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Second-Order Filter

2 次フィルターを実装する

ライブラリ

Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Control / Filters

  • Second-Order Filter block

説明

Second-Order Filter ブロックは、ブロック メニューで選択された [Filter type] に基づいて、次の伝達関数を実装します。

ローパス フィルター:

H(s)=ωn2s2+2ζωns+ωn2

ハイパス フィルター:

H(s)=s2s2+2ζωns+ωn2

バンドパス フィルター:

H(s)=2ζωnss2+2ζωns+ωn2

バンドストップ (ノッチ) フィルター:

H(s)=s2+ωn2s2+2ζωns+ωn2

s=Laplace operatorωn=natural frequency; ωn=2πfnζ=damping ratio (called Zeta in the block menu)

Second-Order Filter ブロックの主な特性は次のとおりです。

  • 入力は、N 個の信号をベクトル化した入力を受け入れるため、N 個のフィルターを実装します。この機能は、三相システム (N = 3) でのコントローラーの設計に特に役立ちます。

  • 指定した DC 入力と AC 入力のフィルター状態を初期化できます。

  • フィルター応答を計算してプロットできます。

パラメーター

Filter type

フィルターのタイプを指定します。[Lowpass][Highpass][Bandpass] (既定)、または [Bandstop (notch)]

Natural frequency fn (Hz)

フィルターの固有振動数 (ヘルツ) を指定します。値はスカラーまたはベクトルでなければなりません。既定は 120 です。

Damping ratio Zeta (Q = 1/(2*Zeta))

フィルターの減衰比を指定します。減衰比は通常、0 ~ 1 の値です。既定は 0.707 です。

減衰比は、次のようにフィルター品質係数 Q に関係します。

Q=12ζ

バンドパスまたはバンドストップ フィルターの場合、3 dB の帯域幅は次のように求められます。

BW=fnQ=2ζfn

Sample time

ブロックのサンプル時間 (秒) を指定します。連続ブロックを実装するには 0 に設定します。既定は 0 です。

Initialize filter states

このチェック ボックスがオンの場合、フィルター状態は [AC initial input] パラメーターと [DC initial input] パラメーターに従って初期化されます。既定はオンです。

AC initial input: [ Mag, Phase (degrees), Freq (Hz) ]

入力信号の初期 AC 成分の振幅、その位相 (度)、および周波数 (ヘルツ) を指定します。既定は [0, 0, 60] です。

入力がベクトル化されている場合 (N 個の信号)、行列の各行が特定の入力に対応する N 行 3 列の行列を指定します。

[AC initial input] パラメーターは、[Initialize filter states] パラメーターが選択されている場合にのみ表示されます。

DC initial input

入力信号の初期 DC 成分の値を指定します。入力信号がベクトル化されている場合、各値が特定の入力に対応する 1 行 N 列のベクトルを指定します。既定は 0 です。

[DC initial input] パラメーターは、[Initialize filter states] パラメーターが選択されている場合にのみ表示されます。

Plot filter response

このチェック ボックスがオンの場合、フィルター ステップ応答とそのボード線図 (伝達関数の振幅と位相を周波数の関数として示す) が Figure にプロットされます。既定はオフです。

Frequency range (Hz): [Start, End, Inc.]

フィルターのボード線図のプロット用の周波数範囲を指定します。開始周波数、終了周波数、および増分周波数 (ヘルツ) を含むベクトルを指定します。既定は [0, 500, 1] です。

[Frequency range] パラメーターは、[Plot filter response] パラメーターが選択されている場合にのみ表示されます。

特性

直達あり
サンプル時間[Sample Time] パラメーターで指定
[Sample Time] = 0 の場合は連続
スカラー拡張あり (パラメーター)
状態フィルターごとに 2 つの状態
多次元化あり

power_SecondOrderFilter の例では、2 つの [Filter type] パラメーター設定 ([Lowpass][Bandstop]) を使用する Second-Order Filter ブロックが示されています。

モデルのサンプル時間は変数 Ts (既定値の Ts = 50e-6) でパラメーター化されています。連続フィルターをシミュレートするには、シミュレーションを開始する前に MATLAB® コマンド ウィンドウで Ts = 0 と指定します。

バージョン履歴

R2013a で導入