FIWR – Frekvenční identifikace s rekonstruktorem

Symbol blokuPotřebná licence: ADVANCED

Popis funkce
Blok FIWR realizuje identifikační experiment frekvenční charakteristiky procesu. Soustava je buzena harmonickým signálem se stejnosměrnou složkou ubias, amplitudou uampb a frekvencí $ω$ postupně probíhající interval $⟨$ wb, wf $⟩$ . Pokud je povolena adaptivní změna amplitudy (adaptive_amp = on), pak budicí signál nabývá takových hodnot, aby se amplituda výstupu blížila hodnotě dy_max/2. Rychlost změny (rozmítání) frekvence je dána stavem cp (pokud není adaptivní - viz dále, zadává se do parametru bloku cpb), který udává:

v logaritmickém režimu (mode = 1) relativní zmenšení počáteční periody $T_{b} = \frac{2 π}{w_{b}}$ budicí sinusovky za čas $T_{b}$ , tedy: $c p = \frac{w_{b}}{ω (T_{b})} = \frac{w_{b}}{w_{b} e^{γ T_{b}}} = e^{- γ T_{b}} .$
v lineárním režimu (mode = 2) přírůstek frekvence za jednotku času.

Hodnota parametru cp se obvykle pohybuje v intervalu $⟨ 0, 7; 1)$ v logaritmickém režimu. Pro lineární režim je potřeba parametr volit vzhledem k zadanému frekvenčnímu rozsahu a požadované změně frekvence. Pokud je povolena adaptivní změna rychlosti rozmítání (adaptive_cp = on), pak dojde k přepočítání parametru cp v závislosti na „chybné“ poloze bodu frekvenční charakteristiky před jeho konvergencí při každém plánovaném zastavení rozmítání (daným vektorem PHI). Aktuální hodnota parametru cp je kopírována na výstup cp, jeho počáteční hodnotu cpb lze zvolit. Minimální a maximální hodnota parametru cp cp_min a cp_max se bere v potaz pouze v režimu adaptive_cp = on, jinak se na výstup cp kopíruje hodnota cpb. V kombinovaném režimu (mode = 3) je cpb rychlost rozmítání v logaritmických úsecích a lineární úseky včetně rychlostí rozmítání jsou definovány maticí WL. Tato matice může být definována:

1: Explicitně: [ $w b_{1}$ $w f_{1}$ $c p_{1}$ , $w b_{2}$ $w f_{2}$ $c p_{2}$ , ..., $w b_{N}$ $w f_{N}$ $c p_{N}$ ], kde velikost matice je [1x3N].
2: Alternativně: [ $w b_{1}$ $w b_{2}$ ... $w b_{N}$ ; $w f_{1}$ $w f_{2}$ ... $w f_{N}$ ; $c p_{1}$ $c p_{2}$ $c p_{N}$ ], kde $w b_{i}$ je začátek i-tého lineárního intervalu, $w f_{i}$ je konec i-tého lineárního intervalu. Velikost matice je [3xN].

Identifikace systému se spouští nastavením vstupu TUNE = on. Po uplynutí rmi vteřin (odhad trvání přechodového děje) startuje výpočet aktuálního bodu frekvenční charakteristiky. Jeho reálná a imaginární část se průběžně kopíruje na výstupy xre a xim. Fázové zpoždění na dané frekvenci se kopíruje na výstup phase. Během procesu identifikace se rozmítání zastaví pokaždé, kdy jsou dosaženy body s fázovým zpožděním PHI. Doba zastavení souvisí s hodnotami parametrů q_crit $\in ⟨ 0, 001; 0, 1 ⟩$ a np. Čím menší parametr q_crit je, tím přesněji bude bod frekvenční charakteristiky určen, a doba zastavení rozmítání bude delší. Pro kratší vyhodnocovací okénko dané počtem vteřin np (obvykle se volí shodně s rmi) bude doba zastavení rozmítání kratší. Je možné zvolit maximální počet vyhodnocovacích okének cmi, přičemž běžná hodnota je cmi = 10. Vstupem HLD = on je možné ručně zastavit rozmítání frekvence, opětovné nastavení HLD = off vede k jeho pokračování. V případě potřeby je možné ladící proces předčasně ukončit vstupem BRK = on.

Během vlastní identifikace je výstup TBSY = 1. Po skončení je nastaven na 0. Při bezchybném experimentu je výstup IDE = off. Jestliže identifikace skončí chybou, pak je IDE = on a číslo na výstupu iIDE specifikuje příslušnou chybu.

