DE112016007147T5

DE112016007147T5 - Motorregelsystem und Motorregelverfahren

Info

Publication number: DE112016007147T5
Application number: DE112016007147.7T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Sumita; Yoshitaka Iwaji
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2019-05-02
Also published as: WO2018055691A1; US10658960B2; US20190207544A1; JPWO2018055691A1; JP6653391B2

Abstract

Es werden ein Motorregelsystem und ein Motorregelverfahren offenbart, die ermöglichen, dass der Ausgleich von Bewertungswerten in einer Abwägungsbeziehung leicht eingestellt wird. Das Motorregelsystem enthält: einen Wechselrichter (5), der eine AC-Spannung an einen Motor (1) anlegt; eine Regeleinheit (3, 4), die für die AC-Spannung als Reaktion auf einen Regelbefehl einen Spannungsbefehl erzeugt; und eine Rückkopplungseinheit (6, 7, 8), die einen Korrekturbefehl an die Regeleinheit anlegt. Die Rückkopplungseinheit schätzt aus einer Zustandsgröße unter Verwendung mehrerer Regressionsformeln, in denen wenigstens eine Zustandsgröße (x1, x2) des Motors eine Eingangsvariable ist und mehrere Bewertungswerte (y1, y2) des Motors oder eines motorgetriebenen Objekts (2) Ausgangsvariablen sind, mehrere Bewertungswerte, berechnet mit den geschätzten mehreren Bewertungswerten als Argumente eine Bewertungsfunktion und erzeugt auf der Grundlage eines Berechnungswerts, der sich aus der Bewertungsfunktion ergibt, den Korrekturbefehl.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorregelsystem und auf ein Motorregelverfahren zum Regeln der Ansteuerung eines Motors.
Stand der Technik
Ein Motorregelsystem zum Regeln der Ansteuerung eines Motors wird z. B. in den Gebieten der Lüfter, der Pumpen, der Kompressoren, der Kraftfahrzeuge und des Eisenbahnwesens, in denen elektrische Leistung verwendet wird, nachdem sie in eine mechanische Ausgabe umgewandelt worden ist, umfassend angewendet. In dem Motorregelsystem gibt es eine Abwägungsbeziehung zwischen mehreren Bewertungswerten. Um einen Abwägungsausgleich zu optimieren, ist es notwendig, Regelparameter einzustellen. Dies verkompliziert den Regelungsentwurf.
Als eine herkömmliche Technik ist z. B. die in PTL 1 beschriebene Technik bekannt, die sich auf einen Abwägungsausgleich zwischen Bewertungswerten bezieht. Diese Technik umfasst einen Begrenzer, der eine Stromkomponente zum Kompensieren einer Pulsationskomponente in der Drehmomentregelung begrenzt, um die durch einen Kompressor als eine Last erzeugte Pulsationskomponente zu extrahieren und zu kompensieren. Im Ergebnis ist es möglich, eine Zunahme der Eingangsleistung zu verhindern, während außerdem die Pulsation verringert wird.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
PTL 1: JP 2006-180605 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der oben beschriebenen herkömmlichen Technik ist es notwendig, den Begrenzer gemäß einem Motorregelsystem und einer Last einzustellen. Somit ist es schwierig, eine gewünschte Abwägungseinstellung zu erzielen und eine optimale Abwägungseinstellung auszuführen.
Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Motorregelsystem und ein Motorregelverfahren, die ermöglichen, dass ein Ausgleich von Bewertungswerten in einer Abwägungsbeziehung leicht eingestellt wird.
Lösung des Problems
Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme enthält ein Motorregelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung: einen Wechselrichter, der eine AC-Spannung an einen Motor anlegt; eine Regeleinheit, die als Reaktion auf einen Regelbefehl einen Spannungsbefehl für die AC-Spannung erzeugt; und eine Rückkopplungseinheit, die einen Korrekturbefehl zum Ändern des Spannungsbefehls an die Regeleinheit gibt, wobei die Rückkopplungseinheit: aus wenigstens einer Zustandsgröße des Motors unter Verwendung mehrerer Regressionsformeln, in denen die Zustandsgröße eine Eingangsvariable und die mehreren Bewertungswerte Ausgangsvariablen sind, mehrere Bewertungswerte des Motors oder eines durch den Motor anzutreibenden Objekts schätzt; mit den geschätzten mehreren Bewertungswerten als Argumente eine Bewertungsfunktion berechnet; und auf der Grundlage eines Berechnungswerts, der sich aus der Bewertungsfunktion ergibt, den Korrekturbefehl erzeugt.
Darüber hinaus ist zur Lösung der oben beschriebenen Probleme ein Motorregelverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Motorregelverfahren zum Anlegen einer AC-Spannung an einen Motor als Reaktion auf einen Spannungsbefehl, wobei das Motorregelverfahren enthält: Schätzen mehrerer Bewertungswerte des Motors oder eines durch den Motor anzutreibenden Objekts aus wenigstens einer Zustandsgröße des Motors unter Verwendung mehrerer Regressionsformeln, in denen die Zustandsgröße eine Eingangsvariable ist und die mehreren Bewertungswerte Ausgangsvariablen sind; Berechnen einer Bewertungsfunktion mit den geschätzten mehreren Bewertungsgrößen als Argumente; und Ändern des Spannungsbefehls auf der Grundlage eines Bewertungswerts, der sich aus der Bewertungsfunktion ergibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Bewertungswerte durch Regressionsformeln geschätzt und wird ein Spannungsbefehl auf der Grundlage eines Berechnungswerts, der sich aus einer Bewertungsfunktion mit den geschätzten Bewertungswerten als Argumente ergibt, geändert. Somit ist es möglich, einen Ausgleich mehrerer Bewertungswerte in einer Abwägungsbeziehung leicht einzustellen.
Andere Aufgaben, Konfigurationen und Wirkungen als die oben beschriebenen werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen verdeutlicht.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Vektordiagramm der Spannung und des Stroms.
3 zeigt ein Beispiel von Beziehungen zwischen Zustandsgrößen und Regressionsformeln.
4 zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Bewertungsfunktion und geschätzten Bewertungswerten und Beziehungen zwischen den geschätzten Bewertungswerten und einem Strombefehls-Korrekturwert.
5 zeigt Betriebssignalformen von Δidq, y1', y2' und einer in 4 gezeigten Bewertungsfunktion g(y').
6 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt Signalformbeispiele eines Stromkorrekturwerts in Bezug auf einen mechanischen Drehwinkel.
8 zeigt Signalformbeispiele der Drehmomentpulsation eines Kompressors und eines Stromvektors.
9 zeigt Betriebssignalformbeispiele in der zweiten Ausführungsform.
