主要内容

系统中的采样时间

纯离散系统

一个纯离散系统仅仅由离散块组成,可以使用固定步长或变步长求解器建模。模拟离散系统要求模拟器在每个采样时间点都进行模拟。对于一个多速率离散系统-a系统,其模块为Simulink金宝app®以不同速率采样步骤必须以每个系统采样时间的整数倍出现。否则,模拟器可能会错过系统状态中的关键点转换。Simulink软件选择的步长取决于用于模拟多速率系统的解算器类型和基本采样时间。金宝app

这个基本样品时间多速率离散系统的最大二重项是系统的实际采样次数的整数因数。例如,假设一个系统有0.25和0.50秒的采样时间。在这种情况下,基本的采样时间是0.25秒。相反,假设样本时间是0.50秒和0.75秒。基本采样时间又是0.25秒。

基本采样时间的重要性直接关系到Simulink软件是使用固定步长还是可变步长离散解算器来求解多速率离散系统。固定步长解算器将模拟步长设置为离散系统的基本采样时间。相反,可变步长解金宝app算器会改变步长大小,使其等于实际采样时间点击之间的距离。

下面的图表说明了固定步长求解器和可变步长求解器之间的区别。

在图中,箭头表示模拟步骤,圆圈表示采样时间点击。如图所示,如果基本采样时间小于所模拟系统的任何实际采样时间,则可变步长解算器需要更少的模拟步骤来模拟系统。另一方面,固定步长解算器需要更少的内存来实现,并且如果其中一个系统采样时间是基本的,则执行速度更快。在需要从Simulink模型生成代码的应用程序中(使用金宝app金宝app仿真软件编码器™).无论是哪种情况,Simulink提供的离散解算器都是针对离散系统进行优化的;金宝app然而,您可以使用任何一个求解器来模拟一个纯粹的离散系统,并获得等价的结果。

考虑下面的一个简单的多速率系统的例子。离散传递Fcn采样时间被设置为[1 0.1][],这给了它一个补偿0.1.这个采样时间的DTF2离散传递Fcn块被设置为0.7,没有偏移。解算器设置为可变步长离散解算器。

控件运行模拟并绘制输出图楼梯函数

set_param (bdroot‘SolverType’,‘变步’,‘SolverName’,‘VariableStepDiscrete’,‘SaveFormat’,“数组”);simOut = sim (bdroot Stoptime, ' 3 ');楼梯(simOut.tout simOut.yout,“- *”,“线宽”,1.2);包含(时间(t));ylabel('输出(着干活,out2) ');传奇(t_s =[0.1],“t_s = 0.7”,“位置”,“最好”)

生成以下绘图。

(有关模拟命令。看到以编程方式运行模拟. )

如图所示,因为DTF1块有一个0.1偏移量DTF1块没有输出,直到t=0.1. 同样,传递函数的初始条件为零;因此,DTF1的输出y(1)在此时间之前为零。

混合系统

混合动力系统包含离散和连续块,因此具有离散和连续状态。但是,Simulink解算器将同时具有连续和离散采样时间的任何系统视为混合系统。有关混合系统建模的信息,请参阅金宝app混合系统建模

在方框图中,术语hybrid既适用于混合系统(混合连续离散系统)也适用于具有多个采样时间的系统(多速率系统)。当您执行更新图表带采样时间显示颜色转向”。作为一个例子,考虑下面的模型,它包含一个原子子系统“离散巡航控制器”和一个虚拟子系统“汽车动力学”。(见交货执行令.)

汽车模型

采样时间选项设置为所有更新图表将虚拟子系统变为黄色,表示它是一个混合子系统。在这种情况下,子系统是一个真正的混合系统,因为它具有连续和离散采样时间。如下所示,离散输入信号D1与连续速度信号v组合,以产生对积分器的连续输入。

更新图表后的汽车模型

更新图后的汽车动力学子系统

现在考虑一个包含三个的多速率子系统正弦波源块,每个源块都有唯一的采样时间——分别为0.2、0.3和0.4。

更新图表后的多速率子系统

更新图表将子系统变成黄色,因为子系统包含多个示例时间。如图所示正弦波块有离散的采样次数D1, D2, D3,输出信号固定在小步长。

在评估多个采样时间的系统时,Simulink不考虑常量[INF,0 ]或异步[-1,-n]采样时间金宝app。因此,由一个输出常量值的块和一个离散采样时间的块组成的子系统将不会被指定为混合。

混合注释和着色对于评估模型中的子系统是否继承了正确或预期的采样时间非常有用。

另见

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