Simulink中的块积分器溢出

Question

我正在研究Matlab simulink块：均值（可变频率）。该块显示在http://www.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/meanvariablefrequency.html

该算法的第一步是整合输入信号。但是，当输入信号是常数时，积分器将累积直到它溢出。有谁知道如何解决这个问题。

我还附上了以下这个方块的图表： 稍后，我将其改为离散时间模型，并在我的DSP中实现这样的算法。如果您有任何建议，我是一个很好的倾听者。

Answer 1

您需要实施 Anti-Windup 控件。最简单的方法是使用 PID-Controller 并将常数和差分增益设置为零。对于Anti-Windup，您通常有两种选择：反算和钳位。有关差异和参考，请查看本文：Anti-windup control using a PID-Controller

Answer 2

您正在实施的功能是

y(t) = Integrate_{x=0->t} u(x) dx  -  Integrate_{y=0->t-T} u(y) dy          (1)

其中T是传输延迟。这可以通过替换z = y + T并由于积分的线性来重新排序

y(t) = Integrate_{x=0->t} u(x) dx  -  Integrate_{z=T->t} u(z - T) dz
     = Integrate_{x=0->t} [ u(x) - u(x - T) ] dx + C                        (2)

其中

C = Integrate_{z=0->T} u(z) dz

是一个有限常数，取决于初始条件，如果您的信号u在初始时间t = 0 ... T为零，则可以假设为0。

如果我们查看具有DC偏移的输入信号，例如

u(t) = DC + sin(w*t)

然后实现(1)将首先进行整合然后减去，这将使您的注意力饱和或导致精度损失。但(2)将首先减去并删除任何DC

u(x) - u(x - T) = DC - DC + sin(w*t) - sin(w*t - w*T)
                = 0         sin(w*t) - sin(w*t - w*T)

然后集成，不会有饱和度的风险。因此，我建议按如下方式更改实现：

或者，您可以将理想积分器1/s更改为在DC处具有有限增益的低通滤波器，例如， 1/(1+s)虽然这（以及@thewaywewalk建议的抗饱和控制器）会使信号与理想行为相比失真。

PS：感谢stackoverflow不支持正确的数学符号...... :-/