传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法以及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法以及装置。该方法包括基于Modelica语言对预设的所述传递函数模型的定义；确定频率特性计算范围以及频率点分布；通过Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用以执行复数数据的运算；对延迟环节进行处理之后，根据所述频率特性计算范围以及所述频率点分布进行复数运算；将所述复数运算的结果转换为系统的幅频特性数据、相频特性数据；将不同频率点下计算得到的所述幅频特性数据、所述相频特性数据进行连续化处理，并通过自定义对数坐标系实现系统频率特性的可视化。本申请解决了传递函数模型在Modelica建模环境中不能计算频率特性的技术问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法以及装置


[0001]本申请涉及Modelica控制系统领域，具体而言，涉及一种传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法以及装置。

技术介绍

[0002]采用Modelica语言所构建的系统模型，通过仿真求解可得到系统的时域响应，但无法得到系统的频率特性。实际上，通过Modelica标准库可以构建传递函数模型，再通过串联延迟模块，则可以得到含有延迟环节的传递函数模型，在控制系统分析与设计过程中，传递函数模型的频率特性计算作为控制规律设计的基础，是必不可少的。
[0003]对于实现基于Modelica包含延迟环节的传递函数模型的频率特性计算将为后续控制系统设计奠定必要的基础。
[0004]针对相关技术中传递函数模型在Modelica建模环境中不能计算频率特性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法以及装置，以解决传递函数模型在Modelica建模环境中不能计算频率特性的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法。
[0007]根据本申请的传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法包括：基于Modelica语言对预设的所述传递函数模型的定义，其中，所述传递函数模型的定义包括传递函数分子分母的各项系数、延迟时间的定义；确定频率特性计算范围以及频率点分布；通过Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用以执行复数数据的运算；对延迟环节进行处理之后，根据所述频率特性计算范围以及所述频率点分布进行复数运算；将所述复数运算的结果转换为系统的幅频特性数据、相频特性数据；将不同频率点下计算得到的所述幅频特性数据、所述相频特性数据进行连续化处理，并通过自定义对数坐标系实现系统频率特性的可视化。
[0008]进一步地，基于Modelica语言对预设的所述传递函数模型的定义，其中，所述传递函数模型的定义包括传递函数分子分母的各项系数、延迟时间的定义：
[0009][0010]其中，e
‑
Ts
表示延迟环节，T为延迟时间。
[0011]进一步地，所述通过自定义对数坐标系实现系统频率特性的可视化，还包括：采用Bode图对数坐标系实现系统频率特性的可视化。
[0012]进一步地，所述确定频率特性计算范围以及频率点分布，包括：确定频率特性的起始频率(rad/s)、终止频率(rad/s)；确定频率特性计算范围内计算的的频率点数；对所述频率点数按照对数分布进行处理。
[0013]进一步地，所述通过Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用以执行复数数据的运算，包括：通过所述Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用于执行复数运算，其中，所述运算符号至少包括如下功能：加、减、乘、除、取模。
[0014]进一步地，所述对延迟环节进行处理之后，根据所述频率特性计算范围以及所述频率点分布进行复数运算，包括：
[0015]基于欧拉公式将所述延迟环节转换为三角函数形式：
[0016]e
‑
Ts
|
s＝jω
＝e
‑
Tjω
＝cos(
‑
Tω)+j
×
sin(
‑
Tω)
[0017]其中，e
‑
Ts
表示延迟环节，T为延迟时间，ω为频率；
[0018]进一步地，将包含延迟环节的传递函数转换为频率特性函数表达式：
[0019][0020]根据所述频率特性计算范围以及计算点数，执行复数运算将计算结果转换为系统的所述幅频特性与所述相频特性。
[0021]为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算装置。
[0022]根据本申请的传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算装置包括：定义模块，用于基于Modelica语言对预设的所述传递函数模型的定义，其中，所述传递函数模型的定义包括传递函数分子分母的各项系数、延迟时间的定义；确定模块，用于确定频率特性计算范围以及频率点分布；运算符重载模块，用于通过Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用以执行复数数据的运算；复数运算模块，用于对延迟环节进行处理之后，根据所述频率特性计算范围以及所述频率点分布进行复数运算；转换模块，用于将所述复数运算的结果转换为系统的幅频特性数据、相频特性数据；连续化模块，用于将不同频率点下计算得到的所述幅频特性数据、所述相频特性数据进行连续化处理，并通过自定义对数坐标系实现系统频率特性的可视化。
[0023]为了实现上述目的，根据本申请的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述方法。
[0024]为了实现上述目的，根据本申请的再一方面，提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述的方法。
[0025]在本申请实施例中传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法以及装置，采用基于Modelica语言对预设的所述传递函数模型的定义以及确定频率特性计算范围以及频率点分布的方式，通过Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用以执行复数数据的运算，对延迟环节进行处理之后，根据所述频率特性计算范围以及所述频率点分布进行复数运算；将所述复数运算的结果转换为系统的幅频特性数据、相频特性数据，达到了将不同频率点下计算得到的所述幅频特性数据、所述相频特性数据进行连续化
处理，并通过自定义对数坐标系实现系统频率特性的可视化的目的，从而实现了解决一类带有延迟环节传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法的技术效果，进而解决了传递函数模型在Modelica建模环境中不能计算频率特性的技术问题。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0027]图1是根据本申请实施例的传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法的频率特性示意图；
[0028]图2是根据本申请实施例的传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法的流程示意图；
[0029]图3是根据本申请实施例的传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算装置结构示意图；
[0030]图4是根据本申请实施例的传递函数模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传递函数模型在Modelica建模环境中的频率特性计算方法，其特征在于，包括：基于Modelica语言对预设的所述传递函数模型的定义，其中，所述传递函数模型的定义包括传递函数分子分母的各项系数、延迟时间的定义：其中，e
‑
Ts
表示延迟环节，T为延迟时间；确定频率特性计算范围以及频率点分布；将所定义的传递函数构造为频率特性函数表达式：通过Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用以执行复数数据的运算；对延迟环节进行处理之后，根据所述频率特性计算范围以及所述频率点分布进行复数运算；对频率特性函数表达式整体，根据所述的频率特性计算范围以及所述频率分布点进行复数运算；将所述复数运算的结果转换为系统的幅频特性数据、相频特性数据；将不同频率点下计算得到的所述幅频特性数据、所述相频特性数据进行连续化处理，并通过自定义对数坐标系实现系统频率特性的可视化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过自定义对数坐标系实现系统频率特性的可视化，还包括：采用Bode图对数坐标系实现系统频率特性的可视化。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定频率特性计算范围以及频率点分布，包括：确定频率特性的起始频率(rad/s)、终止频率(rad/s)；确定频率特性计算范围内计算的频率点分布；对所述频率点分布按照对数分布进行处理。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用以执行复数数据的运算，包括：通过所述Modelica语言实现对复数运算的运算符号的重载，用于执行复数运算，其中，所述运算符号至少包括如下功能：加、减、乘、除、取模。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对延迟环节进行处理之后，根据所述频率特性计算范围以及所述频率点分布进行复数运算，包括：基于欧拉公式将所述延迟环节转换为三角函...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍丙瑞，刘玉辉，张宝坤，丁吉，张海明，屈严，陶佳琪，周凡利，陈立平，
申请(专利权)人：苏州同元软控信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：