Документация

Контроллер напряжения постоянного тока

Дискретное регулирование напряжения постоянного тока PI с подачей питания и опциональной интегральной защитой

развернуть все на странице

Библиотека:
Simscape/Electrical/Control/Общее управление машиной

Описание

Блок контроллера напряжения постоянного тока реализует дискретно-временной пропорционально-интегральный (PI) контроль напряжения постоянного тока с прямой связью, FF. Входной сигнал прямой связи оптимизирует отклик переходного процесса. Блок может выдавать рабочий цикл или сигнал управления током. Чтобы избежать насыщения интегрального усиления, блок может реализовать усиление, препятствующее намотке.

Уравнения

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

$контроль =_{(} {Кп}_{} \frac{+_{}}{} КиЦз_{- 1}) (vref$ − v) + FF,

где:

управляющий сигнал, выраженный как рабочий цикл или ток.
_Kp - пропорциональный коэффициент усиления.
_Ki - интегральное усиление.
_Ts - время выборки.
_vref - опорное напряжение.
v - измеренное напряжение.
FF - это прямой вход.

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

$_{Ki} +_{} Kaw (_{} controlsat -_{}$ controlunsat),

где:

_Kaw - это усиление против ветвей.
_{control _ sat} - насыщенный управляющий сигнал, который блок вычисляет как $_{control _ sat} = min (\max (_{} control _ lunsat,_{} control _ min),_{}$ control _ max ),
где:
- _{control lunsat} - ненасыщенный управляющий сигнал.
- _control - нижний предел для управляющего сигнала.
- _controlmax - верхний предел для управляющего сигнала.

Порты

Вход

развернуть все

`vRef` - Опорное напряжение постоянного тока
скаляр

Требуемое выходное напряжение постоянного тока для установки.

Типы данных: single | double

`v` - Измеренное напряжение постоянного тока
скаляр

Измеренное выходное напряжение постоянного тока для установки.

Типы данных: single | double

`FF` - Обратная связь
скаляр

Термин feedforward.

Типы данных: single | double

`Reset` - Внешний сброс
скаляр

Внешний сигнал сброса (передний фронт) для интегратора.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

`Control` - Управляющий сигнал
скаляр

Управляющий сигнал, управление, выраженный как рабочий цикл или ток.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

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

Пропорциональный коэффициент усиления, _Kp, контроллера.

`Integral gain` - Интегральное усиление, _Ki
`50` (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.

`Control action upper limit` - Верхний предел управляющего сигнала, control max
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Верхний предел для управляющего выходного сигнала. Значение должно быть больше значения параметра нижнего предела действия Control.

`Control action lower limit` - Нижний предел управляющего сигнала, управление
`0` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Нижний предел для управляющего выходного сигнала.

`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.

`Time constant voltage filter` - постоянная времени фильтра постоянного напряжения,
`0.001` (по умолчанию) | положительный скаляр

Постоянная времени для фильтра постоянного напряжения

Зависимости

Параметр Фильтр постоянного напряжения времени (Time constant voltage filter) отображается, только если установлен флажок Фильтр постоянного напряжения (Filter DC voltage).

`Filter DC voltage` - опция фильтра постоянного напряжения
on (по умолчанию) | off

Чтобы включить фильтр на пути измерения напряжения, установите флажок. Чтобы отключить фильтр, снимите флажок.

Зависимости

Параметр Фильтр постоянного напряжения времени (Time constant voltage filter) отображается, только если установлен флажок Фильтр постоянного напряжения (Filter DC voltage).

Примеры модели

Boost Converter Voltage
Control

Управление напряжением бустерного преобразователя

Управление выходным напряжением повышающего преобразователя. Для настройки рабочего цикла подсистема управления использует алгоритм управления на основе PI. Входное напряжение считается постоянным во время моделирования. Переменный резистор обеспечивает нагрузку для системы. Общее время моделирования (t) составляет 0,25 секунды. При t = 0,15 секунды нагрузка изменяется.

Buck Converter Voltage
Control

Управление напряжением преобразователя Buck

Управление выходным напряжением бак-преобразователя. Для настройки рабочего цикла подсистема управления использует алгоритм управления на основе PI. Входное напряжение считается постоянным во время моделирования. Переменный резистор обеспечивает нагрузку для системы. Общее время моделирования (t) составляет 0,25 секунды. При t = 0,15 секунды нагрузка изменяется.

Four-Switch Buck-Boost Converter Control

Четырехконтурное управление преобразователем Buck-Boost

Управление выходным напряжением четырехконтурного бак-бустерного преобразователя. Для настройки рабочего цикла подсистема управления использует алгоритм управления на основе PI. В режимах наддува и подкачки один переключатель управляет рабочим циклом, один работает обратно, а два других находятся в фиксированном положении. Входное напряжение и нагрузка системы считаются постоянными в процессе моделирования. Общее время моделирования (t) составляет 0,25 секунды. При t = 0,15 секунды опорное напряжение изменяется, и система переходит из режима buck в режим bough.

Inverting Topology Buck-Boost Converter Control

Управление преобразователем инвертирующей топологии Buck-Boost

Управление выходным напряжением инвертирующего топологического бак-бустерного преобразователя. Инвертирующий топологический бак-повышающий преобразователь использует только один переключатель, и выходное напряжение имеет противоположную полярность, чем входное. Для настройки рабочего цикла подсистема управления использует алгоритм управления на основе PI. Входное напряжение и нагрузка системы считаются постоянными в процессе моделирования. Общее время моделирования (t) составляет 0,25 секунды. При t = 0,15 секунды опорное напряжение изменяется, и система переходит из режима buck в режим bough.

Расширенные возможности

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

.

См. также

Блоки

Контроллер постоянного тока | Контроллер напряжения постоянного тока

Представлен в R2018a

Документация Simscape Electrical

Поддержка