系统仿真技术第5章 采样控制系统仿真

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系统真仿术技第章 5样采控系制统仿 真陈无畏 合肥工业章大机学与械车汽程工学院

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采控样制统仿真系从数字真的建模方法学角度来看仿虽然， 样采制控统有系自它的身特点，但与续系统没 连本质有区别的，而因一将其般类归连为系统续仿真 。

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.15 样控制采系统基的本构x结(t ) A/+D采样 器 数字 制器控DA/信号重构器(t)y

被对控

图象.5 采1控制样系统框

(1图采)开关样模或数转器换；) 采样开关或模数换转； (器2)数模转换器或信重构器号； )数模换器转或号信构重；器 (3)散的数字离制控； )器离散的字数制器； 控4(连续的被控)对象或控被过。程 )连的被续对象或被控过程控 。离与散相似法得所到系的进行比较，统者结构两相：近 与散相似法所离到的系统得进行比较，两结者相近构被： 对象连续，控统系均中有样采器和保持器，控对 连象，续系中统有采样均和保持器器离，散相似法可以 很便地方用于样控制采统的系仿真 很。便方地于用样控采系制统的真。仿

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采系样仿统真特点采样系统真仿特：点采 系统仿真特样：连续点统仿系所真用的虚采拟间隔对整样个系来说一统是相般 续连统仿系真用的所虚采拟间样隔对整个系来说统一般是 相拟采样虚间 同的，隔是同且的。 同步，的且是同步。的采样控制 系统样采周 期采样器处所位及保置器持的类型则 样周期采 、样控制系统采采样周、采期器所处位置及样持保的器类则型 实是存在际。 的实是际存的在 。续部分离散化连模中的仿型步距真与实际采样期可周相能， 连续同分离部化模型中的散真仿距与实步采际样期周能相可，同 可也能同不 。可能不也同 。于给对定采样的制系控统首，先须解决必是：的 于给定对的样采控制系统，先必须首决的解：如是何来确 仿真定距？ 步真步距？仿实际系统 分离为散和连续两分，部 实系统分际离散和连为两部分，续何如处理不同在样采隔间下的 分模差？ 型的下分模差？型

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5.采2周样期仿与真距 步采周期与样真仿步E距*s( E())s (s) + VD(z) T

-U*(s) U()z (Hs) (Us G(s) )Y()sT

图.25样采制控统系块图

方为样周采， 为期真步距 仿 T记s为 样周采，T为仿真步期 仿真距距步选的有择种三况：(1) 三情情况：(种仿真 步距的择选有种情况：( 三采样周) 期sT 与 仿步距T相真；(2等仿真)距T小于步样周采期 等相( ;真步仿 相距等； ()真仿距 步小于采周样 Ts期； ()改3数变字控器的制样周期采T s )

。采

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样期 周Ts 与真步距相等仿条与件续连系统真仿全相同完 比较小：, 件与连条续系仿统真全相完：同采周样期 sT比较小， 系

统与连系统续仿真完全同相 的阶次较低比。 的阶比次低。较Rs) R(()z+ =TsTD(z ) G()z-1

(zU )(Xz)

z图53 .=TsT时仿真型模连续部分离化散 ：连部续离散分：化虚拟采样开及信关重号构的器数目尽 应少量在连；部续入口分加采样和信器重构号器，连续分H(s)部 量少；连续部分在口入采加器和信样号重器构连，续分 部G(s内)部不增再虚拟加采样开和关信重号构器。 部不内再加增虚拟采开样和信关号重构。器 内不部增加再拟虚采样开和关信号重构器

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与仿步距相真( 采等样周期T s与 真仿距相步(续等)型模： 型： Z模H{s)G((s}=)G(z ) }{TSA或 x[:k + (1Ts )]= e xk( )T ∫+( k 1+)s

TkTse

[A ( +1)Tks τ ] Bu( τk) dτ为零阶号信重构时，器可： 特别是当得H s( 为)零信阶号构重器时可得，:[x( k+ )1T s] e=AT

