パルス幅変調信号を使用するモデルの設定
多くの工業アプリケーションでは、ノイズがあっても強力なパルス幅変調 (PWM) 信号を使用します。Simulink® Control Design™ ソフトウェアを使用している場合、PWM 信号を含むサブシステムは、信号に不連続性があるため適切に線形化されません。
次の図には 2 つの PWM 信号が表示されています。上のプロットは、0.2 V の DC 信号を表すデューティ比が 20% の PWM 信号を示しています。信号は、各サイクルの 20 % について 1 V、サイクルの残りの 80 % について 0 V です。平均の信号値は 0.2 V です。下部のプロットには、0.8 V の DC 信号を表すデューティ比が 80 % の PWM 信号が示されています。
PWM システムのような例については、scdpwm
モデルを開きます。このモデルでは、定数信号は Voltage to PWM サブシステムを使用して PWM 信号に変換されます。
open_system('scdpwm')
このモデルでは、定数信号は Voltage to PWM サブシステムを使用して PWM 信号に変換されます。
open_system('scdpwm/Voltage to PWM')
PWM 信号が含まれるモデルを線形化する場合、良好な線形化結果を得ることができない効果が 2 つあります。
操作点における信号レベルは、PWM 信号内のいずれか 1 つの離散値であり、DC 信号値ではない。たとえば、
scdpwm
モデルでは、信号レベルは 0 または 1 であり、0.8 ではありません。操作点におけるこの変化は、線形化されたモデルに影響を与えます。サブシステム
Voltage to PWM
内の PWM 信号の作成では、Compare To Zero ブロックを使用する。このようなコンパレーター ブロックは、不連続性が原因となって、適切に線形化されません。
PWM 信号が含まれるモデルを線形化するには、PWM 信号を生成するブロックまたはサブシステムの線形化を置き換えなければなりません。そのためには、次のいずれかの方法を使用します。
既知の値を使用して PWM ブロックの線形化を指定する。たとえば、Simulink ブロックのカスタム線形化の指定では、
Voltage to PWM
サブシステムの線形化は DC ゲイン 1 に設定されます。System Identification Toolbox™ ソフトウェアを使用して PWM サブシステムの線形化を指定する。例については、システム同定を使用したモデル コンポーネントの線形化の指定を参照してください。
周波数応答の推定を使用して PWM サブシステムの線形化を指定する。周波数応答推定の詳細については、モデル線形化器を使用した周波数応答の推定およびコマンド ラインでの周波数応答の推定を参照してください。