Simscape Power systemsのMutual Inductance​でｲﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ値​を動的に変更する方法

Simscape Power systemsのMutual Inductanceでｲﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ値を動的に変更したい。

■やりたいこと

・ｲﾝﾀﾞｸﾀﾝｽ値を数式で表現し、その式の変数をｼﾐｭﾚｼｮﾝ実効中に変更する。

・上記、変数はあらかじめ測定しておき、MAPﾃﾞｰﾀ（Lookuptable等）でｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ実行中に参照する。

■ﾓﾃﾞﾙの場所

Simscape/Power Systems/Specialized Technology/Fundamental Blocks/Elements/Mutual Inductance

[Atsushi Matsumoto]

既存ブロックではMutual Inductanceはポート入力でダイナミックに可変できないので、Simscape Languageを使ってブロックを自作するか、Simulinkブロック（伝達関数ブロックなど）で等価なモデルを作成するというのは解になりえますでしょうか？

[Mitsuru Shibanuma]

回答ありがとうございます。 良いモデルがあるので、簡単に出来る方法を模索してました。 等価回路モデルを作成することを検討してみます。

Answer 1

[Atsushi Matsumoto]

Mutual Inductorブロックのソースコード（Simscape Language）はブロックパラメータウィンドウにあるリンクより見ることができます。&nbsp

それを基に、パラメータとなっているL1, L2, kのうち、動的に可変させたいパラメータをinputs項に書き換えて、カスタムコンポーネントを作成してはいかがでしょうか？（以下のサンプルではL1, L2, k全てを入力パラメータにしています。）

component vari_mutual_inductor
% Variable Mutual Inductor :
%
%   V1 = L1*dI1/dt + M*dI2/dt
%   V2 = L2*dI2/dt + M*dI1/dt
%
% where parameters L1 and L2 are the winding self-inductances, and
% M is the mutual inductance. M is defined in terms of the
% Coefficient of coupling k by M=k*sqrt(L1*L2). Hence the magnitude of k 

% should be less than one. Negative k yields an inverted output.

% Copyright 2005-2018 The MathWorks, Inc.

inputs
    L1 = { 10, 'H' };  % L1:left
    L2 = { 0.1, 'H' }; % L2:right
    k = 0.9;           % k:left
end

nodes
    p1 = foundation.electrical.electrical; % 1+:left
    n1 = foundation.electrical.electrical; % 1-:left
    p2 = foundation.electrical.electrical; % 2+:right
    n2 = foundation.electrical.electrical; % 2-:right
end

parameters
%     L1 = { 10, 'H' };  % Inductance L1
%     L2 = { 0.1, 'H' }; % Inductance L2
%     k = 0.9;           % Coefficient of coupling
end

variables
    i1 = {value = { 0, 'A' }, priority = priority.high}; % Primary current
    i2 = {value = { 0, 'A' }, priority = priority.high}; % Secondary current
    v1 = { 0, 'V' }; % Primary voltage
    v2 = { 0, 'V' }; % Secondary voltage
end

branches
    i1 : p1.i -> n1.i;
    i2 : p2.i -> n2.i;
end

equations
    assert(L1>0)
    assert(L2>0)
    assert(abs(k)<1)
    v1 == p1.v - n1.v;
    v2 == p2.v - n2.v;
    v1 == L1*i1.der + k*sqrt(L1*L2)*i2.der;
    v2 == L2*i2.der + k*sqrt(L1*L2)*i1.der;
end

end

Answer 2

[Hiroumi Mita]

 Mutual Inductanceでインダクタンス値を動的に変更するのは困難です。

代替案として、次があります。

#1. Mutual Inductanceのインダクタンス値をMATLABワークスペース変数で定義します。

#2. シミュレーションをなんらかの条件でいったん停止し、

MATLABワークスペース変数で定義している変数を書き換えて、そ の状態からシミュレーションを継続するのはSimulinkの標準機能であるSimstateをうまく組むことでできます。

[Mitsuru Shibanuma]

回答ありがとうございます。 実施したいことは、制御器の過渡応答性評価で、 シミュレーションをいったん停止することでは、目的を満足できないです。 上記でMatsumotoさんが言われるとおり、自作を検討しようと思います。

Answer 3

[Atsushi Matsumoto]

上記のカスタムコンポーネントを使ったモデルで、結合係数をSIN波で可変させると下図のような振る舞いとなります。モデルも添付します。参考になれば幸いです。

[Mitsuru Shibanuma]

回答ありがとうございます。 恐縮ですが、モデルのバージョンをSimulink 9.0以下にしていただけないでしょうか。私の環境下では中を拝見できません。

[Atsushi Matsumoto]

MATLABデスクトップにある [設定] メニューから、Simulink設定/モデルファイル の [Simulinkの新規バージョンで作成されたモデルの読み込みを禁止] を無効化して下さい。そうするとR2017b(Simulink 9.0)でも開けると思います。

[Mitsuru Shibanuma]

開くことができました。ありがとうございます。