JP2001211509A - リニアシステムの加速度制御装置 - Google Patents
リニアシステムの加速度制御装置Info
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- JP2001211509A JP2001211509A JP2000015736A JP2000015736A JP2001211509A JP 2001211509 A JP2001211509 A JP 2001211509A JP 2000015736 A JP2000015736 A JP 2000015736A JP 2000015736 A JP2000015736 A JP 2000015736A JP 2001211509 A JP2001211509 A JP 2001211509A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加速度指令値をフィードフォワードして速度
偏差を低減する際に乗り心地の悪化を防止する。 【解決手段】 速度制御器13では、第１比較器21にて速
度偏差△Ｖ（＝Ｖ*−Ｖ）を求め、速度偏差平均化処理
器22にて所定回数分の速度偏差の平均値△Ｖavを求め、
速度補償器23にてこの平均値△Ｖavを補償演算して加算
器25に入力する一方、走行前に定められた加速度指令値
α*を加速度フィードフォワード補償器27にて補償演算
した値を加算器25に入力し、この加算器25の出力を電流
指令値Ｉ*として出力する。つまり、速度指令値から実
速度平均値を差し引いた速度偏差を用いて補償演算を行
うのではなく、速度指令値から実速度を差し引いた速度
偏差の平均値を用いて補償演算を行うため、制御遅れを
生じさせることなく加速度変化点のタイミングで適切に
加速度フィードフォワードを適用できる。
偏差を低減する際に乗り心地の悪化を防止する。 【解決手段】 速度制御器13では、第１比較器21にて速
度偏差△Ｖ（＝Ｖ*−Ｖ）を求め、速度偏差平均化処理
器22にて所定回数分の速度偏差の平均値△Ｖavを求め、
速度補償器23にてこの平均値△Ｖavを補償演算して加算
器25に入力する一方、走行前に定められた加速度指令値
α*を加速度フィードフォワード補償器27にて補償演算
した値を加算器25に入力し、この加算器25の出力を電流
指令値Ｉ*として出力する。つまり、速度指令値から実
速度平均値を差し引いた速度偏差を用いて補償演算を行
うのではなく、速度指令値から実速度を差し引いた速度
偏差の平均値を用いて補償演算を行うため、制御遅れを
生じさせることなく加速度変化点のタイミングで適切に
加速度フィードフォワードを適用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアシステムの
加速度制御装置に関する。
加速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、超電導磁気浮上式鉄道車両に
代表されるリニアシンクロナスモータ（以下ＬＳＭとも
いう）式車両の制御装置として、図５に示すように、地
上側の軌道に沿って配置された推進コイル１０１と、こ
の推進コイル１０１に対向するように車両側に搭載され
た界磁コイル１０２と、速度指令値Ｖ*と実速度Ｖとの
偏差即ち速度偏差△Ｖを補償演算した値に基づいて電流
指令値Ｉ*を出力する速度制御部１０３と、この電流指
令値Ｉ*と位相基準信号とから正弦波状の電流パターン
を出力する乗算器１０４と、この乗算器１０４から出力
された電流パターンに応じた三相交流電流を推進コイル
１０１へ供給する電力変換器１０５と、推進コイル１０
１と界磁コイル１０２との相対位置を検出して位置位相
信号を出力する位置検出器１０６と、この位置位相信号
を安定化させると共に電力変換器１０５に指令する位相
基準信号や速度制御のための実速度を演算して出力する
位相同期制御部１０７とを備えたものが知られている。
代表されるリニアシンクロナスモータ（以下ＬＳＭとも
いう）式車両の制御装置として、図５に示すように、地
上側の軌道に沿って配置された推進コイル１０１と、こ
の推進コイル１０１に対向するように車両側に搭載され
た界磁コイル１０２と、速度指令値Ｖ*と実速度Ｖとの
偏差即ち速度偏差△Ｖを補償演算した値に基づいて電流
指令値Ｉ*を出力する速度制御部１０３と、この電流指
令値Ｉ*と位相基準信号とから正弦波状の電流パターン
を出力する乗算器１０４と、この乗算器１０４から出力
された電流パターンに応じた三相交流電流を推進コイル
１０１へ供給する電力変換器１０５と、推進コイル１０
１と界磁コイル１０２との相対位置を検出して位置位相
信号を出力する位置検出器１０６と、この位置位相信号
を安定化させると共に電力変換器１０５に指令する位相
基準信号や速度制御のための実速度を演算して出力する
