Smith Predictor Controller

이산시간 스미스 불감 시간 보상기

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라이브러리:
Simscape / Electrical / Control / General Control

설명

Smith Predictor Controller 블록은 이산시간으로 스미스 불감 시간 PI 제어 구조를 구현하여 불감 시간을 보상합니다. 다음 다이어그램은 블록의 등가 회로를 보여줍니다.

방정식

불감 시간이 있는 시스템의 전달 함수는 다음과 같습니다.

$G_{f} (s) = G_{p} (s) e^{- τ s},$

여기서 각각은 다음과 같습니다.

τ는 시스템 불감 시간입니다.
G_p(s)는 공정 모델입니다.
G_f(s)는 예측 오차 필터입니다.

예제

DC 모터 제어(스미스 예측기)

이 예제에서는 DC 모터에 대한 스미스 예측기 속도-제어 구조를 보여줍니다. PWM 제어 4사분면 초퍼는 DC 모터에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. Control 서브시스템에는 스미스 예측기 제어기와 PWM 생성이 포함됩니다. 센서는 5ms의 지연으로 회전자 속도를 측정합니다. 총 시뮬레이션 시간(t)은 4초입니다. t = 1.5초에서 부하 토크가 증가합니다. t = 2.5초에서 기준 속도가 1000rpm에서 2000rpm으로 변경됩니다.

모델 열기

포트

입력

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r — 플랜트 기준
스칼라

플랜트 시스템 기준 신호입니다.

데이터형: single | double

Reset — 적분기 재설정
스칼라

적분기를 위한 외부 재설정 신호(상승 에지)입니다.

데이터형: Boolean

y — 플랜트 출력
스칼라

플랜트 시스템 출력 신호입니다.

데이터형: single | double

출력

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u — 제어기 출력
스칼라

제어 시스템 출력 신호입니다.

데이터형: single | double

파라미터

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비례 이득 — K_p
`1` (디폴트 값) | 양의 스칼라

PI 제어기의 비례 이득 K_p입니다.

적분 이득 — K_i
`1` (디폴트 값) | 양의 스칼라

PI 제어기의 적분 이득 K_i입니다.

적분기 초기 조건 — 초기 적분기 값
`0` (디폴트 값) | 스칼라

시뮬레이션 시작 시간에서의 적분기 값입니다.

제어 동작 상한 — u_max
`5` (디폴트 값) | 제어 동작 하한 파라미터의 값보다 큰 스칼라

제어 출력 신호의 상한입니다.

제어 동작 하한 — u_min
`0` (디폴트 값) | 스칼라

제어 출력 신호의 하한입니다.

이산 전달 함수 분자 모델링 — 전달 함수 분자
`1` (디폴트 값) | 스칼라 또는 벡터

시스템 이산화 전달 함수의 분자입니다. 이산 전달 함수를 구하려면 Control System Toolbox™ 라이선스가 있는 경우 c2d 함수를 사용합니다.

이산 전달 함수 분모 모델링 — 전달 함수 분모
`[1 0.5]` (디폴트 값) | 벡터

시스템 이산화 전달 함수의 분모입니다. 이산 전달 함수를 구하려면 Control System Toolbox 라이선스가 있는 경우 c2d 함수를 사용합니다.

시스템 불감 시간(샘플 수) — 불감 시간 샘플 수
`2` (디폴트 값) | `0` 또는 양의 정수

불감 시간의 샘플 수입니다.

샘플 시간(상속된 경우 -1) — 샘플링 간격
`-1` (디폴트 값) | 디폴트 값 또는 양수

샘플 간의 시간 간격입니다. Triggered Subsystem 내에 이 블록이 있는 경우에는 이 파라미터를 -1로 설정하여 샘플 시간을 상속합니다. 연속 가변 스텝 모델 내에 이 블록이 있는 경우에는 샘플 시간을 명시적으로 지정합니다. 자세한 내용은 샘플 시간이란? 항목과 샘플 시간 지정하기 항목을 참조하십시오.

