外文翻译--双速率数据采样系统的仿真.doc

双速率数据采样系统仿真 在计算机科学领域，特别是在控制系统设计和分析中，双速率数据采样系统是一种重要的概念。这种系统是多速率采样控制系统的特例，它结合了不同采样频率的数据处理，以适应不同的信号特性和系统需求。本文主要探讨了如何运用离散提升技术、快速采样算子和快速保持算子来模拟双速率采样系统，旨在达到接近连续时间信号的仿真效果。 一、引言 采样控制系统是指将连续系统与数字系统相结合的控制器。当前，大多数控制系统的实时控制都是由计算机实现的离散采样控制系统。随着系统性能要求的不断提高，单一采样率的系统已无法满足需求，因此多速率采样数据系统应运而生。多速率采样控制系统在实际应用中具有广泛前景，原因有以下几点： 1）在复杂的多变量控制系统中，要求所有物理信号在同一采样频率下是不现实的。 2）采样频率越高，系统的性能通常越好，但快速的A/D和D/A转换器成本较高。因此，对于不同带宽的信号，应使用不同的A/D和D/A转换速率，以实现性能和价格的最佳折衷。 3）多速率控制器通常是时变控制器，它具有单速率控制器无法比拟的优点，如增加系统的增益裕度，使系统稳定性更佳，便于实现分散控制。 二、双速率采样数据系统 双速率采样数据系统是一个相对简单的多速率系统，其虚拟框图如图1所示。该系统的仿真定义为：给定输入信号w，模拟其在双速率环境下的行为。离散提升技术、快速采样算子和快速保持算子在其中起着关键作用。 离散提升技术是一种改进离散信号处理效率的方法，它通过增加信号的分辨率来提高信号的处理质量。在双速率系统中，这种方法可以帮助在不同采样率之间平滑过渡，减少由于采样率变化引起的失真。 快速采样算子则用于在高采样率下捕获信号的细节，而快速保持算子则负责在低采样率下保持信号的状态，从而在两个速率之间进行数据交换。这两种算子的组合使用可以有效地模拟连续时间信号的行为，同时减少计算资源的需求。 三、MATLAB环境下的具体实现 在MATLAB环境下，可以分步骤编程实现双速率采样数据系统的仿真。需要定义输入信号w及其采样特性；然后，利用离散提升技术创建高分辨率的采样序列；接着，应用快速采样算子获取高频信息；再通过快速保持算子将这些信息在低采样率下保持；通过比较不同速率下的输出结果来验证系统的正确性。 四、结论 双速率数据采样系统的仿真对于理解和优化这类系统至关重要。通过运用离散提升技术、快速采样算子和快速保持算子，可以在保证精度的同时降低计算复杂度，这对于设计高效、经济的多速率控制系统具有重要意义。在实际工程应用中，这种仿真方法可以帮助工程师更好地预测和调整系统性能，满足复杂控制任务的需求。