10 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden auf der Grundlage einer ersten bis vierten Ausführungsform anhand der Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es wird angemerkt, dass die mit denselben Bezugszeichen bezeichneten Bestandteile oder Bestandteilelemente in jeder der Zeichnungen jene mit ähnlichen Funktionen angeben.
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt ist, legt ein Wechselrichter 5 an einen Motor 1 eine Dreiphasen-AC-Spannung (eine U-Phasen-Spannung Vu, eine V-Phasen-Spannung Vv und eine W-Phasen-Spannung Vw) an. Dementsprechend fließt in den Motor 1 Dreiphasenwechselstrom (U-Phasen-Strom iu, V-Phasen-Strom iv und W-Phasen-Strom iw). Im Ergebnis erzeugt der Motor 1 ein Motordrehmoment (τ) und treibt er ein anzutreibendes Objekt 2, das eine Last an dem Motor 1 ist, an.
Anhand von 2 werden hier Hauptzustandsgrößen des Motors 1 beschrieben.
2 ist ein Vektordiagramm der Spannung und des Stroms. Spannung, Strom, Drehzahl und Drehmoment, die im Folgenden beschrieben werden, sind die Hauptzustandsgrößen des Motors 1.
Wie in 2 gezeigt ist, gibt eine α-Achse eine Richtung des durch eine U-Phasen-Spule des Motors 1 erzeugten Magnetflusses an. Eine d-Achse ist eine Achse, die gegenüber der α-Achse (entgegen der Uhrzeigerrichtung: nach früh verstellt, und in Uhrzeigerrichtung: nach spät verstellt) um einen elektrischen Drehwinkel θd nach früh verstellt ist und die sich mit einer Drehzahl ω des Motors 1 entgegen der Uhrzeigerrichtung dreht. Eine q-Achse ist eine Achse, die gegenüber der d-Achse um π/2 nach früh verstellt ist. Ein Spannungsvektor vdq ist ein Vektor, der die Amplitude und die Phase der Dreiphasen-AC-Spannung darstellt, und seine Phase ist um eine Spannungsphase θv in Bezug auf die d-Achse nach früh verstellt. Eine α-Achsen-Komponente, eine d-Achsen-Komponente und eine q-Achsen-Komponente des Spannungsvektors vdq sind in dieser Reihenfolge die U-Phasen-Spannung vu, eine d-Achsen-Spannung vd und eine q-Achsen-Spannung vq. Ein Stromvektor idq ist ein Vektor, der die Amplitude und die Phase des Dreiphasenwechselstroms darstellt, und seine Phase ist in Bezug auf die d-Achse um eine Stromphase θi nach früh verstellt. Außerdem sind eine α-Achsen-Komponente, eine d-Achsen-Komponente und eine q-Achsen-Komponente des Stromvektors idq in dieser Reihenfolge der U-Phasen-Strom iu, ein d-Achsen-Strom id und ein q-Achsen-Strom iq. Falls der Motor 1 ein Permanentmagnetmotor ist, wird ein durch den Ausdruck (1) dargestelltes Motordrehmoment (τ) erzeugt.
$τ = \frac{3}{2} P_{m} (K_{e} + (L_{d} - L_{q}) i_{d}) i_{q}$
In dem Ausdruck (1) steht Pm für die Anzahl der Polpaare, steht Ke für einen Koeffizienten der induzierten Spannung, steht Ld für eine d-Achsen-Induktivität und steht Lq für eine q-Achsen-Induktivität.
Zurückkehrend zu 1 wird im Folgenden eine Beschreibung der Systemkonfiguration fortgesetzt.
Das anzutreibende Objekt 2 ist ein System, das den Motor 1 als eine Antriebsquelle verwendet. Beispiele des anzutreibenden Objekts 2 enthalten einen Kompressor, einen Aufzug und eine Aufwickeleinrichtung. Obgleich die erste Ausführungsform einen einzelnen Motor als eine Antriebsquelle umfasst, wird angemerkt, dass mehrere Motoren verwendet sein können.
Eine Regeleinheit enthält eine Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 und eine Koordinatentransformation 4. Eine Rückkopplungseinheit enthält eine Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6, eine Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 und eine Optimierungseinheit 8. Die Rückkopplungseinheit gibt an die Regeleinheit einen Korrekturbefehl (in der vorliegenden Ausführungsform das in 1 gezeigte Δidq) aus, um einen Befehlswert (vu*, w*, vw*) der Dreiphasen-AC-Spannung zu ändern.
Die Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 berechnet auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem Befehlswert idq* des Stromvektors idq (im Folgenden als „Strombefehl idq*“ bezeichnet) als einem Regelbefehl und einem Korrekturwert Δidq von idq* (im Folgenden als „Stromkorrekturwert Δidq“ bezeichnet) als einem Korrekturbefehl einen Befehlswert vdq* des Spannungsvektors vdq (im Folgenden als „Spannungsbefehlswert vdq*“ bezeichnet). Zum Beispiel werden als Mittel zum Berechnen des Spannungsbefehlswerts vdq* in der Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 eine Spannungsgleichung und eine PI-Regelung des Motors 1 angewendet. Der Korrekturwert Δidq wird übrigens im Folgenden beschrieben.
Es wird angemerkt, dass ein Regelbefehl durch eine Regelvorrichtung einer höheren Ebene erteilt wird. Darüber hinaus ist ein Regelbefehl nicht auf den Strombefehl beschränkt, sondern kann z. B., wie im Folgenden beschrieben ist, ein Positionsbefehl (dritte Ausführungsform) oder ein Drehmomentbefehl (vierte Ausführungsform) sein.
Die Koordinatentransformation 4 transformiert den Spannungsbefehl vdq* in den Befehlswert der Dreiphasen-AC-Spannung (den U-Phasen-Spannungsbefehl uv*, den V-Phasen-Spannungsbefehl vv* und den W-Phasen-Spannungsbefehl vw*). Als Mittel der Transformation wird z. B. eine relative Transformation von zwei Phasen in drei Phasen angewendet.
Der Wechselrichter 5 gibt auf der Grundlage des Befehlswerts der Dreiphasen-AC-Spannung eine Dreiphasen-AC-Spannung aus. Als Mittel zum Umwandeln des Befehlswerts der Dreiphasen-AC-Spannung in eine Dreiphasen-AC-Spannung wird z. B. eine Pulsbreitenmodulation (PWM: Abkürzung für „Pulsbreitenmodulation“) angewendet. Es wird angemerkt, dass die erste Ausführungsform als den Wechselrichter 5 einen öffentlich bekannten Wechselrichter vom Zweipegelspannungstyp nutzt, der einen wie in 1 gezeigten Isolierschicht-Bipolartransistor (IGBT) als ein Hauptschaltelement enthält. Es wird angemerkt, dass anstelle des IGBT ein Halbleiterschaltelement wie etwa ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) angewendet sein kann.
