Sie unter ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder).
InputPipeline	Anzahl der Eingangs-Pipeline-Phasen, die in den generierten Code eingefügt werden sollen. Verteiltes Pipelining und beschränktes Ausgangs-Pipelining kann diese Register verschieben. Der Standardwert ist 0. Weitere Informationen finden Sie unter InputPipeline (HDL Coder).
OutputPipeline	Anzahl der Ausgangs-Pipeline-Phasen, die in den generierten Code eingefügt werden sollen. Verteiltes Pipelining und beschränktes Ausgangs-Pipelining kann diese Register verschieben. Der Standardwert ist 0. Weitere Informationen finden Sie unter OutputPipeline (HDL Coder).
SynthesisAttributes	Legt die Syntheseattribute für die Blöcke und Block-Ausgangssignale im Modell fest. Der generierte HDL-Code enthält diese Attribute. Weitere Informationen finden Sie unter SynthesisAttributes (HDL Coder).

PLC-Codegenerierung
Generieren strukturierten Textcodes mit Simulink® PLC Coder™.

Festkommakonvertierung
Entwerfen und Simulieren von Festkommasystemen mit Fixed-Point Designer™.

Versionsverlauf

Eingeführt vor R2006a

R2026b: Saturation-Block: Sättigungsstatus über neue Ports in aktualisiertem Block ausgeben

Sie können die Sättigungsstatus-Ports am Saturation-Block aktivieren, indem Sie den neuen Parameter „Output saturation status“ auswählen.

Siehe auch

Saturation Dynamic | Backlash