Saturation

入力信号を上限と下限の飽和値に制限する

ライブラリ:
Simulink / Commonly Used Blocks
Simulink / Discontinuities
HDL Coder / Discontinuities

説明

Saturation ブロックは、上限と下限の飽和値に制限されている入力信号の値である出力信号を生成します。上限と下限は、[上限] パラメーターと [下限] パラメーターで指定されます。

入力	出力
下限 ≤ 入力値 ≤ 上限	入力値
入力値 < 下限	下限
入力値 > 上限	上限

例

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sldemo_boiler での Quantizer ブロックと Saturation ブロックの使用

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この例では、Quantizer ブロックと Saturation ブロックをモデル ex_sldemo_boiler で使用する方法を示します。ADC サブシステムは次のように入力アナログ電圧をデジタル化します。

Gain ブロックでアナログ電圧に 256/5 を乗算
Quantize ブロックで値を整数に切り捨てる
Saturation ブロックで出力を最大値 255 (符号なし 8 ビット整数値の最大値) に制限

拡張例

アニメーションを使った倒立振子

この例では、Simulink® を使用して倒立振子システムをモデル化およびアニメーション化する方法を示します。倒立振子の重心はピボット点より上にあります。この位置を安定して維持するために、システムは振子が落下を開始するとピボット点を重心より下に移動する制御ロジックを実装します。倒立振子は制御手法のテストに使用される古典力学問題です。

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端子

入力

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Port_1 — 入力信号
スカラー | ベクトル

飽和アルゴリズムに対する入力信号。

出力

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Port_1 — 出力信号
スカラー | ベクトル

入力信号、飽和の上限、または飽和の下限の値である出力信号。

パラメーター

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メイン

上限 — 入力信号の飽和境界の上限
`0.5` (既定値) | スカラー | ベクトル

入力信号に対する上限を指定します。入力信号がこの境界より大きい場合、出力信号はこの飽和値に設定されます。[上限] パラメーターは、最近傍の丸めと飽和を使用して、出力データ型に変換されます。[上限] は [出力の最小値] パラメーターより大きく、[出力の最大値] パラメーターより小さくなければなりません。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: UpperLimit

型: 文字ベクトル

値: 実数のスカラーまたはベクトル

既定の設定: '0.5'

下限 — 入力信号の飽和境界の下限
`-0.5` (既定値) | スカラー | ベクトル

入力信号に対する下限を指定します。入力信号がこの境界より小さい場合、出力信号はこの飽和値に設定されます。[下限] パラメーターは、最近傍の丸めと飽和を使用して、出力データ型に変換されます。[下限] は [出力の最小値] パラメーターより大きく、[出力の最大値] パラメーターより小さくなければなりません。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: LowerLimit

型: 文字ベクトル

値: 実数のスカラーまたはベクトル

既定の設定: '-0.5'

線形化時にゲインとして扱う — ゲイン値を指定
`On` (既定値) | boolean

コマンドでゲインを 1 として扱うようにするには、このチェックボックスをオンにします。Simulink^® の線形化コマンドは、このブロックを状態空間のゲインとして扱います。ゲインを 0 として扱うようにするには、ボックスをオフにします。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: LinearizeAsGain

型: 文字ベクトル

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'on'

ゼロクロッシング検出を有効にする — ゼロクロッシング検出を有効にする
`on` (既定値) | `off`

ゼロクロッシング検出を有効にする場合は選択します。詳細については、ゼロクロッシング検出を参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: ZeroCross

型: 文字ベクトル | string

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'on'

サンプル時間 (継承は -1) — サンプルの間隔
`-1` (既定値) | スカラー | ベクトル

サンプルの時間間隔を指定します。サンプル時間を継承するには、このパラメーターを -1 に設定します。詳細については、サンプル時間の指定を参照してください。

依存関係

このパラメーターは、-1 以外の値に設定した場合にのみ表示されます。詳細は、サンプル時間が推奨されないブロックを参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: SampleTime

型: string スカラーまたは文字ベクトル

既定の設定: "-1"

信号属性

データ属性の設定には [データ型アシスタント] が役立ちます。[データ型アシスタント] を使用するには、 the Show data type assistant button をクリックします。詳細については、データ型アシスタントを利用したデータ型の指定を参照してください。

