计算机仿真教案07new

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1、第四章　离散相似法的连续系统仿真采样器和保持器连续系统的离散化模型典型环节的离散化模型采用离散化模型的系统仿真4.1离散相似法的连续系统仿真4.1.1仿真算法描述所谓离散相似法，就是将一个连续系统进行离散化处理，从而得到等价的系统离散模型，此种方法按系统的动态结构图建立仿真模型。在计算过程中，按各典型环节离散相似模型，根据环节的输入来计算环节的输出。1.环节的离散化模型将连续系统按下图所示对其进行离散化处理，在系统的输入、输出端加上虚拟采样开关，T为采样周期。为保证输入信号复现原信号，在输入端加上一个保持器。图连

2、续系统模型的离散化使用零阶保持器，可得到离散化状态方程的解：若使用三角保持器，离散化状态方程解的形式为：上式称为环节的离散系数2.仿真算法实现过程当给定连续系统的动态结构图后，将其等效为各典型环节的组合，按前面讨论的典型环节离散系数表达式，经程序处理，事先将各环节的类型、参数、初始条件、各环节连接关系矩阵、输入输出连接矩阵等参量送入程序中，既可通过离散相似的模型求出在特定信号作用下，系统中各环节输出变量的变化情况，从而得到系统的仿真结果。4.1.2离散模型的精度及稳定性离散化模型近似等效于原来的连续系统模型，要考

3、虑仿真精度与哪些因素有关；还要考虑引入保持器后，其相位滞后带来的使离散化模型的稳定性变差等问题。1.采样周期对仿真精度的影响引入了虚拟采样开关后，其采样周期原则上应该满足香农采样定理：，而采样周期TS通常是按照系统的动态响应的时间关系来选择的。按经验公式，一般情况下，采样周期TS按照系统的最小时间常数T的十分之一来加以选择，即:如果给定系统开环截止频率时，系统的采样周期也可以按下式进行选择：保持器特性对仿真精度的影为使经采样后的信号无失真地复现，要在系统中加入保持器。虽然零阶保持器比较容易实现，但其精度较低。为了

4、提高控制精度，可以采用三角保持器，它复现信号的高频部分失真较小，并且无相位滞后，可以得到比较满意的结果。此外，为了提高精度还可以采用校正补偿措施，在离散模型中加入一个确定的校正环节，适当调整参数，可使离散模型尽可能地接近原型。3.离散化模型的稳定性离散化模型与原系统相比较，除了信号是离散的以外，还多了一个保持器。由于保持器本身具有的特性，对离散化模型会带来一定的影响。比如，零阶保持器具有相位滞后，对系统的稳定性带来不利影响，尤其是当系统由多个离散化模型组成时，这种相位滞后的影响更为严重。而三角保持器的特性对系统的

5、稳定性影响不大，故常使用三角保持器。4.1.3采样与保持1基本概念(1).采样周期:(2).采样频率:(3)采样角频率:t0T02T03T04T05T06T0(4).采样脉冲序列:(5).采样过程:2理想采样过程3香农采样定理4信号保持