exponenta event banner

Контроллер скорости

Дискретно-временной регулятор скорости

  • Библиотека:
  • Simscape/Electrical/Control/Общее управление машиной

  • Velocity Controller block

Описание

Блок контроллера скорости реализует контроллер скорости в дискретное время.

В качестве входных данных блока указываются измеренные и эталонные скорости ротора (w и wref). Затем блок выдает опорный крутящий момент Tref для электрического привода.

Для предотвращения витка в интеграторе подайте насыщенный опорный крутящий момент Tref_sat от электропривода обратно в регулятор скорости.

Уравнения

Можно управлять угловой скоростью ротора с дискретным временем Ts выборки с помощью одного из трех общих подходов:

  • Пропорционально-интегральный (PI) контроль, с пропорциональными и интегральными коэффициентами усиления Kp_w и Ki_w:

    Треф = (Kp_w+Ki_wTszz−1) (wrеf − w)

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

    Треф = Kp _ w (wref − w)

  • Управление P-PI, характеризующееся двухскоростным контуром обратной связи, как показано на следующем рисунке:

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

Нулевая отмена

Использование управления PI приводит к нулю в функции передачи с замкнутым контуром, что может привести к нежелательному превышению отклика с замкнутым контуром. Этот ноль может быть отменен путем введения блока отмены нуля в пути передачи. Функция переноса отмены нуля за дискретное время

GZC_w (z) = TsKi _ wKp _ wz + (Ts Kp _ wKi _ wKp _ wKi _ w)

Порты

Вход

развернуть все

Желательная или опорная скорость, в рад/с.

Типы данных: single | double

Измеренная механическая скорость в рад/с.

Типы данных: single | double

Эталон насыщенного крутящего момента, используемый для интегрального коэффициента усиления против витков, в Н * м.

Типы данных: single | double

Внешний сигнал сброса (передний фронт) для интегратора.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

Ненасыщенный опорный крутящий момент, в Н * м.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Тип контроллера:

  • PI control - Пропорционально-интегральное управление с использованием одного контура обратной связи

  • P control - Пропорционально-интегральное управление с использованием одного контура обратной связи

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

Зависимости

Опции Тип управления (Control type) влияют на видимость или конфигурируемость следующих параметров:

  • Интегральный коэффициент усиления контроллера

  • Пропорциональный коэффициент усиления контроллера P

  • Усиление защиты от навивки

  • Интегральное усиление защиты от навивки

  • Время выборки (-1 для унаследованных)

  • Включить отмену нуля

Пропорциональный коэффициент усиления для:

  • Контроллер PI

  • Контроллер P в одноконтурной модели управления

  • Контроллер PI в контроллере P-PI

Интегральное усиление для контроллера PI или P-PI.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Control type установлено значение PI control или P-PI control.

Пропорциональный коэффициент усиления для P-контроллера в P-PI-контроллере.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Control type установлено значение P-PI control.

Коэффициент усиления защиты от обмотки для PI-контроллера.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Control type установлено значение PI control или P-PI control.

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

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Control type установлено значение PI control или P-PI control.

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

Зависимости

Этот параметр отображается только при выполнении всех следующих условий:

  • Для типа элемента управления установлено значение PI control или P-PI control.

  • Время выборки установлено в -1.

  • Включена отмена нуля.

Опция для использования отмены нулевого значения на пути передачи.

Зависимости

Параметр Enable zero cancellation отображается только в том случае, если для параметра Control type установлено значение PI control или P-PI control.

Параметр Дискретизация времени выборки отображается только при выборе Включить отмену нуля.

Примеры модели

IPMSM Torque Control in a Series-Parallel HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в последовательном параллельном HEV

Упрощенный последовательно-параллельный гибридный электромобиль (HEV). Внутренняя синхронная машина с постоянными магнитами (IPMSM) и двигатель внутреннего сгорания (ДВС) обеспечивают движение транспортного средства. Двигатель внутреннего сгорания также использует электрический генератор для подзарядки высоковольтной батареи во время вождения. Трансмиссия и дифференциал транспортного средства реализованы с использованием модели редуктора с фиксированным передаточным числом. Подсистема контроллера транспортного средства преобразует входные данные водителя в команды крутящего момента. Стратегия управления транспортным средством реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема контроллера ДВС управляет крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания. Контроллер генератора управляет крутящим моментом электрогенератора. Подсистема контроллера привода управляет крутящим моментом IPMSM. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

IPMSM Velocity Control

Управление скоростью IPMSM

Управление угловой скоростью ротора в синхронной машине на основе внутреннего постоянного магнита (IPMSM). Высоковольтная батарея питает IPMSM через управляемый трехфазный преобразователь. IPMSM работает как в моторном режиме, так и в режиме генерации в соответствии с нагрузкой. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает нагрузку. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования. Подсистема управления включает в себя многоскоростную каскадную структуру управления на основе PI, которая имеет внешний контур управления угловой скоростью и два внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме управления реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Во время моделирования на одну секунду требуемая угловая скорость составляет 0 об/мин, 500 об/мин, 2000 об/мин, а затем 3000 об/мин. Выше 1630 об/мин IPMSM входит в режим ослабления поля.

Ссылки

[1] Науар, М. У., А. А. Наассани, Э. Монмассон и И. Слама-Белходжа. «Контроллер прогнозируемого тока на основе FPGA для синхронного привода скорости машины». Транзакции IEEE по силовой электронике. Том 23, номер 4, 2008, стр. 2115-2126.

Расширенные возможности

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

.
Представлен в R2017b