Variable-Frequency Second-Order Filter

Дискретное время или переменная частота непрерывного времени фильтр второго порядка

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Управление / Общее Управление

Описание

Блок Variable-Frequency Second-Order Filter реализует четыре различных типов фильтров второго порядка, каждого с внешним входом частоты.. Фильтры полезны для ослабления шума в сигналах измерения.

Блок обеспечивает эти типы фильтра:

  • Низкая передача — Позволяет сигналы, f, только в области значений частот ниже частоты среза, fc, передать.

  • Высокая передача — Позволяет сигналы, f, только в области значений частот выше частоты среза, fc, передать.

  • Передача полосы — Позволяет сигналы, f, только в области значений частот между двумя частотами среза, fc1 и fc2, передать.

  • Остановка полосы — Предотвращает сигналы, f, только в области значений частот между двумя частотами среза, fc1 и fc2, от передачи.

Отфильтруйте типЧастотный диапазон, f
Lowpass

f<fc
Высокая передача

f>fc
Полоса пропускания

fc1<f<fc2
Остановка полосы

fc1<f<fc2

Уравнения

Уравнение состояния производной второго порядка для фильтра:

d2xdt2=u2ζωndxdtωn2x

Где:

  • x является внутренним состоянием фильтра.

  • u является входом фильтра.

  • ωn является собственной частотой фильтра.

  • ζ является фактором затухания фильтра.

Для каждого типа фильтра таблица сопоставляет блок выход, y(x), как функция внутреннего состояния фильтра, к s - доменная передаточная функция, G(s).

Отфильтруйте типВывод , y(x)Передаточная функция, G(s)
Lowpassωn2xωn2s2+2ζωns+ωn2
Высокая передачаd2xdt2s2s2+2ζωns+ωn2
Полоса пропускания2ζωndxdt2ζωnss2+2ζωns+ωn2
Остановка полосыd2xdt2+xs2+ωn2s2+2ζωns+ωn2

Для инициализации:

x˙(0)=dxdt|t=0

u(0)=u1(0)+u2(0)

u1(0)=A0ejφ0

u2(0)=b0ejπ2

Где:

  • x(0) начальное состояние фильтра.

  • u(0) начальный вход к фильтру.

  • u1(0) компонент AC установившегося начального входа.

  • A0 начальная амплитуда.

  • φ0 начальная фаза.

  • u2(0) компонент DC установившегося начального входа.

  • b0 начальное смещение.

В s - область s=jω0. Поэтому для начальной частоты, ω0:

x˙(0)=Im(jω0u1(0)ω02+jω02ζωn+ωn2).

x(0)=Im(x˙(0)ωn2jω0+u2(0))

Порты

Входной параметр

развернуть все

Вход Filter.

Типы данных: single | double

Собственная частота.

Типы данных: single | double

Вывод

развернуть все

Filtered выход.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Основной

Тип фильтра второго порядка.

Собственная частота, в Гц, в начале симуляции.

Начальные условия

Затухание фактора фильтра.

Время 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).

Для наследованной операции дискретного времени задайте -1. Для операции дискретного времени задайте положительное целое число. Для операции непрерывного времени задайте 0.

Если этот блок находится в подсистеме маскированной, или другая различная подсистема, которая позволяет вам переключаться между непрерывной операцией и дискретной операцией, продвигает параметр шага расчета. Продвижение параметра шага расчета гарантирует правильное переключение между непрерывными и дискретными реализациями блока. Для получения дополнительной информации смотрите, Продвигают Параметр Маску (Simulink).

Амплитуда в начале симуляции.

Фаза, в рад, в начале симуляции.

Частота, в Гц, в начале симуляции.

Сместите в начале симуляции.

Ссылки

[1] Agarwal, А. и Ленг, J. H. Основы аналоговых и цифровых электронных схем. Нью-Йорк: Elsevier, 2005.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2018b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте