Velocity Controller

Контроллер скорости в дискретном времени

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Электрический/Управление/Общее Управление Машиной

  • Velocity Controller block

Описание

Блок Velocity Controller реализует контроллер скорости в дискретном времени.

Вы обеспечиваете измеренные и ссылочные скорости ротора (w и wref) в качестве входов для блока. Блок затем выводит крутящий момент ссылки Tref для электропривода.

Чтобы предотвратить обмотку в интеграторе, подайте насыщенный входной крутящий момент Tref_sat от электропривода назад к контроллеру скорости.

Уравнения

Можно управлять скоростью вращения ротора с дискретным шагом расчета Ts используя один из трех распространенных подходов:

  • Пропорционально-интегральное (PI) управление с пропорциональными и интегральными составляющими Kp_w и Ki_w:

    Tref=(Kp_w+Ki_wTszz−1)(wref−w)

  • Пропорциональное управление (P) с пропорциональной составляющей Kp_w:

    Tref=Kp_w(wref−w)

  • Управление P-PI, характеризующееся двойной скоростью обратной связи цикла как показано на следующем рисунке:

    Здесь ПИ-контроллер блок структурировано как в стратегии управления ПИ, и Kv является пропорциональной составляющей для P- контроллера.

Аннулирование нуля

Использование управления PI приводит к нулю в передаточной функции с обратной связью, что может привести к нежелательному перерегулированию в обратной связи с обратной связью. Этот нуль может быть отменен путем введения блока нулевой отмены в пути с feedforward. Передаточная функция нулевой отмены в дискретном времени

GZC_w(z)=TsKi_wKp_wz+(Ts−Kp_wKi_wKp_wKi_w)

Порты

Вход

расширить все

Желаемая или эталонная скорость, в рад/с.

Типы данных: single | double

Измеренная механическая скорость, в рад/с.

Типы данных: single | double

Эталон насыщенного крутящего момента, используемый для интегрального коэффициента усиления против насыщения, в N * m.

Типы данных: single | double

Внешний сигнал сброса (переднее ребро) для интегратора.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

Ненасыщенный входной крутящий момент, в Н * м.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

Тип контроллера:

  • PI control - Пропорционально-интегральное управление с использованием одного цикла обратной связи

  • P control - Пропорционально-интегральное управление с использованием одного цикла обратной связи

  • P-PI control - Пропорциональное и пропорционально-интегральное управление с использованием двойного цикла обратной связи

Зависимости

Опции Control type влияют на видимость или конфигурируемость этих параметров:

  • Controller integral gain

  • P controller proportional gain

  • Anti-windup gain

  • Integral anti-windup gain

  • Sample time (-1 for inherited)

  • Enable zero cancellation

Пропорциональная составляющая для:

  • ПИ-контроллер

  • P контроллера в одноконтурной модели управления

  • ПИ-контроллер в контроллер P-PI

Интегральная составляющая для контроллера PI или P-PI.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда для Control type задано значение PI control или P-PI control.

Пропорциональная составляющая для контроллера P в контроллере P-PI.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда для Control type задано значение P-PI control.

Антиокружительный коэффициент усиления для ПИ-контроллера.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда для Control type задано значение PI control или P-PI control.

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

Этот параметр видим только, когда для Control type задано значение PI control или P-PI control.

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда все эти условия выполняются:

  • Control type установлено на PI control или P-PI control.

  • Sample time установлено на -1.

  • Enable zero cancellation выбран.

Опция, чтобы использовать нулевую отмену на пути с feedforward.

Зависимости

Параметр Enable zero cancellation видим только, когда Control type установлено на PI control или P-PI control.

Параметр Discretization sample time видим только, когда Enable zero cancellation выбран.

Примеры моделей

IPMSM Torque Control in a Series-Parallel HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в последовательно-параллельном HEV

Упрощённое последовательно-параллельное гибридное электрическое транспортное средство (HEV). Синхронная машина с внутренними постоянными магнитами (IPMSM) и двигатель внутреннего сгорания (ICE) обеспечивают движение транспортного средства. ICE также использует электрогенератор, чтобы подзарядить высоковольтный аккумулятор во время вождения. Коробка передач транспортного средства и дифференциал реализованы с помощью модели редукции с фиксированным отношением. Подсистема Контроллер преобразует входы драйвера в команды крутящего момента. Стратегия управления транспортным средством реализована как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема Контроллер управляет крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания. Подсистема Контроллера Генератора управляет крутящим моментом электрогенератора. Подсистема контроллера привода управляет крутящим моментом IPMSM. Подсистема Возможностей содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

IPMSM Velocity Control

Управление скоростью IPMSM

Управление скоростью вращения ротора во внутреннем тяговом приводе с синхронной машиной на постоянных магнитах (IPMSM). Высоковольтная батарея питает IPMSM через управляемый трехфазный преобразователь. IPMSM работает как в моторном, так и в генерирующем режимах в соответствии с нагрузкой. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает нагрузку. Подсистема Возможностей содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции. Подсистема управления включает в себя многоскоростную основанную на ПИ структуру каскадного регулирования, которая имеет внешний цикл управления угловой скоростью и двумя внутренними контурами управления током. Планирование задач в Подсистеме управления реализовано как конечный автомат Stateflow ®. Во время симуляции за одну секунду уставка по скорости вращения составляет 0 об/мин, 500 об/мин, 2000 об/мин и затем 3000 об/мин. Выше 1630 об/мин IPMSM входит в режим ослабления поля.

HESM Velocity Control

Управление скоростью HESM

Управляйте скоростью вращения ротора в тяговом приводе с синхронной машиной гибридного возбуждения (HESM). Постоянные магниты и обмотка возбуждения возбуждают HESM. Высоковольтная батарея питает HESM через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и через управляемый четырехквадрантный измельчитель для обмотки ротора. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает нагрузку. Подсистема управления включает многоскоростную основанную на ПИ структуру каскадного регулирования. Структура управления имеет внешний цикл управления угловой скоростью и три внутренних контура управления током. Подсистема визуализации содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Ссылки

[1] Науар, М. У., А. А. Наассани, Е. Монмассон, и И. Слама-Бельходжа. «Прогнозирующий токовый контроллер для синхронного привода скорости машины на основе FPGA». Транзакции IEEE на степени. Том 23, № 4, 2008, стр. 2115-2126.

Расширенные возможности

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

.

См. также

Блоки

Введенный в R2017b

Simscape Electrical документация

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте