Во многих промышленных применениях используются сигналы широтно-импульсной модуляции (ШИМ), поскольку такие сигналы являются устойчивыми при наличии шума. При использовании программного обеспечения Simulink ® Control Design™ подсистемы, содержащие сигналы PWM, плохо линеаризуются из-за разрывов в сигнале.
На следующем рисунке показаны два сигнала ШИМ. Верхний график показывает сигнал ШИМ с 20% рабочим циклом, который представляет сигнал 0,2 В постоянного тока. Сигнал равен 1 В для 20% каждого цикла и 0 В для оставшихся 80% цикла. Среднее значение сигнала составляет 0,2 В. Нижний график показывает сигнал ШИМ с 80% рабочим циклом, который представляет сигнал 0,8 В постоянного тока.
Для примера такой системы ШИМ откройте scdpwm модель. В этой модели постоянный сигнал преобразуется в сигнал ШИМ с использованием подсистемы «Напряжение в ШИМ».
open_system('scdpwm')
В этой модели постоянный сигнал преобразуется в сигнал ШИМ с использованием подсистемы «Напряжение в ШИМ».
open_system('scdpwm/Voltage to PWM')
При линеаризации модели, содержащей сигналы ШИМ, есть два эффекта, которые дают плохие результаты линеаризации:
Уровень сигнала в рабочей точке является одним из дискретных значений в сигнале ШИМ, а не значением сигнала постоянного тока. Например, в scdpwm модель, уровень сигнала равен 0 или 1, а не 0,8. Это изменение рабочей точки влияет на линеаризованную модель.
Создание сигнала ШИМ в пределах Voltage to PWM подсистема использует блок «Сравнить с нулем». Такие блоки компаратора плохо линеаризуются из-за их неоднородности.
Для линеаризации модели, содержащей сигналы ШИМ, необходимо заменить линеаризацию блоков или подсистем, создающих сигналы ШИМ. Для этого используйте один из следующих методов:
Задайте линеаризацию блоков ШИМ с использованием известных значений. Например, при задании пользовательских линеаризаций для блоков Simulink выполняется линеаризация Voltage to PWM подсистема имеет коэффициент усиления постоянного тока 1.
Определение линеаризации подсистемы ШИМ с помощью программного обеспечения System Identification Toolbox™. Пример см. в разделе Задание линеаризации для компонентов модели с использованием идентификации системы.
Определение линеаризации подсистемы ШИМ с использованием оценки частотного отклика. Дополнительные сведения об оценке частотной характеристики см. в разделах Оценка частотной характеристики с использованием модельного линеаризатора и Оценка частотной характеристики в командной строке.