S φ=( T )s(xTsk) φ + mT( su ()Tks )xkT() + ∫ eAτ d τ (uTks T)s 0

仿

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步距真T小于样采隔间 真仿距 步于小样采间隔Ts 根控据算制、系法统带频度、宽 采间隔 样s T据控制算法根、统系频宽带度采样、关硬开 的件能来性确。定 性能来的确定。连续部 若分采按间隔样择选真仿距步T将，出现大较误的差，连续部分 若采按间样隔择选真仿步距， 将现较出大的误，差 此因有必要使T 。 s< 连续T分存在非部性时，线要将系统分成需若干部分别建分连续部 存分非线在时性， 立分模差。型此时，立差 模分。此时型，要就在各分部入的口设置虚拟样器 采T及保 持。为器保了仿真计算证有足的精度， 及保够持器。为保证了仿真计有足够的精算，度 T< s。模 型有种两率频的样开采：关 模型有两种频率采的样开关离：部分的采样散期周Ts , 连续部 的仿真步距T分一。取等般于TN,其N中为整正数 续部分的连仿步真距 。一取般于等 ，其 中正整数为

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另一种情况：是采样统中系有个多路回且，每个 回路采的周样期同不模，有型多种频的率采样关开 。多种频率的采如何同样？ 多种频步率采样的如何步？一般同将采大周期样 设定小采为周期的样干若整数。小周期倍计若算次干， 为定采样小周的若期干数倍整。小周计期算若干次， 大期计周一次算小周期采。样时 ，周期大计一次算。小周采期时，按样周大期持保器的输 规律确出采定样值。

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输系入参统及数仿真参包括T数T,输入系统参 数及仿真数包参括T,sTs

算计离散分部(数字制器)差控模型分数 字控器)

制算计连部分续

受(控象)对差分型模受控 象)对

到 次N否否是输 第 N出 次果结

否仿计算结束真t否

是停止算计5.采样4控系统程序制框图图5 .采样4控制系程序统图

框

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不采同周样期差模分的型转换对原有数的

字控器的差分模型制行进改修 对，原有的字数制控器差的分型模行进修改，何确 定在新如采样间隔下数字控的制器的差分模呢？ 型在定新采的样隔下间字控数器的制差分模呢？ 确型定差分模原型则：个脉两传冲函递数射到 映 平定差确模分型则原两个脉冲传递：函映射到数平 面上具有相同的S零极，并点且相同的有态稳值则 ，上具面相同的零极点，有并且有同相稳态值的，两 系个是统价等。 两个的统系等是价。的

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同采样周期不分模差的转型换续 (不采同样周差期分模型转的 续换原采)样系统递传数函D z ( ,其采样间隔)为T s 。映射到 平S面 平上面上， 首将 先(D z)映 到 平面射，求得 上D ( )z在S面平 上面平上相应 零的点。极 相应零极的。点 新按采样间隔 的传递数函D(z 。)Ts 再'射到 映面上平，得新求的 再射到映平面Z 上得求新Z 的面上，平

益增因。子根 据稳增益态等相一这原则确的 定Dz ()增'益子。因

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一字数控器制的z传递函数 为：一数例字控制器 传递函数的为 (Dz =) .26

,2z = o06. ,零4 z点zo = 0.8 9,平面上的极点 D (z)在Z平 上的面极 点 psT ='0.4s0, 将时们它映到 平射面上可得： 平上面可得： 时 将它们映射到平面S可上得 1 1oS p = n z p l =nl(.640) =1.11 6T 0.s0 141 oSz = ln (zz ) =ln( . 980 )= 0 . 05 5s T 0. 40z 098.z 0.6 4() Ts' =0.s1,时 将时s p s,z 再射到 映面上平可：得再映 射到Z面上可得平平面 可得：上

z

'z

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T ' ss p'

=e .10×11.6 = 1.03727 =e 0.1×.5050 =.09085< …… 此处隐藏：2841字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……