Документация

DC Current Controller

Управление постоянным током PI в дискретном времени с интегральной анти-обмоткой

развернуть все на странице

Библиотека:
Simscape/Электрический/Управление/Общее Управление Машиной

Описание

Блок DC Current Controller реализует дискретное время пропорционально-интегральный (PI) контроллер постоянного напряжения. Блок может реализовать нулевую отмену в пути с feedforward. Чтобы избежать насыщения интегральной составляющей, блок может реализовать анти-насыщение усиление.

Уравнения

Уравнение, которое блок DC Current Controller использует для вычисления опорного напряжения,

$v_{r e f} = (K_{p} + K_{i} \frac{T_{s} z}{z - 1}) (i_{r e f} - i),$

где:

_vref - эталонное напряжение.
_Kp - пропорциональная составляющая.
_Ki - интегральная составляющая.
_Ts является шагом расчета.
_iref - ссылочный ток.
i - измеренный ток.

Вычисление ПИ-регулятора приводит к нулю в передаточной функции с обратной связью. Чтобы отменить ноль, блок использует эту передаточную функцию аннулирования нуля в дискретном времени:

$G_{Z C} (z) = \frac{\frac{T_{s} K_{i}}{K_{p}}}{z + (\frac{T_{s} - \frac{K_{p}}{K_{i}}}{\frac{K_{p}}{K_{i}}})} .$

Чтобы избежать насыщения выхода интегратора, блок использует механизм защиты от обмотки тока. Коэффициент усиления интегратора тогда равен

$K_{i} + K_{a w} (v_{r e f_s a t} - v_{r e f_u n s a t}),$

где:

_Kaw - коэффициент усиления анти-насыщения.
_{vref_sat} является насыщенным сигналом опорного напряжения, который блок вычисляет как $v_{r e f_s a t} = минута (\max (v_{r e f_u n s a t}, v_{m i n}), v_{m a x}),$
где:
- _{vref_unsat} - ненасыщенный сигнал опорного напряжения.
- _vmin - нижний предел напряжения выхода. Только для положительного напряжения, $v_{m i n} = 0$ . Для положительного и отрицательного напряжения, $v_{m i n} = - v_{m a x}$
- _vmax - верхний предел выхода напряжения.

Порты

Вход

расширить все

`iRef` - Опорный ток
скаляр

Требуемый выходной ток для объекта управления.

Типы данных: single | double

`i` - Измеренный ток
скаляр

Измеренный ток для объекта.

Типы данных: single | double

`_vmax` - Максимальное постоянное напряжение
скаляр

Максимальное выходное напряжение постоянного тока для объекта управления.

Типы данных: single | double

`Reset` - Внешний сброс
скаляр

Внешний сигнал сброса (переднее ребро) для интегратора.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

`vRef` - Базовое постоянное напряжение
скаляр

Необходимое выходное напряжение постоянного тока для объекта управления.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

`Proportional gain` - пропорциональная составляющая контроллера, _Kp
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Пропорциональная составляющая, _Kp, контроллера.

`Integral gain` - Интегральная составляющая, _Ki
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Интегральная составляющая, _Ki, контроллера.

`Anti-windup gain` - Анти-обмотка усиления, _Kaw
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Усиление анти-насыщения, _Kaw, контроллера.

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

Допустим как положительный, так и отрицательный выход постоянного напряжения или ограничьте выход положительным постоянным напряжением.

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Время, в s, между последовательными блоками казнями. Во время выполнения блок производит выходы и, при необходимости, обновляет свое внутреннее состояние. Для получения дополнительной информации смотрите Что такой Шаг расчета? и задайте шаг расчета.

Если этот блок находится внутри триггируемой подсистемы, наследуйте шаг расчета, установив для этого параметра значение -1. Если этот блок находится в непрерывной модели с шагом переменных, задайте шаг расчета явным образом с помощью положительной скалярной величины.

Зависимости

Если вы задаете Sample time (-1 for inherited) -1 и выберите опцию Enable zero cancellation, параметр Discretization sample time станет видимым.

`Discretization sample time` - Шаг расчета для дискретизации
`0.001` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Время, в с, между последовательными дискретизациями. Дискретизация необходима для аннулирования нуля.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда оба эти условия выполняются:

Sample time установлено на -1.
Enable zero cancellation выбран.

`Enable zero cancellation` - Аннулирование нули feedforward
off (по умолчанию) | on

Опция, чтобы использовать нулевую отмену на пути с feedforward.

Зависимости

Если вы выбираете опцию Enable zero cancellation и устанавливаете Sample time (-1 for inherited) равной -1параметр Discretization sample time становится видимым.

Примеры моделей

DC Motor Control

Управление двигателем постоянного тока

Структура каскадного регулирования скорости для двигателя постоянного тока. Для питания двигателя постоянного тока используется управляемый ШИМ четырехквадрантный Chopper. Подсистема управления включает внешний контур регулировки скорости, внутренний контур управления током и генерацию ШИМ. Общее время симуляции (t) составляет 4 секунды. На t = 1,5 секунде крутящий момент нагрузки увеличивается. При t = 2,5 секунд задающей скорости изменяется с 1000 об/мин до 2000 об/мин.

Расширенные возможности

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

.

См. также

DC Voltage Controller | DC-DC Voltage Controller | PWM Generator

Введенный в R2018a

Simscape Electrical документация

Поддержка