DE102008063295A1 - Motorregeleinrichtung und Motorregelsystem - Google Patents

Motorregeleinrichtung und Motorregelsystem Download PDF

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Hirokazu Nagura
Hironori Narashino-shi Ohashi
Yuri Narashino-shi Takano
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract

Eine optimale Dämpfungsverstärkung wird für ein Eingangssignal gesetzt, das der Identifizierungsberechnung zuzuführen ist. Ein Motorregelsystem umfasst Halteglieder nullter Ordnung (26 und 27) zum periodischen Abtasten und Halten, Verzögerungsglieder (28 und 29) zum Verzögern eines Ausgangssignals des Halteglieds nullter Ordnung um eine Abtastdauer, Multiplizierer (30 und 31) zum Dämpfen der Ausgangssignale der Verzögerungsglieder, einen Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt (33) zum Erzeugen von Regressionsvektoren durch Empfangen von Ausgangssignalen der Multiplizierer, einen Diskretparamete Parametervektors durch Empfangen des Regressionsvektors, und einen Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt (32) zum Ausgeben eines voreingestellten Werts der Verstärkung des Multiplizierers durch Empfangen der Ausgangssignale der Halteglieder nullter Ordnung (26 und 27) als Eingangssignale.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der ausländischen Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-338989 , eingereicht am 28. Dezember 2007 beim Japanischen Patentamt, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorregeleinrichtung und ein Motorregelsystem zum Regeln der Geschwindigkeit des Motors durch das Identifizieren von Parametern.
  • BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Für eine Motorregeleinrichtung zur Verwendung bei Maschinen der Industrie, wie etwa einer Halbleiterherstellungseinrichtung, einer Arbeitsmaschine und einer Spritzgussmaschine, ist eine Technologie zur Identifizierung mechanischer Parameter, wie etwa einem Gesamtträgheitsmoment, einem Flüssigkeitsreibungskoeffizienten und einem stationären Störungsdrehmoment, während des tatsächlichen Betriebs und zur Verwendung von Identifizierungsergebnissen bei der automatischen Einstellung von Parametern einer Regelung, wie etwa einem Geschwindigkeitsregler, bekannt. Beispielsweise offenbart die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2005-168166 eine Technologie zur Identifizierung der vorstehend beschriebenen mechanischen Parameter durch eine rekursive Kleinstquadrattechnik unter Verwendung von Zeitreihendaten aus Motordrehmoment, Beschleunigung und Motordrehzahl während normaler bzw. umgekehrter Drehungen.
  • Weiterhin ist als allgemeinere Technologie für die automatische Ein stellung von Regelparametern eine Technologie eines selbsteinstellenden Reglers bekannt, die von Takashi Suzuki, "Adaptive Control", Corona Co. Ltd., 2001, Kapitel 1, beschrieben wird, welche Übertragungsfunktionen einer Anlage durch Anwenden der rekursiven Kleinstquadrattechnik auf Zeitreihendaten aus Signalen, die in ein Regelobjekt eingegeben worden sind, und aus Signalen, die aus dem Regelobjekt ausgegeben worden sind, identifiziert. Weiterhin ist ein UD-Faktorisierungsalgorithmus (UD-Faktorisierungsfilter) als Algorithmus zum Erhalt der Rekursiven Kleinstquadrattechnik-Berechnung bekannt, die in jenen Technologien mit einem Prozessor mit kurzer arithmetischer Wortlänge mit hoher Präzision verwendet und von Yoji Ikuni, "Adaptive Signal Processing Algorithm", Baifukan Co., 2000, Kapitel 4, ausführlich erläutert worden ist. Noch weiter offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. S64-84303 eine Technologie der Anwendung des UD-Faktorisierungsalgorithmus auf eine Identifizierungseinrichtung.
  • Bei der Technologie des UD-Faktorisierungsalgorithmus hat jedoch die Möglichkeit bestanden, einen Überlauf in der Rekursiven Kleinstquadrattechnik-Berechnung zu verursachen, wenn ein Absolutwert eines der Identifizierungsberechnung zugeführten Eingangssignals zu groß ist. Insbesondere hat, da ein dynamischer Bereich ausdrückbarer numerischer Werte einer Festkommarechnung gering ist, das Problem bestanden, dass ein Überlauf verursacht werden kann, wenn die rekursive Kleinstquadrattechnik-Berechnung ausgeführt wird.
  • Obwohl es vorstellbar ist, einen Dämpfer (Dämpfungsverstärkung von mehr als 0 und weniger als 1) in einem Eingangsabschnitt der Rekursiven Kleinstquadrattechnik-Berechnung als allgemeine Lösung für ein derartiges Problem vorzusehen, hat es ein anderes Pro blem damit gegeben, dass ein Identifizierungsfehler aufgrund des Überlaufs zunimmt, wenn die Dämpfungsverstärkung zu groß ist (Dämpfungsrate ist klein) und der Identifizierungsfehler auch aufgrund eines Abbruchfehlers eines Eingangssignals zunimmt, wenn die Dämpfungsverstärkung zu klein ist (Dämpfungsrate ist groß). Obwohl es auch ein einfaches Verfahren zur Vermeidung des Überlaufs durch Anwenden eines Begrenzers auf das Berechnungsergebnis als weitere Lösung gibt, besteht das Problem, dass er einen Berechnungsfehler im Zusammenhang mit der Sättigung verursacht und dass die Identifizierungsgenauigkeit abfällt.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehenden Probleme zu lösen und eine Motorregeleinrichtung und ein Motorregelsystem bereitzustellen, welche imstande sind, eine Überlauf-Berechnung ungeachtet des Erfassungswerts einer Motordrehzahl zu unterdrücken.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Zur Lösung des vorstehenden Problems beinhaltet eine Motorregeleinrichtung (100) der vorliegenden Erfindung Folgendes:
    einen Drehzahlregler (9), der einen Drehmomentstrombefehlswert entsprechend einer Abweichung zwischen einem Motordrehzahl-Erfassungswert und einem Motordrehzahl-Befehlswert ausgibt;
    einen Stromregler (8), der ein Regelsignal zum Regeln eines Antriebsstroms entsprechend der Abweichung zwischen dem Drehmomentstrom-Befehlswert und dem Drehmomentstrom-Erfassungswert erzeugt, der eine Drehmomentstromkomponente des durch den Motor fließenden Antriebsstroms ist; und
    einen Automatikabstimmungsabschnitt (37) zum automatischen Einstellen von Regelparametern des Drehzahlreglers unter Verwendung sowohl des Motordrehmomentwerts des Motors (1) als auch des Drehzahl-Erfassungswerts; und
    die Einrichtung (100) steuert den Motor so, dass der Drehzahl-Erfassungswert sich dem Motordrehzahl-Befehlswert annähert.
  • Die Motorregeleinrichtung (100) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Automatikabstimmungsabschnitt (37) Folgendes beinhaltet:
    ein erstes Tiefpassfilter (21), das den Motordrehzahl-Erfassungswert empfängt, und ein zweites Tiefpassfilter (22), das den Motordrehmomentwert empfängt;
    einen Parameteridentifizierer (19, 350) zum diskreten Identifizieren eines Parametervektors unter Verwendung eines Ausgangssignals des ersten Tiefpassfilters (21) und eines Ausgangssignals des zweiten Tiefpassfilters (22); und
    einen Diskret/Kontinuierlich-Parameterumwandlungsabschnitt (25), der den Parametervektor in einen Regelparameter des Drehzahlreglers (9) umwandelt;
    wobei der Parameteridentifizierer (19, 350) Folgendes beinhaltet:
    ein erstes Halteglied nullter Ordnung (26), das das Ausgangssignal des ersten Tiefpassfilters (22) bei konstanter Dauer abtastet;
    ein zweites Halteglied nullter Ordnung (27), das das Ausgangssignal des zweiten Tiefpassfilters (22) bei der konstanten Dauer abtastet;
    einen Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt (33), der einen Regressionsvektor unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Halteglieds nullter Ordnung (26) und des Ausgangssignals des zweiten Halteglieds nullter Ordnung (27) erzeugt;
    zwei Multiplizierer (30 und 31), die zwei Signale des ersten Halteglieds nullter Ordnung (26) oder des zweiten Halteglieds nullter Ordnung (27) oder deren Verzögerungssignale sowie die Ausgangssignale des Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitts (33) dämpfen;
    einen Diskretparameterschätzabschnitt (34), der den Parametervektor auf der Grundlage der zwei Signale der Ausgangssignale der zwei Multiplizierer oder der Ausgangssignale des Regressionsvektor-Er zeugungsabschnitts diskret berechnet; und
    eine automatische Verstärkungsregelung (32), die Verstärkungen der zwei Multiplizierer (30 und 31) unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Halteglieds nullter Ordnung (26) und des Ausgangssignals des zweiten Halteglieds nullter Ordnung (27) berechnet.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung dämpfen die zwei Multiplizierer die Größe des Signals, so dass es möglich wird, das Auftreten der Berechnung eines Überlaufs zu unterdrücken, wenn eine feste Berechnung ausgeführt wird, selbst wenn der dynamische Bereich wie eine Festkommarechnung begrenzt ist. Weiterhin kann die optimale Dämpfungsverstärkung auf den Motordrehzahl-Erfassungswert gesetzt werden, der der Identifizierungsberechnung zugeführt wird, so dass die Identifizierungsgenauigkeit verbessert werden kann. Somit gestattet es die Erfindung, dass die Regelparameter automatisch mit hoher Präzision eingestellt werden, und erlaubt eine leichte Umsetzung der Hochleistungsregelung.
  • Somit ist es gemäß der Erfindung möglich, das Auftreten der Überlauf-Berechnung zu verhindern, ungeachtet des Werts des Motordrehzahl-Erfassungswerts.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Motorregelsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Parameteridentifizierers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Automatische-Verstärkungsregelung-Betätigungssignalgenerators AGI gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer automatischen Verstärkungsregelung AGCI gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Regressionsvektorgenerators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Diskretparameterschätzabschnitts zeigt;
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Prädiktors zeigt;
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Parametervektorrechners zeigt;
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines f-Vektor-Rechners zeigt;
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer g-Vektor-Rechner zeigt;
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines α·μ-Rechners zeigt;
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines U-Matrix-Rechners zeigt;
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines D-Matrix-Rechners zeigt;
  • 14 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Verstärkungsvektor-Rechners zeigt;
  • 15 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 16A, 16B, 16C und 16D sind Grafiken, die Betriebswellenformen der ersten Ausführungsform zeigen;
  • 17A, 17B, 17C und 17D sind Grafiken, die Betriebswellenformen der ersten Ausführungsform und von Vergleichsbeispielen zeigen;
  • 18 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Parameteridentifizierers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 19 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer automatischen Verstärkungsregelung AGC gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
  • 20 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • BESTE ART UND WEISE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • (Grundprinzip)
  • Zur Unterdrückung des Auftretens einer Überlauf-Berechnung, selbst wenn eine Rekursiven Kleinstquadrattechnik-Berechnung erfolgt, wird eine variable Dämpfungsverstärkung, die einen voreingestellten Wert ändern kann, in ein Signal eingefügt, das in die Identifizierungsberechnung eingegeben wird. Weiterhin wird ein Wert der variablen Dämpfungsverstärkung auf einen maximalen Wert (geringste Dämpfungsrate) gesetzt, der das Auftreten des Überlaufs bei der Rekursiven Kleinstquadrattechnik-Berechnung unterdrücken kann. Somit wird es möglich, sowohl die Minimierung des Identifizierungsfehlers, der durch einen Abbruchfehler des Eingangssignals verursacht wird, als auch die Unterdrückung des Auftretens der Überlauf-Berechnung zu erreichen.
  • Ein Verfahren zur Berechnung eines voreingestellten Werts der variablen Dämpfungsverstärkung wird erläutert, nachdem zuerst ein Identifizierungsberechnungsalgorithmus erläutert wurde. Wenn ein Wert eines Signals, das in ein zu identifizierendes Objekt eingegeben worden ist, mit u bezeichnet ist, und ein Wert eines Signals, aus dem zu identifizierenden Objekt ausgegeben worden ist, mit y bezeichnet ist, wird angenommen, dass eine zu findende Übertragungsfunktion des zu identifizierenden Objekts durch Gl. 1 ausgedrückt werden kann:
    Figure 00080001
  • Zu diesem Zeitpunkt ist ein Regressionsvektor Φ*(N) durch Gl. 2 definiert und ein Parametervektor θ^(N) ist durch Gl. 3, wie folgt, definiert: Φ*(N) := [–y(N – 1), ..., –y(N – na), u(N), u(N – 1), ..., u(N – nb)]T Gl. 2 θ ^(N) := [â1(N), ..., âna(N), b ^0(N), b ^1(N), ..., b ^nb(N)]T Gl. 3
  • Φ*(N) in Gl. 2 ist ein Vektor, der sich aus y aus einer Abtastung 1 vor einer Abtastung na und u von der Gegenwart bis zu einer Abtastung nb zusammensetzt, und θ^(N) in Gl. 3 ist ein Vektor, der sich aus einem Koeffizientenidentifikationsergebnis zum Zeitpunkt einer Abtastung N in Gl. 1 zusammensetzt. Weiterhin sind die beiden Vektoren p-dimensionale Vektoren, wenn eine Zahl eines unbekannten Parameters mit p bezeichnet ist.
