Washout (Discrete or Continuous)

Фильтр с вымыванием (фильтр высоких частот) в дискретном или непрерывном времени.

Тип: SubSystem

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Control/General Control/Washout (Discrete or Continuous)

Описание

Блок Washout (Discrete or Continuous) реализует фильтр с вымыванием в соответствии со стандартом IEEE 421.5-2016 [1]. Фильтр с вымыванием также известен как фильтр высоких частот.

Переключаться между непрерывной и дискретной реализациями фильтра можно с помощью параметра Sample time (-1 for inherited).

Уравнения

Непрерывный режим

Чтобы настроить фильтр для работы в непрерывном режиме, установите для параметра Sample time (-1 for inherited) значение 0. Это представление эквивалентно непрерывной передаточной функции

где — постоянная времени фильтра.

Из приведенной выше передаточной функции следует система уравнений, определяющая фильтр:

где

— входной сигнал фильтра;
— состояние фильтра;
— выходной сигнал фильтра;
— время моделирования;
— начальное значение входного сигнала блока.

Дискретный режим

Чтобы настроить фильтр для работы в дискретном режиме, установите для параметра Sample time (-1 for inherited) положительное ненулевое значение или значение −1, чтобы унаследовать период дискретизации от вышестоящего блока. Дискретное представление эквивалентно передаточной функции

где — период дискретизации.

Исходя из дискретной передаточной функции, уравнения фильтра определяются с помощью прямого метода Эйлера:

где

— входной сигнал фильтра;
— состояние фильтра;
— выходной сигнал фильтра;
— временной шаг моделирования;
— начальный входной сигнал 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.

Игнорирование динамики фильтра

Чтобы игнорировать динамику фильтра, установите значение постоянной времени, меньшее или равное значению периода дискретизации. В этом случае входной сигнал подается непосредственно на выход:

В непрерывном режиме период дискретизации и постоянная времени должны быть равны нулю.

Порты

Вход

# u — входной сигнал фильтра
вектор

Details

Входной сигнал фильтра с вымыванием. Блок использует начальное значение входного сигнала для определения начального значения состояния.

Типы данных	`Float32`, `Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Выход

# y — выходной сигнал фильтра
вектор

Details

Выходной сигнал фильтра с вымыванием.

Типы данных	`Float32`, `Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Main group

# Time constant — постоянная времени фильтра

Details

Постоянная времени фильтра с вымыванием. Чтобы игнорировать динамику фильтра, установите для этого параметра значение, меньшее или равное значению параметра Sample time (-1 for inherited).

Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`T`
Вычисляемый	Да

# Initialization — способ задания начального состояния
Inherited from block input | Specify as parameter

Details

Выберите начальное состояние для этого блока. Дополнительную информацию см. в разделе Определение начальных условий.

Значения	`Inherited from block input` \| `Specify as parameter`
Значение по умолчанию	`Inherited from block input`
Имя для программного использования	`initial_option`
Вычисляемый	Да

# Initial state — начальное состояние

Details

Начальное состояние блока.

Зависимости

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.