Die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 gibt Regressionsformeln f(x) aus und stellt sie in der später zu beschreibenden Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 ein. Die Regressionsformeln f(x) enthalten Zustandsgrößen x1 und x2 des Motors 1 als Eingangsvariable und Bewertungswerte des Motorregelsystems, d. h. Bewertungswerte y1 und y2 des Motors 1 oder des anzutreibenden Objekts 2, als Ausgangsvariable. Die Regressionsformel f(x) entspricht hier einem Modell in einer sogenannten Regressionsanalyse.
Beispiele der Zustandsgrößen des Motors 1 enthalten Strom, Spannung, Drehzahl, Drehmoment, Magnetfluss und Temperatur. Es kann eine von ihnen verwendet werden. Alternativ können zwei oder mehr von ihnen verwendet werden. Außerdem enthalten Beispiele der Bewertungswerte des Motorregelsystems den Leistungsverbrauch des Motors 1, den Wirkungsgrad, die Schwingung und das Geräusch des anzutreibenden Objekts 2. Es können zwei von ihnen verwendet werden. Alternativ können zwei oder mehr von ihnen verwendet werden. In der ersten Ausführungsform werden zwei Zustandsgrößen (x1, x2) und zwei Bewertungswerte (y1, y2) verwendet. Es wird angemerkt, dass das Motorregelsystem umso stärker erwünscht ist, je kleiner die Bewertungswerte y1 und y2 sind. Die Zustandsgrößen x1 und x2 können übrigens Schätzwerte sein oder können durch Sensoren detektierte Werte sein.
Zum Beispiel gelten die Ausdrücke (2) und (3) als Regressionsformeln, wenn x1 als Strom definiert ist, x2 als Drehmoment definiert ist, y1 als Kupferverlust (proportional zum Leistungsverbrauch) definiert ist und y2 als Winkelbeschleunigung (proportional zu der Schwingungsbeschleunigung) definiert ist.
$y_{1} = f_{1} (x_{1}, x_{2}) = {Rx}_{1}^{2}$

$y_{2} = f_{2} (x_{1}, x_{2}) = \frac{x_{2}}{J}$
R ist hier ein Widerstandswert des Motors 1 und J ein Trägheitswert des anzutreibenden Objekts 2.
3 zeigt ein Beispiel von Beziehungen zwischen den Zustandsgrößen x1 und x2 und den Regressionsformeln f(x).
Wie in 3 gezeigt ist, sind in der ersten Ausführungsform zwei Regressionsformeln „y1 = f1(x1, x2)“ und „y2 = f2(x1, x2)“ definiert. Es wird angemerkt, dass die Regressionsformeln f1 und f2 in 3 voneinander unabhängig sind, aber linear abhängig sein können. Lineare Abhängigkeit bezieht sich hier auf einen Fall, dass für von null verschiedene Koeffizienten (a1 und a2 sind Koeffizienten) die folgende Gleichung gilt: $a1 \cdot f1 + a2 \cdot f2 = 0$
(falls dies gilt, wenn a1 = a2 = 0 ist, sind f1 und f2 unabhängig).
Die Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 gibt auf der Grundlage der Zustandsgrößen x1 und x2 und der Regressionsformeln f(x) Schätzwerte y1' und y2' der Bewertungswerte y1 und y2 (im Folgenden als „geschätzte Bewertungswerte y1' und y2"') aus.
Die Optimierungseinheit 8 gibt auf der Grundlage der Bewertungsfunktion g(y') mit den geschätzten Bewertungswerten y1' und y2' als Argumente den Strombefehls-Korrekturwert Δidq aus. Der Strombefehls-Korrekturwert Δidq ist eine negative Rückkopplung für die in 1 gezeigte Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3. Das heißt, der Strombefehls-Korrekturwert Δidq wird von dem in 1 gezeigten Strombefehl idq* subtrahiert und nach der Subtraktion wird der Strombefehl in die Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 eingegeben.
Als die Bewertungsfunktion g(y') wird eine öffentlich bekannte Funktionsform verwendet, die auf der sogenannten Optimalregelungstheorie oder Optimierungstheorie beruht. Somit ist (y1', y2') in einem optimalen Zustand, wenn g(y') einen Minimalwert oder einen Maximalwert aufweist. Die Optimierungseinheit 8 gibt den Strombefehls-Korrekturwert Δidq gemäß (y1', y2') aus. Daraufhin wird der Strombefehls-Korrekturwert Δidq für (y1', y2') im Fall von g(y') mit einem Minimalwert oder mit einem Maximalwert als der Strombefehls-Korrekturwert Δidq zum Erzielen des optimalen Zustands angesehen.
Der Strombefehls-Korrekturwert Δidq für (y1', y2') kann unter Verwendung von Tabellendaten, die eine Beziehung zwischen ihnen darstellen, oder unter Verwendung einer Berechnung oder Simulation unter Verwendung eines Modells eines Motorsystems erhalten werden.
Es wird angemerkt, dass in der ersten Ausführungsform eine Arithmetikverarbeitungseinheit wie etwa ein Mikroprozessor ein vorgegebenes Programm ausführt, um zu veranlassen, dass die Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3, die Koordinatentransformation 4, die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6, die Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 und die Optimierungseinheit 8 arbeiten. Übrigens ist sie nicht auf einen Mikrocomputer beschränkt und können soweit erforderlich verschiedene analoge Schaltungen und digitale Schaltungen verwendet werden.
Bevor der Betrieb und die Wirkungen der ersten Ausführungsform beschrieben werden, werden hier technische Probleme in dem durch die Erfinder untersuchten Motorregelsystem beschrieben.
Zunächst gibt es ein Problem, dass es schwierig ist, Beziehungen zwischen den Zustandsgrößen x1 und x2 des Motors 1 und den Bewertungswerten y1 und y2 des Motorregelsystems genau darzustellen. Zum Beispiel wird angenommen, dass die Zustandsgröße x1 ein Stromeffektivwert des Motors 1 ist und dass der Bewertungswert y1 der Leistungsverbrauch des Motors 1 ist. Es ist dann verständlich, dass es eine positive Korrelation zwischen ihnen gibt. Allerdings ist ein genauer Relationsausdruck für jedes Motorregelsystem anders. Dies ist so, da Faktoren wie etwa ein Herstellungsfehler des Motors 1, Charakteristiken des anzutreibenden Objekts 2 und die Schaltverzögerung des Wechselrichters 5 für jedes System anders sind. Somit ist es selbst dann schwierig, den daraus resultierenden Betrag der Verringerung des Leistungsverbrauchs zu schätzen, wenn der Stromeffektivwert des Motors 1 verringert wird. Die Leistungsfähigkeit des Motorregelsystems wird nicht durch die Zustandsgröße des Motors 1, sondern durch den Bewertungswert bestimmt. Dementsprechend führt die Schwierigkeit beim genauen Schätzen des Bewertungswerts zu einem Problem der Leistungsfähigkeitsbewertung.