  • Vorliegend ist ein Voraussagefehler ε(N) an einem Abtast-Zeitpunkt N durch Gl. 4 definiert: ε(N) := y(N) – Φ*T(N)θ ^(N – 1) Gl. 4
  • Der Fehler ε(N) in Gl. 4 stellt einen Fehler zwischen dem Parametervektor θ^(N-1), der zu einem Abtast-Zeitpunkt (N – 1) bezüglich y(N) identifiziert wurde, welcher zum Abtast-Zeitpunkt N beobachtet wurde, und einem vorausgesagten Wert y(N) dar, der aus dem Regressionsvektor Φ*(N) gefunden wurde. Yoji Ikuni beschreibt in Gl. 4.57 in "Adaptive Signal Processing Algorithm", dass der Parametervektor θ^(N) zu diesem Zeitpunkt auf einen wahren Wert konvergiert, indem die Berechnung der Gl. 5 pro jeder Abtastdauer durch Setzen eines Anfangswerts auf θ^(0) = 0 (Nullvektor) wiederholt ausgeführt wird. θ ^(N) = θ ^(N – 1) + k(N)ε(N) Gl. 5
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zur Berechnung eines Verstärkungsvektors k(N), der in der Berechnung der Gl. 5 auf der Grundlage eines UD-Faktorisierungsalgorithmus erforderlich ist, unter Bezugnahme auf Yoji Ikuni, "Adaptive Signal Processing Algorithm", erläutert. Der UD-Faktorisierungsalgorithmus ist dadurch gekennzeichnet, dass er den Verstärkungsvektor k(N) berechnet, während er eine (p×p) obere Dreiecksmatrix (N), deren Diagonalkomponente, wie in Gl. 6 gezeigt, 1 ist, und eine (p×P) Diagonalmatrix D(N), die in Gl. 7 gezeigt ist, pro jeder Abtastdauer N aktualisiert, und Anfangswerte der Matrices ((N) und D(N) durch die Gl. 8 bzw. 9 gegeben sind. Es ist auch bekannt, dass der Parametervektor θ^(N) umso mehr auf den wahren Wert konvergiert, je größer ein positiver Wert des Anfangswerts γ des Diagonalelements der Diagonalmatrix D(N) ist.
    Figure 00090001
    U(0) = I (I: Einheitsmatrix von p×p) D(0) = γI Gl. 8 (I: Einheitsmatrix von p×p, γ: große positive Konstante) Gl. 9
  • In einem Aktualisierungsalgorithmus wird k(N) durch Gl. 19 gefunden, nachdem die SUB (Subroutine) 1 durch die Gl. 10 und 11 berechnet wurde. Die Berechnung der SUB 1 ist das, wofür die Berechnungen der Gl. 13, 14, 15, 16 und der SUB 2 für j = 1, 2, ..., p ausgeführt werden, nachdem α0(N) ein vergesslicher Koeffizient λ (eine positive Zahl nahe 1 und weniger als 1) zugeteilt wurde. Die Berechnung von SUB 2 ist das, wofür die Berechnungen der Gl. 17 und 18 für i = 1, 2, ..., (j – 1) ausgeführt werden:
    Figure 00100001
  • Während der UD-Faktorisierungsalgorithmus vorstehend detailliert beschrieben worden ist, werden ein durch Gl. 11 berechneter Vektor g und ein durch Gl. 13 berechneter Vektor α zu Beginn der Identifizierungsberechnung gemäß dieses Algorithmus zu sehr großen Werten. Wenn daher der UD-Faktorisierungsalgorithmus mit einer kur zen Berechnungswortlänge und einer Festkommarechnung ausgeführt wird, tritt ein Überlauf von einem oder beiden Vektoren g und α auf, was das Problem verursacht, dass der Parametervektor θ^(N) nicht auf den wahren Wert konvergiert. Dies wird nachstehend im Einzelnen ausgeführt.
  • Dass die Vektoren g und α die großen Werte zu Beginn der Identifizierungsberechnung aufweisen, hängt eng damit zusammen, dass der Anfangswert γ des Diagonalelements der Diagonalmatrix D(N) unter Berücksichtigung der Konvergenz auf den wahren Wert mehr oder weniger groß gesetzt ist und dass D(N) im Grunde genommen allmählich abnimmt. Die allmähliche Abnahme von D(N) kann aus Gl. 15. abgeleitet werden. Gl. 15 drückt eine Beziehung zwischen D(N) und D(N – 1) in dem Augenblick vor einer Abtastdauer aus und von D(N) kann man sagen, dass sie allmählich abnimmt, wenn der Koeffizient αj-1(N)/(λαj(N)) der rechten Seite stets unter 1 liegt. Dann kann bei Beachtung von Gl. 13 des Vektors α verstanden werden, dass αj(N) ein Ergebnis ist, das durch Addieren eines Werts erhalten wird, der durch Multiplizieren j-ter Elemente der Vektoren f und g mit αj-1(N) ermittelt wird. Inzwischen ist das j-te Element des g-Vektors ein Wert, der durch Multiplizieren eines jj-ten Elements der Diagonalmatrix D(N) und des j-ten Elements des Vektors f aus Gl. 11 ermittelt wird. Es ist somit möglich, zu bestimmen, dass ein Wert einer zweiten Position der rechten Seite der Gl. 13 ein positiver Wert ist, der durch Multiplizieren des Quadratwerts des jj-ten Elements der Diagonalmatrix D(N) und des j-ten Elements des Vektors f ermittelt wird. Dadurch erfüllt G. 20 im Allgemeinen, indem auch Gl. 12 wie folgt berücksichtigt wird: αj(N)☐αj-1(N)☐λ > 0 Gl. 20
  • Unter der Berücksichtigung, dass Gl. 20 und λ Werte nahe 1 sind, wird αj-1(N)/(λαj(N)) ein Wert unter 1. Somit verhält sich D(N) so, dass sie von einem Ausgangspunkt des sehr großen Anfangswerts γ nahe 0 allmählich abnimmt. Daher weisen der unter Verwendung von D(N) berechnete Vektor g und der unter Verwendung des Vektors g berechnete Vektor α das höchste Risiko auf, den Überlauf im Anfangszustand des Beginns der Identifizierung zu verursachen. Wenn es dagegen möglich ist, den Überlauf im Anfangszustand des Beginns der Identifizierung zu vermeiden, verringert sich das Risiko, den Überlauf zu verursachen, mit der Abnahme von D(N). Dann wurde die Vermeidung des Überlaufs des Vektors g und des Vektors α im Anfangszustand des Beginns der Identifizierung, d. h., zum ersten Abtastzeitpunkt des UD-Faktorisierungsalgorithmus (N = 1), unter Verwendung eines neuen Regressionsvektors φ(N), der durch Multiplizieren einer adäquaten Dämpfungsverstärkung mit dem Regressionsvektor Φ*(N) erhalten wurde, umgesetzt. Gleichungen für die Berechnung der Dämpfungsverstärkung Kg zur Vermeidung des Überlaufs des Vektors g werden nachstehend zuerst mit ihren Gründen erläutert.
  • Wenn ein (j, j)-tes Element der D(N)-Matrix als dj(N) beschrieben wird, wird ein j-tes Element gj(N) des Vektors g beim Abtastzeitpunkt N ein Produkt aus dem (j, j)-ten Element der D(N)-Matrix zu einem Abtastzeitpunkt (N – 1) und einem j-ten Element fj(N) des Vektors f zum Abtastzeitpunkt N und kann durch Gl. 21 ausgedrückt werden: gj(N) = dj(N – 1)fj(N) (j = 1, 2, ..., p) Gl. 21
  • Währenddessen kann das j-te Element fj(N) des Vektors f zum Abtastzeitpunkt N durch Gl. 22 ausgedrückt werden:
    Figure 00130001
  • Es ist möglich, das j-te Element des Vektors g zum anfänglichen Abtastzeitpunkt zu erhalten, indem für N = 1 in Gl. 21 gesetzt wird, und es ergibt sich Gl. 23: gj(1) = dj(0)fj(1) (j = 1, 2, ..., p) Gl. 23
  • Währenddessen ist es möglich, das j-te Element des Vektors f zum anfänglichen Abtastzeitpunkt durch Einsetzen als N – 1 in Gl. 23 zu erhalten, und es ergibt sich Gl. 24:
    Figure 00130002
  • Im Fall des anfänglichen Abtastzeitpunkts (N = 1) ist uij(0) = 0, wie in Gl. 25 vom Anfangswert der Gl. 8 gezeigt. Daher werden die zweite Position und folgende in Gl. 24 Null und können durch Gl. 26 ausgedrückt werden:
    Figure 00130003
  • Wenn N = 1, ist weiterhin dj(0) = γ, um normalerweise als D(0) = γI zu setzen (I ist eine Einheitsmatrix), wie in Gl. 12 gezeigt. Dementsprechend kann Gl. 23 durch Zuteilung von Gl. 26 auf Gl. 27 reduziert werden: gj(1) = dj(0)fj(1) = γϕj(1) (j = 1, 2, ...., p) Gl. 27
  • Somit ist aus Gl. 27 ersichtlich, dass das j-te Element des Vektors g beim anfänglichen Abtastzeitpunkt ein Wert wird, der durch Multiplizieren des Anfangswerts γ des Diagonalelements der D-Matrix mit dem j-ten Element φ1(1) des neuen Regressionsvektors φ(N) zum anfänglichen Abtastzeitpunkt erhalten wird.
  • Vorliegend ist ein Maximalabsolutwertelement |g(1)|max des Vektors g zum anfänglichen Abtastzeitpunkt durch Gl. 28 definiert: |g(1)|max := max{|g1(1)|, |g2(1)|, ..., |gj(1)|} (j = 1, 2, ..., p) Gl. 28
  • Als Nächstes kann eine Beziehung der Gl. 29 durch Reduzieren der Gl. 28 durch Ersetzen mit Gl. 27 erhalten werden: |g(1)|max = max{|g1(1)|, |g2(1)|, ..., |gj(1)|} = max{|ϕ1(1)|, γ|ϕ2(1)|, ..., γ|ϕj(1)|} = γ·max{|ϕ1(1)|, |ϕ2(1)|, ..., |ϕj(1)|} Gl. 29
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Setzen eines Maximalabsolutwertelements |g(1)|max des Vektors g zum anfänglichen Abtastzeitpunkt, der durch Gl. 29 repräsentiert ist, auf einen Wert, der geringer als ein spezifizierter Wert (auf einen Wert gesetzt, der unter einem Wert liegt, der den Überlauf verursacht) ist, erläutert. Es gestattet, dass Absolutwerte aller Elemente des Vektors g unter den spezifizierten Wert gedrückt werden.
