Документация

Контроллер постоянного тока

Дискретное управление током постоянного тока PI с интегральным антиобмоткой

развернуть все на странице

Библиотека:
Simscape/Electrical/Control/Общее управление машиной

Описание

Блок контроллера постоянного тока реализует дискретный пропорционально-интегральный (PI) контроллер постоянного напряжения. Блок может реализовать подавление нуля в тракте прямой связи. Чтобы избежать насыщения интегрального усиления, блок может реализовать усиление, препятствующее намотке.

Уравнения

Уравнение, которое блок контроллера постоянного тока использует для вычисления опорного напряжения:

$_{vref} =_{(} {Kp}_{} \frac{+_{}}{} KiTszz_{- 1}) ($ iref − i),

где:

_vref - опорное напряжение.
_Kp - пропорциональный коэффициент усиления.
_Ki - интегральное усиление.
_Ts - время выборки.
_iref - опорный ток.
i - измеренный ток.

Расчет управления PI дает ноль в функции передачи с замкнутым контуром. Для отмены нуля блок использует эту передаточную функцию отмены нуля дискретного времени:

$_{GZC} (z) \frac{\frac{_{=}_{}}{_{}}}{\frac{{TsKiKpz}_{} + \frac{_{(}}{_{Ts}}}{\frac{_{-}}{_{}}}}$ KpKiKpKi).

Чтобы избежать насыщения выходного сигнала интегратора, блок использует антиобмоточный механизм. Тогда коэффициент усиления интегратора равен

$_{Ки} +_{} {Ко}_{(}_{}$ vref_sat−vref_unsat),

где:

_Kaw - это усиление против ветвей.
_{vref_sat} - сигнал насыщенного опорного напряжения, который блок вычисляет как $_{} vref_sat=min (max_{(}_{}_{} vref_unsat,vmin),vmax$ ),
где:
- _{vref_unsat} - сигнал ненасыщенного опорного напряжения.
- _vmin - нижний предел выходного напряжения. Только для положительного напряжения, $_{vmin} =$ 0. Для положительного и отрицательного напряжения $_{} vmin_{= -}$ vmax
- _vmax - верхний предел выходного напряжения.

Порты

Вход

развернуть все

`iRef` - Опорный ток
скаляр

Требуемый выходной ток для установки.

Типы данных: single | double

`i` - Измеренный ток
скаляр

Измеренный ток для установки.

Типы данных: single | double

`v_max` - Максимальное напряжение постоянного тока
скаляр

Максимальное выходное напряжение постоянного тока для установки.

Типы данных: single | double

`Reset` - Внешний сброс
скаляр

Внешний сигнал сброса (передний фронт) для интегратора.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

`vRef` - Опорное напряжение постоянного тока
скаляр

Требуемое выходное напряжение постоянного тока для установки.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

`Proportional gain` - Пропорциональный коэффициент усиления регулятора, _Кп
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Пропорциональный коэффициент усиления, _Kp, контроллера.

`Integral gain` - Интегральное усиление, _Ki
`5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Интегральный коэффициент усиления, _Ki, контроллера.

`Anti-windup gain` - Коэффициент усиления защиты от навивки, _Kaw
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент усиления защиты от навивки, _Kaw, контроллера.

`Voltage limitation` - Ограничение отрицательного напряжения
`Positive and negative voltage` (по умолчанию) | `Positive voltage only`

Разрешить как положительный, так и отрицательный выход постоянного напряжения или ограничить выход положительным постоянным напряжением.

`Sample time (-1 for inherited)` - Время блочной выборки
`-1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Время (в секундах) между последовательными выполнением блоков. Во время выполнения блок выдает выходные данные и, при необходимости, обновляет свое внутреннее состояние. Дополнительные сведения см. в разделе Что такое время образца? и Укажите время образца.

Если этот блок находится внутри запускаемой подсистемы, наследуйте время выборки, установив для этого параметра значение -1. Если этот блок находится в модели непрерывного шага переменной, укажите время выборки явно, используя положительный скаляр.

Зависимости

Если для параметра «Время выборки» (-1 для унаследованного) задано значение -1 и выберите опцию Enable zero cancellation, параметр Discetization sample time становится видимым.

`Discretization sample time` - Время выборки для дискретизации
`0.001` (по умолчанию) | положительный скаляр

Время, в с, между последовательными дискретизациями. Для отмены нуля требуется дискретизация.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выполнении обоих условий:

Время выборки установлено в -1.
Включена отмена нуля.

`Enable zero cancellation` - Обратная отмена нуля
off (по умолчанию) | on

Опция для использования отмены нулевого значения на пути передачи.

Зависимости

Если выбран параметр «Включить отмену нуля» и задано значение «Sample time» (-1 для унаследованного). -1, параметр времени дискретизации выборки становится видимым.

Примеры модели

DC Motor Control

Управление двигателем постоянного тока

Каскадная структура управления скоростью двигателя постоянного тока. Для питания двигателя постоянного тока используется четырехквадрантный рубильник, управляемый ШИМ. Подсистема управления включает внешний контур управления скоростью, внутренний контур управления током и генерацию ШИМ. Общее время моделирования (t) составляет 4 секунды. При t = 1,5 секунды увеличивается момент нагрузки. При t = 2,5 секунды опорная скорость изменяется с 1000 об/мин на 2000 об/мин.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.

См. также

Контроллер напряжения постоянного тока | Контроллер напряжения постоянного тока | Генератор ШИМ

Представлен в R2018a

Документация Simscape Electrical

Поддержка