Question

首先，对于那些不熟悉Simulink的人来说，有一个可以想象的外部Simulink部分解决方案：

我需要创建一个满足以下条件的向量：

在你问“你到目前为止尝试了什么”之前，我只是想在Simulink之外解决它，我尝试了下面的所有内容;）但也许你们有个好主意，而我一直致力于自己的解决方案。

我想基于Simulink中的触发信号生成平滑的斜坡信号（三阶导数限制）。

要获得触发步骤，我创建了一个触发子系统来传播触发输出。它看起来像是：

enter image description here

但我实际上并不想要一步，我需要一个非常平滑的斜坡，有限的衍生产品直到第三顺序。背后的数学是：

displacement: x
speed: v = x'
acceleration: a = v' = x''
jerk: j = a' = v'' = x'''

（如果这看起来很熟悉，我曾经有一个非常similar question。我想到了它的赏金，但在对问题进行必要的编辑之后，两个答案都将无效）

由于只有1阶速率限制器，我使用了两个导数和一个双重积分来解决我的问题。但是有一个市长的缺点，我不能再忽视了。为了便于说明，我选择了相对较大的步长0.1。

完整的最小示例（固定步骤，步长：0.1，ode4）： Download here

enter image description here

可以看出，信号甚至没有达到10的预期步高，而且最后也不是恒定的。

在整个模型的开发过程中，这种方法对于小步长来说足够令人满意。但是我达到了我真正需要平滑坡道的程度。这意味着我需要一个最终恒定的信号，其值恰好是由步高增益指定的值。

我已经花了好几天时间来解决这个问题，并希望现在能够提供一些帮助。

我的一些想法：

动态增加步长超过实际所需值并使最终输出饱和。如果速率限制，步长和模拟步长不灵活，则可能找到令人满意的解决方案。但由于一切都必须灵活，因此有太多情况会违反加速度和加加速度限制。
我尝试使用Matlab function块并编写我自己的3阶速率限制器。虽然我觉得触发时刻似乎是可能的，但我没有解决方法如何平滑斜坡末端的“减速”。此外，我需要C编译器，这将使我很难在其他系统上使用我的模型没有问题。（至少我是这么认为的。）

求解器不能显着改变（ode3或ode4），固定步长是强制性的（0.00001到0.01）。

目前使用的，不是非常有用的方法：

enter image description here

对于{{1>} 1.07 ，我得到以下输出（所有值都按其限制标准化）： enter image description here 虽然位移看起来不错，但违反加速度极限是非常有害的。

对于{{1>} 1.05 ，我得到以下输出（所有值都按其限制标准化）： enter image description here 加速度保持在其边界，但位移未达到预期值。（图中并不是很清楚）混蛋仍然很大。（我可以忍受，但这并不好）

所以在我看来，内部的Simulink解决方案远非现实。任何想法如何创建一个良好的自定义功能块？

模拟步长，步长和速率限制在模拟开始之前是已知的。（但是我有很多这些触发了连续平滑的斜坡，它应该提供事件离散控制）。因此，我可以想象在simulink外部创建整个平滑斜坡并将其保存为dynamic amplification对象，并在激活触发器时将其附加到当前信号上。

Answer 1

你看到的问题是因为差异不是很好。取差异会放大模拟中存在的数值。

如果您尝试应用实际步骤，那么混蛋总是很大。我想对于你的方法，以相反的方式工作会更好：即使你的步伐达到一个挺举，加速度和速度。

我认为你在找像ref3这样的东西： http://www.dct.tue.nl/home_of_ref3.htm 请注意网站上的免责声明，并且使用起来有点麻烦。

Answer 2

一种简单（尚未改进）的方法是使用速率限制器，然后使用带过滤器的状态空间模型。从过滤器中获得速度，然后您可以应用速率限制器。继续使用速率限制器和过滤器，直到获得所需的曲线。

否则，您可以使用runge kutta公式或有限差分来得出更高阶的数值限制器。然而有人指出，他们可能会受到不良条件的影响。

我通常做的是使用一个速率限制器和三阶滤波器，然后调整时间常数（1个三极），以满足我的需求。这很有效，特别是

Answer 3

长度的积分链＆gt; 1不稳定！

有一个涉及轨迹规划的大量研究领域。最简单的方法可能是使用FIR滤波器（Biagotti等）或实施在线轨迹规划器（Ezair等2014 / Knierim等2012）。