Matlab 离散时间系统和混合系统

9.5 离散时间系统和混合系统

9.5.1 若干基本模块
【 * 例 9.5.1 -1 】用组合逻辑模块产生 的“逻辑和”结果 及“逻辑或”结果 。

（1）建立输入输出关系（见表 9.5.1 -2 。真值表用黑框所围）
（2）建立模型 exm951_1.mdl （见图 9.5.1 -1 ）

图 9.5.1 -1 逻辑运算模块和组合逻辑模块运行对照模型

9.5.2 多速率离散时间系统
【 * 例 9.5.2 -1 】在离散控制系统中，控制器的更新频率一般低于对象本身的工作频率。而显示系统的更新频率总比显示器的可读速度低得多。假设有某过程的离散状态方程

式中 是输入。该过程的采样周期为 秒。控制器应用采样周期为 秒的比例控制器；显示系统的更新周期为 秒。

•  建立模型 exm952_1.mdl （见图 9.5.2 -1-1 ）

图 9.5.2 -1-1 经着色的多速率离散系统

（1）在 exm952_1 模型窗中，选取菜单项【 Format:Sample time colors 】后，模型中不同采样周期的模块和连线就会以不同颜色表示。在本例中，采样速度最快的被控过程部分显示为红色；速度次之的控制器部分显示为绿色；显示 x1 历史记录的那部分显示为兰色。

（2）仿真结果
tt=TX.time;
x1=TX.signals.values;
plot(tt,x1),grid on,
xlabel('kT'),ylabel('x1(kT)')

图 9.5.2 -1-1 的历史记录

9.5.3 离散-连续混合系统
【例 9.5.3 -1 】本例是在例 9.4.2.2-1 的基础上进行的。目标是：设计一个离散 PID 控制器子系统对轿车速度进行控制。本例演示：（A）离散 PID 的构成；
（B）展示仿真模型在研究控制器各参数影响上的能力。

（1）打开例 9.4.2 .2-1 中模型 exm9422_1.mdl ，选用菜单项【 File:Save as 】产生“另存”模型 exm953_1.mdl 。它将用做以下改建的“原始”模型。
（2）把 exm953_1 窗口中的 P Controller 改名为 PID Controller 。（参见图 9.5.3 -1-1 ）

图 9.5.3 -1-1 采用离散 PID 的轿车速度控制系统

 

（3）双击 PID Controller 子系统“原始”模块，打开该子系统的 exm953_1/PID Controller 结构模型窗。
（4）把 exm953_1/PID Controller 模型窗中模型改建成图 9.5.3 -1 所示。

图 9.5.3 -1-2 exm953_1/PID Controller 子系统的结构模型

 

（5）在 exm953_1 模型窗中，选取菜单项【 Format:Sample time colors 】，使该模型及其所有子系统模型按采样速率着色：连续时间部分用黑色；离散时间部分用红色；离散、连续混合的子系统被着黄色。

（6）仿真实验

图 9.5.3 -1-3 exm953_1/PID Controller 子系统的结构模型