合計値の求め方について

図のように変動する電力変動において放電方向を正、充電方向を負とした場合に、200秒の間における放電電力と充電電力の合計値を求める方法がわからないです。

具体的には、200秒間のシミュレーションにおいて、図のように変動する値を入力値として、0より大きい場合の値の合計値と0より小さい場合の値の合計値をdisplayブロックに表示できるようなsimulinkのモデルを作成したいです。

理解しにくい文章になってしまいすみません。恐れ入りますが、ご指導をよろしくお願いします。

Answer 1

[Atsushi Ueno]

こういう事でしょうか。モデルも添付しました。

[Hirokazu Ishibashi]

ご返信ありがとうございます。また、モデルも添付していただきありがとうございます。

1点だけ、質問があります。

delayブロックのサンプル時間についてモデルでは、-1になっているのですが、シミュレーション時間におけるそれぞれの合計値をdisplayで表示したいと考えているため、サンプル時間が1ではないかと悩んでいます。サンプル時間の考え方について、曖昧な部分があるためだと考えられます。サンプル時間を-1で計算できる理由を教えていただきたいです。

お手数をお掛けしますがご対応をよろしくお願いします。

[Atsushi Ueno]

delayブロックのサンプル時間を-1(継承)とするのは「入力信号のサンプル時間を継承する」という意味で、つまり入力元の設定値を遡ってそれに合わせるという意味です。このモデルの信号源(RundomNumberブロック)のサンプル時間は0.1秒で、これを-1にすると更に遡って、モデルのコンフィグレーションパラメータ設定にある「固定ステップサイズ(基本サンプル時間)」で動作するようになります。0.1秒は私が適当に入力した値です。実際のサンプル時間は、電力変動値のサンプリングと同じ周期に合せるべきです。

メニューの「情報表示-サンプル時間-色」にチェックを入れモデルを動かすと、モデル内の信号のサンプル時間が色で表示されて一目瞭然になります。添付図では赤が0.1秒周期、ピンクが無限周期です。

サンプル時間の指定 - MATLAB & Simulink - MathWorks 日本

なおこのモデルは単に0.1秒周期でランダム値を加算しているだけです。敢えてモデル修正はしませんが、加算する値にサンプル時間(周期)を掛ければ積分の近似になります。

[Hirokazu Ishibashi]

ご返信ありがとうございます。

早速、自分のモデルで色付けを行ったところ、電力変動が連続の値だったため、黒色で表示されました。その場合、サンプル時間は-1でよろしいでしょうか？

また、返信に関する質問として加算する値にサンプル時間(周期)を掛ければ積分の近似になるというのは、divideブロックでサンプル時間を掛ければいいということでしょうか？作成していただいたモデルでは、delayブロックからの出力と0.1を掛けたものをsumブロックに接続するという認識をしています。

ご対応をよろしくお願いします。

[Atsushi Ueno]

【結論】Integratorブロックを用いれば充放電電力(グラフの面積)が求まります。

＞電力変動が連続の値だったため、黒色で表示されました。その場合、サンプル時間は-1でよろしいでしょうか？

⇒いいえ、先に示したモデルは離散データを想定した処理で、連続データの処理にDelayは用いません。

＞また、返信に関する質問として加算する値にサンプル時間(周期)を掛ければ積分の近似になるというのは、divideブロックでサンプル時間を掛ければいいということでしょうか？

⇒はい。更新した添付モデルにも掛け算(divideまたはProduct)を追加しました。

結論に至る経緯を箇条書きにしました

• 「放電/充電電力の合計値」とは、整流した波形の積分だと認識しました。
• 電力変動のグラフは測定値(離散データ)だと想定していましたが、モデル(数式)が出力した波形(連続データ)だったと認識を改めました。
• 連続信号の場合はSimulinkライブラリのSimulink/Continuousグループ内のブロックを使うべきです

• 添付したモデルも更新し、再度添付しました
• モデルの設定を離散⇒連続に変更しました
• モデルの基本サンプル時間を0.01秒に変更しました
• 信号源を連続の正弦波に変更しました
• 連続データの積算方法として、Integratorブロックを追加しました
• 上記コメントで説明した離散データの積算方法も残して単位時間を掛けました
• 両者の出力が一致する事を確認しました
• Delayブロックはサンプル時間が-1(継承)でも黒(連続)ではなく赤(離散)になります

[Hirokazu Ishibashi]

返信ありがとうございます。

私の質問内容に不備があり、すみません。積分をすることで求められるということで、疑問が解決できました。また、連続データの場合と離散データの場合とどちらも理解することができました。

とても分かりやすい説明をしていただき助かりました。今後ともよろしくお願いします。