DC Voltage Controller

Управление PI постоянным напряжением в дискретном времени с feedforward нуля отменой и интегральным противодействием насыщению

развернуть все на странице

Библиотека:
Simscape/Электрический/Управление/Общее Управление Машиной

Описание

Блок DC Voltage Controller реализует дискретное время постоянным напряжением на основе ПИ. 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 Voltage Controller использует для вычисления сигнала управления,

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

где:

control - управляющий сигнал, который выражается как коэффициент заполнения или ток.
_Kp - пропорциональная составляющая.
_Ki - интегральная составляющая.
_Ts является шагом расчета.
_vref - эталонное напряжение.
v - измеренное напряжение.

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

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

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.
- _vmax - 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

`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.

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

Время, в с, между последовательными дискретизациями.

`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.

`Enable zero cancellation` - Аннулирование с 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.

`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.

Документация

DC Voltage Controller

Описание

Уравнения

Порты

Вход

`vRef` - Базовое постоянное напряжение
скаляр

`v` - Измеренное напряжение постоянного тока
скаляр

`Reset` - Внешний сброс
скаляр

Выход

`Control` - Управляющий сигнал
скаляр

Параметры

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

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

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

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

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

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

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

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

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Simscape Electrical документация

Поддержка

Документация

DC Voltage Controller

Описание

Уравнения

Порты

Вход

vRef - Базовое постоянное напряжение скаляр

v - Измеренное напряжение постоянного тока скаляр

Reset - Внешний сброс скаляр

Выход

Control - Управляющий сигнал скаляр

Параметры

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

Integral gain - Интегральная составляющая, Ki 50 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

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

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

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

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Simscape Electrical документация

Поддержка

`vRef` - Базовое постоянное напряжение
скаляр

`v` - Измеренное напряжение постоянного тока
скаляр

`Reset` - Внешний сброс
скаляр

`Control` - Управляющий сигнал
скаляр

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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