Компенсатор опережения-запаздывания в дискретном или непрерывном времени.
Тип: SubSystem
Путь в библиотеке:
/Physical Modeling/Electrical/Control/General Control/Lead-Lag (Discrete or Continuous)
Описание
Блок Lead-Lag (Discrete or Continuous) реализует компенсатор опережения-запаздывания в соответствии со стандартом IEEE 421.5-2016 [1].
Переключаться между непрерывной и дискретной реализациями блока можно с помощью параметра Sample time (-1 for inherited).
Уравнения компенсатора опережения-запаздывания
Непрерывный режим
Чтобы настроить компенсатор для работы в непрерывном режиме, установите для параметра Sample time (-1 for inherited) значение 0. Это представление эквивалентно непрерывной передаточной функции
где
— постоянная времени опережения;
— постоянная времени запаздывания.
Из приведенной выше передаточной функции следует система уравнений, определяющая компенсатор:
где
— входной сигнал блока;
— состояние блока;
— выходной сигнал блока;
— время моделирования;
— начальное значение входного сигнала блока.
Дискретный режим
Чтобы настроить компенсатор для работы в дискретном режиме, установите для параметра Sample time (-1 for inherited) положительное ненулевое значение или значение −1 для наследования периода дискретизации от вышестоящего блока. Дискретное представление эквивалентно передаточной функции
где
— постоянная времени опережения;
— постоянная времени запаздывания;
— период дискретизации.
Исходя из дискретной передаточной функции, уравнения компенсатора определяются с помощью прямого метода Эйлера:
где
— входной сигнал блока;
— состояние блока;
— выходной сигнал блока;
— временной шаг моделирования;
— начальное значение входного сигнала блока.
Определение начальных условий
Начальные условия блока можно задать с помощью параметра Initialization. Установите значение:
Inherited from block input — блок установит начальные условия состояния и выходного сигнала равными начальному входному значению;
Specify as parameter — блок установит начальное условие состояния равным значению параметра Initial state.
Ограничение интеграла
Задайте конечные значения для параметров Upper saturation limit и Lower saturation limit, чтобы использовать метод ограничения с защитой от насыщения («anti-windup»).
Метод защиты от насыщения ограничивает состояние компенсатора между нижним пределом насыщения и верхним пределом насыщения :
Поскольку состояние ограничено, выходной сигнал может немедленно реагировать на изменение знака входного сигнала при насыщении интегратора.
Данный блок не поддерживает метод интегрального насыщения («windup»). Чтобы использовать этот метод, установите для параметра Upper saturation limit значение Inf, а для параметра Lower saturation limit значение −Inf и подключите блок Saturation к выходному сигналу.
Игнорирование динамики компенсатора
Установите постоянную времени запаздывания равной нулю или постоянной времени опережения, чтобы игнорировать динамику компенсатора. В этом случае входной сигнал подается непосредственно на выход:
В непрерывном режиме период дискретизации и как минимум одна из постоянных времени должны быть равны нулю.
Входной сигнал компенсатора опережения-запаздывания. Блок использует начальное значение входного сигнала для определения начального значения состояния.
#Lead time constant T1 —
постоянная времени опережения
Details
Постоянная времени опережения компенсатора. Установите это значение равным 0 или значению параметра Lag time constant T2.
Значение по умолчанию
0.2
Имя для программного использования
T1
Вычисляемый
Да
#Lag time constant T2 —
постоянная времени запаздывания
Details
Постоянная времени запаздывания компенсатора. Установите это значение равным 0 или значению параметра Lead time constant T1.
Значение по умолчанию
0.1
Имя для программного использования
T2
Вычисляемый
Да
#Upper saturation limit —
верхний предел состояния
Details
Верхний предел состояния компенсатора. Установите значение Inf для ненасыщенного верхнего предела или конечное значение для предотвращения переполнения верхнего предела интегратора системы.
Нижний предел состояния компенсатора. Установите значение −Inf для ненасыщенного нижнего предела или конечное значение для предотвращения переполнения нижнего предела интегратора системы.
Значение по умолчанию
-Inf
Имя для программного использования
lower_saturation_limit
Вычисляемый
Да
#Initialization —
способ задания начального состояния
Inherited from block input | Specify as parameter
Details
Выберите способ задания начального состояния блока. Дополнительную информацию см. в разделе Определение начальных условий.
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Initialization значение Specify as parameter.
Значение по умолчанию
0.0
Имя для программного использования
initial_state
Вычисляемый
Да
#Sample time (-1 for inherited) —
период дискретизации блока
Details
Время между последовательными выполнениями блока. Во время выполнения блок генерирует выходные сигналы и, при необходимости, обновляет свое внутреннее состояние.
Для наследуемого режима дискретного времени установите для этого параметра значение −1. Для дискретного режима установите для этого параметра положительное целое число. Для непрерывного режима установите для этого параметра значение 0.
Значение по умолчанию
-1
Имя для программного использования
sample_time
Вычисляемый
Да
Литература
IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies. IEEE Std 421.5-2016. Piscataway, NJ: IEEE-SA, 2016.