Um ein solches Problem zu behandeln, werden die Bewertungswerte in der ersten Ausführungsform unter Verwendung von Regressionsformeln geschätzt.
Darüber hinaus ist es schwierig, beide zu verringern, wenn die Bewertungswerte y1 und y2 des Motorregelsystems in einer Abwägungsbeziehung stehen. Somit wird die Optimierung ihres Ausgleichs zu einem Problem. Zum Beispiel stehen die Bewertungswerte y1 und y2 in einer Abwägungsbeziehung, wenn der Bewertungswert y1 als der Leistungsverbrauch des Motors 1 definiert ist und der Bewertungswert y2 als Schwingung/Geräusch des Kompressors definiert ist, falls das anzutreibende Objekt 2 ein Kompressor ist. Außerdem gibt es eine positive Korrelation zwischen ihnen, wenn die Zustandsgröße x1 als der Stromeffektivwert definiert ist und die Zustandsgröße x2 als eine Pulsationskomponente einer Rotorposition definiert ist. Somit ist es schwierig, auf der Grundlage der Zustandsgrößen x1 und x2 einen Abwägungsausgleich zwischen den Bewertungsgrößen y1 und y2 zu optimieren. Darüber hinaus ist ebenfalls denkbar, dass ein Begrenzer für den Strombefehls-Korrekturwert Δidq als Mittel für die Abwägungsoptimierung eingestellt ist. Ein solches Mittel beruht auf der Tatsache, dass es zwischen dem Strombefehls-Korrekturwert Δidq und dem Leistungsverbrauch (dem Bewertungswert y1) des Motors 1 eine negative Korrelation gibt. Allerdings ist es nicht immer möglich, eine Optimierung auszuführen, um durch Einstellen eines Begrenzerbetrags einen gewünschten Ausgleich zu erzielen. Wie oben beschrieben wurde, ist es in gewissem Umfang möglich, die Abwägung zwischen den Bewertungspositionen y1 und y2 einzustellen. Allerdings ist es schwierig, einen Ausgleich zwischen ihnen zu optimieren.
Währenddessen bilden in der ersten Ausführungsform die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6, die Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 und die Optimierungseinheit 8 die Rückkopplungseinheit zum Optimieren des Abwägungsausgleichs.
Nachfolgend sind im Folgenden der Betrieb und die Wirkungen der Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6, der Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 und der Optimierungseinheit 8 in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 speichert die Regressionsformeln f(x) mit den Zustandsgrößen x1 und x2 als Eingangsvariablen und mit den Bewertungswerten y1 und y2 als Ausgangsvariablen. Außerdem gibt die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 f(x) aus und stellt sie in der Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 ein. Wie im Folgenden beschrieben wird, ist es nicht notwendig, ein Mittel (z. B. einen Sensor) vorzusehen, um die Bewertungswerte y1 und y2 zu detektieren, während der Motor 1 im Betrieb ist, da die Bewertungswerte y1 und y2 unter Verwendung der Regressionsformeln f(x) geschätzt werden. Im Ergebnis ist es möglich, eine Verringerung der Kosten und der Größe des Systems zu erzielen.
Die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 erhält und speichert auf der Grundlage der detektierten Werte der Zustandsgrößen x1 und x2 und der Bewertungswerte y1 und y2 Regressionsformeln f(x). Es wird hier ein öffentlich bekanntes Mittel der Regressionsanalyse (z. B. das Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate) angewendet. Es wird angemerkt, dass die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 zu der Zeit, zu der Tests und Wartung durchgeführt werden, z. B. vor dem Produktversand des Motorregelsystems, Regressionsformeln f(x) auf der Grundlage der detektierten Werte der Zustandsgrößen x1 und x2 und der Bewertungswerte von y1 und y2 erhält und speichert und durch Ersetzen von Regressionsformeln, die bereits gespeichert sind, durch die neu erhaltenen Regressionsformeln die Aktualisierung ausführt. Es wird angemerkt, dass die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 die Regressionsformel in einem vorgegebenen Aktualisierungszyklus aktualisieren kann, während das Motorregelsystem im Betrieb ist.
Übrigens kann in der Regressionsformel, d. h. in der Regressionsanalyse, entweder ein lineares Modell oder ein nichtlineares Modell verwendet werden. Außerdem kann die Regressionsformel Zustandsgrößen in irgendeiner Anzahl, die gleich oder größer als eins ist, enthalten.
Die Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 gibt die geschätzten Bewertungswerte y1' und y2' auf der Grundlage der Regressionsformeln f(x) aus. Im Ergebnis ist es möglich, Bewertungswerte, die für jedes einzelne Motorregelsystem wegen Faktoren wie etwa eines Herstellungsfehlers des Motors 1, Charakteristiken des anzutreibenden Objekts 2 und der Schaltverzögerung des Wechselrichters 5 unterschiedlich sind, genau zu schätzen.
Die Optimierungseinheit 8 berechnet die Bewertungsfunktion g(y') mit den geschätzten Bewertungswerten y1' und y2' als Argumente und gibt den Strombefehls-Korrekturwert Δidq auf der Grundlage eines berechneten Werts, der sich aus der Bewertungsfunktion ergibt, aus. Im Ergebnis wird ein Rückkopplungssystem zur Optimierung des Abwägungsausgleichs konstruiert.
4 zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Bewertungsfunktion g(y') und den geschätzten Bewertungswerten y1' und y2' und Beziehungen zwischen den geschätzten Bewertungswerten y1' und y2' und dem Strombefehls-Korrekturwert Δidq.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der geschätzte Bewertungswert y1' umgekehrt proportional zu dem Strombefehls-Korrekturwert Δidq. Der geschätzte Bewertungswert y2' weist einen lokalen Minimalpunkt C0 auf, wenn Δidq = C1 ist. Darüber hinaus variiert die Bewertungsfunktion g(y') eher in Bezug auf den geschätzten Bewertungswert y1' als auf den geschätzten Bewertungswert y2' stark.
5 zeigt Betriebssignalformen von Δidq, y1', y2' und der in 4 gezeigten Bewertungsfunktion g(y'). Ein Anfangswert des Strombefehls-Korrekturwerts Δidq ist hier null und der Betriebsanfangszeitpunkt der Optimierungseinheit 8 ist t1.
