BlockWerk 文档
⏫

Step

Sources

Step 方块生成一个在指定时间从初始值跃变至目标终值的阶跃信号(阶跃响应信号)。该方块是控制工程中用于测定动态系统阶跃响应、分析控制回路稳定性和超调量、以及模拟突加负载扰动或离散开关切换的标准基准源。

该方块没有输入端口,在其唯一的输出端口上持续输出阶跃信号。

在 BlockWerk 中仿真

浏览器即开即用的交互式仿真环境 — 无需安装,由 WebAssembly 强力驱动。

在 BlockWerk 中仿真 →

数学模型

Step 方块实现分段阶跃函数:

y(t)={yinitial,t<tstepyfinal,t≥tstepy(t) = \begin{cases} y_{\text{initial}}, & t < t_{\text{step}} \\ y_{\text{final}}, & t \ge t_{\text{step}} \end{cases}

其中:

  • tt 为以秒为单位的当前仿真时间
  • initialValue (yinitialy_{\text{initial}}) 为阶跃发生前的初始输出值
  • finalValue (yfinaly_{\text{final}}) 为阶跃发生后的目标终值
  • stepTime (tstept_{\text{step}}) 为发生阶跃跳变的精确时刻

输入与输出

Direction ID Label 类型 Status
← Out out Output number Output

参数

参数 Label 类型 默认值 描述
stepTime Step Time number 1
initialValue Initial Value number 0
finalValue Final Value number 1

使用示例

单位阶跃响应测试 (Unit Step Response)

在 t=1 st = 1\text{ s} 时刻向连续传递函数施加标准单位阶跃,观察系统响应曲线:

Step (stepTime: 1, initialValue: 0, finalValue: 1) → TransferFunction → Scope

突发负载扰动

模拟驱动系统突加负载力矩或电流冲击:

Step (stepTime: 5, finalValue: -10) → [+] 扰动叠加
控制指令信号                         → [+] → 驱动器

说明与最佳实践

  • 非连续跳变: 在与 stepTime 相匹配的仿真时间步长内,数值发生瞬时阶跃跳变。
  • WASM 原生执行: 直接在 WebAssembly 仿真引擎内部执行,保证严苛的时间同步精度。
  • 无状态时间函数: 纯粹由时间变量决定的确定性函数,不占用内部历史状态内存。

相关模块