经典的连续系统仿真建模方法学-read.docVIP

  1. 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
  2. 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  3. 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  4. 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  5. 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  6. 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  7. 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
经典的连续系统仿真建模方法学-read

第二章 经典的连续系统仿真建模方法学 包括:连续系统数字仿真的基本概念、经典的数值积分法、经典的线性多步法等。 2.1 离散化原理及要求 问题: 数字计算机在数值及时间上的离散性----被仿真系统数值及时间上的连续性 连续系统仿真,从本质上: 对原连续系统从时间、数值两个方面对原系统进行离散化并选择合适的数值计算方法来近似积分运算 离散模型≈原连续模型? 相似原理:设系统模型为:,其中u(t)为输入变量,y(t)为系统变量;令仿真时间间隔为h,离散化后的输入变量为,系统变量为,其中表示t=nh。 如果 , 即 ,(对所有n=0,1,2,…) 则可认为两模型等价。 对仿真建模方法三个基本要求: (1)稳定性:若原连续系统是稳定的,则离散化后得到的仿真模型也应是稳定的。 (2)准确性:有不同的准确性评价准则,最基本的准则是: 绝对误差准则: 相对误差准则: 其中( 规定精度的误差量。 (3)快速性:若第n步计算对应的系统时间间隔为计算机由计算需要的时间为Tn,若 Tn=hn 称为实时仿真,Tn(hn称为超实时仿真 Tn(hn 称为亚实时仿真,对应于离线仿真 数值积分算法:对,已知系统变量的初始条件, 要求随时间变化的过程――初值问题 计算过程: 由初始点的 欧拉法 对任意时刻tn+1 截断误差正比于 梯形法: 是隐函数形式。预报-—欧拉法估计初值,校正-—用梯形法校正: 校正公式 预报公式 反复迭代,直到满足。 经典的数值积分法可分为两类:单步法与多步法 2.2 龙格库塔法 2.2.1龙格-库塔法基本原理 对 若令: 则有 的数值求解:称作“右端函数”计算问题。在附近展开台劳级数,只保留项,则有: (1) 假设这个解可以写成如下形式: 其中 对式右端的函数展成台劳级数,保留项,可得: 代入,则有: (2) 将(2)式与(1)式进行比较,可得: 四个未知数但只有三个方程,因此有无穷多个解。 若限定,则 计算公式: 其中 若写成一般递推形式,即为: 其中 截断误差正比于h3,称为二阶龙格?库塔法(简称RK-2)。 截断误差正比于h5的四阶龙格--库塔法(简称RK-4)公式: 其中: 龙格--库塔法的特点: 形式多样性 例:非唯一解,可以得到许多种龙格--库塔公式: 其中 各种龙格---库塔法可以写成如下一般形式: 其中 式中各系数满足以下关系 s称为级数,表示每步计算右端函数的最少次数。可以证明,1阶公式至少要计算一次,2阶公式;….;4阶公式;依此类推。有时为了某种特殊需要,可以选择?的计算公式。 单步法 在计算时只用到,而不直接用等项。优点:存储量减小,可以自启动 可变步长 步长在整个计算中并不要求固定,可以根据精度要求改变 但是在一步中,为计算若干个系数,则必须用同一个步长。 速度与精度 四阶方法的可以比二阶方法的大10倍,每步计算量仅比二阶方法大一倍 高于四阶的方法由于每步计算量将增加较多,而精度提高不快。 实时龙格-库塔法 实时仿真:要求仿真模型的运行速度往往与实际系统运行的速度保持一致。 一般的数值积分法难以满足实时仿真的要求,这不仅仅是因为由这些方法所得到的模型的执行速度较慢,而且这些方法的机理不符合实时仿真的特点。 考虑系统 RK-2公式如下: 一个计算步内分两子步: tn时刻:利用当前的un,yn计算k1----计算一次右端函数需 tn+h/2时刻:应计算k2,尽管此时yn +1/2已经得到,但un +1则无法得到。(若对un +1也进行预报――加大仿真误差)。仿真执行延迟h/2――输出要迟后半个计算步

文档评论(0)

wangyueyue + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档