Discrete Derivative

计算离散时间导数

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库:
Simulink / Discrete

描述

Discrete Derivative 模块计算有选择性缩放的离散时间导数，如下所示：

$y (t_{n}) = K (\frac{u (t_{n}) - u (t_{n - 1})}{T_{s}})$

其中

$u (t_{n})$ 和 $y (t_{n})$ 分别是模块在当前时间步的输入和输出。
$u (t_{n - 1})$ 是在上一个时间步的模块输入。
$K$ 是可选的缩放因子，使用增益值参数指定。
$T_{s}$ 是仿真的离散步长（必须是固定值）。

注意

请勿在具有非周期性触发器的子系统（例如，非周期函数调用子系统）中使用此模块。此配置会产生不准确的结果。

示例

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浮点输入的离散时间导数

打开模型

此示例说明如何使用 Discrete Derivative 模块来计算浮点输入信号的离散时间导数。将未滤波的离散时间导数与由 Discrete Filter 模块计算的滤波离散时间导数进行比较。

端口

输入

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Port_1 — 输入信号
标量 | 向量 | 矩阵

输入信号，指定为标量、向量或矩阵。

输出

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Port_1 — 缩放离散时间导数
标量 | 向量 | 矩阵

可选择缩放的离散时间导数，指定为标量、向量或矩阵。有关模块如何计算离散时间导数的详细信息，请参阅描述。使用输出数据类型参数指定输出信号的数据类型。

参数

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常设

增益值 — 缩放因子
`1.0` (默认) | 标量

应用于计算的导数的缩放因子，指定为实数标量值。

编程用法

模块参数：gainval

类型：字符向量

值：标量

默认值：'1.0'

**上一加权输入 K*u/Ts 的初始条件** — 初始条件
`0.0` (默认) | 标量

上一个经过缩放的输入的初始条件，指定为标量。

编程用法

模块参数：ICPrevScaledInput

类型：字符向量

值：标量

默认值：'0.0'

输入处理 — 指定基于采样或基于帧的处理
元素作为通道(基于采样) (默认) | 列作为通道(基于帧)

指定模块是执行基于采样还是基于帧的处理：

列作为通道(基于帧) - 将输入信号的每一列视为一个单独的通道（基于帧的处理）。
注意
基于帧的处理需要具有 DSP System Toolbox™ 许可证。
有关详细信息，请参阅Sample- and Frame-Based Concepts (DSP System Toolbox)。
元素作为通道(基于采样) - 将输入信号的每个元素视为一个单独的通道（基于采样的处理）。

可以使用输入处理指定模块是执行基于采样的处理还是基于帧的处理。有关这两种处理模式的详细信息，请参阅Sample- and Frame-Based Concepts (DSP System Toolbox)。

编程用法

模块参数：InputProcessing

类型：字符向量

值：'Columns as channels (frame based)' | 'Elements as channels (sample based)'

默认值：'Elements as channels (sample based)'

信号属性

输出最小值 — 范围检查的最小输出值
`[]` (默认) | 标量

软件检查的输出范围的下限值。

软件使用最小值执行下列操作：

某些模块的参数范围检查（请参阅指定模块参数的最小值和最大值）。
仿真范围检查（请参阅指定信号范围和启用仿真范围检查）。
定点数据类型的自动定标。
从模型生成的代码的优化。此优化可删除算法代码，并影响某些仿真模式（如 SIL 或外部模式）的结果。有关详细信息，请参阅Optimize using the specified minimum and maximum values (Embedded Coder)。

提示

输出最小值不会对实际输出信号进行饱和处理或截断。请改用 Saturation 模块。

编程用法

要以编程方式设置模块参数值，请使用 set_param 函数。

参数:	`OutMin`
值:	`'[]'` (默认) \| scalar in quotes

输出最大值 — 范围检查的最大输出值
`[]` (默认) | 标量

软件检查的输出范围的上限值。

软件使用最大值执行下列操作：

某些模块的参数范围检查（请参阅指定模块参数的最小值和最大值）。
仿真范围检查（请参阅指定信号范围和启用仿真范围检查）。
定点数据类型的自动定标。
从模型生成的代码的优化。此优化可删除算法代码，并影响某些仿真模式（如 SIL 或外部模式）的结果。有关详细信息，请参阅Optimize using the specified minimum and maximum values (Embedded Coder)。

提示

输出最大值不会对实际输出信号进行饱和处理或截断。请改用 Saturation 模块。

编程用法

要以编程方式设置模块参数值，请使用 set_param 函数。

参数:	`OutMax`
值:	`'[]'` (默认) \| scalar in quotes

输出数据类型 — 输出数据类型
继承: 从内部规则继承 (默认) | 继承: 通过反向传播继承 | double | single | int8 | uint8 | int16 | uint16 | int32 | uint32 | int64 | uint64 | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0)

指定输出数据类型。可以将其设置为：

继承数据类型的规则，例如继承: 通过反向传播继承
内置数据类型的名称，例如 single
数据类型对象的名称，例如 Simulink.NumericType 对象
计算结果为数据类型的表达式，例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手，请点击 the Show data type assistant button 。有关详细信息，请参阅使用数据类型助手指定数据类型。

编程用法

模块参数：OutDataTypeStr

类型：字符向量

值：

'Inherit: Inherit via internal rule' | '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)'

默认值：'Inherit: Inherit via internal rule'

锁定输出数据类型设置以防止被定点工具更改 — 用于防止定点工具覆盖输出数据类型的选项
`off` (默认) | `on`

选择此参数可防止定点工具覆盖您在模块上指定的输出数据类型。有关详细信息，请参阅Use Lock Output Data Type Setting (Fixed-Point Designer)。

编程用法

要以编程方式设置模块参数值，请使用 set_param 函数。

参数:	`LockScale`
值:	`'off'` (默认) \| `'on'`

整数舍入模式 — 定点运算的舍入模式
向下 (默认) | 向上 | 收敛 | 最邻近值 | 舍入 | 最简 | 零

指定定点运算的舍入模式。有关详细信息，请参阅舍入模式 (Fixed-Point Designer)。

模块参数始终舍入到最邻近的可表示值。要控制模块参数的舍入方法，请在封装字段中使用 MATLAB^® 舍入函数输入表达式。

编程用法

要以编程方式设置模块参数值，请使用 set_param 函数。

参数:	`RndMeth`
值:	`'Floor'` (默认) \| `'Ceiling'` \| `'Convergent'` \| `'Nearest'` \| `'Round'` \| `'Simplest'` \| `'Zero'`

发生溢出时饱和处理为最大值或最小值 — 溢出操作的方法
`off` (默认) | `on`

当您选中此复选框时，溢出将饱和处理为数据类型可表示的最大值或最小值。否则，溢出将绕回。

如果选中此复选框，饱和将应用于模块中的每个内部操作，而不仅仅应用于输出或结果。一般情况下，代码生成进程可以检测到何时不可能发生溢出。在这种情况下，代码生成器不会生成饱和代码。

编程用法

模块参数：DoSatur

类型：字符向量

值：'off' | 'on'

默认值：'off'

模块特性

数据类型	`double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
直接馈通	`是`
多维信号	`否`
可变大小信号	`是`
过零检测	`否`

扩展功能

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C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

在触发子系统层次结构中使用时取决于绝对时间。
生成的代码在特定条件下依赖于 memcpy 或 memset 函数 (string.h)。

Discrete Derivative

描述