出力の最小値 — 範囲チェックの最小出力値
`[]` (既定値) | スカラー

Simulink がチェックする出力範囲の下限値。

Simulink は、最小値を使って以下を行います。

一部のブロックに対するパラメーター範囲のチェック (ブロックパラメーターの最小値と最大値の指定を参照)
シミュレーション範囲のチェック (信号範囲の指定およびシミュレーション範囲のチェックの有効化を参照)
固定小数点データ型の自動スケーリング
モデルから生成するコードの最適化。この最適化により、アルゴリズムコードが削除され、SIL やエクスターナルモードなどの一部のシミュレーションモードの結果に影響を与えることがあります。詳細については、Optimize using the specified minimum and maximum values (Embedded Coder)を参照してください。

メモ

[出力の最小値] により、実際の出力信号が飽和する (またはクリップされる) ことはありません。代わりに、Saturation ブロックを使用してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: OutMin

型: 文字ベクトル

値: '[ ]'| スカラー

既定の設定: '[ ]'

出力の最大値 — 範囲チェックの最大出力値
`[]` (既定値) | スカラー

Simulink がチェックする出力範囲の上限値。

Simulink は、最大値を使って以下を行います。

一部のブロックに対するパラメーター範囲のチェック (ブロックパラメーターの最小値と最大値の指定を参照)
シミュレーション範囲のチェック (信号範囲の指定およびシミュレーション範囲のチェックの有効化を参照)
固定小数点データ型の自動スケーリング
モデルから生成するコードの最適化。この最適化により、アルゴリズムコードが削除され、SIL やエクスターナルモードなどの一部のシミュレーションモードの結果に影響を与えることがあります。詳細については、Optimize using the specified minimum and maximum values (Embedded Coder)を参照してください。

メモ

[出力の最大値] により、実際の出力信号が飽和する (またはクリップされる) ことはありません。代わりに、Saturation ブロックを使用してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: OutMax

型: 文字ベクトル

値: '[ ]'| スカラー

既定の設定: '[ ]'

出力データ型 — 出力データ型を指定
`継承: 入力と同じ` (既定値) | `継承: 逆伝播による継承` | `double` | `single` | `int8` | `int32` | `uint32` | `int64` | `uint64` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>` | ...

出力のデータ型を選択します。型は継承されるか、直接指定されるか、Simulink.NumericType などのデータ型オブジェクトとして表現されます。詳細については、信号のデータ型の制御を参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: OutDataTypeStr

型: 文字ベクトル

値: 'Inherit: Same as input'、'Inherit: Inherit via back propagation'、'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>'

既定の設定: 'Inherit: Same as input'

固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止するオプション
`off` (既定値) | `on`

固定小数点ツールが、ブロックに指定した [出力] データ型をオーバーライドしないようにするには、このパラメーターを選択します。詳細については、[出力データ型の設定をロックする] の使用 (Fixed-Point Designer)を参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: LockScale

型: 文字ベクトル

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'off'

整数丸めモード — 固定小数点演算の丸めモードを指定
`負方向` (既定値) | `正方向` | `最も近い偶数方向` | `最も近い正の整数方向` | `最も近い整数方向` | `最も簡潔` | `ゼロ方向`

次のいずれかの丸めモードを選択します。

正方向: 正の無限大方向に正負の値を丸めます。MATLAB^® 関数 ceil と等価です。
最も近い偶数方向: 最も近い表現可能な値に数値を丸めます。同順位が発生した場合は、最も近い偶数の整数に丸めます。Fixed-Point Designer™ 関数 convergent と等価です。
負方向: 負の無限大方向に正負の値を丸めます。MATLAB 関数 floor と等価です。
最も近い正の整数方向: 最も近い表現可能な値に数値を丸めます。同順位が発生した場合は、正の無限大方向に丸めます。Fixed-Point Designer 関数 nearest と等価です。
最も近い整数方向: 最も近い表現可能な値に数値を丸めます。同順位が発生した場合は、正の数値を正の無限大方向、負の数値を負の無限大方向に丸めます。Fixed-Point Designer 関数 round と等価です。
最も簡潔: 下限値への丸めとゼロへの丸めのいずれかを自動的に選択し、できるだけ効率の高い丸めコードを生成します。
ゼロ方向: ゼロ方向に数値を丸めます。MATLAB 関数 fix と等価です。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: RndMeth

型: 文字ベクトル

既定の設定: 'Floor'

参考

詳細については、丸め (Fixed-Point Designer)を参照してください。

ブロックの特性

データ型	`double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
直達	`はい`
多次元信号	`いいえ`
可変サイズの信号	`いいえ`
ゼロクロッシング検出	`はい`

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成
HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための VHDL、Verilog および SystemVerilog のコードを生成します。

