离散化原理及要求和常用的几种数值积分法.ppt
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第三章连续系统数值积分仿真方法学3.1离散化原理及要求(1)离散化原理连续系统仿真:从时间、数值两个方面对原系统进行离散化,并选择合适的数值计算方法来近似积分运算,由此得到离散模型来近似原连续模型。相似原理u(t)(2)离散化建模方法的要求明确几个概念差分方程在时的连续解为:数值解法单步法与多步法显式与隐式截断误差舍入误差3.2常用的几种数值积分法(一)单步法(1)欧拉法(一阶龙格-库塔法)(a)Taylor展开(b)矩形近似解法(c)切线近似例1设系统方程为:已知方程的解析解为(2)改进的欧拉法(梯形法)1.用欧拉法求出初值,算出1.用欧拉法预估一个初值预估公式(3)龙格-库塔法(a)龙格-库塔数值积分公式推导将y(t+h)写成线性组合形式r=1,此时c1=0,a1=0,k1=f(t,y),则令r=4为方便,将上式具体列为:龙格-库塔法的特点优点(4)单步法的特点例:已知系统方程已知微分方程,分别用欧拉法、梯形法和四阶龙格库塔法写出前两步的差分方程的解(t0=0,y0=0,步长h=0.1)