참고 문헌

[1] Velagic. J. "Design of Smith-like Predictive Controller with Communication with Communication Delay Adaptation."International Journal of Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering. Vol 2, Number 11, 2008, pp. 2447-2481.

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Smith Predictor Controller

설명

방정식

예제

DC 모터 제어(스미스 예측기)

포트

입력

r — 플랜트 기준
스칼라

Reset — 적분기 재설정
스칼라

y — 플랜트 출력
스칼라

출력

u — 제어기 출력
스칼라

파라미터

비례 이득 — K_p
`1` (디폴트 값) | 양의 스칼라

적분 이득 — K_i
`1` (디폴트 값) | 양의 스칼라

적분기 초기 조건 — 초기 적분기 값
`0` (디폴트 값) | 스칼라

제어 동작 상한 — u_max
`5` (디폴트 값) | 제어 동작 하한 파라미터의 값보다 큰 스칼라

제어 동작 하한 — u_min
`0` (디폴트 값) | 스칼라

이산 전달 함수 분자 모델링 — 전달 함수 분자
`1` (디폴트 값) | 스칼라 또는 벡터

이산 전달 함수 분모 모델링 — 전달 함수 분모
`[1 0.5]` (디폴트 값) | 벡터

시스템 불감 시간(샘플 수) — 불감 시간 샘플 수
`2` (디폴트 값) | `0` 또는 양의 정수

샘플 시간(상속된 경우 -1) — 샘플링 간격
`-1` (디폴트 값) | 디폴트 값 또는 양수

참고 문헌

확장 기능

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

참고 항목

블록

Smith Predictor Controller

설명

방정식

예제

DC 모터 제어(스미스 예측기)

포트

입력

r — 플랜트 기준 스칼라

Reset — 적분기 재설정 스칼라

y — 플랜트 출력 스칼라

출력

u — 제어기 출력 스칼라

파라미터

비례 이득 — Kp 1 (디폴트 값) | 양의 스칼라

적분 이득 — Ki 1 (디폴트 값) | 양의 스칼라

적분기 초기 조건 — 초기 적분기 값 0 (디폴트 값) | 스칼라

제어 동작 상한 — umax 5 (디폴트 값) | 제어 동작 하한 파라미터의 값보다 큰 스칼라

제어 동작 하한 — umin 0 (디폴트 값) | 스칼라

이산 전달 함수 분자 모델링 — 전달 함수 분자 1 (디폴트 값) | 스칼라 또는 벡터

이산 전달 함수 분모 모델링 — 전달 함수 분모 [1 0.5] (디폴트 값) | 벡터

시스템 불감 시간(샘플 수) — 불감 시간 샘플 수 2 (디폴트 값) | 0 또는 양의 정수

샘플 시간(상속된 경우 -1) — 샘플링 간격 -1 (디폴트 값) | 디폴트 값 또는 양수

참고 문헌

확장 기능

C/C++ 코드 생성 Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

참고 항목

블록

r — 플랜트 기준
스칼라

Reset — 적분기 재설정
스칼라

y — 플랜트 출력
스칼라

u — 제어기 출력
스칼라

비례 이득 — K_p
`1` (디폴트 값) | 양의 스칼라

적분 이득 — K_i
`1` (디폴트 값) | 양의 스칼라

적분기 초기 조건 — 초기 적분기 값
`0` (디폴트 값) | 스칼라

제어 동작 상한 — u_max
`5` (디폴트 값) | 제어 동작 하한 파라미터의 값보다 큰 스칼라

제어 동작 하한 — u_min
`0` (디폴트 값) | 스칼라

이산 전달 함수 분자 모델링 — 전달 함수 분자
`1` (디폴트 값) | 스칼라 또는 벡터

이산 전달 함수 분모 모델링 — 전달 함수 분모
`[1 0.5]` (디폴트 값) | 벡터

시스템 불감 시간(샘플 수) — 불감 시간 샘플 수
`2` (디폴트 값) | `0` 또는 양의 정수

샘플 시간(상속된 경우 -1) — 샘플링 간격
`-1` (디폴트 값) | 디폴트 값 또는 양수

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.