Wie in 5 gezeigt ist, nimmt in einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt t1 bis t2 der Strombefehls-Korrekturwert Δidq auf C1 zu und nehmen die beiden geschätzten Bewertungswerte y1' und y2' ab. Somit nimmt die Bewertungsfunktion g(y') ebenfalls ab. In einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt t2 bis t3 nimmt der Strombefehls-Korrekturwert Δidq ebenfalls zu. Daraufhin nimmt der geschätzte Bewertungswert y2' zu, während der geschätzte Bewertungswert y1' abnimmt. Im Ergebnis nimmt dementsprechend die Bewertungsfunktion g(y') ab. Daraufhin wird der Wert der Bewertungsfunktion g(y') zu dem Zeitpunkt t3 gesättigt und wird der Strombefehls-Korrekturwert Δidq ebenfalls gesättigt. Das heißt, da die Bewertungsfunktion g(y') einen Minimalwert darstellt, können durch den Strombefehls-Korrekturwert Δidq zu dieser Zeit die geschätzten Bewertungswerte y1' und y2' erhalten werden, die hinsichtlich der Abwägung gut ausgeglichen sind.
Gemäß der wie oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird ein Rückkopplungssystem konstruiert, das auf der Grundlage genauer geschätzter Bewertungswerte, die durch Regressionsformeln erhalten werden, einen optimalen Ausgleich zwischen Bewertungswerten erhalten kann. Somit ist es möglich, einen Ausgleich zwischen Bewertungswerten in einer Abwägungsbeziehung mit hoher Genauigkeit optimal zu regeln. Darüber hinaus ist es mit einem solchen Rückkopplungssystem möglich, gemäß jedem Motorregelsystem automatisch eine optimale Regelung auszuführen, ohne komplizierte Regelparameter einzustellen.
Es wird angemerkt, dass in der ersten Ausführungsform eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der geschätzten Bewertungswerte und der Zustandsgrößen vorgesehen sein kann. Somit kann ein Nutzer des Motorregelsystems den Status der automatischen Optimierung prüfen.
Darüber hinaus kann die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 mit einem Simulationsmodell versehen sein, das Zustandsgrößen des Motors 1 als Eingangsvariable und Bewertungswerte des Motors 1 oder Bewertungswerte des anzutreibenden Objekts 2 als Ausgangsvariable enthält, und kann sie eine Regressionsanalyse ausführen, um unter Verwendung von Daten des Simulationsmodells Regressionsformeln zu erhalten. Im Ergebnis wird die Berechnungszeit zum Erhalten einer Regressionsformel verringert. Somit ist es möglich, den Aktualisierungszyklus der Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6 zu verringern.
[Zweite Ausführungsform]
6 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede von der ersten Ausführungsform beschrieben. Obgleich dies nicht gezeigt ist, wird angemerkt, dass eine Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 und eine Koordinatentransformation 4 dieselben wie die in der ersten Ausführungsform sind.
In der zweiten Ausführungsform ist ein anzutreibendes Objekt 2 ein Kompressor, der einen Zylinder 21 enthält. Die Zustandsgrößen eines Motors 1 (x1 und x2 in der ersten Ausführungsform) sind ein Stromvektor idq und eine Drehzahl ω. Die Bewertungswerte (y1 und y2 in der ersten Ausführungsform) des Motorregelsystems sind der Leistungsverbrauch P des Motors 1 und ein Schwingungsamplitudenwert des Zylinders 21. In einer Optimierungseinheit 8 wird unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks oder von Tabellendaten mit einem mechanischen Drehwinkel θm als einem Argument ein Strombefehls-Korrekturwert Δidq erzeugt. Es ist erwünscht, dass sowohl der Leistungsverbrauch P als auch der Schwingungsamplitudenwert verringert werden. Allerdings gibt es zwischen dem Leistungsverbrauch P und dem Schwingungsamplitudenwert a eine Abwägungsbeziehung. Wie in der ersten Ausführungsform wird ein Abwägungsausgleich durch eine Rückkopplungseinheit, die eine Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6, eine Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 und die Optimierungseinheit 8 enthält, automatisch optimiert.
Wenn das anzutreibende Objekt 2 ein Kompressor ist, tritt gemäß dem mechanischen Drehwinkel θm des Motors 1 eine periodische Schwankung des Kompressordrehmoments auf. Somit tritt in dem Zylinder 21 eine mechanische Schwingung auf. Der Schwingungsamplitudenwert a der mechanischen Schwingung hängt mit dem Ergebnis einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) der Drehzahl ω des Motors 1 zusammen. Somit wird der Schwingungsamplitudenwert a unter Verwendung einer Regressionsformel „a = f1(ω)“ geschätzt. Außerdem hängt der Leistungsverbrauch P mit dem Stromvektor idq des Motors 1 zusammen. Somit wird der Leistungsverbrauch P unter Verwendung einer Regressionsformel „P = f2(idq)“ geschätzt.
Das Kompressordrehmoment ändert sich in Bezug auf den mechanischen Drehwinkel θm periodisch. In Übereinstimmung damit ändern sich ein geschätzter Schwingungsamplitudenwert a' und ein geschätzter Leistungsverbrauch P' ebenfalls periodisch. Somit gibt die Optimierungseinheit 8 den Strombefehls-Korrekturwert Δidq aus, der sich in Bezug auf den mechanischen Drehwinkel θm periodisch ändert, um den geschätzten Schwingungsamplitudenwert a' und den geschätzten Leistungsverbrauch P' zu verringern.
7 zeigt Signalformbeispiele des Stromkorrekturwerts Δidq in Bezug auf den mechanischen Drehwinkel θm. Der Strombefehls-Korrekturwert Δidq ist ein resultierender Vektor eines d-Achsen-Stromkorrekturwerts Δid und eines q-Achsen-Stromkorrekturwerts Δiq. Die Werte Δid und Δiq weisen in dem Bereich „0 ≤ θm ≤ 2π“ eine Periodizität auf. Die Optimierungseinheit 8 stellt eine Signalform des Strombefehls-Korrekturwerts Δidq in der Weise ein, dass ein Abwägungsausgleich zwischen dem geschätzten Schwingungsamplitudenwert a' und dem geschätzten Leistungsverbrauch P' optimiert wird.
8 zeigt Signalformbeispiele der Drehmomentpulsation Δτ des Kompressors und des Stromvektors idq. Im Fall der Verringerung des Schwingungsamplitudenwerts a ist es bevorzugt, eine Pulsation des Stromvektors idq zu veranlassen, um die Drehmomentpulsation Δτ aufzuheben. Darüber hinaus ist es im Fall der Verringerung des Leistungsverbrauchs P bevorzugt, den Stromvektor idq auf einem konstanten Niveau zu halten. Dementsprechend ist es schwierig, den Schwingungsamplitudenwert a und den Leistungsverbrauch P mittels des Strombefehls-Korrekturwerts Δidq gleichzeitig auf null zu verringern. Währenddessen wird der Strombefehls-Korrekturwert Δidq in der zweiten Ausführungsform in einer Weise erzeugt, dass der Abwägungsausgleich zwischen dem geschätzten Schwingungsamplitudenwert a' und dem geschätzten Leistungsverbrauch P' optimiert wird.
