Second-Order Filter (Variable-Tuned)

Реализуйте параметризированный фильтр второго порядка

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Контроль / Фильтры

Описание

В зависимости от Filter type, выбранной в блочном меню, блок Second-Order Filter реализует следующую передаточную функцию. Вход Fn определяет естественную частоту фильтра $f_{n} = ω_{n} / (2 π)$ фильтра.

Lowpass фильтр:

$H (s) = \frac{ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

Фильтр Highpass:

$H (s) = \frac{s^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

Полосовой фильтр:

$H (s) = \frac{2 ζ ω_{n} s}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

Фильтр Bandstop (Notch):

$H (s) = \frac{s^{2} + ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

$\begin{matrix} s = Оператор Лапласа \\ ω_{n} = естественная частота; ω_{n} = 2 π f_{n} \\ ζ = Коэффициент затухания (называется Zeta в блочном меню) \end{matrix}$

Параметры

Filter type

Укажите тип фильтра: Lowpass, Highpass, Bandpass, или Bandstop (Notch) (по умолчанию).

Initial natural frequency fn (Hz)

Начальная естественная частота фильтра, в герцах. Это значение должно быть скаляром или вектором. По умолчанию это 120.

Damping ratio Zeta (Q = 1/(2*Zeta))

Задайте коэффициент затухания фильтра. Обычно коэффициент затухания является значением от 0 до 1. По умолчанию это 0.707.

Это коэффициент затухания связано с коэффициентом качества фильтра Q:

$Q = \frac{1}{2 ζ}$

Для полосы пропускания или полосно-заграждающего фильтра пропускная способность 3 дБ определяется как

$B W = \frac{f_{n}}{Q} = 2 ζ f_{n}$

Sample time

Задайте шаг расчета блока в секундах. Установите значение 0, чтобы реализовать непрерывный блок. По умолчанию это 0.

Initialize filter states

Когда этот флажок установлен, состояния фильтра инициализируются согласно параметрам AC initial input и DC initial input. Выбран параметр по умолчанию.

AC initial input: [ Mag, Phase (degrees), Freq (Hz) ]

Задайте величину начального компонента переменного тока входного сигнала, его фазу, в степенях и его частоту, в герцах. По умолчанию это [0, 0, 60].

Когда вход векторизирован (N сигналов), задайте матрицу N-by-3, где каждая строка матрицы соответствует конкретному входу.

Параметр AC initial input видим только, когда выбран параметр Initialize filter states.

DC initial input

Задайте значение начального компонента постоянного тока входного сигнала. Когда входной сигнал векторизирован, задайте вектор 1-by-N, где каждое значение соответствует конкретному входу. По умолчанию это 0.

Параметр DC initial input видим только, когда выбран параметр Initialize filter states.

Входы и выходы

Входы принимают векторизованные сигналы N значений, таким образом реализуя N фильтров. Эта возможность особенно полезна для разработки контроллеров в трехфазных системах (N = 3).

Особенности

Прямое сквозное соединение	Да
Шаг расчета	Задан в параметре Sample Time Непрерывный, если Sample Time = 0
Скалярное расширение	Да, из параметров
Государства	Два состояния на фильтр
Определенный размерность	Да

Примеры

The power_SecondOrderFilterTuned пример показывает различные использования блока фильтра второго порядка (Variable-Tuned) с двумя Filter type параметрами настройки (Lowpass и Bandstop).

Шаг расчета модели параметризован переменной Ts (значение по умолчанию Ts = 50e-6). Чтобы симулировать непрерывные фильтры, задайте Ts = 0 в MATLAB^® Командное окно перед началом симуляции.

Введенный в R2013a

Документация