Filtered Derivative (Discrete or Continuous)

Производная с фильтром в дискретном времени или в непрерывном времени

  • Библиотека:
  • Simscape/Электрический/Управление/Общее управление

  • Filtered Derivative (Discrete or Continuous) block

Описание

Блок Filtered Derivative (Discrete or Continuous) реализует фильтрованную производную в соответствии с IEEE 421.5-2016[1].

Можно переключаться между непрерывной и дискретной реализациями производной с помощью параметра Sample time.

Уравнения

Непрерывный

Чтобы сконфигурировать фильтрованную производную на непрерывное время, установите свойство Sample time на 0. Это представление эквивалентно непрерывной передаточной функции:

G(s)=KsTs+1,

где:

  • K - коэффициент усиления.

  • T является временной константой.

Из предыдущей передаточной функции производная, определяющая уравнения, являются:

{x˙(t)=1T(Ku(t)x(t))y(t)=1T(Ku(t)x(t))x(0)=u0,y(0)=0,

где:

  • u - вход блока.

  • x - состояние.

  • y - выход блока.

  • t - время симуляции.

  • u0 - начальный вход в блок.

Дискретный

Чтобы сконфигурировать фильтрованную производную для дискретного времени, установите свойство Sample time положительное, ненулевое значение или равным -1 наследование шага расчета из вышестоящего блока. Дискретное представление эквивалентно передаточной функции:

(KT)z1z+Ts/T1,

где:

  • K - коэффициент усиления.

  • T является временной константой.

  • Ts является шагом расчета.

Из дискретной передаточной функции производные уравнения задаются с помощью прямого метода Эйлера:

{x(n+1)=(1TsT)x(n)+(TsT)u(n)y(n)=KT(u(n)x(n))x(0)=u0,y(0)=0,

где:

  • u - вход блока.

  • x - состояние блока.

  • y - выход блока.

  • n - временной шаг симуляции.

  • u0 - начальный вход в блок.

Начальные условия

Чтобы задать начальные условия этого блока, установите Initialization в:

  • Inherited from block input - Блок устанавливает начальное условие состояния на начальный вход, делая начальный выход нулем.

  • Specify as parameter - Блок устанавливает начальное условие состояния на значение Initial state.

Ограничение выхода

Ограничьте результат отфильтрованной производной, задав Upper saturation limit и Lower saturation limit параметры конечными значениями.

В отличие от других распространенных блоков, приведенных в IEEE 421.5-2016, нет различий между методами насыщения обмотки и анти-насыщения обмотки для отфильтрованной производной. Вывод может немедленно ответить на обращение входу знака, когда выход насыщен.

Порты

Вход

расширить все

Отфильтрованный производный входной сигнал. Блок использует вход начальное значение, чтобы определить начальное значение состояния.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

Отфильтрованный сигнал выхода производной.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

Отфильтрованный коэффициент усиления производной.

Фильтрация производной по времени константа. Для приемлемой точности установите это значение как минимум в 10 раз больше, чем Sample time.

Верхний выходной предел отфильтрованной производной. Установите значение inf для ненасыщенного верхнего предела.

Нижний выходной предел отфильтрованной производной. Установите значение -inf для ненасыщенного нижнего предела.

Минимальное приемлемое отношение шага расчета к времени постоянной. Когда шаг расчета приближается к постоянной времени, точность блока уменьшается. Используйте этот параметр, чтобы задать допуск этого коэффициента.

Задайте начальное условие состояния для этого блока. Для получения дополнительной информации см. «Начальные условия».

Блокируйте начальное состояние.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initialization равным Specify as parameter.

Время между последовательными выполнениями блоков. 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.

Для унаследованной операции в дискретном времени задайте -1. Для операции в дискретном времени задайте положительное целое число. Для непрерывной операции задайте 0.

Для приемлемой точности установите это значение как минимум в 10 раз меньше, чем параметр Time constant.

Если этот блок находится в маскированной подсистеме или другой альтернативной подсистеме, которая позволяет либо непрерывная либо дискретная операция, продвигайте параметр шага расчета. Продвижение параметра шага расчета обеспечивает правильное переключение между непрерывной и дискретной реализациями блока. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Увеличение параметра до маски».

Ссылки

[1] IEEE. 2016. IEEE Рекомендуемая практика для системных моделей возбуждения для исследований устойчивости системы степеней. IEEE Std 421.5-2016. Piscataway, NJ: IEEE-SA, 2016.

Расширенные возможности

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

.
Введенный в R2017b