9 zeigt Betriebssignalformbeispiele in der zweiten Ausführungsform. Die Symbole t1, t2 und T stehen für den Berechnungsanfangszeitpunkt und für den Berechnungsendzeitpunkt der Optimierungseinheit 8 bzw. für eine Berechnungszeitdauer zum Erzeugen eines Stromkorrekturwerts. Nach dem Zeitpunkt t1 ändern sich der d-Achsen-Stromkorrekturwert Δid und der q-Achsen-Stromkorrekturwert Δiq periodisch. Ab dem Zeitpunkt t1 nimmt die Amplitude der Schwingung allmählich zu und wird zu dem Zeitpunkt t2 gesättigt. Zu dieser Zeit nimmt der Leistungsverbrauch P zu, während der Schwingungsamplitudenwert abnimmt. Es wird angemerkt, dass die optimale Zuteilung des Leistungsverbrauchs P und des Schwingungsamplitudenwerts a nach dem Zeitpunkt t2 von einer spezifischen Funktionsform einer Bewertungsfunktion g(P, a) abhängt.
Wie in 9 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Berechnungsperiode T der Optimierungseinheit 8 gleich einer Periode der Drehmomentpulsation Δτ des Kompressors. Zusammen damit weist jede Signalform in 9 dieselbe Periodizität wie die Drehmomentpulsation Δτ des Kompressors auf. Im Ergebnis ist es möglich, eine Bewertung nach dem ausreichenden Mitteln von Wirkungen des d-Achsen-Stromkorrekturwerts Δid und des q-Achsen-Stromkorrekturwerts Δiq auf den Leistungsverbrauch P und auf den Schwingungsamplitudenwert a auszuführen, ohne die für die Optimierung des d-Achsen-Stromkorrekturwerts Δid und des q-Achsen-Stromkorrekturwerts Δiq erforderliche Zeitdauer zu erhöhen. Das heißt, es ist möglich, einen Abwägungsausgleich zwischen einem Schwingungsamplitudenwert und dem Leistungsverbrauch mit hoher Geschwindigkeit und mit hoher Genauigkeit zu optimieren.
Zum Vergleich mit der vorliegenden Ausführungsform wird hier ein Vergleichsbeispiel angeführt. Das Vergleichsbeispiel ist eine Technik, die aus der oben beschriebenen PTL 1 und aus anderen bekannt ist.
In dem Vergleichsbeispiel wird angenommen, dass ein Schwingungsamplitudenwert (a) und ein Leistungsverbrauch (P) proportional zu einer Pulsationskomponente einer Drehzahl (ω) sind und dass eine Pulsationskomponente der Drehzahl (ω) verringert wird, um den Schwingungsamplitudenwert und den Leistungsverbrauch zu verringern. Somit wird die Pulsationskomponente der Drehzahl (ω) durch FFT oder dergleichen extrahiert und wird ein Wert, der durch Multiplizieren der Pulsationskomponente mit einer Verstärkung erhalten wird, als ein Strombefehls-Korrekturwert Δidq rückgekoppelt. Zum Beispiel wird die Pulsationskomponente der Drehzahl ω nach dem in 9 gezeigten Zeitpunkt t1 durch FFT extrahiert und aufgrund dessen als der q-Achsen-Stromkorrekturwert Δiq eingestellt. Darüber hinaus wird ein Begrenzer für den Strombefehls-Korrekturwert Δidq eingestellt, um einen Ausgleich zwischen Verringerungsbeträgen des Schwingungsamplitudenwerts und des Leistungsverbrauchs zu optimieren.
Dagegen werden in der zweiten Ausführungsform der Schwingungsamplitudenwert (a) und der Leistungsverbrauch (P) unter Verwendung von Regressionsformeln geschätzt. Wie in 9 gezeigt ist, enthält somit weder der geschätzte Schwingungsamplitudenwert noch der Leistungsverbrauch (weder a' noch P') eine Pulsationskomponente, die die Drehmomentpulsation Δτ begleitet Dementsprechend ist es nicht notwendig, eine Pulsationskomponente durch FFT oder dergleichen zu extrahieren. Allerdings stellt die Optimierungseinheit 8 anders als in dem Vergleichsbeispiel, wie oben in der ersten und in der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, den Strombefehls-Korrekturwert Δidq so ein, dass der Strombefehls-Korrekturwert Δidq erzeugt wird. In der Optimierungseinheit 8 enthält weder der Schwingungsamplitudenwert (a) noch der Leistungsverbrauch (P) eine Pulsationskomponente. Somit ist es leicht, eine Berechnung für die Optimierungsregelung auszuführen. Darüber hinaus erzielt die sogenannte Optimierungsregelung eine Optimierung des Ausgleichs zwischen Verringerungsbeträgen des Schwingungsamplitudenwerts und des Leistungsverbrauchs. Somit kann die Optimierungseinheit 8 den Strombefehls-Korrekturwert Δidq erzeugen, ohne Mittel wie etwa einen Begrenzer zu verwenden, der eine komplizierte Einstellung erfordert.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der zweiten Ausführungsform ein Rückkopplungssystem konstruiert, das auf der Grundlage genauer Schätzwerte des Schwingungsamplitudenwerts und des Leistungsverbrauchs, die durch Regressionsformeln erhalten werden, in der Lage ist, zwischen einem Schwingungsamplitudenwert und dem Leistungsverbrauch einen optimalen Ausgleich zu erzielen. Somit ist es möglich, den Ausgleich zwischen dem Schwingungsamplitudenwert und dem Leistungsverbrauch in einer Abwägungsbeziehung mit hoher Genauigkeit optimal zu regeln. Darüber hinaus ist es bei einem solchen Rückkopplungssystem möglich, die optimale Regelung gemäß jedem Motorregelsystem automatisch auszuführen, ohne komplizierte Regelparameter einzustellen.
[Dritte Ausführungsform]
10 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede von der ersten und von der zweiten Ausführungsform beschrieben.
In der dritten Ausführungsform ist ein anzutreibendes Objekt 2 ein Aufzug, der ein Fahrzeug 22 enthält. Zustandsgrößen eines Motors 1 (x1 und x2 in der ersten Ausführungsform) sind wie in der zweiten Ausführungsform ein Stromvektor idq und eine Drehzahl ω. Die Bewertungswerte des Motorregelsystems (y1 und y2 in der ersten Ausführungsform) sind der Leistungsverbrauch P des Motors 1 und der Ankunftszeitpunkt t0 des Fahrzeugs 22 (die Zeitdauer von der Abfahrt von einem Geschoss, auf dem das Fahrzeug gehalten hat, bis zur Ankunft auf einem Zielgeschoss). Es ist erwünscht, dass sowohl der Leistungsverbrauch P als auch der Ankunftszeitpunkt t0 verringert werden. Allerdings stehen der Leistungsverbrauch P und der Ankunftszeitpunkt t0 in Bezug auf die Ansprechempfindlichkeit in einer Abwägungsbeziehung. Zum Beispiel nimmt der Leistungsverbrauch P des Motors 1 zu, während der Ankunftszeitpunkt t0 des Aufzugs abnimmt, während die Ansprechempfindlichkeit zunimmt. Währenddessen wird ein Abwägungsausgleich wie in der ersten und in der zweiten Ausführungsform durch eine Rückkopplungseinheit, die eine Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6, eine Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 und eine Optimierungseinheit 8 enthält, automatisch optimiert.
