Lead-Lag (Discrete or Continuous)

Компенсатор задержки в дискретном времени или в непрерывном времени

Библиотека:
Simscape/Электрический/Управление/Общее управление

Описание

Блок Lead-Lag (Discrete or Continuous) реализует компенсатор задержки вывода в соответствии с IEEE 421.5-2016^[1].

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

Уравнения

Непрерывный

Чтобы сконфигурировать компенсатор для непрерывного времени, установите свойство Sample time равным 0. Это представление эквивалентно непрерывной передаточной функции:

$G (s) = \frac{T_{1} s + 1}{T_{2} s + 1},$

где:

_T1 - постоянная времени выполнения.
_T2 - постоянная времени задержки.

Из предшествующей передаточной функции компенсатор, определяющий уравнения, являются:

${\begin{matrix} \dot{x} (t) = \frac{1}{T_{2}} (u (t) - x (t)) \\ y (t) = \frac{T_{1}}{T_{2}} u (t) + (1 - \frac{T_{1}}{T_{2}}) x (t) \end{matrix} y (0) = x (0) = u_{0},$

где:

u - вход блока.
x - состояние блока.
y - выход блока.
t - время симуляции.
_u0 - начальный вход в блок.

Дискретный

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

$\frac{T_{1} z + (T_{s} - T_{1})}{T_{2} z + (T_{s} - T_{2})},$

где:

_T1 - постоянная времени выполнения.
_T2 - постоянная времени задержки.
_Ts - шаг расчета компенсатора.

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

${\begin{matrix} x (n + 1) = (1 - \frac{T_{s}}{T_{2}}) x (n) + (\frac{T_{s}}{T_{2}}) u (n) \\ y (n) = (1 - \frac{T_{1}}{T_{2}}) x (n) + (\frac{T_{1}}{T_{2}}) u (n) \end{matrix} y (0) = x (0) = u_{0},$

где:

u - вход блока.
x - состояние.
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 состояние и выходные начальные условия на начальный вход.
Specify as parameter - Блок устанавливает начальное условие состояния на значение Initial state.

Ограничение Интеграла

Установите параметры Upper saturation limit и Lower saturation limit, чтобы использовать метод anti-windup насыщения.

Метод анти-насыщения ограничивает состояние компенсатора между нижним пределом насыщения A и верхним пределом насыщения B:

$A < = x < = B .$

Поскольку состояние ограничено, выход может немедленно ответить на обращение входного знака, когда интеграл насыщен.

Этот блок не обеспечивает метод насыщения обмотки. Чтобы использовать метод насыщения обмотки, установите параметр Upper saturation limit равным inf, параметр Lower saturation limit для -inf, и присоедините блок Saturation к выходу.

Обходная динамика компенсатора

Установите постоянную времени задержки в нуль или значение, равное значению постоянной времени задержки, чтобы игнорировать динамику компенсатора. При обходе блок подает вход непосредственно на выход:

$\begin{matrix} T_{1} = 0 \\ T_{2} = 0 \\ T_{1} = T_{2} \end{matrix}} y = u .$

В непрерывном случае и шаг расчета, и, по меньшей мере, одна временная константа должны быть нулем.

Порты

Вход

расширить все

`u` - Вход компенсатора
вектор

Входной сигнал компенсатора задержки вывода. Блок использует вход начальное значение, чтобы определить начальное значение состояния.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

`y` - Выход компенсатора
вектор

Выход компенсатора задержки вывода.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

`Lead time constant, T1` - Время выполнения константы
`0.2` (по умолчанию) | положительное число

Время выполнения компенсатора константа. Для обхода динамики компенсатора. установите это значение равным 0 или значению параметра Lag time constant, T2.

`Lag time constant, T2` - Постоянная времени задержки
`0.1` (по умолчанию) | положительное число

Постоянная времени задержки компенсатора. Для обхода динамики компенсатора. установите это значение равным 0 или значению параметра Lead time constant, T1.

`Upper saturation limit` - Верхний предел состояния
`inf` (по умолчанию) | вещественное число

Верхний предел состояния компенсатора. Установите значение inf для ненасыщенного верхнего предела или до конечного значения, чтобы предотвратить верхнее отображение интегратора системы.

