Дискретизация с экстраполятором нулевого порядка (ZOH)

 

Дискретизация с экстраполятором нулевого порядка непрерывной LTI-модели изображена на рис. 1

Рисунок 1 – Дискретизация непрерывной модели с экстраполятором нулевого порядка

 

ZOH-устройство генерирует непрерывный входной сигнал , поддерживая каждую величину постоянной в течение одного периода квантования:

,

Сигнал подается непрерывной системе , получающийся выход отбирается каждые секунд, для получения .

Наоборот, для данной дискретной системы, преобразование d2c построит непрерывную систему , чья ZOH-дискретизация совпадает с .

Это обратное действие имеет следующие ограничения:

- d2c не может работать с LTI-моделями с полюсами в ;

- отрицательные вещественные полюса в области отображаются парой комплексных полюсов в области . В результате преобразование d2c дискретной системы с отрицательными вещественными полюсами построит непрерывную систему с более высоким порядком.

FOH отличается от ZOH механизмом экстраполяции. Для перевода входной последовательности импульсов в непрерывный выход FOH использует линейную интерполяцию:

,

Этот метод является более точным, чем ZOH, применятся при больших значениях . Доступен только для c2d-преобразования.

 

Пример преобразования с повышением порядка:

>> Hd=zpk([],-0.5,1,0.1);

>> Hd

 

Zero/pole/gain:

-------

(z+0.5)

 

Sampling time: 0.1

>> Hd=zpk([],-0.5,1);

>> Hd

 

Zero/pole/gain:

-------

(s+0.5)

 

>> Hd=zpk([],-0.5,1,0.1); %Дополнит. Параметр указывает на значение периода квант.

>> Hd

 

Zero/pole/gain:

-------

(z+0.5)

 

Sampling time: 0.1

>> Hc=d2c(Hd);

Warning: The model order was increased to handle real negative poles.

> In warning at 26

In ltipack.ssdata.utInvDiscretizeZOH at 76

In ltipack.ssdata.d2c at 21

In ltipack.zpkdata.d2c at 152

In lti.d2c at 60

>> Hc

 

Zero/pole/gain:

4.621 (s+149.3)

----------------------------

(s^2 + 13.86s + 1035)

 

Если снова провести дискретизацию, то получится оригинальная дискретная система (с сокращаемой парой полюс/нуль в ):

 

>> c2d(Hc,0.1)

 

Zero/pole/gain:

(z+0.5)

---------

(z+0.5)^2

 

Sampling time: 0.1