In der dritten Ausführungsform erzeugt eine Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 einen Spannungsbefehl vdq* gemäß einem Positionsbefehl r* in der Weise, dass eine Fahrzeugposition (die Höhe des Fahrzeugs 22 von einem untersten Geschoss) r mit r* zusammenfällt. Darüber hinaus erzeugt die Optimierungseinheit 8 anders als in der zweiten Ausführungsform auf der Grundlage der Schätzwerte (P', t0'), des Leistungsverbrauchs P und des Ankunftszeitpunkts t0, die durch Regressionsformeln geschätzt werden, einen Drehzahlregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGasr oder einen Stromregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGacr für die Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 und gibt sie aus, um den Abwägungsausgleich zwischen dem Leistungsverbrauch P und dem Ankunftszeitpunkt t0 in Bezug auf die Anspruchempfindlichkeit zu optimieren.
Es wird angemerkt, dass der Drehzahlregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGasr oder der Stromregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGacr unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks oder von Tabellendaten mit der Fahrzeugposition r als einem Argument erzeugt wird. Zum Beispiel wird jede Verstärkung erhöht, um zu verhindern, dass das Fahrzeug 22 wegen fehlender Antriebskraft fällt, wenn die Position r niedrig ist. Währenddessen wird jede Verstärkung verringert, um die Bewegungsqualität innerhalb des Fahrzeugs 22 zu verbessern, wenn die Position r hoch ist.
Gemäß der dritten Ausführungsform wird ein Rückkopplungssystem konstruiert, das auf der Grundlage genauer Schätzwerte des Leistungsverbrauchs und des Ankunftszeitpunkts, die durch Regressionsformeln erhalten werden, in der Lage ist, einen optimalen Ausgleich zwischen Leistungsverbrauch und Ankunftszeitpunkt zu erzielen. Somit ist es möglich, den Ausgleich zwischen dem Leistungsverbrauch und dem Ankunftszeitpunkt in einer Abwägungsbeziehung mit hoher Genauigkeit optimal zu regeln. Darüber hinaus ist es mit einem solchen Rückkopplungssystem möglich, gemäß jedem Motorregelsystem eine automatische optimale Regelung auszuführen, ohne komplizierte Regelparameter einzustellen.
[Vierte Ausführungsform]
11 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Motorregelsystems gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden werden hauptsächlich Unterschiede von der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben.
In der vierten Ausführungsform ist ein anzutreibendes Objekt 2 eine Aufwickeleinrichtung. Die Aufwickeleinrichtung wickelt ein aufzuwickelndes Objekt 23 wie etwa eine Metallplatte und einen Kupferdraht unter der mechanischen Spannung τd auf. Die mechanische Spannung τd ist hier das Produkt des Drehmoments τ eines Motors 1 und eines Radius d einer Drehachse. Der Motor 1 treibt eine Aufwickeleinheit an. Es wird angemerkt, dass eine Abwickeleinheit 11 mit einem Motor vorgesehen sein kann.
In der vierten Ausführungsform sind die Zustandsgrößen (x1 und x2 in der ersten Ausführungsform) des Motors 1 wie in der zweiten und in der dritten Ausführungsform ein Stromvektor idq und eine Drehzahl ω. Die Bewertungswerte (y1 und y2 in der ersten Ausführungsform) des Motorregelsystems sind die Betriebszeitdauer t des anzutreibenden Objekts 2 und eine Defekterzeugungsrate e des aufzuwickelnden Objekts 23. Es ist erwünscht, dass sowohl die Betriebszeitdauer t als auch die Defekterzeugungsrate e verringert werden. Allerdings stehen die Betriebszeitdauer t und die Defekterzeugungsrate e in Bezug auf die Ansprechempfindlichkeit in einer Abwägungsbeziehung. Zum Beispiel nimmt die Betriebszeitdauer t ab, während die Defekterzeugungsrate e zunimmt, während die Ansprechempfindlichkeit zunimmt. Währenddessen wird ein Abwägungsausgleich durch eine Rückkopplungseinheit, die eine Regressionsformel-Aktualisierungseinheit 6, eine Regressionsformel-Berechnungseinheit 7 und eine Optimierungseinheit 8 enthält, wie in der ersten bis dritten Ausführungsform automatisch optimiert.
In der vierten Ausführungsform erzeugt eine Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 einen Spannungsbefehl vdq* gemäß einem Drehmomentbefehl τ*, um eine gewünschte mechanischen Spannung derart zu erhalten, dass die mechanische Spannung τd mit „τ* · d“ zusammenfällt. Darüber hinaus erzeugt die Optimierungseinheit 8 anders als in der ersten bis dritten Ausführungsform auf der Grundlage der Schätzwerte (t', e') der Betriebszeitdauer t und der Defekterzeugungsrate e, die durch Regressionsformeln geschätzt werden, für die Spannungsbefehls-Berechnungseinheit 3 einen Drehzahlregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGasr oder einen Stromregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGacr, und gibt ihn aus, um den Abwägungsausgleich zwischen der Betriebszeitdauer t und der Defekterzeugungsrate e in Bezug auf die Ansprechempfindlichkeit zu optimieren.
Es wird angemerkt, dass der Drehzahlregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGasr oder der Stromregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGacr unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks oder von Tabellendaten mit dem Drehmoment τ des Motors 1 als einem Argument erzeugt werden. Der Drehzahlregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGasr und der Stromregelungsverstärkungs-Korrekturwert ΔGacr können außer mit dem Drehmoment τ unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks oder von Tabellendaten mit Materialeigenschaften des zu wickelnden Objekts 23, einer verbleibende Menge Wicklung und dergleichen als Argumente erzeugt werden. Zum Beispiel ist es möglich, die Betriebszeitdauer t durch Erhöhen der Regelverstärkung zu verringern, falls das zu wickelnde Objekt 23 eine hohe Starrheit aufweist. Darüber hinaus ist es möglich, einen Stoß nach Abschluss des Wickelns durch Verringern der Regelverstärkung zu mildern, wenn sich die verbleibende Menge Wicklung verringert hat.