HDL Coder™ には、HDL の実装および合成されたロジックに影響する追加のコンフィギュレーションオプションがあります。

HDL アーキテクチャ

このブロックには 1 つの既定の HDL アーキテクチャがあります。

HDL ブロックプロパティ

ConstrainedOutputPipeline	既存の遅延を設計内で移動することによって出力に配置するレジスタの数。分散型パイプラインではこれらのレジスタは再分散されません。既定の設定は `0` です。詳細については、ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder)を参照してください。
InputPipeline	生成されたコードに挿入する入力パイプラインステージ数。分散型パイプラインと制約付き出力パイプラインでは、これらのレジスタを移動できます。既定の設定は `0` です。詳細については、InputPipeline (HDL Coder)を参照してください。
OutputPipeline	生成されたコードに挿入する出力パイプラインステージ数。分散型パイプラインと制約付き出力パイプラインでは、これらのレジスタを移動できます。既定の設定は `0` です。詳細については、OutputPipeline (HDL Coder)を参照してください。

PLC コード生成
Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキストコードを生成します。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

Saturation Dynamic | Backlash

Saturation

説明

例

sldemo_boiler での Quantizer ブロックと Saturation ブロックの使用

拡張例

アニメーションを使った倒立振子

端子

入力

Port_1 — 入力信号 スカラー | ベクトル

出力

Port_1 — 出力信号 スカラー | ベクトル

パラメーター

メイン

上限 — 入力信号の飽和境界の上限 0.5 (既定値) | スカラー | ベクトル

プログラムでの使用

下限 — 入力信号の飽和境界の下限 -0.5 (既定値) | スカラー | ベクトル

プログラムでの使用

線形化時にゲインとして扱う — ゲイン値を指定 On (既定値) | boolean

プログラムでの使用

ゼロクロッシング検出を有効にする — ゼロクロッシング検出を有効にする on (既定値) | off

プログラムでの使用

サンプル時間 (継承は -1) — サンプルの間隔 -1 (既定値) | スカラー | ベクトル

依存関係

プログラムでの使用

信号属性

出力の最小値 — 範囲チェックの最小出力値 [] (既定値) | スカラー

プログラムでの使用

出力の最大値 — 範囲チェックの最大出力値 [] (既定値) | スカラー

プログラムでの使用

出力データ型 — 出力データ型を指定 継承: 入力と同じ (既定値) | 継承: 逆伝播による継承 | double | single | int8 | int32 | uint32 | int64 | uint64 | fixdt(1,16,2^0,0) | <data type expression> | ...

プログラムでの使用

固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止するオプション off (既定値) | on

プログラムでの使用

整数丸めモード — 固定小数点演算の丸めモードを指定 負方向 (既定値) | 正方向 | 最も近い偶数方向 | 最も近い正の整数方向 | 最も近い整数方向 | 最も簡潔 | ゼロ方向

プログラムでの使用

参考

ブロックの特性

拡張機能

C/C++ コード生成 Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成 HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための VHDL、Verilog および SystemVerilog のコードを生成します。

PLC コード生成 Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキスト コードを生成します。

固定小数点の変換 Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

バージョン履歴

参考

Port_1 — 入力信号
スカラー | ベクトル

Port_1 — 出力信号
スカラー | ベクトル

上限 — 入力信号の飽和境界の上限
`0.5` (既定値) | スカラー | ベクトル

下限 — 入力信号の飽和境界の下限
`-0.5` (既定値) | スカラー | ベクトル

線形化時にゲインとして扱う — ゲイン値を指定
`On` (既定値) | boolean

ゼロクロッシング検出を有効にする — ゼロクロッシング検出を有効にする
`on` (既定値) | `off`

サンプル時間 (継承は -1) — サンプルの間隔
`-1` (既定値) | スカラー | ベクトル

出力の最小値 — 範囲チェックの最小出力値
`[]` (既定値) | スカラー

出力の最大値 — 範囲チェックの最大出力値
`[]` (既定値) | スカラー

出力データ型 — 出力データ型を指定
`継承: 入力と同じ` (既定値) | `継承: 逆伝播による継承` | `double` | `single` | `int8` | `int32` | `uint32` | `int64` | `uint64` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>` | ...

固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止するオプション
`off` (既定値) | `on`

整数丸めモード — 固定小数点演算の丸めモードを指定
`負方向` (既定値) | `正方向` | `最も近い偶数方向` | `最も近い正の整数方向` | `最も近い整数方向` | `最も簡潔` | `ゼロ方向`

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成
HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための VHDL、Verilog および SystemVerilog のコードを生成します。

PLC コード生成
Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキストコードを生成します。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。