Main Content

Low-Pass Filter (Discrete or Continuous)

離散時間または連続時間のローパス フィルター

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

  • Low-Pass Filter (Discrete or Continuous) block

説明

Low-Pass Filter (Discrete or Continuous) ブロックは、IEEE 421.5-2016[1] に準拠したローパス フィルターを実装します。この規格では、このフィルターを単純時定数と呼んでいます。

[サンプル時間] パラメーターを使用して、積分器の実装を連続と離散の間で切り替えることができます。

方程式

連続

連続時間用のフィルターを構成するには、[サンプル時間] プロパティを 0 に設定します。この表現は次の連続伝達関数と等価です。

G(s)=KTs+1,

ここで、

  • K はフィルターのゲインです。

  • T はフィルターの時定数です。

上記の伝達関数のフィルター定義方程式は次のとおりです。

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

ここで、

  • u はフィルターの入力です。

  • x はフィルターの状態です。

  • y はフィルターの出力です。

  • t はシミュレーション時間です。

  • u0 はブロックへの初期入力です。

離散

離散時間用のフィルターを構成するには、[サンプル時間] プロパティを正の非ゼロの値に設定するか、-1 に設定してサンプル時間を上流のブロックから継承します。離散の表現は次の伝達関数と等価です。

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

ここで、

  • K はフィルターのゲインです。

  • T はフィルターの時定数です。

  • Ts はフィルターのサンプル時間です。

離散伝達関数のフィルター方程式は、前進オイラー法を使用して次のように定義されます。

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

ここで、

  • u はフィルターの入力です。

  • x はフィルターの状態です。

  • y はフィルターの入力です。

  • n はシミュレーション タイム ステップです。

  • u0 はブロックへの初期入力です。

初期条件

このブロックの初期条件を指定するには、[初期化] を次のように設定します。

  • ブロック入力から継承 — ブロックで状態と出力の初期条件が初期入力に設定されます。

  • パラメーターとして指定 — ブロックで状態の初期条件が [初期状態] の値に設定されます。

積分の制限

アンチワインドアップ飽和手法を使用するには、[飽和の上限][飽和の下限] のパラメーターを使用します。

アンチワインドアップ手法では、積分器の状態を飽和の下限 A から飽和の上限 B までに制限します。

A<=x<=B.

状態が制限されるため、積分が飽和したときに、出力が入力の符号の反転に即座に反応できます。次のブロック線図は、フィルターにおけるアンチワインドアップ飽和手法の実装を示しています。

このブロックではワインドアップ飽和手法は提供されません。ワインドアップ飽和手法を使用するには、[飽和の上限] パラメーターを inf[飽和の下限] パラメーターを -inf に設定して、saturation ブロックを出力に接続します。

フィルターのダイナミクスのバイパス

フィルターのダイナミクスを無視するには、時定数をサンプル時間以下の値に設定します。バイパスした場合、ブロックはゲインでスケーリングされた入力を出力に直接送ります。

TTsy=Ku

連続の場合は、サンプル時間と時定数がどちらもゼロでなければなりません。

端子

入力

すべて展開する

ローパス フィルターの入力信号。ブロックは入力の初期値を使用して状態の初期値を決定します。

データ型: single | double

出力

すべて展開する

ローパス フィルターの出力。

データ型: single | double

パラメーター

すべて展開する

ローパス フィルターのゲイン。

ローパス フィルターの時定数。離散型の実装でフィルターのダイナミクスをバイパスするには、この値を [サンプル時間] 未満に設定します。

ローパス フィルターの状態の上限。非飽和の上限の場合はこれを inf に設定し、フィルターの積分器のワインドアップを防止する上限の場合は有限値に設定します。

ローパス フィルターの状態の下限。非飽和の下限の場合はこれを -inf に設定し、フィルターの積分器のワインドアップを防止する下限の場合は有限値に設定します。

このブロックの初期状態の条件を指定します。詳細については、初期条件を参照してください。

ブロックの初期状態。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[初期化][パラメーターとして指定] に設定します。

連続するブロック実行間の時間間隔。実行時に、ブロックは出力を生成し、必要に応じて内部状態を更新します。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。

継承される離散時間演算の場合は、-1 を指定します。離散時間演算の場合は、正の整数を指定します。連続時間演算の場合は、0 を指定します。

このブロックがマスク サブシステム内、または連続演算と離散演算を切り替え可能な他のバリアント サブシステム内にある場合は、サンプル時間のパラメーターをプロモートします。サンプル時間のパラメーターをプロモートすると、ブロックの実装が連続と離散の間で正しく切り替わります。詳細については、マスクへのパラメーターのプロモートを参照してください。

モデルの例

参照

[1] IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies. IEEE Std 421.5-2016. Piscataway, NJ: IEEE-SA, 2016.

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