Vektor PHI je možné vložit:

1: Explicitně: [ $ϕ_{1}, ϕ_{2}, . . ., ϕ_{M}$ ], kde $ϕ_{i} > ϕ_{i + 1}$ a velikost vektoru je [1xM].
2: Alternativně: [ $0, 0, ϕ_{s t a r t}, ϕ_{s t e p}, ϕ_{e n d}$ ], kde $ϕ_{s t a r t} > ϕ_{e n d}$ , $ϕ_{s t a r t}$ je počáteční fáze, $ϕ_{s t e p}$ je krok mezi fázemi a $ϕ_{e n d}$ je konečná fáze. Velikost vektoru je [1x5].

Parametr nmax udává maximální počet prvků vektoru PHI, které je možné vložit. Současně se jedná o maximální šířku matice pmpRef, tedy maximální počet přesně změřených bodů, které lze uchovat.

Tento blok propaguje kvalitu signálu. Více informací je uvedeno v sekci 1.4.

Vstup

pv	Řízená veličina	Double (F64)
TUNE	Zahájení ladicího experimentu	Bool
HLD	Pozastavení	Bool
BRK	Ukončení ladicího experimentu	Bool

Parametr

wb	Počáteční frekvence [rad/s] $↓$ 0.0 $⊙$ 1.0	Double (F64)
wf	Koncová frekvence [rad/s] $↓$ 0.0 $⊙$ 10.0	Double (F64)
cpb	Počáteční rychlost rozmítání $↓$ 0.0 $↑$ 1.0 $⊙$ 0.92	Double (F64)
alpha	Relativní poloha pólů rekonstruktoru $↓$ 0.0 $⊙$ 2.0	Double (F64)
ksi	Koeficient tlumení rekonstruktoru $↓$ 0.0 $⊙$ 0.707	Double (F64)
mode	Režim rozmítání $⊙$ 1	Long (I32)
	1 .... logaritmické 2 .... lineární 3 .... kombinované
adaptive_cp	Variabilní rychlosti rozmítání $⊙$ on	Bool
adaptive_amp	Variabilní amplituda buzení $⊙$ on	Bool
np	Doba pro detekci konvergence [s] $↓$ 0.0 $⊙$ 3.0	Double (F64)
q_crit	Práh pro vyhodnocení konvergence $↓$ 0.0001 $↑$ 0.2 $⊙$ 0.05	Double (F64)
cp_min	Nejmenší rychlost rozmítání $↓$ 0.0 $↑$ 1.0 $⊙$ 0.8	Double (F64)
cp_max	Největší rychlost rozmítání $↓$ 0.0 $↑$ 1.0 $⊙$ 0.99	Double (F64)
cp_ratio	Poměr mezi rychlostí změny frekvence a amplitudy $↓$ 0.0 $↑$ 1.0 $⊙$ 0.8	Double (F64)
uampb	Počáteční amplituda budicího signálu $↓$ 0.0 $⊙$ 1.0	Double (F64)
dy_max	Maximální změna amplitudy budicího signálu $↓$ 0.0 $⊙$ 1.0	Double (F64)
uamp_max	Nejvyšší amplituda budicího signálu $↓$ 0.0 $⊙$ 5.0	Double (F64)
ubias	Stejnosměrná složka budicího signálu	Double (F64)
hilim	Největší přípustná hodnota budícího signálu $⊙$ 10.0	Double (F64)
lolim	Nejnižší přípustná hodnota budícího signálu $⊙$ -10.0	Double (F64)
cmi	Maximální počet detekcí konvergence pro každou frekvenci $↓$ 1 $⊙$ 10	Long (I32)
rmi	Čekaní na odeznění přechodového děje na startu [s] $↓$ 0.0 $⊙$ 10.0	Double (F64)
nmax	Rezervovaná paměť pro pole $↓$ 10 $↑$ 10000000 $⊙$ 40	Long (I32)
PHI	Pole fázových zpoždění pro identifikaci [stupně] $⊙$ [-30 -90 -150]	Double (F64)
WL	Matice lineárních úseků (jen v kombinovaném režimu) $⊙$ [2.2	Double (F64)

Výstup

mv	Akční zásah regulátoru (manipulated variable)	Double (F64)
TBSY	Příznak probíhajícího ladicího experimentu	Bool
	off .. identifikace neprobíhá on ... běží identifikační experiment
w	Aktuální frekvence [rad/s]	Double (F64)
xre	Reálná složka frekvenční charakteristiky	Double (F64)
xim	Imaginární složka frekvenční charakteristiky	Double (F64)
phase	Fáze frekvenční charakteristiky [stupně]	Double (F64)
epv	Odhad PV	Double (F64)
IDE	Příznak chyby	Bool
iIDE	Kód chyby	Long (I32)
cp	Aktuální rychlost rozmítání	Double (F64)
pmpRef	Přesně změřené body frekvenční charakteristiky (w im re) $⊙$ [2.2	Double (F64)

[Předchozí] [Na začátek] [Výše] [Další]