  • Danach wird der neue Regressionsvektor φ(N) in Gl. 29 als Wert, der durch Multiplizieren des anfänglichen Regressionsvektors Φ*(N) mit der Dämpfungsverstärkung Kg, wie in Gl. 30 gezeigt (worin 0 < Kg☐1), definiert: ϕ(N) = KgΦ*(N) Gl. 30
  • Durch Einsetzen der Beziehung der Gl. 30 in Gl. erhält man Gl. 31. Jedoch ist Φ*j(1) in Gl. 31 das j-te Element des Regressionsvektors Φ*(N) vor dem Multiplizieren mit der Dämpfungsverstärkung Kg. |g(1)|max = γ·Kg·max{|Φ*1 (1), |Φ*2 (1)|, ..., |Φ*j (1)|} Gl. 31
  • Gl. 31 bedeutet, dass das Maximalabsolutwertelement |g(1)|max zum anfänglichen Abtastzeitpunkt durch ein Maximalabsolutwertelement |g(1)|max des Regressionsvektors Φ*(N) zum anfänglichen Abtastzeitpunkt bestimmt wird. Da die rechte Seite der Gl. 31 eine Dämpfungsverstärkung Kg enthält, wird es weiterhin möglich, |g(1)|max durch entsprechendes Setzen von Kg unter den spezifizierten Wert zu drücken. Danach wird der spezifizierte (obere Grenz-)Wert, der |g(1)|max auferlegt wird, als ov_lim_g gesetzt, und eine Beschränkungsbedingung der Gl. 32 ist gegeben: |g(1)|max☐ ov_lim_g Gl. 32
  • Gl. 33 kann durch Einsetzen von Gl. 31 in Gl. 32 und Lösen über die Dämpfungsverstärkung Kg erhalten werden:
    Figure 00150001
  • Diese Gl. 33 ist ein Einstellungsbereich der Dämpfungsverstärkung Kg, der das Vermeiden des Überlaufs des Vektors g realisiert. Da ein Abfallen der Stelle der Regressionsvektorinformation oft auftritt und die Identifizierungsgenauigkeit normalerweise fällt, wenn die Dämpfungsverstärkung Kg klein gesetzt ist, wird Gl. 34 als optimale Glei chung zur Berechnung von Kg als Maximalwert gesetzt, der Gl. 33 erfüllt:
    Figure 00160001
  • Da γ und ov_lim_g beide Konstanten sind, ist es weiterhin möglich, Gl. 34 durch Gl. 36 durch Definieren einer Konstante A durch Gl. 35 darzustellen:
    Figure 00160002
  • Als Nächstes wird eine Gleichung zur Berechnung einer Dämpfungsverstärkung Kα zur Vermeidung des Überlaufs des Vektors α zusammen mit ihren Gründen gezeigt. Das j-te Element des Vektors α zum anfänglichen Abtastzeitpunkt kann durch Setzen von N = 1 in Gl. 13 erhalten werden, und es ergibt sich Gl. 37: αj(1) = αj-1(1) + fj(1)gj(1) (j = 1, 2, ..., p) Gl. 37
  • Gl. 38 kann durch Einsetzen der Gl. 26 und 27 in Gl. 37 erhalten werden: αj(1) = αj-1(1) + γϕj(1)2 (j = 1, 2, ..., p) Gl. 38
  • Danach kann Gl. 39 durch Lösen einer Rekurrenzgleichung der Gl. 38 unter Verwendung der Beziehung von α0(N) = λ erhalten werden:
    Figure 00170001
  • Dementsprechend wird, wenn ein Maximalelement α(1)max des Vektors α zum anfänglichen Abtastzeitpunkt durch Gl. 40 definiert wird, α(1)max als αp(1) von Gl. 39 werden und kann aus Gl. 41 berechnet werden:
    Figure 00170002
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Unterdrücken des Maximalelements α(1)max des Vektors α zum anfänglichen Abtastzeitpunkt, der durch Gl. 41 dargestellt ist, so dass es weniger als ein spezifizierter Wert (unter einen überlaufenden Wert gesetzt) ist, erläutert. Es gestattet, dass alle Elemente des Vektors α unter den spezifizierten Wert gedrückt werden.
  • Danach wird der neue Regressionsvektor φ(N) in Gl. 41 als Wert definiert, der durch Multiplizieren des anfänglichen Regressionsvektors Φ*(N) mit der Dämpfungsverstärkung Kα, wie in Gl. 42 gezeigt (worin 0 < Kα☐1), erhalten wird: ϕ(N) = KαΦ*(N) Gl. 42
  • Wenn das j-te Element von Φ*(N) Φ*j(N) ist, kann Gl. 43 aus den Gl. 41 und 42 abgeleitet werden:
    Figure 00170003
  • Gl. 43 bedeutet, dass das Maximalelement α(1)max des Vektors α am anfänglichen Abtastzeitpunkt durch das Quadrat einer Größe (Vektorlänge) des Regressionsvektors Φ*(N) zum anfänglichen Abtastzeitpunkt bestimmt wird. Da die rechte Seite der Gl. 43 die Dämpfungsverstärkung Kα enthält, wird es weiterhin möglich, α(1)max unter den spezifizierten Wert zu drücken, indem Kα entsprechend gesetzt wird. Dann wird der spezifizierte (obere Grenz-)Wert, der α(1)max auferlegt wird, als ov_lim_a gesetzt und eine Beschränkungsbedingung der Gl. 44 ist gegeben: A(1)max☐ov_lim_a Gl. 44
  • Eine Beziehung der Gl. 45 kann durch Einsetzen der Gl. 43 in Gl. 44 und Lösen über die Dämpfungsverstärkung Kα erhalten werden:
    Figure 00180001
  • Diese Gl. 45 ist ein Einstellungsbereich der Dämpfungsverstärkung Kα, der das Vermeiden des Überlaufs des Vektors α realisiert. Da ein Abfallen der Stelle der Regressionsvektorinformation oft auftritt und die Identifizierungsgenauigkeit normalerweise fällt, wenn Kα zu klein gesetzt ist, wird Gl. 46 als optimale Gleichung zum Berechnen von Kα als Maximalwert, der Gl. 45 erfüllt, gesetzt:
    Figure 00180002
  • Weiterhin ist es, da γ und ov_lim_g beide Konstanten sind, möglich, Gl. 46 durch Gl. 48 durch Definieren einer Konstante B durch Gl. 47 darzustellen:
    Figure 00190001
  • Während Kg als die Dämpfungsverstärkung gezeigt worden ist, die imstande ist, den Überlauf des Vektors g zu vermeiden, und Kα als die Dämpfungsverstärkung gezeigt worden ist, die imstande ist, den Überlauf des Vektors α zu vermeiden, ist es in der Tat notwendig, beide Überläufe zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird eine maximale Dämpfungsverstärkung Kgα, die beide Gl. 36 und 48 erfüllt, durch Gl. 49 oder 50 berechnet und der in Gl. 51 gefundene neue Regressionsvektor φ(N) wird auf den UD-Faktorisierungsalgorithmus angewendet.
  • Figure 00190002
  • (Erste Ausführungsform)
  • Ein Motorregelsystem einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Strukturdiagramm der 1 erläutert.
  • Wie in 1 gezeigt, weist ein Motorregelsystem 200 einen Motor 1, eine Last 2 (Antriebsobjektlast), die vom Motor 1 angetrieben wird, eine Kopplungswelle 3 zum Koppeln des Motors mit der Last 2, einen Wechselrichter 4 zum Antreiben des Motors 1, eine Positionserfassungsvorrichtung 38, die auf einer Drehwelle des Motors 1 zum Ausgeben eines Positionserfassungswerts θM der Drehwelle des Motors 1 angebracht ist, eine Stromerfassungsvorrichtung 6 zum Erfassen von elektrischem Strom, der durch den Motor 1 fließt, und eine Motorregeleinrichtung 100 auf.
  • Die Motorregeleinrichtung 100 weist einen Drehzahlrechner 5, einen Stromregler 8, ein Verzögerungsfilter erster Ordnung 26, einen Drehmomentkonstantenverstärker 20, einen Automatikabstimmungsabschnitt 37, einen Diskret/Kontinuierlich-Parameterumwandlungsabschnitt 25, einen Drehzahlregler 9 und einen Subtrahierer 7 auf. Diese Funktionen werden von einem Programm realisiert, das durch einen Computer mit einer CPU und anderen ausgeführt wird. Die Motorregeleinrichtung 100 regelt auch den Motorstrom, der durch den Motor 1 fließt, indem der Vektor dq in eine Erregungsachsenkomponente und eine Drehmomentachsenkomponente, die elektrisch senkrecht zu jener ist, umgewandelt wird. Nachstehend wird nur ein Erfassungswert Iq der Drehmomentstromkomponente erläutert und auf eine Beschreibung des Werts Id der Erregungsachsenkomponente wird verzichtet, da er normalerweise auf Null gesetzt ist.
  • Der Motor 1 ist ein Drehstrom-Synchronmotor, weist ein Trägheitsmoment JM und einen Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D auf und erzeugt das Drehmoment T. Die Last 2 wird vom Motor 1 durch die Kopplungswelle 3 angetrieben und hat ein Trägheitsmoment JL. Es wird bemerkt, dass das kombinierte Moment des Trägheitsmoments JM des Motors 1, das Trägheitsmoment der Kopplungswelle 3 und das Trägheitsmoment JL der Last 2 als kombiniertes Trägheitsmoment J bezeichnet wird. Der Wechselrichter 4 wandelt Gleichstrom in Wechselstrom zum Antreiben des Motors 1 um. Die Positionserfassungsvorrichtung 38, die auf der Drehwelle des Motors 1 angebracht ist, gibt den Positionserfassungswert θM der Drehwelle des Motors 1 aus. Die Stromerfassungsvorrichtung 6 erfasst einen Erfassungswert Iq eines dem Motor 1 zugeführten Drehmomentstroms. Der Drehzahlrechner 5 berechnet eine Motordrehzahl ωM aus der temporalen Schwankung des Positionserfassungswerts θM. Der Subtrahierer 7 berechnet eine Stromabweichung Ie zwischen einem Drehmomentstrom-Befehlswert Iq* und dem dem Motor 1 zugeführten Drehmomentstrom-Erfassungswert Iq.
  • Der Stromregler 8 steuert eine Pulsbreite (PWM-Regelung) des Wechselrichters 4 entsprechend der Stromabweichung Ie. Das Verzögerungsfilter erster Ordnung 36 empfängt den Drehmomentbefehlswert Iq* und gibt den Drehmomentstrom-Schätzwert Iq^ aus. Seine Amplitudenschnittkreisfrequenz wird so eingestellt, dass sie einer Amplitudenschnittkreisfrequenz eines Stromregelsystems, das aus dem Stromregler 8 besteht, gleich ist. Der Drehmomentkonstantenverstärker 20 empfängt den Drehmomentstrom-Schätzwert und berechnet einen Motordrehmomentwert τM und setzt einen Wert, der gleich einer zu verwendenden Drehmomentkonstante kt des Motors 1 ist.
  • Der Drehzahlregler 9 funktioniert so, dass er einen Motordrehzahl-Erfassungswert ωM näher an den Motordrehzahl-Befehlswert ωM* bringt. Der Automatikabstimmungsabschnitt 37 empfängt Zeitreihendaten des Motordrehmomentwerts τM und des Motordrehzahl-Erfassungswerts ωM und gibt den Gesamtträgheitsmoment-Schätzwert J^ des mechanischen Systems, das aus dem Motor 1, der Kopp lungswelle 3 und der anzutreibenden Last 2 besteht, und einen Schätzwert des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D^ aus.
  • Der Drehzahlregler 9 ist ein Regler mit einem proportionalen integrierten Aufbau, der den Drehmomentstrom-Befehlswert Iq* entsprechend einer Motordrehzahlabweichung ωe ausgibt, und beinhaltet einen Subtrahierer 10, Addierer 14 und 16, proportionale Verstärkungen 11, 15 und 17, eine Integrationsverstärkung 12 und einen Integrierer 13. Die proportionale Verstärkung 11 realisiert proportionale Eigenschaften eines Drehzahlregelsystem. Die Integrationsverstärkung 12 bestimmt eine Verstärkung ωs2/NN, wenn eine Motordrehzahlabweichung ωe durch den Integrierer 13 integriert wird. Der Addierer 14 addiert die proportionalen Eigenschaften des Drehzahlregelsystems mit einer Ausgabe des Integrierers 13. Die proportionale Verstärkung 15 verstärkt eine Ausgabe des Addierers 14 mit dem Gesamtträgheitsmoments des mechanischen Systems J und erzeugt einen Befehl τs des Motordrehmoments vor der Kompensation der Flüssigkeitsreibung. Die proportionale Verstärkung 17 multipliziert die Motordrehzahl ωM mit dem Schätzwert des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D^ und berechnet einen Schätzwert D^ des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten. Der Addierer 16 addiert den Befehl τs des Motordrehmoments vor der Kompensation der Flüssigkeitsreibung mit einem Schätzwert τd^ des Flüssigkeitsreibungs-Kompensationsdrehmoments und berechnet einen Motordrehmomentbefehl τM*. Die Verstärkung 18 multipliziert den Motordrehmomentbefehl τM* mit einer inversen Zahl der Drehmomentkonstante kt zur Erzeugung des Drehmomentstrom-Befehlswerts Iq*.
