Simulink中步長(zhǎng),控制周期,和采樣頻率之間的關(guān)系
步長(zhǎng):
????步長(zhǎng):步長(zhǎng)在Simulink上方“Model Configratuon Parameters”中設(shè)置,是Matlab求解微分方程的Δt的大小,如果是變步長(zhǎng),Matlab會(huì)不斷迭代縮小步長(zhǎng),直到結(jié)果滿足誤差要求;如果是定步長(zhǎng),就可以自己設(shè)置步長(zhǎng)的大小。

????仿真補(bǔ)償模式
????定步長(zhǎng)仿真:求解器按照固定步長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行仿真,這個(gè)步長(zhǎng)可以根據(jù)系統(tǒng)的精度來(lái)進(jìn)行設(shè)置。步長(zhǎng)越小,精度越高,采樣步長(zhǎng)就越多,仿真一次需要的時(shí)間就越長(zhǎng)。
????變步長(zhǎng)模式可以在仿真的過程中改變步長(zhǎng),提供誤差控制和過零檢測(cè),變步長(zhǎng)系統(tǒng)Matlab會(huì)不斷迭代縮小步長(zhǎng),直到結(jié)果滿足誤差要求為止,具體的采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)有誤差精度來(lái)決定。
????總體來(lái)說(shuō),步長(zhǎng)反應(yīng)的時(shí)系統(tǒng)描述的精度,步長(zhǎng)越小,系統(tǒng)的精度越高,反映在曲線上就是曲線采樣點(diǎn)越多,曲線越平滑。用硬件的思想來(lái)理解的話,這個(gè)步長(zhǎng)可以等效為主頻,即每一個(gè)步長(zhǎng)周期等效為處理器的時(shí)鐘周期。
控制周期
????這個(gè)問題在搭建控制系統(tǒng)模型仿真中會(huì)遇到,模擬負(fù)責(zé)控制的單片機(jī)發(fā)指令,隔一段時(shí)間發(fā)一次指令,因此就有了控制周期,也可以用控制頻率表示。表示完成一次控制所需要的時(shí)間,比如對(duì)于電機(jī)的FOC控制來(lái)說(shuō),電機(jī)的控制周期就是進(jìn)行一次矢量控制的時(shí)間,即控制周期等于開關(guān)管的開關(guān)頻率。
模塊采樣時(shí)間
????既然是模塊的采樣時(shí)間,那么該系統(tǒng)一定是個(gè)離散系統(tǒng)。采樣是數(shù)據(jù)更新的時(shí)間,控制的核心是反饋,控制器需要系統(tǒng)的輸出才能給出下一步的控制指令,但是系統(tǒng)輸出是一個(gè)連續(xù)信號(hào),但是我們需要的是一個(gè)離散信號(hào),因此在測(cè)量時(shí)就涉及到采樣頻率,也就是我多久測(cè)量一次系統(tǒng)的輸出。同樣以上述電機(jī)為例,這個(gè)采樣時(shí)間可以理解為電機(jī)三相相電流的采樣周期。值得注意的是,采樣周期要小于控制周期,這樣才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)你的系統(tǒng)如果用到了電氣元件,就需要在仿真中配置Powergui模塊。powergui的采樣時(shí)間,指的是整個(gè)電氣模型的數(shù)據(jù)更新時(shí)間長(zhǎng)短,具體來(lái)說(shuō)指的是電氣信號(hào)的采樣時(shí)間,比如電源。powergui的采樣時(shí)間越短,則說(shuō)明Simulink描述電氣模型描述的越準(zhǔn)確。同時(shí)powergui的設(shè)置是不影響非電氣信號(hào)的,兩個(gè)或兩個(gè)以上的采樣時(shí)間設(shè)置,若同時(shí)作用在同一個(gè)模塊上,以最大的為準(zhǔn)。

三者關(guān)系:
一般來(lái)說(shuō),步長(zhǎng)<采樣周期<控制周期 且最好是整數(shù)倍關(guān)系
因?yàn)椴介L(zhǎng)是Simulink算一步的時(shí)間,(有點(diǎn)像cpu的主頻)所以必然是最小的,采樣周期比控制周期小是因?yàn)榱丝刂剖腔诜答伓鴣?lái)的,而且采樣周期小可以額外添加濾波器消除噪聲。