DC Voltage Controller

フィードフォワード零点相殺と積分アンチワインドアップをもつ離散時間 DC 電圧 PI 制御

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

説明

DC Voltage Controller ブロックは、離散時間 PI ベース DC 電圧制御を実装します。このブロックではフィードフォワード パスで零点相殺を実装できます。積分ゲインの飽和を防ぐために、このブロックではアンチワインドアップ ゲインを実装できます。

方程式

DC Voltage Controller ブロックが制御信号の計算に使用する方程式は次のとおりです。

$control=\left(K_p+K_i\frac{T_{s}z}{z-1}\right)\left(v_{ref}-v\right),$

ここで、

• control は制御信号です。デューティ比または電流として表されます。

• K_p は比例ゲインです。

• K_i は積分ゲインです。

• T_s はサンプル時間です。

• v_ref は基準電圧です。

• v は測定電圧です。

PI 制御の計算では、閉ループ伝達関数で零点が得られます。零点を相殺するために、このブロックでは次の離散時間零点相殺伝達関数を使用します。

$G_{ZC}\left(z\right)=\frac{\frac{T_s{K}_i}{K_p}}{z+\left(\frac{T_s-\frac{K_p}{K_i}}{\frac{K_p}{K_i}}\right)}.$

積分器出力の飽和を防ぐために、このブロックではアンチワインドアップ メカニズムを使用します。これにより、積分器のゲインは以下と等しくなります。

$$K_i+K_{aw}\left(contro{l}_{sat}-contro{l}_{unsat}\right),$$

• K_aw はアンチワインドアップ ゲインです。

• control_sat は、ブロックで $contro{l}_{sat}=\text{min}\left(\max \left(contro{l}_{unsat},contro{l}_{min}\right),contro{l}_{max}\right),$ として計算される飽和した制御信号です。

  ここで、

  • control_unsat は飽和していない制御信号です。

  • control_min は制御信号の下限です。

  • v_max は制御信号の上限です。

端子

入力

vRef — 基準 DC 電圧

スカラー

プラントの目的の DC 出力電圧。

データ型: single | double

v — 測定 DC 電圧

スカラー

プラントの測定された DC 出力電圧。

データ型: single | double

Reset — 外部リセット

スカラー

積分器の外部リセット信号 (立ち上がりエッジ)。

データ型: single | double

出力

Control — 制御信号

スカラー

デューティ比または電流として表される制御信号 control。

データ型: single | double

パラメーター

比例ゲイン — 比例ゲイン K_p

0.1 (既定値) | 正のスカラー

コントローラーの比例ゲイン K_p。

積分ゲイン — 積分ゲイン K_i

50 (既定値) | 正のスカラー

コントローラーの積分ゲイン K_i。

アンチワインドアップ ゲイン — アンチワインドアップ ゲイン K_aw

1 (既定値) | 正のスカラー

コントローラーのアンチワインドアップ ゲイン K_aw。

制御動作の上限 — 制御信号の上限 control_max

1 (既定値) | 正のスカラー

Control 出力信号の上限。この値は [制御動作の下限] パラメーターの値より大きい必要があります。

制御動作の下限 — 制御信号の下限 control_min

0 (既定値) | 非負のスカラー

Control 出力信号の下限。

サンプル時間 (継承は -1) — ブロックのサンプル時間

-1 (既定値) | 正のスカラー

連続するブロック実行間の時間間隔 (秒)。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、サンプル時間とはとサンプル時間の指定を参照してください。

このブロックが 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、正のスカラーを使用してサンプル時間を明示的に指定します。

離散化サンプル時間 — 離散化のサンプル時間

0.001 (既定値) | 正のスカラー

連続する離散化間の時間間隔 (秒)。

時定数電圧フィルター — DC 電圧フィルターの時定数 τ

0.001 (既定値) | 正のスカラー

DC 電圧フィルターの時定数 τ。

依存関係

[時定数電圧フィルター] パラメーターは、[DC 電圧をフィルター] チェックボックスがオンの場合にのみ表示されます。

零点相殺を有効にする — フィードフォワード零点相殺

オフ (既定値) | オン

フィードフォワード パスで零点相殺を使用するためのオプション。

依存関係

[零点相殺を有効にする] オプションを選択し、[サンプル時間 (継承は -1)] を -1 に設定すると、[離散化サンプル時間] パラメーターが表示されます。

DC 電圧をフィルター — DC 電圧フィルター オプション

オン (既定値) | オフ

電圧測定パスに対するフィルターを有効にするには、チェックボックスをオンにします。フィルターを無効にするには、チェック ボックスをオフにします。

依存関係

[時定数電圧フィルター] パラメーターは、[DC 電圧をフィルター] チェック ボックスがオンの場合にのみ表示されます。

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

R2018a で導入

参考

ブロック

• DC-DC Voltage Controller | DC Current Controller