  • Der Automatikabstimmungsabschnitt 37 empfängt das Motordrehmoment τM und Zeitreihendaten des Motordrehzahl-Erfassungswerts ωM, berechnet den Gesamtträgheitsmoment-Schätzwert J^ des me chanischen Systems und den Schätzwert des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D^ und setzt sie jeweils in die proportionalen Verstärkungen 15 und 17 ein. Der Automatikabstimmungsabschnitt 37 beinhaltet Tiefpassfilter (LPF) 21 und 22, einen Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23, einen Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignalgenerator (AGI) 24, einen Diskret/Kontinuierlich-Parameterumwandlungsabschnitt 25 und einen Parameteridentifizierer 19.
  • Das Tiefpassfilter 21 ist ein Tiefpassfilter, das das aus dem Drehmomentkonstantenverstärker 20 ausgegebene Motordrehmoment τM in ein Nachfiltermotordrehmoment τMF umwandelt, und das Tiefpassfilter 22 ist ein Tiefpassfilter, das den ausgegebenen Motordrehzahl-Erfassungswert ωM in einen Nachfiltermotordrehmoment-Erfassungswert ωMF umwandelt. Die Tiefpassfilter 21 und 22 werden beide als Anti-Alias-Filter eingesetzt und ihre kritischen Frequenzen sind auf ungefähr die Hälfte oder 1/3 einer Abtastfrequenz des Automatikabstimmungsabschnitts 37 eingestellt.
  • Der Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23 (IDA) erzeugt ein Parameteridentifizierer-Betätigungssignal Id_act unter Verwendung des Nachfiltermotordrehmoments τMF. Der Generator 23 gibt Id_act = 1 aus, wenn der Nachfiltermotordrehzahl-Erfassungswert ωMF den spezifizierten Wert ωA überschreitet, und gibt Id_act = 0 aus, wenn der Wert ωMF unter dem spezifizierten Wert ωAI liegt.
  • Der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignalgenerator 23 (AGI) erzeugt ein Automatische-Verstärkungsregelung-Betätigungssignal Agc_act unter Verwendung des Parameteridentifizierer-Betätigungssignals Id_act. Der Generator 24 gibt Agc_act = 1 nur eine nächste Abtastdauer aus, wenn das Parameteridentifi zierer-Betätigungssignal Id_act 1 wird, und gibt danach Agc_act = 0 aus.
  • Der Parameteridentifizierer 19 empfängt das Nachfiltermotordrehmoment τMF nur, wenn das Parameteridentifizierer-Betätigungssignal Id_act = 1, und den Nachfiltermotordrehzahl-Erfassungswert ωMF und aktualisiert der Reihe nach den Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) und gibt ihn pro jeder Abtastdauer N aus.
  • Vorliegend wird die Wirkungsweise des Parameteridentifizierers 19 kurz erläutert. Durch den Parameteridentifizierer 19 zu identifizierende Objekte sind der Gesamtträgheitsmoment-Schätzwert J^ des mechanischen Systems und der Schätzwert des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D^. Zu diesem Zeitpunkt kann das Motordrehmoment τM durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: τM = J(dωM/dt) + D·ωM Gl. 52
  • Zu diesem Zeitpunkt kann eine Übertragungsfunktion GRD(s) des Motordrehzahl-Erfassungswerts ωM bezüglich des Motordrehmoments τM durch ein starres Modell der Gl. 53 modelliert werden, worin s ein Laplace-Operator ist:
    Figure 00240001
  • Der Parameteridentifizierer 19 identifiziert die Koeffizienten J^ und D^ im Nenner der Gl. 53. Um jedoch den Parameteridentifizierer 19 durch Diskretzeitberechnung zu realisieren, wird die Übertragungsfunktion GRD(s) des in Gl. 52 gezeigten starren Modells beispielsweise zuerst mittels Anpassungs-z-Transformation separiert. Im Übrigen ist die Anpassungs-z-Transformation ein Transformationsverfahren, bei dem ein Pol und ein Nullpunkt s einer kontinuierlichen Übertragungsfunktion jeweils auf einen Pol und einen Nullpunkt z = esT der diskreten Übertragungsfunktion, wobei T eine Abtastdauer ist, abgebildet werden. Diese Anpassungs-z-Transformation gestattet, dass eine Diskretübertragungsfunktion GRD(z) entsprechend der Übertragungsfunktion GRD(s) durch die folgende Gl. 54 dargestellt wird. Die Faktoren a1 und b0 können durch die Gl. 55 bzw. 56 dargestellt werden.
  • Figure 00250001
  • Die Verwendung der vorstehend beschriebenen Beziehungsgleichungen 54 bis 56 erlaubt es, dass die kontinuierliche Übertragungsfunktion GRD(s) des starren Modells in die entsprechende Diskretübertragungsfunktion GRD(z) umgeformt wird. Es ist auch möglich, die Parameter J^ und D^ der GRD(s) umgekehrt durch die Gl. 57 und 58 von den Faktoren a1 und b0 der GRD(z) zu berechnen:
    Figure 00250002
  • Dann werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die unbekannten Faktoren a1 und b0 der Diskretübertragungsfunktion GRD(z) durch den vorstehend angegebenen UD-Faktorisierungsalgorithmus im Parameteridentifizierer 19 identifiziert und werden danach in den Schätzwert des Gesamtträgheitsmoments J^ und den Schätzwert des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D^ unter Verwendung der Gl. 57 und 58 umgeformt, um sich in den proportionalen Verstärkungen 15 und 17 des Regelsystems widerzuspiegeln.
  • Vorliegend wird der interne Aufbau des Parameteridentifizierers 19 unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Der Parameteridentifizierer 19 (siehe 1) beinhaltet Halteglieder nullter Ordnung 26 und 27, Eine-Abtastung-Verzögerungsglieder 28 und 29, Multiplizierer 30 und 31, einen Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 (AGCI), einen Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt 33, einen Diskretparameterschätzabschnitt 34 und einen Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 35 (PVAI).
  • Das Halteglied nullter Ordnung 26 tastet das Nachfiltermotordrehmoment τMF mit der Abtastdauer T ab und hält es und gibt den gehaltenen diskreten Wert τMF(N) aus. Das Halteglied nullter Ordnung 27 tastet den Nachfiltermotordrehzahl-Erfassungswert ωMF mit der Abtastdauer T ab und hält ihn und gibt den gehaltenen diskreten Wert ωMS(N) aus. Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 28 stellt eine Berechnungszeit des Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitts 32 (AGCI) sicher und empfängt τMF(N) und gibt τMF(N – 1) aus. Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 29 empfängt den diskreten Wert ωMS(N) und gibt ωMS(N – 1) aus.
  • Der Multiplizierer 30 multipliziert den diskreten Wert τMS(N – 1) mit der durch die Gl. 59 berechneten Dämpfungsverstärkung Kgα zur Ausgabe von τMS(N). Der Multiplizierer 31 multipliziert den diskreten Wert ωMS(N – 1) mit der Dämpfungsverstärkung Kgα zur Ausgabe eines diskreten Werts ωMS(N). Darin ist der ursprüngliche Regressionsvektor Φ*(N) ein zweidimensionaler Vektor, der durch Gl. 60 darge stellt ist:
    Figure 00270001
  • Der Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt 33 empfängt die diskreten Werte τMM(N) und ωMS(N) und gibt einen zweidimensionalen Regressionsvektor φ(N) aus, der durch Gl. 61 ausgedrückt ist: ϕ(N) = [–ωM(N – 1), τM(N)]T Gl. 61 θ^(N) = [â1(N), b ^(N)T Gl. 62
  • Der Diskretparameterschätzabschnitt 34 schätzt einen diskreten Parameter mittels einer rekursiven Kleinstquadrattechnik auf der Grundlage des UD-Faktorisierungsalgorithmus nur, wenn das Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignal Pv_actI = 1 ist. Insbesondere gibt der Diskretparameterschätzabschnitt 34, wenn er den Regressionsvektor φ(N) empfängt, einen Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) aus, der ein Schätzwert ist, welcher auf der Grundlage von abgetasteten Daten bis zum vorherigen Mal des Parametervektor-Vorherschätzwerts θ^(N), der durch den zweidimensionalen Vektor der Gl. 62 dargestellt ist, ermittelt wird. Vorliegend sind die Vektorelemente a1^(N) und b0^(N) des Parametervektor-Vorherschätzwerts θ^(N) Schätzwerte zum Abtastzeitpunkt N von a1 und b0, die durch die Gl. 55 bzw. 56 gezeigt sind.
  • Der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 empfängt τMS(N) und ωMS(N) und berechnet eine Dämpfungsverstärkung Kgα auf der Grundlage der Gl. 61 und 62 und gibt sie nur aus, wenn das Au tomatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act = 1 ist. Wenn Agc_act = 0 ist, gibt der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 die Dämpfungsverstärkung Kgα der vorhergehenden Abtastzeit aus.
  • Der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 35 (PVAI) erzeugt ein Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignal Pv_actI und gibt ID_act, das durch zwei Abtastungen verzögert ist, als PV_act aus, um eine Daten-Vorabvorbereitungszeit im Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt 33 sicherzustellen.
  • Die erste Ausführungsform ist vorstehend unter Verwendung von 1 erläutert worden. Die Funktionsblöcke, die die Teile in den 1 und 2 bilden, werden nachstehend der Reihe nach im Einzelnen erläutert. 3 ist ein Blockdiagramm, das den internen Aufbau des Automatische-Verstärkungsregelungs-Betätigungssignalgenerators 24 (AGI) zeigt.
  • In 3 empfängt der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignalgenerator 24 (AGI) ein Parameteridentifizierer-Betätigungssignal ID_act 70 und gibt ein Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act 76 aus. Der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignalgenerator 24 hat Eine-Abtastung-Verzögerungsglieder 71, 73, 75, ein OR-Logikelement 72 und ein XOR-Logikelement 74.
  • Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 71 bestimmt eine Ausgabe eines Eine-Abtastung-Verzögerungsglieds 86 in einem Aufbaudiagramm (4) des AGCI. Das OR-Logikelement 72 gibt 0 nur aus, wenn beide von zwei Eingaben 0 sind, und gibt in anderen Fällen 1 aus. Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 73 empfängt die Ausga be des OR-Logikelements 72 und gibt zur Eingabe des OR-Logikelements 72 aus.
  • Aufgrund der Feedbackstruktur des OR-Logikelements 72 und des Eine-Abtastung-Verzögerungsglieds 73 setzt die Ausgabe des OR-Logikelements 72 stets die Ausgabe von 1 fort, nachdem sie einmal 1 geworden ist.
  • Das XOR-Logikelement 74 gibt 1 nur aus, wenn entweder eine der Ausgaben des OR-Logikelements 72 oder ein Ausgangswert des OR-Logikelements 72 vor einer Abtastung 1 ist, und gibt in anderen Fällen 0 aus. Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 75 empfängt die Ausgabe des OR-Logikelements 72 und gibt zu einer Eingabe des XOR-Logikelements 74 aus. Aufgrund dieses Aufbaus des Eine-Abtastung-Verzögerungsglieds 75 und des XOR-Logikelements 74 gibt das XOR-Logikelement 74 1 nur eine Abtastdauer zu einem Zeitpunkt aus, wenn die Ausgabe des OR-Logikelements 72 geändert ist, und gibt in anderen Fällen 0 aus. Aus der vorstehend beschriebenen Konfiguration gibt das Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act 76 1 nur in einer Abtastdauer des nächsten Mals aus, wenn das eingegebene Parameteridentifizierer-Betätigungssignal ID_act 1 wird.
  • 4 ist ein Diagramm, das den Innenaufbau des Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitts AGCI zeigt. Der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt (AGCI) 32 realisiert die Funktion des Berechnens und Ausgebens einer Dämpfungsverstärkung Kgα auf der Grundlage der Gl. 61 und 62 nur, wenn das Parameteridentifizierer-Betätigungssignal Id_act = 1 ist, und die Funktion des Ausgebens des Kgα zur vorherigen Abtastzeit, wenn Id_act = 0.
  • In 4 berechnet der AGCI 32 den Kgα 83 aus den Eingabesignalen ωMS(N) 80 und τMS(N) 81 und beinhaltet Absolutwertrechner 84 und 85 (ABS), ein Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 86 und einen Dämpfungsverstärkung-Kgα-Berechnungsabschnitt 97.
  • Die Absolutwertrechner 84 und 85 berechnen Absolutwerte von ωMS(N) bzw. τMS(N). Eine Ausgabe des Kgα-Berechnungsabschnitts 97 wird über das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 86 in den Dämpfungsverstärkung-Kgα-Berechnungsabschnitt 97 eingegeben und eine Ausgabe des Absolutwertrechners 85 wird direkt in den Dämpfungsverstärkung-Kgα-Berechnungsabschnitt 97 eingegeben. Das Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act 82 wird ebenfalls direkt in den Dämpfungsverstärkung-Kgα-Berechnungsabschnitt 97 eingegeben.
