面向结构图的数学仿真方法.ppt

第四章 面向结构图的数学仿真方法 返回 主菜单 退出 第四章 面向结构图的数学仿真方法 面向结构图的数学仿真方法 4.1 典型环节仿真模型的确定 ……………………….. 4.2 面向结构图离散相似法仿真……………………… 4.3 非线形系统的数学仿真………………………....... 4.4 连续系统的结构图仿真及程序…………………… 本章小结………………………………………………… 4.1 典型环节仿真模型的确定 1. 积分环节 图 4-1 积分环节 积分环节如图4-1所示，其传递函数可写为 （4-1） 状态方程为 （4-2） 离散状态方程为 （4-3） 2. 比例积分环节 + + 图 4-2 比例积分环节结构图 （4-4） 状态方程与积分环节一致，不同的是输出方程，传递函数可写为 其中 比例积分环节的状态方程和输出方程为 （4-5） （4-6） 离散状态方程为 3. 惯性环节 - 图 4-3 惯性环节结构图 惯性环节的结构图如图4-3所示，其传递函数可写为 其中 （4-7） 惯性环节的状态方程和输出方程为 （4-9） （4-8） 离散状态方程为 4. 比例惯性环节 图 4-4 比例惯性环节结构图 传递函数可写为 （4-10） （4-12） （4-11） 离散状态方程为 比例惯性环节的状态方程 － 图 4-5 二阶环节等效结构图 除了上述几种典型环节外，常用的还有二阶环节 ， 它可由如图4-5所示结构图组成。 4.2 面向结构图离散相似法仿真 2 - 图 4-6 系统结构图 3 4 1 ＋ - ＋ 如果由一个系统如图4-6所示，如果已知各环节的传递函数， 侧很容易将其离散化，而各环节的输入－输出关系为 （4-15） 4.3 非线形系统的数学仿真 典型非线性环节仿真子程序 0 图4-11 饱和非线性特征 1. 饱和非线性 饱和非线性特征输入-输出之间的仿真流程图。 返回 Y Y N N 图 4-12 饱和非线性仿真程序 完成图4-11后，可采用图4-12所示的仿真流程图，并相应地编制 子程序在使用中调用。 进入子程序 2. 失灵区非线性 0 图 4-13 失灵区非线性特征 图4-13所示的失灵区的线性特征输入-输出之间的仿真流程图如图4-14 返回 Y Y N N 进入子程序 图 4-14 失灵区非线性仿真子程序 3. 齿轮间隙（磁带回环）非线性（图4-15） 0 图 4-15 齿轮间隙非线性特征 流程图见图4-16 返回 记下本次输出即 进入子程序 Y Y Y Y N N N N 图 4-16 齿轮间隙非线性子程序 含有非线性环节反对离散相似仿真程序的设计方法 当系统中有上述典型非线性环节时，离散相似法仿真程序需要 做如下修改： （1）对每个环节要增设一个参数Z(I)，它表示第I个环节的入口有哪种类型非线性环节。 （2）对每个环节要增设一个参数C(I)，它表示第I个环节入口的那 个非线性环节的参数，当第I个环节入口没有非线性环节，C(I)=0。 （3）一个完整的面向结构图的离散相似法仿真程序框图如图4-17 所示： 输入系统的连接矩阵W 重复上述最后两步，直到计算终了 图 4-17 离散相似法仿真程序框图 非线性系统仿真举例 确定系统各个环节号 根据图4-19所示，写出连接矩阵 运行程序根据提示输入数据 结果分析 步骤