Фильтр второго порядка (настраивается на переменную)

Реализуйте настроенный на переменную фильтр второго порядка

Библиотека

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

Описание

В зависимости от Filter type, выбранного в меню блока, блок Second-Order Filter реализует следующую передаточную функцию. Вход Fn определяет собственную частоту фильтра $f_{n} = ω_{n} / (2 π)$ из фильтра.

Фильтр Lowpass:

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

Фильтр Highpass:

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

Полосовой фильтр:

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

Bandstop (Метка) фильтр:

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

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

Параметры

Filter type

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

Initial natural frequency fn (Hz)

Начальная собственная частота 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.

Вводы и выводы

Входные параметры принимают векторизованные сигналы значений N, таким образом реализовывая N фильтры. Эта возможность особенно полезна для разработки контроллеров в трехфазных системах (N = 3).

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_SecondOrderFilterTuned показывает различное использование блока Second-Order Filter (Variable-Tuned) с двумя установками 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