Фильтр второго порядка

Реализуйте фильтр второго порядка

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Control & Measurements / Фильтры

Описание

На основе Filter type, выбранного в меню блока, блок Second-Order Filter реализует следующую передаточную функцию:

Фильтр нижних частот:

$H (s) = \frac{ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

Фильтр высоких частот:

$H (s) = \frac{s^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

Полосовой фильтр:

$H (s) = \frac{2 ζ ω_{n} s}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

Остановка полосы (метка) фильтр:

$H (s) = \frac{s^{2} + ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

$\begin{matrix} s = Оператор Лапласа \\ ω_{n} = собственная частота; ω_{n} = 2 π f_{n} \\ ζ = затухание отношения (названный Дзэтой в меню блока) \end{matrix}$

Ключевые характеристики блока Second-Order Filter:

Введите принимает векторизованный вход сигналов N, реализовывая N фильтры. Эта функция особенно полезна для разработки контроллеров в трехфазных системах (N = 3).
Состояния фильтра могут быть инициализированы для заданного DC и входных параметров AC.
Это позволяет вам вычислить и построить ответ фильтра.

Параметры

Filter type

Задайте тип фильтра: Lowpass, Highpass, Bandpass (значение по умолчанию) или Bandstop (notch).

Natural frequency fn (Hz)

Задайте собственную частоту фильтра в герц. Это значение должно быть скаляром или вектором. Значением по умолчанию является 120.

Damping ratio Zeta (Q = 1/(2*Zeta))

Задайте отношение затухания фильтра. Отношение затухания обычно является значением между 0 и 1. Значением по умолчанию является 0.707.

Отношение затухания связано с добротностью фильтра Q:

$Q = \frac{1}{2 ζ}$

Для полосы пропускания или заграждающего фильтра, пропускной способностью на 3 дБ дают

$B W = \frac{f_{n}}{Q} = 2 ζ f_{n}$

Sample time

Задайте шаг расчета блока в секундах. Установите на 0, чтобы реализовать непрерывный блок. Значением по умолчанию является 0.

Initialize filter states

Когда этот флажок устанавливается, состояния фильтра инициализируются согласно параметрам DC initial input и AC initial input. Значение по умолчанию выбрано.

AC initial input: [ Mag, Phase (degrees), Freq (Hz) ]

Задайте значение начального компонента AC входного сигнала, его фазы, в градусах, и его частоты, в герц. Значением по умолчанию является [0, 0, 60].

Когда вход векторизован (N сигналы), задайте матрицу N-3, где каждая строка матрицы соответствует конкретному входу.

Параметр AC initial input видим только, когда параметр Initialize filter states выбран.

DC initial input

Задайте значение начального компонента DC входного сигнала. Когда входной сигнал векторизован, задайте вектор 1 на n, где каждое значение соответствует конкретному входу. Значением по умолчанию является 0.

Параметр DC initial input видим только, когда параметр Initialize filter states выбран.

Plot filter response

Когда этот флажок устанавливается, переходной процесс фильтра и его диаграмма Боде (значение и фаза передаточной функции как функция частоты) построены в фигуре. Значение по умолчанию очищено.

Frequency range (Hz): [Start, End, Inc.]

Задайте частотный диапазон для графического вывода диаграммы Боде фильтра. Задайте вектор, содержащий стартовую частоту, частоту конца и инкрементную частоту, в герц. Значением по умолчанию является [0, 500, 1].

Параметр Frequency range видим только, когда параметр Plot filter response выбран.

Характеристики

Прямое сквозное соединение	Да
'SampleTime'	Заданный в параметре Sample Time Непрерывный, если Sample Time = 0
Скалярное расширение	Да, параметров
Состояния	Два состояния на фильтр
Определенный размерность	Да

Примеры

Пример power_SecondOrderFilter показывает блок Second-Order Filter с помощью двух установок параметров Filter type (Lowpass и Bandstop).

Образцовый шаг расчета параметризован с переменной Ts (значение по умолчанию Ts = 50e-6). Чтобы моделировать непрерывные фильтры, задайте Ts = 0 в Командном окне MATLAB^® прежде, чем запустить симуляцию.

Документация

Фильтр второго порядка

Библиотека

Описание

Параметры

Характеристики

Примеры

Введенный в R2013a

Документация Simscape Electrical

Поддержка