  • Ein interner Abschnitt des Dämpfungsberechnungsabschnitts 97 arbeitet nur, wenn Agc_act = 1 ist, und aktualisiert die Dämpfungsverstärkung Kgα.
  • Der Dämpfungsverstärkung-Kgα-Berechnungsabschnitt 98 berechnet Kgα entsprechend einem ersten Element der rechten Seite der Gl. 61 und der Dämpfungsverstärkung-Kgα-Berechnungsabschnitt 99 berechnet Kgα entsprechend einem zweiten Element der rechten Seite der Gl. 61. Ein Minimalwertvergleichs- und -Auswahlelement 90 gibt den kleineren der eingegebenen Dämpfungsverstärkungen Kg und Kα aus.
  • Eine Konstante 88 ist ein Wert, der durch Dividieren eines Absolutwerts ov_lim_g durch einen Anfangswert des Diagonalelements γ (γ = d1(0) = d2(0)) einer D-Matrix, worin ov_lim_g ein maximaler Absolutwert ist, der für g1(N) und g2(N) von später beschriebenen Elementen des Vektors g gestattet ist, erhalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein mit Vorzeichen versehener numerischer Wert, der weniger als ein maximaler Wert ist, der durch eine anzubringende Rechenoperationseinheit ausgedrückt werden kann, ohne einen Überlauf zu verursachen, als ov_lim_g ausgewählt. Insbesondere wird eine Regelung unter Verwendung einer kostengünstigen CPU möglich, indem ein maximaler Zahlenwert ausgewählt wird, der durch eine Rechnungszahl von Stellen einer Festkommarechnung begrenzt ist.
  • Ein Maximalwertvergleichs- und -Auswahlelement 87 gibt den größeren von Absolutwerten von eingegebenen Elementen des Regressionsvektors Φ*(N) aus. Ein Dividierer 89 dividiert die Konstante 88 durch eine Ausgabe des Maximalwertvergleichs- und -Auswahlelements 87 und gibt Kgα aus. Eine Konstante 95 ist eine Konstante einer Quadratwurzel eines Werts, der durch Dividieren eines Werts erhalten wird, welcher durch Subtrahieren eines vergesslichen Koeffizienten λ (einer positiven Zahl kleiner 1 und in der Umgebung von 1) von ov_lim_a durch einen Anfangswert des Diagonalelements γ (γ = d1(0) = d2(0)) der D-Matrix, worin ov_lim_a ein maximaler Wert ist, der für α1(N) und α2(N) gestattet ist, die Elemente des Vektors α sind, wie später beschrieben, ermittelt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden numerische Werte ausgewählt (da Elemente eines Vektors α alle positive Werte sind), die weniger als der maximale Wert betragen, der ohne Vorzeichen und ohne Bewirken eines Überlaufs durch die anzubringende Rechenoperationseinheit ausgedrückt werden kann.
  • Die Multiplizierer 91 und 92 berechnen Quadratwerte der jeweils eingegebenen Regressionsvektoren Φ*(N). Ein Addierer 93 addiert Ausgangsergebnisse der Multiplizierer 91 und 92. Ein Radizierer 94 führt eine Radizierung einer Ausgabe des Addierers 93 durch. Ein Dividierer 96 gibt die Dämpfungsverstärkung Kgα durch Dividieren der Konstanten 95 durch die Ausgabe des Radizierers 94 aus. Der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 (AGCI) ist wie vorstehend beschrieben aufgebaut.
  • Als Nächstes wird der Aufbau des Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitts 33 unter Verwendung des Blockdiagramms in 5 erläutert. In 5 beinhaltet der Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt ein Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 113, einen Vorzeichenwandler 114 und ein Vektorisierungssymbol 115. Er empfängt die Motordrehzahl ωMS(N) und das Motordrehmoment τMS(N) als Eingangssignale 110 bzw. 110 und gibt einen Regressionsvektor φ(N) als Ausgangssignal 112 aus. Es wird bemerkt, dass jedes Eingangssignal ein Signal ist, das mit der Dämpfungsverstärkung Kgα in den in 2 gezeigten Multiplizierern 30 und 31 multipliziert wird.
  • Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 113 empfängt ωM(N) und gibt ωM(N – 1) aus. Der Vorzeichenwandler 114 empfängt die Ausgabe ωM(N – 1) des Eine-Abtastung-Verzögerungsglieds 113 und gibt –ωM(N – 1) aus. Das Vektorisierungssymbol 115 vektorisiert –ωM(N – 1) und τM(N) und gibt den Regressionsvektor φ(N) in Gl. 61 aus, dessen Elemente ωM(N – 1) und τM(N) sind. Es wird bemerkt, dass, wenn auch das Vektorisierungssymbol 115 hinsichtlich der Implementierung ignoriert wird, es in einer Datenstruktur als Struktur reflektiert wird.
  • Als Nächstes wird der Aufbau des Diskretparameterschätzabschnitts 34 unter Bezugnahme auf 6 erläutert. In 6 empfängt der Diskretparameterschätzabschnitt 34 den Motordrehzahl-Diskretwert ωM(N) und den Regressionsvektor φ(N) als Eingangssignale 120 und 121 und gibt einen Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) als Ausgangssignal 122 aus. Der Diskretparameterschätzabschnitt 34 weist einen Prädiktor 123, einen Subtrahierer 124, einen Parame tervektorrechner 125 und einen UD-Faktorisierungsabschnitt 126 als seine Bestandteile auf. Es wird bemerkt, dass der Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) einen Schätzwert auf der Grundlage von Abtastdaten des vorherigen Parametervektor-Schätzwerts θ^(N), der durch den zweidimensionalen Vektor in Gl. 62 dargestellt ist, bedeutet.
  • Der Prädiktor 123 berechnet einen Motordrehzahl-Voraussagewert ω^M(N) aus dem Regressionsvektor φ(N) und dem Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) und führt eine Berechnung durch, die einer zweiten Position der rechten Seite der Gl. 4 entspricht. Der Subtrahierer 124 berechnet einen vorausgesagten Fehler ε(N) durch Subtrahieren der Motordrehzahl-Voraussagewerts ω^M(N) aus der Motordrehzahl ωM(N) und führt eine Berechnung durch, die der Subtraktion der rechten Seite der Gl. 4 entspricht. Der Parametervektorrechner 125 aktualisiert und berechnet den Parametervektor-Schätzwert θ^(N) aus dem vorausgesagten Fehler ε(N) und einem Verstärkungsvektor k(N) unter Verwendung der Berechnung entsprechend Gl. 5. Der UD-Faktorisierungsabschnitt 126 berechnet den Verstärkungsvektor k(N) aus dem Regressionsvektor φ(N) durch den UD-Faktorisierungsalgorithmus und beinhaltet einen f-Vektor-Rechner 127, einen g-Vektor-Rechner 128, einen α·μ-Rechner 129, einen U-Matrix-Rechner 130, einen D-Matrix-Rechner 131 und einen Verstärkungsvektor-Rechner 132.
  • Der f-Vektor-Rechner 127 berechnet den f-Vektor f(N) aus dem Regressionsvektor φ(N) und einem vorherigen Wert U(N – 1) einer (2 xz 2)-Dreiecksmatrix U(N), deren Diagonalkomponente 1 ist, wie in Gl. 63 gezeigt:
    Figure 00340001
  • Der g-Vektor-Rechner 128 berechnet den g-Vektor f(N) aus dem f-Vektor f(N) und einem vorhergehenden Wert D(N – 1) einer (2×2) Diagonalmatrix D(N), die in Gl. 64 gezeigt ist:
    Figure 00340002
  • Der α·μ-Rechner 129 berechnet einen α-Vektor α(N) aus dem g-Vektor g(N) und dem f-Vektor f(N) durch Gl. 69 zur Berechnung von μ2(N):
    Figure 00340003
  • Der U-Matrix-Rechner 130 berechnet u12(N) aus dem g-Vektor g(N) und dem μ2(N) unter Verwendung der Gl. 69 und berechnet den v-Vektor v(N) durch Gl. 70. Weiterhin führt der U-Matrix-Rechner 130 einen in Gl. 63 verwendeten Wert von u12(N – 1) zum f-Vektor-Rechner 127 zurück.
  • Figure 00350001
  • Der D-Matrix-Rechner 131 berechnet d1(N) aus dem α-Vektor α(N) unter Verwendung einer Berechnung der Gl. 71 und berechnet d2(N) aus der Gl. 72, um D(N – 1) zum g-Vektor-Rechner 128 zurückzuführen:
    Figure 00350002
  • Der Verstärkungsvektor-Rechner 132 berechnet den Verstärkungsvektor k(N) aus dem v-Vektor v(N) und α2(N) unter Verwendung einer Berechnung der Gl. 73:
    Figure 00350003
  • Während der Aufbau des Diskretparameterschätzabschnitts 34 vorstehend erläutert worden ist, werden Funktionsblöcke, die den Diskretparameterschätzabschnitt 34 bilden, nachstehend der Reihe nach im Einzelnen erläutert.
  • 7 ist ein Diagramm, das den internen Aufbau des Prädiktors 113 zeigt. In 7 empfängt der Prädiktor 123 den Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) und den Regressionsvektor φ(N) als Eingangssignale 140 und 141 und gibt den Motordrehzahl-Voraussagewert ω^M(N) als Ausgangssignal 147 aus und beinhaltet Vektorisierungssymbole 142 und 143, Multiplizierer 144 und 145 und einen Addierer 146.
  • Das Vektorisierungssymbol 142 zeigt eine Operation an, bei der Elemente a1^(N – 1) und b0^(N – 1) aus dem Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) genommen werden. Das Vektorisierungssymbol 143 zeigt eine Operation an, bei der Elemente ωM(N – 1) und τM(N) aus dem Regressionsvektor φ(N) genommen werden. Der Multiplizierer 144 multipliziert das Element a1^(N – 1) mit dem Element ωM(N – 1) und der Multiplizierer 145 multipliziert b0^(N – 1) mit dem Element τM(N). Der Addierer 146 addiert ein Ausgangssignal des Multiplizierers 144 und ein Ausgangssignal des Multiplizierers 145 und gibt sein Ergebnis als Motorgeschwindigkeits-Voraussagewert ω^M(N) aus.
  • 8 ist ein Diagramm, das den internen Aufbau des Parametervektorrechners 125, welcher die Berechnung der Gl. 5 ausführt, zeigt.
  • In 8 empfängt der Parametervektorrechner 125 den Verstärkungsvektor k(N) und den vorausgesagten Fehler ε(N) als Eingangssignale 160 und 161 und gibt den Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) als Ausgangssignal 162 aus. Der Parametervektorrechner 125 weist Vektorisierungscodes 163 und 170, Multiplizierer 164 und 167, Addierer 165 und 168 und Eine-Abtastung-Verzögerungsglieder 166 und 169 auf.
  • Das Vektorisierungssymbol 163 zeigte eine Operation an, bei der Elemente k1(N) und k2(N) aus dem Verstärkungsvektor k(N) genommen werden. Der Multiplizierer 164 multipliziert das Element k1(N) mit dem vorausgesagten Fehler ε(N) und der Multiplizierer 167 multipliziert das Element k2(N) mit dem vorausgesagten Fehler ε(N). Der Addierer 165 addiert eine Ausgabe des Multiplizierers 164 zu a1^(N- 1) zur Berechnung des Koeffizienten a1^(N) in Gl. 1 und der Addierer 168 addiert eine Ausgabe des Multiplizierers 167 zum Koeffizienten b0^(N – 1) zur Berechnung des Koeffizienten b0^(N).
  • Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 166 empfängt den Koeffizienten a1^(N) und gibt den Koeffizienten a1^(N – 1) aus und das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 169 empfängt den Koeffizienten b0^(N) und gibt den Koeffizienten b0^(N – 1) aus. Das Vektorisierungssymbol 170 vektorisiert die Koeffizienten a1^(N – 1) und b0^(N – 1) und gibt zum Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1) aus.
  • Als Nächstes wird der interne Aufbau des f-Vektor-Rechners 127 unter Verwendung von 9 erläutert. In 9 wandelt der f-Vektor-Rechner Eingangssignale 180 und 181 des Regressionsvektors φ(N) und ein Reihen- und zwei Säulenelemente U12(N – 1) des U-Matrix-Vorherwerts U(N – 1) in ein Ausgangssignal 182 des f-Vektors f(N) unter Verwendung einer Berechnung der Gl. 67 um und beinhaltet Vektorisierungssymbole 183 und 186, einen Multiplizierer 184 und einen Addierer 185.
