Документация

DC-DC Voltage Controller

Управление PI напряжением постоянного тока в дискретном времени с прямой и опциональной интегральной анти-насыщением

развернуть все на странице

Библиотека:
Simscape/Электрический/Управление/Общее Управление Машиной

Описание

Блок DC-DC Voltage Controller реализует дискретное время пропорционально-интегральное (PI) управление напряжением постоянного тока с feedforward, FF. Вход с feedforward оптимизирует переходный процесс. Блок может выводить коэффициент заполнения или текущий сигнал управления. Чтобы избежать насыщения интегральной составляющей, блок может реализовать анти-насыщение усиление.

Уравнения

Уравнение, которое блок DC-DC Voltage Controller использует для вычисления сигнала управления,

$c o n t r o l = (K_{p} + K_{i} \frac{T_{s} z}{z - 1}) (v_{r e f} - v) + F F,$

где:

control - управляющий сигнал, выраженный в виде коэффициента заполнения или тока.
_Kp - пропорциональная составляющая.
_Ki - интегральная составляющая.
_Ts является шагом расчета.
_vref - эталонное напряжение.
v - измеренное напряжение.
FF - вход с feedforward.

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

$K_{i} + K_{a w} (c o n t r o l_{s a t} - c o n t r o l_{u n s a t}),$

где:

_Kaw - коэффициент усиления анти-насыщения.
_controlsat является насыщенным сигналом управления, который блок вычисляет как $c o n t r o l_{s a t} = min (\max (c o n t r o l_{u n s a t}, c o n t r o l_{m i n}), c o n t r o l_{m a x}),$
где:
- _controlunsat - ненасыщенный сигнал управления.
- _controlmin - нижний предел для сигнала управления.
- _controlmax - верхний предел для сигнала управления.

Порты

Вход

расширить все

`vRef` - Базовое постоянное напряжение
скаляр

Необходимое выходное напряжение постоянного тока для объекта управления.

Типы данных: single | double

`v` - Измеренное напряжение постоянного тока
скаляр

Измеренное выходное напряжение постоянного тока для объекта.

Типы данных: single | double

`FF` - Feedforward
скаляр

Feedforward.

Типы данных: single | double

`Reset` - Внешний сброс
скаляр

Внешний сигнал сброса (переднее ребро) для интегратора.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

`Control` - Управляющий сигнал
скаляр

Управляющий сигнал, control, выраженный как коэффициент заполнения или ток.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

`Proportional gain` - Пропорциональная составляющая, _Kp
`0.1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Пропорциональная составляющая, _Kp, контроллера.

`Integral gain` - Интегральная составляющая, _Ki
`50` (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.

`Control action upper limit` - Верхний предел управляющего сигнала, controlmax
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Верхний предел для сигнала Control выхода. Значение должно быть больше значения параметра Control action lower limit.

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

Нижний предел для сигнала Control выхода.

`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.

`Time constant voltage filter` - Постоянная времени фильтра постоянного напряжения, τ
`0.001` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Постоянная времени, τ, для фильтра постоянного напряжения.

Зависимости

Параметр Time constant voltage filter видим только, когда установлен флажок Filter DC voltage.

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

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

Зависимости

Параметр Time constant voltage filter видим только, когда установлен флажок Filter DC voltage.

Примеры моделей

Boost Converter Voltage
Control

Усиление управления напряжением конвертера

Управляйте выходом напряжением усилителя. Чтобы настроить коэффициент заполнения, Подсистема управления использует основанный на ПИ алгоритм управления. Напряжение входа рассматривается постоянным на протяжении всей симуляции. Переменный резистор обеспечивает нагрузку для системы. Общее время симуляции (t) составляет 0,25 секунды. На t = 0,15 секунд изменяется нагрузка.

Buck Converter Voltage
Control

Управление напряжением понижающего конвертера

Управляйте выходом напряжением понижающего конвертера. Чтобы настроить коэффициент заполнения, Подсистема управления использует основанный на ПИ алгоритм управления. Напряжение входа рассматривается постоянным на протяжении всей симуляции. Переменный резистор обеспечивает нагрузку для системы. Общее время симуляции (t) составляет 0,25 секунды. На t = 0,15 секунд изменяется нагрузка.

Four-Switch Buck-Boost Converter Control

Управление конвертером с четырьмя коммутаторами Buck-Boost

Управляйте выходом напряжением преобразователя с четырьмя переключателями buck-boost. Чтобы настроить коэффициент заполнения, Подсистема управления использует основанный на ПИ алгоритм управления. В режимах boost и buck один переключатель управляет коэффициентом заполнения, один управляется обратно, а два других находятся в фиксированных положениях. Напряжение входа и нагрузка системы считаются постоянными на протяжении всей симуляции. Общее время симуляции (t) составляет 0,25 секунды. На t = 0,15 секунде изменяется уставка напряжения и система переключается из режима buck в режим boost.

Inverting Topology Buck-Boost Converter Control

Инвертирование управления преобразователем Buck-Boost топологии

Управляйте выходом напряжением инвертирующего топологического преобразователя buck-boost. Инвертирующий топологический преобразователь buck-boost использует только один переключатель, и выходное напряжение имеет противоположную полярность, чем вход. Чтобы настроить коэффициент заполнения, Подсистема управления использует основанный на ПИ алгоритм управления. Напряжение входа и нагрузка системы считаются постоянными на протяжении всей симуляции. Общее время симуляции (t) составляет 0,25 секунды. На t = 0,15 секунде изменяется уставка напряжения и система переключается из режима buck в режим boost.

Расширенные возможности

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

.

См. также

Блоки

DC Current Controller | DC Voltage Controller

Введенный в R2018a

Simscape Electrical документация

Поддержка