Low-Pass Filter (Discrete or Continuous)

Дискретное время или непрерывное время фильтр lowpass

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

  • Low-Pass Filter (Discrete or Continuous) block

Описание

Блок Low-Pass Filter (Discrete or Continuous) реализует фильтр lowpass в соответствии с IEEE 421.5-2016[1]. В стандарте фильтр упоминается как Простая Постоянная времени.

Можно переключиться между непрерывными и дискретными реализациями интегратора с помощью параметра Sample time.

Уравнения

Непрерывный

Чтобы сконфигурировать фильтр в течение непрерывного времени, установите свойство Sample time на 0. Это представление эквивалентно непрерывной передаточной функции:

G(s)=KTs+1,

где:

  • K является усилением фильтра.

  • T является постоянной времени фильтра.

От предыдущей передаточной функции уравнения определяющего фильтра:

{x˙(t)=1T(Ku(t)x(t))y(t)=x(t)y(0)=x(0)=Ku0,

где:

  • u является входом фильтра.

  • x является состоянием фильтра.

  • y является фильтром выход.

  • t является временем симуляции.

  • u0 является начальным входом с блоком.

Дискретный

Чтобы сконфигурировать фильтр в течение дискретного времени, установите свойство Sample time на положительное, ненулевое значение, или на -1 наследовать шаг расчета от восходящего блока. Дискретное представление эквивалентно передаточной функции:

G(z)=K(Ts/T)z11+(Ts/T1)z1,

где:

  • K является усилением фильтра.

  • T является постоянной времени фильтра.

  • Ts является шагом расчета фильтра.

От дискретной передаточной функции уравнения фильтра определены с помощью прямого Метода Эйлера:

{x(n+1)=(1TsT)x(n)+K(TsT)u(n)y(n)=x(n)y(0)=x(0)=Ku0,

где:

  • u является входом фильтра.

  • x является состоянием фильтра.

  • y является фильтром выход.

  • n является шагом времени симуляции.

  • u0 является начальным входом с блоком.

Начальные условия

Чтобы задать начальные условия этого блока, установите Initialization на:

  • Inherited from block input — Блок устанавливает состояние и выходные начальные условия к начальному входу.

  • Specify as parameter — Блок устанавливает начальное условие состояния к значению Initial state.

Ограничение интеграла

Установите Upper saturation limit и параметры Lower saturation limit использовать антизаключительный метод насыщения.

Антизаключительный метод ограничивает состояние интегратора между более низким пределом насыщения, A и верхнее насыщение ограничивают B:

A<=x<=B.

Поскольку состояние ограничивается, выход может сразу ответить на реверсирование входного знака, когда интеграл насыщается. Эта блок-схема изображает реализацию антизаключительного метода насыщения в фильтре.

Этот блок не предоставляет заключительный метод насыщения. Чтобы использовать заключительный метод насыщения, установите параметр Upper saturation limit на inf, параметр Lower saturation limit к -inf, и присоедините блок saturation к выходу.

Обходная динамика фильтра

Установите постоянную времени на значение, меньшее, чем или равный шагу расчета игнорировать динамику фильтра. Когда исключено, блок кормит масштабируемым усилением входом непосредственно выход:

TTsy=Ku

В непрерывном случае шаг расчета и постоянная времени должны оба быть нулем.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Входной сигнал фильтра lowpass. Блок использует входное начальное значение, чтобы определить начальное значение состояния.

Типы данных: single | double

Вывод

развернуть все

Фильтр lowpass выводится.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Усиление фильтра lowpass.

Постоянная времени фильтра lowpass. В дискретной реализации, установленной это значение к меньше, чем Sample time, чтобы обойти динамику фильтра.

Фильтр lowpass верхний предел состояния. Установите это на inf для ненасыщенного верхнего предела, или к конечному значению, чтобы предотвратить верхнее завершение интегратора фильтра.

Фильтр lowpass понижает предел состояния. Установите это на -inf для ненасыщенного нижнего предела, или к конечному значению, чтобы предотвратить более низкое завершение интегратора фильтра.

Задайте условие начального состояния для этого блока. Для получения дополнительной информации смотрите Начальные условия.

Блокируйте начальное состояние.

Зависимости

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

Время между последовательным выполнением блока. Во время выполнения блок производит выходные параметры и, при необходимости обновляет его внутреннее состояние. Для получения дополнительной информации смотрите то, Что Шаг расчета? и Настройка времени выборки.

Для наследованной операции дискретного времени задайте -1. Для операции дискретного времени задайте положительное целое число. Для операции непрерывного времени задайте 0.

Если этот блок находится в подсистеме маскированной, или другая различная подсистема, которая позволяет вам переключаться между непрерывной операцией и дискретной операцией, продвигает параметр шага расчета. Продвижение параметра шага расчета гарантирует правильное переключение между непрерывными и дискретными реализациями блока. Для получения дополнительной информации смотрите, Продвигают Параметр Маску.

Примеры модели

Electric Engine Dyno

Электродвигатель Dyno

Смоделируйте тест динамометра электромобиля. Тестовая среда содержит асинхронную машину (ASM) и внутренний постоянный магнит синхронную машину (IPMSM), соединенный спина к спине через механический вал. Обе машины питаются высоковольтными батареями через управляемые трехфазные конвертеры. ASM на 164 кВт производит крутящий момент нагрузки. IPMSM на 35 кВт является электрической машиной под тестом. Машина Управления Под Тестом (IPMSM) подсистема управляет крутящим моментом IPMSM. Контроллер включает многоскоростную основанную на PI структуру управления. Уровень управления крутящим моментом разомкнутого контура медленнее, чем уровень текущего управления с обратной связью. Планирование задач для контроллера реализовано как конечный автомат Stateflow®. Машина Загрузки Управления (ASM) подсистема использует один уровень, чтобы контролировать скорость ASM. Подсистема Визуализации содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Ссылки

[1] Методические рекомендации IEEE для системных моделей возбуждения для исследований устойчивости энергосистемы. Станд. IEEE 421.5-2016. Пискатауэй, NJ: IEEE-SA, 2016.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2017b