  • Das Vektorisierungssymbol 183 zeigt eine Operation an, bei der Elemente –ωM(N – 1) und τM(N) des Regressionsvektors φ(N) genommen werden. Der Multiplizierer 184 multipliziert –ωM(N – 1) mit u12(N – 1). Der Addierer 185 addiert eine Ausgabe des Multiplizierers 184 mit τM(N) und gibt ein zweites Element f2(N) aus. Das Vektorisierungssymbol 183 zeigt eine Operation des Vektorisierens von –ωM(N – 1) in ein erstes Element f1(N) und des Vektorisierens einer Ausgabe der Verstärkung 185 in das zweite Element f2(N) an und gibt den f-Vektor f(N) 182 aus.
  • Als Nächstes wird der interne Aufbau des g-Vektor-Rechners 128 unter Verwendung von 10 erläutert. In 10 wandelt der g-Vek tor-Rechner 128 Eingangssignale 200 und 201 des f-Vektors f(N) und eines Vektors, der aus einer Diagonalkomponente des D-Matrix-Vorherwerts D(N – 1) besteht, in ein Ausgangssignal 202 des g-Vektors g(N) unter Verwendung einer Berechnung der Gl. 66 um und beinhaltet Vektorisierungssymbole 203, 204 und 209, Multiplizierer 205 und 207 und Begrenzer 206 und 208.
  • Das Vektorisierungssymbol 203 zeigt eine Operation an, bei der Elemente f1(N) und f2(N) des f-Vektors f(N) genommen werden, und das Vektorisierungssymbol 204 zeigt eine Operation an, bei der Diagonalelemente d1(N – 1) und d2(N – 1) von D(N – 1) genommen werden. Der Multiplizierer 205 multipliziert f1(N) mit dem Diagonalelement d1(N – 1) und der Multiplizierer 207 multipliziert f2(N) mit dem Diagonalelement d2(N – 1).
  • Die Begrenzer 206 und 208 führen einen Begrenzungsvorgang an Ausgaben der Multiplizierer 205 und 207 mit ausdrückbaren oberen und unteren Grenzwerten durch, ohne einen Überlauf zu verursachen. Durch den Aufbau der vorliegenden Ausführungsform, in der der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 (siehe 2) angebracht ist, arbeiten die Begrenzer 206 und 208 jedoch nicht normal. Das Vektorisierungssymbol 209 gibt den g-Vektor g(N) durch Vektorisieren einer Ausgabe des Begrenzers 206 in ein erstes Element g1(N) und eine Ausgabe des Begrenzers 208 in ein zweites Element g2(N) aus.
  • Als Nächstes wird der interne Aufbau des α·μ-Rechners 129 unter Bezugnahme auf 11 erläutert. In 11 wandelt der α·μ-Rechner 129 Eingangssignale 220 und 221 des g-Vektors g(N) und des f-Vektors f(N) in Ausgangssignale 222 und 223 des μ2(N) und des α-Vektors α(N) unter Verwendung von Berechnungen der Gl. 67 und 68 um und beinhaltet Vektorisierungssymbole 236, 237 und 235, Multiplizierer 225 und 230, Addierer 226 und 231, Begrenzer 227 und 232, einen Dividierer 228 und einen Codewandler 229.
  • Das Vektorisierungssymbol 236 zeigt eine Operation an, bei der Elemente g1(N) und g2(N) des g-Vektors g(N) genommen werden. Das Vektorisierungssymbol 237 zeigt eine Operation an, bei der Elemente f1(N) und f2(N) des f-Vektors f(N) genommen werden. Eine Konstante 224 speichert einen vergesslichen Koeffizienten λ. Der Multiplizierer 225 multipliziert g1(N) mit f1(N) und der Multiplizierer 230 multipliziert g2(N) mit f2(N). Der Addierer 226 addiert eine Ausgabe des Multiplizierers 225 und den vergesslichen Koeffizienten λ.
  • Der Begrenzer 227 führt einen Begrenzungsvorgang an einer Ausgabe des Addierers 226 mit einem ausdrückbaren oberen Grenzwert durch, ohne einen Überlauf zu verursachen. Der Addierer 231 addiert eine Ausgabe des Begrenzers 227 und eine Ausgabe des Multiplizierers 230. Der Begrenzer 232 führt einen Begrenzungsvorgang an einer Ausgabe des Multiplizierers 231 mit einem ausdrückbaren oberen Grenzwert durch, ohne einen Überlauf zu verursachen. Jedoch arbeiten die Begrenzer 227 und 232 in der vorliegenden Ausführungsform, in der der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 (siehe 2) angebracht ist, nicht normal.
  • Das Vektorisierungssymbol 235 vektorisiert den vergesslichen Koeffizienten λ zu einem ersten Element α0(N), die Ausgabe des Begrenzers 227 zu einem zweiten Element α1(N) und die Ausgabe des Begrenzers 232 zu einem dritten Element α2(N) und gibt den α-Vektor α(N) aus. Der Dividierer 228 dividiert f2(N) durch α1(N), das vom Begrenzer 227 ausgegeben wird. Der Codewandler 229 wandelt den Code eines Ausgabewerts des Dividierers 228 um und gibt ihn als μ2(N) aus.
  • Als Nächstes wird der interne Aufbau des U-Matrix-Rechners 130 unter Bezugnahme auf 12 erläutert. In 12 wandelt der U-Matrix-Rechner 130 Eingangssignale 250 und 251 des g-Vektors g(N) und des μ2(N) in Ausgangssignale 252 und 253 des v-Vektors v(N) und ein Reihen- und zwei Säulenelemente U12(N – 1) des U-Matrix-Vorherwerts U(N – 1) unter Verwendung von Berechnungen der Gl. 69 und 70 um und beinhaltet Vektorisierungssymbole 254 und 260, Multiplizierer 255 und 258, Addierer 256 und 259 und ein Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 257.
  • Das Vektorisierungssymbol 254 zeigt eine Operation an, bei der Elemente g1(N) und g2(N) des g(N) genommen werden. Der Multiplizierer 255 multipliziert g1(N) mit μ2(N) und der Addierer 256 addiert ein Ausgangssignal des Multiplizierers 255 mit u12(N – 1) zur Berechnung von u12(N). Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 257 empfängt u12(N), das aus dem Addierer 256 ausgegeben wird, als Eingangssignal und gibt u12(N – 1) aus. Der Multiplizierer 258 multipliziert u12(N – 1) mit g2(N). Der Addierer 259 addiert g1(N) und das Ausgangssignal des Multiplizierers 258. Das Vektorisierungssymbol 260 zeigt das Vektorisieren einer Ausgabe des Addierers 259 zu einem ersten Element v1(N) und g2(N) zu einem zweiten Element v2(N) an und gibt einen v-Vektor v(N) aus.
  • Als Nächstes wird der interne Aufbau des D-Matrix-Rechners 131 unter Bezugnahme auf 13 erläutert. In 13 wandelt der D-Matrix-Rechner 131 ein Eingangssignal 270 des α-Vektors α(N) in ein Ausgangssignal 271 eines Vektors um, der von Diagonalelementen d1(N – 1) und d2(N – 1) des D-Matrix-Vorherwerts D(N – 1) gebildet wird und beinhaltet Vektorisierungssymbole 272 und 281, Multiplizierer 274 und 278, Verstärkungen 275 und 278 und Eine-Abtastung- Verzögerungsglieder 276 und 280.
  • Das Vektorisierungssymbol 272 zeigt eine Operation an, bei der Elemente α0(N), α1(N), α2(N) des α-Vektors α(N) herausgenommen werden. Der Dividierer 273 dividiert das Element α0(N) durch α1(N). Der Dividierer 277 dividiert das Element α1(N) durch das Element α2(N). Der Multiplizierer 274 multipliziert ein Ausgangssignal des Dividierers 273 mit d1(N – 1). Die Verstärkung 275 multipliziert eine Ausgabe des Multiplizierers 274 mit 1/λ. Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 276 empfängt eine Ausgabe der Verstärkung 275 und gibt das Diagonalelement d1(N – 1) aus. Der Multiplizierer 278 multipliziert eine Ausgabe des Dividierers 277 mit dem Diagonalelement d2(N – 1). Die Verstärkung 279 multipliziert eine Ausgabe des Multiplizierers 278 mit 1/λ. Das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 280 empfängt eine Ausgabe der Verstärkung 279 und gibt das Diagonalelement d2(N – 1) aus. Das Vektorisierungssymbol 281 vektorisiert die Diagonalelemente d1(N – 1) und d2(N – 1) und gibt sie als D-Matrix-Vorherwert D(N – 1) aus.
  • Als Nächstes wird nachstehend der interne Aufbau des Verstärkungsvektor-Rechners 132 unter Bezugnahme auf 14 erläutert. In 14 empfängt der Verstärkungsvektor-Rechner 132 den v-Vektor v(N) und α2(N) als Eingangssignale 290 und 291 und wandelt sie in ein Ausgangssignal 292 des Verstärkungsvektors k(N) um und beinhaltet Vektorisierungssymbole 293 und 296 und Dividierer 294 und 295.
  • Das Vektorisierungssymbol 293 zeigt eine Operation an, bei der Elemente v1(N) und v2(N) des v(N) genommen werden. Der Dividierer 294 dividiert v1(N) durch α2(N) und gibt k1(N) aus. Der Dividierer 295 dividiert v2(N) durch α2(N) und gibt k2(N) aus. Das Vektorisierungssymbol 296 vektorisiert k1(N) und k2(N) und gibt sie als Verstärkungsvektor k(N) aus.
  • Während vorstehend der Aufbau des Automatikabstimmungsabschnitts 37 erläutert worden ist, wird als Nächstes eine Verarbeitungssequenz des Automatikabstimmungsabschnitts 37 gemäß eines in 15 gezeigten Flussdiagramms erläutert.
  • Wenn der Vorgang dieses Flusses in Schritt S300 gestartet wird, werden in Schritt S301 nacheinander Anfangswerte gesetzt. Insbesondere werden die Anfangswerte wie folgt gesetzt: das Parameteridentifizierer-Betätigungssignal ID_act = 0, der Identifizierungsanzahlzähler ID_count = 0, das Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act = 0 und das Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignal Pv_actI = 0.
  • Als Nächstes bestimmt der Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23 in Schritt S302, ob ein Absolutwert (Größe) des Nachfilter-Motordrehzahl-Erfassungswerts ωMF größer als ein spezifizierter Wert ωA ist oder nicht. Wenn er nicht größer als der spezifizierte Wert (ωA ist, d. h. Nein in Schritt S302, wiederholt der Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23 den Vorgang von Schritt S202 und wartet, bis der Absolutwert größer als der spezifizierte Wert ωA wird. Wenn dann der Absolutwert größer als der spezifizierte Wert ωA wird, d. h. Ja in Schritt S302, ändert der Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23 das Parameteridentifizierer-Betätigungssignal ID_act von 0 in 1. Dadurch startet der Parameteridentifizierer 19 den Vorgang in Schritt S303.
  • Um dann die Datenfüllzeit (Kgα-Berechnungszeit) zu den Eine-Abtastung-Verzögerungsgliedern 28 und 29 in 2 und zum Eine- Abtastung-Verzögerungsglied 86 in 4 sicherzustellen, verzögert der Automatikabstimmungsabschnitt 37 in Schritt S304 um eine Abtastdauer. Dann setzt der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignalgenerator 24 1 im Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act. Dadurch wird die Berechnung des Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitts 32 ausgeführt und der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 berechnet in Schritt S305 die Überlaufunterdrückungsverstärkung (die Dämpfungsverstärkung) Kgα. Als Nächstes bringt der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignalgenerator 24 das Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act auf Null zurück. Er setzt die Dämpfungsverstärkung Kgα während der Routine von Schritt S300 fest, um in Schritt S306 neu zu starten.
  • Um dann Datenfüllzeit (Regressionsvektorfüllzeit) zu dem Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 113 des Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitts 33 sicherzustellen, verzögert der Automatikabstimmungsabschnitt 37 in Schritt S307 um eine Abtastdauer. Dann ändert der Automatikabstimmungsabschnitt 37 das Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignal Pv_actI von 0 in 1 und dadurch startet der Diskretparameterschätzabschnitt 34 in Schritt S311 seinen Ablauf. Um die Identifizierungsgenauigkeit durch mehrmaliges Ausführen einer Identifizierung zu verbessern, addiert danach der Automatikabstimmungsabschnitt 37 in Schritt S312 1 zu dem Parameteridentifizierer Betätigungssignal ID_act.
