Discrete PI Controller

ПИ-контроллер дискретного времени с внешним антизавершением вводится

расширьте все на странице

Библиотека:
Simscape / Электрический / Управление / Общее Управление

Описание

Блок Discrete PI Controller реализует дискретное управление PI с внешним антизаключительным входом.

Эта схема является эквивалентной схемой для контроллера с внешним антизаключительным входом.

Уравнения

Блок Discrete PI Controller вычисляет управляющий сигнал с помощью обратного Эйлерового метода дискретизации:

$u (k) = [K_{p} + (K_{i} + d u (k) K_{a w}) \frac{T_{s} z}{z - 1}] e (k),$

где

u является управляющим сигналом.
_Kp является коэффициентом пропорциональной составляющей.
_Ki является коэффициентом интегральной составляющей.
_Kaw является антизаключительным коэффициентом усиления.
_Ts является периодом выборки.
e является сигналом ошибки.

Чтобы предотвратить чрезмерное перерегулирование, блок может использовать назад вычисление, чтобы реализовать внешний антизаключительный механизм. Это вводит du(k), различие между влажным управляющим сигналом, ^usat(k), и расчетным ненасыщенным управляющим сигналом, u(k). Это затем умножает различие на антизаключительный коэффициент и добавляет усиленный сигнал из интегральной составляющей.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`e` — Сигнал ошибки
скаляр

Сигнал ошибки, e(k), полученный как различие между ссылкой, r(k), и измерением, y(k), сигналами.

Типы данных: single | double

`du` — Насыщение управляющего сигнала
скаляр

Различие, du(k), между влажным u^sat(k) и ненасыщенными управляющими сигналами, u(k). Если du(k) является нулем, антизавершение отключено.

Описание

Типы данных: single | double

`Reset` — Усиление интегратора сбрасывается
скаляр

Внешний сброс (возрастающее ребро) сигнализирует для интегратора.

Типы данных: single | double

Вывод

развернуть все

`u` — Управляющий сигнал
скаляр

Управляющий сигнал, u(k).

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

`Proportional gain` — _Kp
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Пропорциональная составляющая, _Kp, ПИ-контроллера.

`Integral gain` — _Ki
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Интегральная составляющая, _Ki, ПИ-контроллера.

`Anti-windup gain` — _Kaw
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Антизаключительное усиление, _Kaw, ПИ-контроллера.

`Integrator initial condition` — Начальное значение интегратора
0 (значение по умолчанию) | скаляр

Значение интегратора во время начала симуляции.

`Sample time (-1 for inherited)` — Интервал выборки
-1 (значение по умолчанию) | значение по умолчанию или положительное число

Временной интервал между выборками. Если блок в триггируемой подсистеме, наследуйте шаг расчета путем установки этого параметра на -1. Если этот блок находится в модели шага непрерывной переменной, задайте шаг расчета явным образом. Для получения дополнительной информации смотрите то, Что Шаг расчета? и Настройка времени выборки.

Примеры модели

Управление двигателем постоянного тока

Каскадная структура регулировки скорости для двигателя постоянного тока. Управляемый Прерыватель PWM с четырьмя квадрантами используется, чтобы питать двигатель постоянного тока. Подсистема Управления включает внешний контур регулировки скорости, внутренний контур управления током и генерацию PWM. Общее время симуляции (t) составляет 4 секунды. В t = 1,5 секунды, увеличения крутящего момента нагрузки. В t = 2,5 секунды, задающая скорость изменяется с 1 000 об/мин до 2 000 об/мин.

Energy Balance in a 48V Starter
Generator

Энергетический баланс в 48-вольтовом генераторе начинающего

Внутренний постоянный магнит синхронная машина (IPMSM), используемый в качестве начинающего/генератора в упрощенной 48-вольтовой автомобильной системе. Система содержит 48-вольтовую электрическую сеть и 12-вольтовую электрическую сеть. Двигатель внутреннего сгорания (ICE) представлен основными механическими блоками. IPMSM действует в качестве двигателя, пока ICE не достигает скорости холостого хода, и затем это действует в качестве генератора. IPMSM подает питание к 48-вольтовой сети, которая содержит потребителя электроэнергии R3. 48-вольтовая сеть подает питание к 12-вольтовой сети, которая имеет двух потребителей: R1 и R2. Общее время симуляции (t) составляет 0,5 секунды. В t = 0,05 секунды, ICE включает. В t = 0,1 секунды, R3 включает. В t = 0,3 секунды, R2 включает и увеличивает нагрузку на 12-вольтовую электрическую сеть. Подсистема контроллера EM включает многоскоростную основанную на PI структуру каскадного регулирования, которая имеет внешний цикл управления напряжения и два внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме Управления реализовано как конечный автомат Stateflow®. Подсистема контроллера DCDC реализует простой ПИ-контроллер для Понижающего конвертера DC-DC, который питает 12-вольтовую сеть. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Стабилизация напряжения IPMSG

Управляйте основанной на Внутреннем постоянном магните синхронном генераторе (IPMSG) системой генератора низкого напряжения для гибридного электромобиля (HEV). Подсистема Управления включает многоскоростную основанную на PI структуру каскадного регулирования, которая имеет внешний цикл управления напряжения и два внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме Управления реализовано как конечный автомат Stateflow®. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции. Идеальный источник скорости вращения, который представляет двигатель внутреннего сгорания, управляет IPMSG. IPMSG подает низковольтное питание к загрузкам R1 и R2. В t = 0,4 секунды, завершения переключателя, увеличивая загрузку.

Ссылки

[1] Åström, K. и Т. Хэггланд. Усовершенствованное управление ПИДом. Ресерч-Трайэнгел-Парк, NC: ISA, 2005.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Блоки

Discrete PI Controller with Integral Anti-Windup

Введенный в R2017b

Документация

Discrete PI Controller