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Ramp

Sources

Ramp 方块生成一个线性增加(或减小)的斜坡信号,该信号从设定的起始时间开始,并以恒定的斜率速率发生变化。该方块常用于生成电机的软启动控制曲线、测试控制系统的斜坡跟踪稳态误差,以及模拟物理控制输入量的渐变过程。

在 BlockWerk 中仿真

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数学模型

Ramp 方块实现如下数学模型:

y(t)={yinitial,t<tstartyinitial+slope⋅(t−tstart),t≥tstarty(t) = \begin{cases} y_{\text{initial}}, & t < t_{\text{start}} \\ y_{\text{initial}} + \text{slope} \cdot (t - t_{\text{start}}), & t \ge t_{\text{start}} \end{cases}

其中:

  • tt 为当前仿真时间
  • yinitialy_{\text{initial}} 为起始时间前的初始输出值(initialValue)
  • tstartt_{\text{start}} 为斜坡开始变化的时间点(startTime)
  • slope\text{slope} 为每秒的变化速率/斜率(slope)

输入与输出

Direction ID Label 类型 Status
→ In trigger Trigger number Optional
← Out out Output number Output

参数

参数 Label 类型 默认值 描述
slope Slope number 1
startTime Start Time number 0
initialValue Initial Value number 0
finalValue Final Value number 10 Maximum output value when Enable Final Value is true
enableFinalValue Enable Final Value boolean false When enabled, the ramp will stop at the Final Value

使用示例

单位斜坡 (Unit Ramp)

从 t=0t = 0 开始生成 y(t)=ty(t) = t 的单位线性增长信号:

Ramp (slope: 1, startTime: 0) → 系统模型 → Scope

压力缓慢上升

模拟从第 2 秒起,系统压力以每秒 0.5 bar 的速度线性增压:

Ramp (slope: 0.5, startTime: 2, initialValue: 0) → 压力调节器

说明与最佳实践

  • 跟踪误差测试: 斜坡信号的导数为阶跃信号,是用于评估 1 型和 2 型控制系统速度稳态误差(eve_v)的标准测试输入。
  • 无限增长注意: 若未开启 enableFinalValue,输出将随着仿真时间无限线性增长,除非后续连接了限幅方块(如 Saturation)。
  • WASM 性能: 原生 WebAssembly 极致执行效率,保证高精度数值跟踪。

相关模块

  • Step: 用于阶跃瞬态变化信号
  • Constant: 用于静态恒定信号源
  • Integrator: 对常数输入进行积分同样可生成斜坡
  • RateLimiter: 对任意信号施加变化率限制