  • Dann bestimmt der Automatikabstimmungsabschnitt 37 in Schritt S313, ob ein Absolutwert der Drehzahl ωMF weniger als der spezifizierte Wert ωI ist oder nicht. Wenn der Absolutwert der Drehzahl ωMF größer als der aw1 ist, d. h. Nein, führt der Automatikabstimmungs abschnitt 37 Schritt S313 erneut aus und wartet, bis der Absolutwert kleiner als der spezifizierte Wert ωI wird. Wenn dagegen der Absolutwert weniger als der spezifizierte Wert ωI wird, d. h. Ja in 313, stoppt der Automatikabstimmungsabschnitt 37 den Parameteridentifizierer 19 durch Ändern von ID_act und PV_actI von 1 in 0 in Schritt S314. Danach bestimmt der Automatikabstimmungsabschnitt 37 in Schritt S315, ob der Identifizierungsanzahlzähler ID_count größer als die spezifizierte Anzahl von Malen NC ist oder nicht.
  • Wenn der Identifizierungsanzahlzähler ID_count weniger als die spezifizierte Anzahl von Malen NC ist, d. h. Nein in Schritt S315, bestimmt der Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23 in Schritt S308, ob ein Absolutwert des Nachfiltermotordrehzahl-Erfassungswerts ωMF größer als der spezifizierte Wert ωA ist oder nicht. Wenn der Absolutwert nicht größer als der spezifizierte Wert ωA ist, d. h. Nein in Schritt S315, wiederholt der Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23 den Vorgang ab Schritt S308. Wenn der Absolutwert größer als der spezifizierte Wert ωA wird, d. h. Ja in Schritt S315, startet der Parameteridentifizierer-Betätigungssignalgenerator 23 den Vorgang des Parameteridentifizierers 19 in Schritt S309 durch Ändern des Parameteridentifizierer-Betätigungssignals ID_act von 0 in 1. Um die Kgα-Berechnungszeit und die Regressionsvektorfüllzeit sicherzustellen, verzögert der Automatikabstimmungsabschnitt 37 danach in Schritt S310 um zwei Abtastdauern und führt die Vorgänge von den vorstehend beschriebenen Schritten S311 bis S315 aus.
  • Wenn der Identifizierungsanzahlzähler ID_count größer als die spezifizierte Anzahl von Malen NC ist, d. h. Ja bei der Bestimmung von Schritt S315, wandelt der Parameteridentifizierer 19 den Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1), d. h. das Identifizierungsergeb nis, durch den Diskret/Kontinuierlich-Parameter-Umwandlungsabschnitt 25 in Schritt S316 in den Gesamtträgheitsmoment-Schätzwert J^ und den Schätzwert des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D^ um, die kontinuierliche Parameter sind. Dann setzt der Automatikabstimmungsabschnitt 37 J^ bzw. D^ in Schritt S317 in die proportionalen Verstärkungen 15 und 17 des Drehzahlreglers 9 ein und beendet den Ablauf dieser Routine in Schritt S318.
  • Während der Fluss der Ablaufreihe im Automatikabstimmungsabschnitt 37 vorstehend erläutert worden ist, werden als Nächstes Wirkungen, die durch die vorliegende Ausführungsform herbeigeführt werden, unter Verwendung simulierter Betriebswellenformen, die in den 16 und 17 gezeigt sind, erläutert.
  • Darin wurden Bedingungen der Simulation wie folgt eingestellt. Nämlich das Gesamtträgheitsmoment des mechanischen Systems, das sich aus dem Motor, der Kopplungswelle und der anzutreibenden Last J = 5,71 × 10–5 [kg·m2], dem Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D = 1,0 × 10–3 [N·m/(rad/s)] und der Abtastdauer T = 8,96 [ms] zusammensetzt. Dementsprechend ist bekannt gewesen, dass a1☐0,885, b0☐145 wahre Werte aus den Beziehungen der Gl. 55 und 56 sind.
  • 16A ist eine Wellenform 330 des Nachfilter-Motordrehzahl-Erfassungswerts ωMF, 16B ist eine Wellenform 331 des Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignals Agc_act, 16C ist eine Wellenform 332 des Parameteridentifizierer-Betätigungssignals ID_act und 16D ist eine Wellenform 333 des Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignals Pv_actI.
  • Weiterhin sind als Vergleichsbeispiele Wellenformen in 17 ge zeigt, als die Identifizierung unter der Bedingung ausgeführt wurde, bei der die Dämpfungsverstärkung Kgα auf 1 festgesetzt ist. 17A zeigt eine Wellenform 334 von a1^ und 17B zeigt eine Wellenform 335 von b0^. Weiterhin wird a1^, wenn die Identifizierung durch die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird, durch eine Wellenform 336 gezeigt und b0^ durch eine Wellenform 337. Wie aus den Wellenformen 330, 332 und 333 ersichtlich ist, sind Operationen in dieser Simulation gezeigt, bis der Identifizierungsanzahlzähler ID_count = 2 ist.
  • Zu diesem Zeitpunkt treten, wie durch die Wellenformen 334 und 335 in den Vergleichsbeispielen, in denen die Dämpfungsverstärkung Kgα auf 1 festgesetzt ist, ersehen werden kann, so übermäßig große Identifizierungsfehler, dass Vorzeichen bezüglich eines wahren Werts umgekehrt sind, am Beginn des Starts der Identifizierung auf und ihre nachfolgende Konvergenz auf den wahren Wert ist ebenfalls gering. Wie jedoch durch die Wellenformen 336 und 337 in der vorliegenden Ausführungsform ersehen werden kann, gibt es keinen übermäßig großen Identifizierungsfehler am Beginn der Identifizierung und die Wellenformen konvergieren auf den wahren Wert.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Als Nächstes wird ein Parameteridentifizierer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 18 erläutert. Der Parameteridentifizierer der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Parameteridentifizierer 19 dadurch, dass die Kgα mit dem Regressionsvektor multipliziert wird. Es wird bemerkt, dass der Aufbau des Motorregelsystems der gleiche wie bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist.
  • Ein Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt 351 empfängt τMS(N) und ωMS(N) auf der Grundlage der Gl. 62 zur Erzeugung des Regressionsvektors Φ*(N). Ein Multiplizierer 353 multipliziert den Regressionsvektor Φ*(N) mit der Dämpfungsverstärkung Kgα, die aus einem Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 352 (AGC2) ausgegeben wird, und gibt sein Berechnungsergebnis als Regressionsvektor φ(N) aus. Ein Multiplizierer 354 multipliziert den ωMS(N) mit der Dämpfungsverstärkung Kgα und gibt sein Berechnungsergebnis als ωM(N) aus.
  • Ein Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 355 (PVA2) gibt den um eine Abtastdauer verzögerten Id_act als das Diskretparameterschätzabschnitt Betätigungssignal Pv_actI aus, um eine Datenvorbereitungszeit im Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt 351 sicherzustellen.
  • Der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 352 (AGC2) empfängt den Regressionsvektor Φ*(N) als Eingangssignal, berechnet die Dämpfungsverstärkung Kgα auf der Grundlage der Gl. 61 und 62 nur, wenn das Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act = 1 ist, und gibt sein Berechnungsergebnis aus. Wenn Agc_act = 0, gibt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 352 die Dämpfungsverstärkung Kgα der vorhergehenden Abtastzeit aus.
  • Als Nächstes wird der interne Aufbau des Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerators 352 (AGC2) unter Bezugnahme auf 19 erläutert. Was sich in 17 von dem in 4 gezeigten Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt 32 (AGC1) unterscheidet, ist nur ein Eingabeteil. Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass es nicht notwendig ist, einen Regressi onsvektor intern wie das Eine-Abtastung-Verzögerungsglied 86 in 4 zu erzeugen, da der Regressionsvektor Φ*(N) eingegeben wird, und der Regressionsvektor von einem Vektorisierungssymbol 373 über Absolutwert-Rechner 374 und 375 in den Dämpfungsverstärkungs-Kgα-Berechnungsabschnitt 98 eingegeben wird. Elemente –ωM(N) und τM(N) des Regressionsvektors Φ*(N) 370 werden in die Absolutwert-Rechner 374 bzw. 375 eingegeben und dann zum Dämpfungsverstärkungs-Kgα-Berechnungsabschnitt 97 mit dem gleichen Aufbau wie demjenigen, der in 3 gezeigt ist, ausgegeben.
  • Als Nächstes wird eine Ablaufsequenz des Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerators 350 unter Verwendung eines in 20 gezeigten Flussdiagramms erläutert.
  • Wenn der Ablauf dieses Flusses in Schritt S400 gestartet wird, initialisiert der Parameteridentifizierer 350 in Schritt S401 Merker und Variablen. Danach bestimmt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 in Schritt S402, ob ein Absolutwert (Größe) des Nachfiltermotordrehzahl-Erfassungswerts ωMF größer als der spezifizierte Wert ωA ist oder nicht. Wenn das Ergebnis der Bestimmung Nein ist, kehrt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 zu Schritt S402 zurück, um zu warten, bis der Absolutwert größer als der spezifizierte Wert ωA wird.
  • Wenn das Ergebnis der Bestimmung Ja ist, ändert der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 das Parameteridentifizierer-Betätigungssignal ID_act von 0 in 1, um seinen Vorgang in Schritt S403 zu beginnen. Um dann eine Datenfüllzeit (Regressionsvektorfüllzeit) des Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerators 351 zum Eine-Abtastung-Verzögerungsglied sicherzustellen, verzögert der Diskretparameterschätzabschnitt-Be tätigungssignalgenerator 350 in Schritt S404 um eine Abtastdauer. Dann setzt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 1 im Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act. Dadurch wird die Berechnung des Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitts AGC2 in Schritt S405 zur Berechnung der Dämpfungsverstärkung Kgα ausgeführt.
  • Danach bringt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 das Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt-Betätigungssignal Agc_act auf 0 zurück. Dadurch wird die Dämpfungsverstärkung Kgα während der Dauer ab Schritt S400 festgesetzt, um in Schritt S405 neu zu beginnen. Danach wird der Vorgang des Diskretparameterschätzabschnitts 34 durch Ändern des Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignals PV_act von 0 in 1 in Schritt S410 gestartet.
  • Dann wird 1 in Schritt S411 zum Identifizierungsanzahlzähler ID_count addiert, um die Identifizierungsgenauigkeit durch mehrmaliges Ausführen der Identifizierung zu verbessern.
  • Danach bestimmt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 in Schritt S412, ob ein Absolutwert der Drehzahl ωMF weniger als der spezifizierte Wert ωI ist oder nicht. Wenn der Absolutwert größer als der spezifizierte Wert ωI ist, d. h. Nein in Schritt S412, wird der Vorgang des Schritts S412 wiederholt. Wenn dagegen der Absolutwert von ωMF weniger als der spezifizierte Wert ωI beträgt, d. h. Ja in Schritt S412, stoppt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 seinen Vorgang durch Ändern von Id_act und Pv_act2 von 1 in 0 in Schritt S413.
  • Dann bestimmt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungs signalgenerator 350 in Schritt S414, ob der Identifizierungsanzahlzähler ID_count größer als die spezifizierte Anzahl von Malen NC ist oder nicht. Wenn er nicht größer als die spezifizierte Anzahl von Malen NC ist, d. h. Nein in Schritt S414, bestimmt er in Schritt S407, ob die Größe des Nachfiltermotordrehzahl-Erfassungswerts ωMF größer als der spezifizierte Wert ω ist oder nicht. Wenn Nein in Schritt S407, wiederholt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 den Vorgang in Schritt S407. Wenn dagegen das Bestimmungsergebnis Ja lautet, startet der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 seinen Vorgang durch Ändern des Parameteridentifizierer-Betätigungssignals ID_act von 0 in 1 in Schritt S408. Um dann die Regressionsvektorfüllzeit sicherzustellen, verzögert der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 in Schritt S409 um eine Abtastdauer. Danach führt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 die Vorgänge von den Schritten S410 bis S414 aus und wiederholt diese Vorgänge in Schritt S414, sofern nicht die Anzahl von Malen größer als die spezifizierte Anzahl von Malen NC wird.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Anzahl von Malen größer als die spezifizierte Anzahl von Malen NC ist, Ja in Schritt S414, wandelt der Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 350 in Schritt S415 den Parametervektor-Vorherschätzwert θ^(N – 1), d. h. das Identifizierungsergebnis, durch den Diskret/Kontinuierlich-Parameterabschnitt 25 in den Gesamtträgheitsmoment-Schätzwert J^ und den Schätzwert des Flüssigkeitsreibungskoeffizienten D^ um, die kontinuierliche Parameter sind. Danach setzt der Automatikabstimmungsabschnitt 37 J^ bzw. D^ in Schritt S416 in die proportionalen Verstärkungen 15 und 17 des Drehzahlreglers 9 ein und beendet die Verarbeitung in Schritt S417.