Gemäß der vierten Ausführungsform wird ein Rückkopplungssystem konstruiert, das auf der Grundlage genauer Schätzwerte der Betriebszeitdauer und der Defekterzeugungsrate, die durch Regressionsformeln erhalten werden, einen optimalen Ausgleich zwischen der Betriebszeitdauer t und der Defekterzeugungsrate e erzielen kann. Somit ist es möglich, den Ausgleich zwischen der Betriebszeitdauer t und der Defekterzeugungsrate e in einer Abwägungsbeziehung mit hoher Genauigkeit optimal zu regeln. Darüber hinaus ist es mit einem solchen Rückkopplungssystem möglich, die optimale Regelung gemäß jedem Motorregelsystem automatisch auszuführen, ohne komplizierte Regelparameter einzustellen.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Änderungen enthält. Zum Beispiel sind die obigen Ausführungsformen ausführlich beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung deutlich zu beschreiben, und nicht notwendig auf jene, die alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen, beschränkt. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, zu einem Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform eine andere Konfiguration hinzuzufügen, einen Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform zu entfernen und einen Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform durch eine andere Konfiguration zu ersetzen.
Bezugszeichenliste

1: Motor
2: anzutreibendes Objekt
3: Spannungsbefehls-Berechnungseinheit
4: Koordinatentransformation
5: Wechselrichter
6: Regressionsformel-Aktualisierungseinheit
7: Regressionsformel-Berechnungseinheit
8: Optimierungseinheit
11: Aufwickeleinheit
21: Zylinder
22: Fahrzeug
23: aufzuwickelndes Objekt

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.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006180605 A [0004]

Claims

Motorregelsystem, das Folgendes umfasst: einen Wechselrichter, der eine AC-Spannung an einen Motor anlegt; eine Regeleinheit, die als Reaktion auf einen Regelbefehl einen Spannungsbefehl für die AC-Spannung erzeugt; und eine Rückkopplungseinheit, die einen Korrekturbefehl zum Ändern des Spannungsbefehls an die Regeleinheit gibt, wobei die Rückkopplungseinheit: aus wenigstens einer Zustandsgröße des Motors unter Verwendung mehrerer Regressionsformeln, in denen die Zustandsgröße eine Eingangsvariable und die mehreren Bewertungswerte Ausgangsvariablen sind, mehrere Bewertungswerte des Motors oder eines durch den Motor anzutreibenden Objekts schätzt; mit den geschätzten mehreren Bewertungswerten als Argumente eine Bewertungsfunktion berechnet; und auf der Grundlage eines Berechnungswerts, der sich aus der Bewertungsfunktion ergibt, den Korrekturbefehl erzeugt.
Motorregelsystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Bewertungswerte in einer Abwägungsbeziehung stehen.
Motorregelsystem nach Anspruch 1, wobei die Rückkopplungseinheit eine Regressionsformel-Aktualisierungseinheit enthält, die die mehreren Regressionsformeln erhält.
Motorregelsystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: eine Anzeigevorrichtung, die die Zustandsgröße und die mehreren Bewertungswerte anzeigt.
Motorregelsystem nach Anspruch 3, wobei die Regressionsformel-Aktualisierungseinheit unter Verwendung eines Simulationsmodells mit der Zustandsgröße als einer Eingangsvariable und mit den mehreren Bewertungsgrößen als Ausgangsvariablen eine Regressionsanalyse ausführt, um die Regressionsformeln zu erhalten.
Motorregelsystem nach Anspruch 1, wobei das anzutreibende Objekt ein Kompressor ist, die Zustandsgrößen der Strom und die Drehzahl des Motors sind, die mehreren Bewertungsgrößen der Leistungsverbrauch des Motors und die Schwingungsamplitude des Kompressors sind, der Regelbefehl ein Motorstrombefehl ist, und der Korrekturbefehl ein Korrekturbefehl für den Motorstrombefehl ist.
Motorregelsystem nach Anspruch 6, wobei der Korrekturbefehl für den Motorstrombefehl unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks oder einer Tabelle mit einem Drehwinkel des Motors als einem Argument erzeugt wird.
Motorregelsystem nach Anspruch 6, wobei sich der Korrekturbefehl für den Motorstrombefehl in Bezug auf einen Drehwinkel des Motors periodisch ändert.
Motorregelsystem nach Anspruch 8, wobei eine Berechnungsperiode zum Erzeugen des Korrekturbefehls für den Motorstrombefehl gleich einer Periode der Drehmomentpulsation des Kompressors ist.
Motorregelsystem nach Anspruch 1, wobei das anzutreibende Objekt eine Aufzugsvorrichtung ist, die ein Fahrzeug enthält, die Zustandsgrößen der Strom und die Drehzahl des Motors sind, die mehreren Bewertungswerte der Leistungsverbrauch des Motors und der Ankunftszeitpunkt für das Fahrzeug, um auf einem Zielgeschoss anzukommen, sind, der Regelbefehl ein Positionsbefehl für das Fahrzeug ist, und der Korrekturbefehl ein Korrekturbefehl für die Verstärkung in der Regeleinheit ist.
Motorregelsystem nach Anspruch 10, wobei der Korrekturbefehl für die Verstärkung unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks oder einer Tabelle mit einer Position des Fahrzeugs als einem Argument erzeugt wird.
Motorregelsystem nach Anspruch 1, wobei das anzutreibende Objekt eine Aufwickeleinrichtung ist, die Zustandsgrößen der Strom und die Drehzahl des Motors sind, die mehreren Bewertungswerte die Betriebszeitdauer der Aufwickeleinrichtung und die Defekterzeugungsrate eines zu wickelnden Objekts sind, der Regelbefehl ein Drehmomentbefehl für den Motor ist, und der Korrekturbefehl ein Korrekturbefehl für die Verstärkung in der Regeleinheit ist.
Motorregelsystem nach Anspruch 12, wobei der Korrekturbefehl für die Verstärkung unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks oder einer Tabelle mit dem Drehmoment des Motors als einem Argument erzeugt wird.
Motorregelverfahren zum Anlegen einer AC-Spannung an einen Motor als Reaktion auf einen Spannungsbefehl, wobei das Motorregelverfahren umfasst: Schätzen mehrerer Bewertungswerte des Motors oder eines durch den Motor anzutreibenden Objekts aus wenigstens einer Zustandsgröße des Motors unter Verwendung mehrerer Regressionsformeln, in denen die Zustandsgröße eine Eingangsvariable ist und die mehreren Bewertungswerte Ausgangsvariablen sind; Berechnen einer Bewertungsfunktion mit den geschätzten mehreren Bewertungsgrößen als Argumente; und Ändern des Spannungsbefehls auf der Grundlage eines Berechnungswerts, der sich aus der Bewertungsfunktion ergibt.