`Lower saturation limit` - Нижний предел состояния
`-inf` (по умолчанию) | вещественное число

Нижний предел состояния компенсатора. Установите значение -inf для ненасыщенного нижнего предела или до конечного значения, чтобы предотвратить нижнее отображение интегратора системы.

`Initialization` - Спецификация начального состояния
`Inherited from block input` (по умолчанию) | `Specify as parameter`

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

`Initial state` - Начальное состояние
`0` (по умолчанию) | вещественное число

Блокируйте начальное состояние.

Зависимости

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

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

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.

Если этот блок находится в маскированной подсистеме или другой альтернативной подсистеме, которая позволяет переключаться между непрерывной операцией и дискретной операцией, 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».

Примеры моделей

Управление двигателем постоянного тока (задержка вывода)

Структура управления скоростью задержки вывода для двигателя постоянного тока. Для питания двигателя постоянного тока используется управляемый ШИМ четырехквадрантный Chopper. Подсистема Control включает контроллер задержки вывода, постоянный коэффициент усиления 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.

Ссылки

[1] Рекомендуемая практика IEEE 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 ®

См. также

Блоки

Filtered Derivative (Discrete or Continuous) | Integrator (Discrete or Continuous) | Integrator with Wrapped State (Discrete or Continuous) | Low-Pass Filter (Discrete or Continuous) | Washout (Discrete or Continuous)

Введенный в R2017b

Документация

Lead-Lag (Discrete or Continuous)

Описание

Уравнения

Начальные условия

Ограничение Интеграла

Обходная динамика компенсатора

Порты

Вход

`u` - Вход компенсатора
вектор

Выход

`y` - Выход компенсатора
вектор

Параметры

`Lead time constant, T1` - Время выполнения константы
`0.2` (по умолчанию) | положительное число

`Lag time constant, T2` - Постоянная времени задержки
`0.1` (по умолчанию) | положительное число

`Upper saturation limit` - Верхний предел состояния
`inf` (по умолчанию) | вещественное число

`Lower saturation limit` - Нижний предел состояния
`-inf` (по умолчанию) | вещественное число

`Initialization` - Спецификация начального состояния
`Inherited from block input` (по умолчанию) | `Specify as parameter`

`Initial state` - Начальное состояние
`0` (по умолчанию) | вещественное число

Зависимости

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

Примеры моделей

Управление двигателем постоянного тока (задержка вывода)

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Simscape Electrical документация

Поддержка

Документация

Lead-Lag (Discrete or Continuous)

Описание

Уравнения

Начальные условия

Ограничение Интеграла

Обходная динамика компенсатора

Порты

Вход

u - Вход компенсатора вектор

Выход

y - Выход компенсатора вектор

Параметры

Lead time constant, T1 - Время выполнения константы 0.2 (по умолчанию) | положительное число

Lag time constant, T2 - Постоянная времени задержки 0.1 (по умолчанию) | положительное число

Upper saturation limit - Верхний предел состояния inf (по умолчанию) | вещественное число

Lower saturation limit - Нижний предел состояния -inf (по умолчанию) | вещественное число

Initialization - Спецификация начального состояния Inherited from block input (по умолчанию) | Specify as parameter

Initial state - Начальное состояние 0 (по умолчанию) | вещественное число

Зависимости

Sample time (-1 for inherited) - Блокируйте шаг расчета -1 (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

Примеры моделей

Управление двигателем постоянного тока (задержка вывода)

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Simscape Electrical документация

Поддержка

`u` - Вход компенсатора
вектор

`y` - Выход компенсатора
вектор

`Lead time constant, T1` - Время выполнения константы
`0.2` (по умолчанию) | положительное число

`Lag time constant, T2` - Постоянная времени задержки
`0.1` (по умолчанию) | положительное число

`Upper saturation limit` - Верхний предел состояния
`inf` (по умолчанию) | вещественное число

`Lower saturation limit` - Нижний предел состояния
`-inf` (по умолчанию) | вещественное число

`Initialization` - Спецификация начального состояния
`Inherited from block input` (по умолчанию) | `Specify as parameter`

`Initial state` - Начальное состояние
`0` (по умолчанию) | вещественное число

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

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