  • Während der Fluss der Ablaufreihe im Automatikabstimmungsabschnitt vorstehend erläutert worden ist, führt er die gleiche Wirkung wie in der ersten Ausführungsform auch in der in 16 gezeigten zweiten Ausführungsform herbei.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform wird es möglich, die Identifizierungsgenauigkeit auf hohem Niveau zu halten, während der Überlauf bei der rekursiven Kleinstquadrattechnik-Berechnung unterdrückt wird. Dies gestattet es, dass die Regelparameter automatisch mit hoher Präzision gesetzt werden, indem das Identifizierungsergebnis verwendet wird, und gestattet es, dass die Hochleistungsregelung leicht realisiert wird.
  • (Exemplarische Modifizierung)
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedentlich modifiziert werden, wie zum Beispiel auf folgende Art und Weise.
    • (1) Während die N-Parameter ωMS(N) und τMS(N) in jeder vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch die Halteglieder nullter Ordnung 26 und 27 erhalten worden sind, kann diese Funktion auch mittels FIFO (First In First Out) realisiert werden; und
    • (2) während der Nachfiltermotordrehzahl-Abtastwert ωMS(N) in der zweiten Ausführungsform in den Diskretparameterschätzabschnitt-Betätigungssignalgenerator 351 eingegeben worden ist, ohne durch die Multiplizierer zu gehen, kann ein Signal, das durch den Multiplizierer geht, in einen anderen Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt eingegeben werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • - Yoji Ikuni, "Adaptive Signal Processing Algorithm" [0038]

Claims (11)

  1. Motorregeleinrichtung, mit: einem Drehzahlregler, der einen Drehmomentstrombefehlswert entsprechend einer Abweichung zwischen einem Motordrehzahl-Erfassungswert und einem Motordrehzahl-Befehlswert ausgibt; einem Stromregler, der ein Regelsignal zum Regeln eines Antriebsstroms entsprechend der Abweichung zwischen dem Drehmomentstrom-Befehlswert und dem Drehmomentstrom-Erfassungswert erzeugt, der eine Drehmomentstromkomponente des durch den Motor fließenden Antriebsstroms ist; und einem Automatikabstimmungsabschnitt zum automatischen Einstellen von Regelparametern des Drehzahlreglers unter Verwendung sowohl des Motordrehmomentwerts des Motors als auch des Drehzahl-Erfassungswerts; und der Einrichtung, die den Motor so regelt, dass sich der Drehzahl-Erfassungswert dem Motordrehzahl-Befehlswert annähert; wobei die Motorregeleinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Automatikabstimmungsabschnitt ein erstes Tiefpassfilter, das den Motordrehzahl-Erfassungswert empfängt, und ein zweites Tiefpassfilter, das den Motordrehmomentwert empfängt, beinhaltet; einen Parameteridentifizierer zum diskreten Identifizieren eines Parametervektors unter Verwendung eines Ausgangssignals des ersten Tiefpassfilters und eines Ausgangssignals des zweiten Tiefpassfilters; und einen Diskret/Kontinuierlich-Parameterumwandlungsabschnitt, der den Parametervektor in einen Regelparameter des Drehzahlreglers umwandelt; der Parameteridentifizierer ein erstes Halteglied nullter Ordnung beinhaltet, das das Ausgangssignal des ersten Tiefpassfilters bei konstanter Dauer abtastet; ein zweites Halteglied nullter Ordnung, das das Ausgangssignal des zweiten Tiefpassfilters bei der konstanten Dauer abtastet; einen Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt, der einen Regressionsvektor unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Halteglieds nullter Ordnung und des Ausgangssignals des zweiten Halteglieds nullter Ordnung erzeugt; zwei Multiplizierer, die zwei Signale des ersten Halteglieds nullter Ordnung oder des zweiten Halteglied nullter Ordnung oder deren Verzögerungssignale sowie die Ausgangssignale des Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitts dämpfen; einen Diskretparameterschätzabschnitt, der den Parametervektor auf der Grundlage von den zwei Signalen von Ausgangssignalen der zwei Multiplizierer oder der Ausgangssignale des Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitts diskret berechnet; und eine automatische Verstärkungsregelung, die Verstärkungen der zwei Multiplizierer unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Halteglieds nullter Ordnung und des Ausgangssignals des zweiten Halteglieds nullter Ordnung berechnet.
  2. Motorregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Multiplizierer jeweils das Ausgangssignal des ersten Halteglieds nullter Ordnung und das Ausgangssignal des zweiten Halteglieds nullter Ordnung durch Verzögerungsglieder dämpfen; der Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt den Regressionsvektor unter Verwendung der Ausgangssignale der zwei Multiplizierer berechnet; und der Diskretparameterschätzabschnitt den Parametervektor un ter Verwendung des Regressionsvektors und eines Verzögerungssignals berechnet, das das Ausgangssignal des ersten Halteglieds nullter Ordnung um eine Abtastdauer verzögert.
  3. Motorregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt den Regressionsvektor unter Verwendung des Ausgangssignals des ersten Halteglieds nullter Ordnung und des Ausgangssignals des zweiten Halteglieds nullter Ordnung erzeugt; die zwei Multiplizierer jeweils das Ausgangssignal des ersten Halteglieds nullter Ordnung und das Ausgangssignal des Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitts dämpfen; und der Diskretparameterschätzabschnitt den Parametervektor unter Verwendung der Ausgangssignale der zwei Multiplizierer schätzt.
  4. Motorregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt nur in einer Anfangsperiode arbeitet, wenn der Parameteridentifizierer den Betrieb aufnimmt, und Werte der Verstärkungen der zwei Multiplizierer festlegt, wenn eine Identifizierungsberechnung im Diskretparameterschätzabschnitt ausgeführt wird.
  5. Motorregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung durch einen dynamischen Bereich der Festkommarechnung eingeschränkt ist.
  6. Motorregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regressionsvektor durch die folgende Gleichung des p-dimensionalen Vektors Φ*(N) definiert ist, worin N eine natürliche Zahl und A eine Konstante ist: Φ*(N) := [Φ*1 (N), Φ*2 (N), ..., Φ*p (N)] Gl. 1und die Verstärkung Kg auf einen Wert der folgenden Gleichung gesetzt ist;
    Figure 00550001
  7. Motorregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regressionsvektor durch einen p-dimensionalen Vektor Φ*(N) der folgenden Gleichung definiert ist, worin die Verstärkung 1, N eine natürliche Zahl und B eine Konstante ist: Φ*(N) := [Φ*1 (N), Φ*2 (N), ..., Φ*p (N)] Gl. 3und die Verstärkung Kα auf einen Wert von:
    Figure 00550002
    gesetzt ist.
  8. Motorregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regressionsvektor durch einen p-dimensionalen Vektor Φ*(N) der folgenden Gleichung definiert ist, worin die Verstärkung 1, N eine natürliche Zahl und B eine Konstante ist: Φ*(N) := [Φ*1 (N), Φ*2 (N), ..., Φ*p (N)] Gl. 5und die Verstärkung auf einen der folgenden zwei Werte gesetzt wird, der von diesen kleiner ist:
    Figure 00560001
  9. Motorregelsystem mit: der in Anspruch 1 beschriebenen Motorregeleinrichtung; und einem zwischen dem Stromregler und dem Motor eingefügten Wechselrichter; wobei der Stromregler an dem Wechselrichter eine PWM-Regelung durchführt, um den Motor mit PWM zu regeln.
  10. Motorregelsystem mit: einem Motor, der mit einer anzutreibenden Last gekoppelt ist; einem Wechselrichter zum Antreiben des Motors; einem Drehzahlregler, der einen Drehmomentstrom-Befehlswert ausgibt, der einer Abweichung zwischen einem Motordrehzahl-Erfassungswert und einem Motordrehzahl-Befehlswert entspricht; einem Stromregler, der den Ausgangsstrom des Wechselrichters entsprechend der Abweichung zwischen dem Drehmomentstrombefehlswert und einem Drehmomentstrom, der dem Motor zugeführt wird, regelt; und einem Automatikabstimmungsabschnitt zum automatischen Einstellen von Regelparametern des Drehzahlreglers; wobei der Automatikabstimmungsabschnitt Folgendes beinhaltet: ein erstes Tiefpassfilter, das den Motordrehzahl-Erfassungswert empfängt; ein zweites Tiefpassfilter, das das Motordrehmoment des Motors empfängt; ein erstes Halteglied nullter Ordnung, das das Ausgangssignal des ersten Tiefpassfilters periodisch abtastet und hält; ein zweites Halteglied nullter Ordnung, das Ausgangssignal des zweiten Tiefpassfilters periodisch abtastet und hält; ein erstes Verzögerungsglied, das das Ausgangssignal des ersten Halteglieds nullter Ordnung um eine Abtastdauer verzögert, und ein zweites Verzögerungsglied, das das Ausgangssignal des zweiten Halteglieds nullter Ordnung um eine Abtastdauer verzögert; einen ersten Multiplizierer, der ein Ausgangssignal des ersten Verzögerungsglieds dämpft, und einen zweiten Multiplizierer, der ein Ausgangssignal des zweiten Verzögerungsglieds dämpft; einen Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt, der den Regressionsvektor durch Empfangen eines Ausgangssignals des ersten Multiplizierers und eines Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers erzeugt; einen Diskretparameterschätzabschnitt, der einen Parametervektor durch Empfangen des Regressionsvektors diskret schätzt; einen Diskret/Kontinuierlich-Parameter-Umwandlungsabschnitt, der den Parametervektor in einen Regelparameter des Drehzahlreglers umwandelt; und einen Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt, der voreingestellte Werte des ersten und zweiten Multiplizierers durch Empfangen der Ausgangssignale des ersten und zweiten Halteglieds nullter Ordnung ausgibt.
  11. Motorregelsystem mit: einem Motor, der mit einer anzutreibenden Last gekoppelt ist; einem Wechselrichter zum Antreiben des Motors; einem Drehzahlregler, der einen Drehmomentstrom-Befehlswert entsprechend einer Abweichung zwischen einem Motordrehzahl-Erfassungswert und einem Motordrehzahl-Befehlswert ausgibt; einem Stromregler, der den Ausgangsstrom des Wechselrichters entsprechend einer Abweichung zwischen dem Drehmomentstrombefehlswert und einem Drehmomentstrom, der dem Motor zugeführt wird, regelt; und einem Automatikabstimmungsabschnitt zum automatischen Einstellen von Regelparametern des Drehzahlreglers; wobei der Automatikabstimmungsabschnitt Folgendes beinhaltet: ein erstes Tiefpassfilter, das den Motordrehzahl-Erfassungswert empfängt, und ein zweites Tiefpassfilter, das das Motordrehmoment des Motors empfängt; ein erstes Halteglied nullter Ordnung, das das Ausgangssignal des ersten Tiefpassfilters periodisch abtastet und hält; ein zweites Halteglied nullter Ordnung, das das Ausgangssignal des zweiten Tiefpassfilters periodisch abtastet und hält; einen Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitt, der einen Regressionsvektor durch Verwenden des Ausgangssignals des ersten Halteglieds nullter Ordnung und des Ausgangssignals des zweiten Halteglieds nullter Ordnung erzeugt; einen ersten Multiplizierer, der ein Ausgangssignal des ersten Halteglieds nullter Ordnung dämpft; einen zweiten Multiplizierer, der die Größe eines vom Regressionsvektor-Erzeugungsabschnitts erzeugten Regressionsvektors dämpft; einen Diskretparameterschätzabschnitt, der einen Parametervektor durch Empfangen der Ausgangssignale des ersten und zweiten Multiplizierers diskret berechnet; einen Diskret/Kontinuierlich-Parameter-Umwandlungsabschnitt, der den vom Diskretparameterschätzabschnitt berechneten Parametervektor in einen Regelparameter des Drehzahlreglers umwandelt; und einen Automatische-Verstärkungsregelungs-Abschnitt, der voreingestellte Werte der Verstärkung des ersten und zweiten Multiplizierers durch Empfangen des Regressionsvektors ausgibt.
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