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Discrete PI Controller

外部アンチワインドアップ入力をもつ離散時間 PI コントローラー

  • ライブラリ:
  • Simscape / Electrical / Control / General Control

  • Discrete PI Controller block

説明

Discrete PI Controller ブロックは、外部アンチワインドアップ入力をもつ離散 PI 制御を実装します。

次のブロック線図は、外部アンチワインドアップ入力をもつコントローラーの等価回路を示しています。

方程式

Discrete PI Controller ブロックは、後退オイラー離散化法を使用して制御信号を計算します。

u(k)=[Kp+(Ki+du(k)Kaw)Tszz1]e(k),

ここで、

  • u は制御信号です。

  • Kp は比例ゲイン係数です。

  • Ki は積分ゲイン係数です。

  • Kaw はアンチワインドアップ ゲイン係数です。

  • Ts はサンプリング周期です。

  • e は誤差信号です。

過剰なオーバーシュートを回避するために、このブロックでは逆算を使用してアンチワインドアップ メカニズムを実装できます。飽和した制御信号 usat(k) と計算された飽和していない制御信号 u(k) の差 du(k) を入力します。その後、この差にアンチワインドアップ係数を乗算し、積分ゲインから増幅された信号を加算します。

端子

入力

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基準信号 r(k) と測定信号 y(k) の差として得られる誤差信号 e(k)。

データ型: single | double

飽和した制御信号 u^sat(k) と飽和していない制御信号 u(k) の差 du(k)。du(k) がゼロの場合、アンチワインドアップは無効になります。

説明

データ型: single | double

積分器の外部リセット (立ち上がりエッジ) 信号。

データ型: single | double

出力

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制御信号 u(k)。

データ型: single | double

パラメーター

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PI コントローラーの比例ゲイン Kp

PI コントローラーの積分ゲイン Ki

PI コントローラーのアンチワインドアップ ゲイン Kaw

シミュレーション開始時点の積分器の値。

サンプル間の時間間隔。ブロックが Triggered Subsystem 内にある場合は、このパラメーターを -1 に設定してサンプル時間を継承します。このブロックが連続可変ステップ モデル内にある場合は、サンプル時間を明示的に指定します。詳細については、サンプル時間とはサンプル時間の指定を参照してください。

モデルの例

48 V 始動発電機のエネルギー バランス

48 V 始動発電機のエネルギー バランス

この例では、単純化された 48 V の車載システムにおいて始動機/発電機として使用される埋込永久磁石同期機 (IPMSM) を説明します。このシステムには、48 V の電気回路網と 12 V の電気回路網が含まれています。内燃エンジン (ICE) は、基本的な機械ブロックで表されます。IPMSM は、ICE がアイドリング速度に達するまでモーターとして動作し、その後は発電機として動作します。IPMSM は、R3 の電力消費源を含む 48 V 回路網に電力を供給します。48 V 回路網は次の 2 つの消費源を含む 12 V 回路網に電力を供給します。R1 および R2。合計シミュレーション時間 (t) は 0.5 秒です。t = 0.05 秒で ICE が始動します。t = 0.1 秒で R3 がオンになります。t = 0.3 秒で R2 がオンになり、12 V 電気回路網の負荷が増加します。EM Controller サブシステムには、外側の電圧制御ループと内側の 2 つの電流制御ループをもつ、マルチレートの PI ベース カスケード制御構造が含まれています。Control サブシステムのタスク スケジューリングは、Stateflow® のステート マシンとして実装されます。DCDC Controller サブシステムは、12 V 回路網に電力を供給する DC-DC 降圧コンバーター用の単純な PI コントローラーを実装します。Scopes サブシステムには、シミュレーション結果を確認できるスコープが含まれています。

参照

[1] Åström, K. and T. Hägglund. Advanced PID Control. Research Triangle Park, NC: ISA, 2005.

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2017b で導入