电力电子电路仿真——MATLAB和PSpice应用魏艳君电子课件第三章节.ppt

采用三角保持器，则 在两个相邻采样点之间成为一斜坡函数，可推导可得 式中 【例3-7】 3.3.4 离散相似模型的精度与稳定性分析（略）  3.3 离散相似法 3.4 数字控制系统的仿真 3.4.1 数字控制系统的组成 通常把A/D转换器看成零阶保持器。严格说来，A/D转换器（时间为）、计算机处理（时间为）、D/A转换器（时间为）这三者并不是同步并行地工作的，而是一种串行流水的工作方式，通常三者完成各自的任务所花费的时间并非严格相等。但是，如果T（T为为采样周期），一般就认为数字控制器对控制信号的处理是瞬时完成的，采样开关也是同步进行的。显然，D/A转换的作用相当于一个零阶的信号重构器。  3.4 数字控制系统的仿真 在数字控制系统里，采样开关和保持器是作为物理实体实际存在的。而在对连续系统进行仿真时是人为地加进了虚拟的采样开关和保持器。 3.4.2 数字控制系统的仿真方法 数字控制系统同时含有连续部分和离散部分 问题： 如何实现数字部分的仿真？ 连续部分仿真和离散部分仿真的接口如何？ 计算步长如何选取？  3.4 数字控制系统的仿真 根据系统仿真的目标可分为两类： 以系统输出为目标的仿真方法 ：只需要知道输出量，不要求计算中间状态变量。而且 又可以比较容易地求出来，则连续部分仅需表示成一个线性环节，它的输入是经过零阶信号重构器后形成的连续信号，不存在信号失真和截断误差。可以取较大的计算步长T，但T不得大于实际采样周期Ts。为了简化仿真计算，可以使采样周期Ts等于计算步长T。 方法一：写出整个系统的脉冲传递函数，得差分方程 方法二：分别求出控制器与被控对象的脉冲传递函数 与 的差分方程，在每一个响应时刻分别对这两部分进行一次计算，然后对控制器的输入信号进行综合，以便得到控制器下一时刻的输入。 以状态变量为目标的仿真方法 ：  3.4 数字控制系统的仿真 如果不仅需要计算输出量，而且要计算系统中的其他状态变量，或者不仅需要知道各采样时刻的输出量，而且还需要求出相邻两采样点之间的输出响应；或者被控对象中含有非线性特性；或者被控对象的脉冲传递函数不容易求出等。此时，可以把连续部分分成若干个典型环节进行计算，也即在每个连续环节前分别加上虚拟的采样开关或信号重构器进行离散化处理。为了提高仿真精度，连续部分离散化的计算步长T（即虚拟采样开关周期）一般要比数字控制器部分的实际采样周期Ts小得多。为了程序实现上方便，常取Ts=NT（N为整数，一般取N=5~20）。 此时，就要在受控对象的各环节之间加上虚拟的采样开关及信号重构器，而且必须考虑控制器采样周期T与虚拟采样开关的采样周期T’之间的协调与同步问题。 见书举例  3.4 数字控制系统的仿真 3.4.3 数字控制器采样周期的调整（略） 3.4.4 差分方程的仿真 3.4.5 纯延迟环节的仿真 3.4.6 数字式PID调节系统的仿真  3.4 数字控制系统的仿真 尚辅网 / 第3章系统仿真算法 第3章系统仿真算法 3.1 数值积分法 在数学仿真中，从一个实际系统抽象出数学模型只是第一步，这一步将实际系统变成了数学模型，可以称之为系统建模或系统辨识，这是第一次模型化过程。这次模型化所得到的只是数学方程式，必须使用一定的仿真工具才能求解。将已获得的数学模型变成能在一定仿真工具中运算求解的仿真模型，这是第二次模型化过程。 数值解法 3.1 数值积分法（针对连续系统的微分方程形式。利用数值积分方法对常微分方程（组）建立离散化形式的数学模型——差分方程，并求其数值解 ） 3.1.1 数值积分法基本原理 把被仿真系统表示成一阶微分方程组或状态方程的形式 （3-1） 则上式在 在形式上的连续解为 通过上式的演化，连续系统的数值解就转化为相邻两个时间点上的数值积分问题。  3.1 数值积分法 所谓数值解法，就是寻求初