Velocity Controller

Скоростной контроллер дискретного времени

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Электрический / Управление / Общее Управление Машиной

Описание

Блок Velocity Controller реализует скоростной контроллер в дискретное время.

Вы обеспечиваете измеренные и ссылочные скорости ротора (w и wref) как входные параметры с блоком. Блок затем выводит ссылочный крутящий момент Tref для электропривода.

Чтобы предотвратить завершение в интеграторе, питайте влажный ссылочный крутящий момент Tref_sat от электропривода назад скоростному контроллеру.

Уравнения

Можно управлять скоростью вращения ротора с дискретным шагом расчета Ts с помощью одного из трех общих подходов:

  • Управление пропорциональным интегралом (PI), с пропорциональными и интегральными усилениями Kp_w и Ki_w:

    Tref=(Kp_w+Ki_wTszz−1)(wref−w)

  • Пропорциональный (P) управление, с пропорциональным усилением Kp_w:

    Tref=Kp_w(wref−w)

  • Управление PPI, охарактеризованное двойной скоростной обратной связью как показано в следующем рисунке:

    Здесь, блок PI Controller структурирован как в стратегии управления PI, и Kv является пропорциональным усилением для контроллера P.

Нулевая отмена

Используя результаты управления PI в нуле в передаточной функции с обратной связью, которая может привести к нежелательному перерегулированию в ответе с обратной связью. Этот нуль может быть отменен путем представления блока нулевой отмены в пути feedforward. Нулевая передаточная функция отмены в дискретное время

GZC_w(z)=TsKi_wKp_wz+(Ts−Kp_wKi_wKp_wKi_w)

Порты

Входной параметр

развернуть все

Желаемая или ссылочная скорость, в rad/s.

Типы данных: single | double

Измеренная механическая скорость, в rad/s.

Типы данных: single | double

Влажная ссылка крутящего момента используется в интегральном антизаключительном усилении в N*m.

Типы данных: single | double

Внешний сигнал сброса (возрастающее ребро) для интегратора.

Типы данных: single | double

Вывод

развернуть все

Ненасыщенный ссылочный крутящий момент, в N*m.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Тип контроллера:

  • PI control — Пропорционально-интегральное управление с помощью одной обратной связи

  • P control — Пропорционально-интегральное управление с помощью одной обратной связи

  • P-PI control — Пропорциональное и пропорционально-интегральное управление с помощью двойной обратной связи

Зависимости

Опции Control type влияют на видимость или конфигурируемость этих параметров:

  • Controller integral gain

  • P controller proportional gain

  • Anti-windup gain

  • Integral anti-windup gain

  • Sample time (-1 for inherited)

  • Enable zero cancellation

Пропорциональное усиление для:

  • ПИ-контроллер

  • P контроллер в одноконтурной модели управления

  • ПИ-контроллер в контроллере PPI

Интегральное усиление для PI или контроллера PPI.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда Control type установлен в PI control или P-PI control.

Пропорциональное усиление для контроллера P в контроллере PPI.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда Control type установлен в P-PI control.

Антизаключительное усиление для ПИ-контроллера.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда Control type установлен в PI control или P-PI control.

Время, в s, между последовательным выполнением блока. Во время выполнения блок производит выходные параметры и, при необходимости обновляет его внутреннее состояние. Для получения дополнительной информации смотрите то, Что Шаг расчета? (Simulink) и Настройка времени выборки (Simulink).

Если этот блок в инициированной подсистеме, наследуйте шаг расчета путем установки этого параметра на -1. Если этот блок находится в модели шага непрерывной переменной, задайте шаг расчета явным образом с помощью положительной скалярной величины.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда Control type установлен в PI control или P-PI control.

Время, в s, между последовательными дискретизациями. Дискретизация требуется для нулевой отмены.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда все эти условия соблюдают:

  • Control type установлен в PI control или P-PI control.

  • Sample time установлен в -1.

  • Enable zero cancellation выбран.

Опция, чтобы использовать нулевую отмену на пути feedforward.

Зависимости

Параметр Enable zero cancellation отображается только, когда Control type установлен в PI control или P-PI control.

Параметр Discretization sample time только отображается, когда Enable zero cancellation выбран.

Примеры модели

IPMSM Torque Control in a Series-Parallel HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в последовательно-параллельном HEV

Упрощенный последовательно-параллельный гибридный электромобиль (HEV). Внутренний постоянный магнит синхронная машина (IPMSM) и двигатель внутреннего сгорания (ICE) обеспечивают движение транспортного средства. ICE также использует электрический генератор, чтобы перезарядить высоковольтную батарею во время управления. Передача транспортного средства и дифференциал реализованы с помощью модели сокращения механизма фиксированного отношения. Подсистема контроллера Транспортного средства преобразует входные параметры драйвера в команды крутящего момента. Стратегия управления транспортного средства реализована как конечный автомат Stateflow®. Подсистема контроллера ICE управляет крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания. Подсистема контроллера Генератора управляет крутящим моментом электрического генератора. Подсистема контроллера Диска управляет крутящим моментом IPMSM. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Открытая модель
IPMSM Velocity Control

Скоростное управление IPMSM

Управляйте скоростью вращения ротора в базирующемся автомобильном диске электрической тяги внутреннего постоянного магнита синхронной машины (IPMSM). Высоковольтная батарея питает IPMSM через управляемый трехфазный конвертер. IPMSM действует и в автомобильных и в генерирующих режимах согласно загрузке. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает загрузку. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции. Подсистема Управления включает многоскоростную основанную на PI структуру каскадного регулирования, которая имеет внешний цикл управления скорости вращения и два внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме Управления реализовано как конечный автомат Stateflow®. Во время одной второй симуляции спрос на скорость вращения составляет 0 об/мин, 500 об/мин, 2 000 об/мин, и затем 3 000 об/мин. Выше 1 630 об/мин IPMSM входит в полевой режим ослабления.

Открытая модель
HESM Velocity Control

Скоростное управление HESM

Управляйте скоростью вращения ротора в основанном на гибридном возбуждении синхронной машине (HESM) диске электрической тяги. Постоянные магниты и обмотка возбуждения волнуют HESM. Высоковольтная батарея питает HESM через управляемый трехфазный конвертер для обмоток статора и через управляемые четыре квадрантных прерывателя для обмотки ротора. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает загрузку. Подсистема Управления включает многоскоростную основанную на PI структуру каскадного регулирования. Управляющая структура имеет внешний цикл управления скорости вращения и три внутренних контура управления током. Подсистема Визуализации содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Открытая модель

Ссылки

[1] Naouar, M. W. А. А. Нэассани, Э. Монмэссон и я. Slama-Belkhodja. "Основанный на FPGA прогнозирующий текущий контроллер для синхронного диска скорости машины". Транзакции IEEE на Силовой электронике. Издание 23, Номер 4, 2008, стр 2115–2126.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Блоки

Введенный в R2017b

Документация Simscape Electrical
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте