5第5章控制系统数字仿真解说.pptVIP

非线性系统的数字仿真 4) 继电非线性 非线性系统的数字仿真 2 程序功能扩展 非线性环节不单独作为一个环节，根据系统结构把相应的非线性特性添加在线性环节之前或之后。 求得uk后，判断线性环节输入端是否有非线性特性。若有，则确定类型，修正uk。 求得yk+1后，判断线性环节输出端是否有非线性环节。若有，则确定类型，修正yk+1。 各种非线性特性以函数文件格式存储起来，由主程序在运行时调用。 非线性系统的数字仿真 3 非线性特征的判断 设立非线性标志向量 Z=[z1 z2 … zn] 设立一个参数向量单元S，用来存储非线性环节的参数si。 zi=0 线性环节 zi=1 线性环节前有饱和非线性，应修正U(i) zi=2 线性环节前有死区非线性，应修正U(i) zi=3 线性环节后有滞环非线性，应修正U(i) zi=4 线性环节后有饱和非线性，应修正Y(i) zi=5 线性环节后有死区非线性，应修正Y(i) zi=6 线性环节前有滞环非线性，应修正Y(i) * 第五章 控制系统数字仿真 4.* 第5章控制系统数字仿真 —离散相似法 连续系统的离散化 设连续系统状态方程为 状态变量 的解为 取相邻两采样时刻为KT和(K+1)T，则状态变量值为 连续系统的离散化 可推导出递推形式， 即 取 进行变量代换，则 采用零阶保持器，有 ， 。则 连续系统的离散化 若希望精度更高，可考虑用一阶保持器近似，即 记 所以 于是有 连续系统的离散化 记 采用一阶保持器时有 采用零阶保持器时有 连续系统的离散化 MATLAB求取 求 求 事实上， 、 有如下计算公式 典型环节的离散化 考虑典型环节 为方便起见，略去下标i，并改写为 令 则 典型环节的离散化 得连续微分方程 按离散化步骤，可推得 其中 典型环节的离散化 对典型一阶环节来说，它们均为标量系数，且求法固定。 (1) 积分环节 A=0, B=1, C=K, D=0 状态与输出递推公式 典型环节的离散化 (2) 比例积分环节 A=0, B=1, C=K, D=bK 状态与输出递推公式 典型环节的离散化 (3) 惯性环节 A=a, B=1, C=K, D=0 状态与输出递推公式为 典型环节的离散化 (4) 比例惯性环节 A=a, B=1, C=K, 做处理 A=a, B=1, C=bK, D=K 状态与输出递推公式为 典型环节的离散化 离散相似法数字仿真 程序实现过程中要解决问题 1) 典型环节的转化 通过判断A和D是否为0，区分出环节是积分、比例积分还是惯性、比例惯性，然后求各环节离散化系数，结果存入相应数组单元FI(I)、FIM(I)、FIJ(I)、FIC(I)以及FID(I)，其中I表示环节序号。 离散相似法数字仿真 2) 各环节输入作用 (1) 可通过连接矩阵直接求得，即 (2) 利用近似表达式求取，即 (3) 利用上面已求得的 、 在一个步长h内按一阶保持近似关系求取，即 离散相似法数字仿真 3) 程序实现 %输入数据 P=[a1, b1, cl, dl; a2, b2, c2, d2; …; an, bn, cn, dn]; %各环节参数输入 WIJ=[i,j,wij;……]; %连接阵非零元素输入 n=n0; %环节个数 V0=v0; %阶跃输入幅值 Y0=zeros(1,n); %各环节初值 h=h0; %计算步长 l=l0; %打印间隔点数 T0=t0; Tf=tf; Nou