位相同期制御部１０７とを備えたものが知られている。
【０００３】ＬＳＭ式車両は、超電導コイルである界磁
コイル１０２によって発生する磁界と、電力変換器１０
５から供給される三相交流電流によって推進コイル１０
１に発生する磁界との相互作用により、推進力を得て駆
動される。ここで、速度制御部１０３は速度偏差△Ｖが
ゼロになるように電流指令値Ｉ*を出力するが、具体的
には図６のブロック図に示すように、第１比較器１１１
にて速度指令値Ｖ*と実速度Ｖとの速度偏差△Ｖを求
め、速度補償器１１２にてこの速度偏差△Ｖを補償演算
し、その出力を加算器１１５に入力する。一方、走行前
に定められた加速度指令値α＊（例えば速度指令値Ｖ＊
を微分器１１６にて微分して得た値）を加速度フィード
フォワード補償器１１７にて演算処理した値を同じく加
算器１１５に入力する。そして、この加算器１１５の出
力を電流指令値Ｉ＊として出力する。このようにして加
速度指令値をフィードフォワードして速度偏差を低減す
る制御は、例えば特開平４−７９７８３号公報に開示さ
れている。
コイル１０２によって発生する磁界と、電力変換器１０
５から供給される三相交流電流によって推進コイル１０
１に発生する磁界との相互作用により、推進力を得て駆
動される。ここで、速度制御部１０３は速度偏差△Ｖが
ゼロになるように電流指令値Ｉ*を出力するが、具体的
には図６のブロック図に示すように、第１比較器１１１
にて速度指令値Ｖ*と実速度Ｖとの速度偏差△Ｖを求
め、速度補償器１１２にてこの速度偏差△Ｖを補償演算
し、その出力を加算器１１５に入力する。一方、走行前
に定められた加速度指令値α＊（例えば速度指令値Ｖ＊
を微分器１１６にて微分して得た値）を加速度フィード
フォワード補償器１１７にて演算処理した値を同じく加
算器１１５に入力する。そして、この加算器１１５の出
力を電流指令値Ｉ＊として出力する。このようにして加
速度指令値をフィードフォワードして速度偏差を低減す
る制御は、例えば特開平４−７９７８３号公報に開示さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように加速度指令値をフィードフォワードして速度偏差
を低減する制御を行った場合には、加速度変化点におい
て過剰な電流が流れて加速度が大きく変動し、かえって
乗り心地に悪影響を与えることがあるという問題があっ
た。
ように加速度指令値をフィードフォワードして速度偏差
を低減する制御を行った場合には、加速度変化点におい
て過剰な電流が流れて加速度が大きく変動し、かえって
乗り心地に悪影響を与えることがあるという問題があっ
た。
【０００５】その原因につき以下のように推察した。即
ち、上述の制御では、実速度Ｖを取り込む際にノイズ等
の影響を考慮して速度平均化処理器１１３にて所定回数
分の過去の実速度を平均した平均値を実速度Ｖとして取
り込んでいるため、取り込んだ実速度Ｖは本当の意味で
の実速度ではなく、したがって加速度変化点のタイミン
グで加速度フィードフォワードを適用して速度偏差△Ｖ
を低減したいにもかかわらず、制御に遅れが生じてしま
い、加速度変化点のタイミングで加速度フィードフォワ
ードを適用できていないと推察した。
ち、上述の制御では、実速度Ｖを取り込む際にノイズ等
の影響を考慮して速度平均化処理器１１３にて所定回数
分の過去の実速度を平均した平均値を実速度Ｖとして取
り込んでいるため、取り込んだ実速度Ｖは本当の意味で
の実速度ではなく、したがって加速度変化点のタイミン
グで加速度フィードフォワードを適用して速度偏差△Ｖ
を低減したいにもかかわらず、制御に遅れが生じてしま
い、加速度変化点のタイミングで加速度フィードフォワ
ードを適用できていないと推察した。
【０００６】本発明は上記問題点を解決することを課題
とするものであり、加速度指令値をフィードフォワード
して速度偏差を低減する際に乗り心地の悪化を防止する
リニアシステムの加速度制御装置を提供することを目的
とする。
とするものであり、加速度指令値をフィードフォワード
して速度偏差を低減する際に乗り心地の悪化を防止する
リニアシステムの加速度制御装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明は、推進コイルが地上側の軌道
に沿って配置され、界磁コイルが前記推進コイルに対向
するように車両側に搭載され、速度制御器が電流指令値
を出力し、電力変換器がこの電流指令値に応じた電流を
推進コイルへ供給して前記推進コイルに磁界を発生させ
ることにより前記界磁コイルを搭載した車両を推進させ
るリニアシステムに用いられ、前記速度制御器の一部を
成す加速度制御装置において、所定タイミングごとに速
度指令値と実速度との速度偏差につき、所定回数分の平
均値を算出する速度偏差平均算出手段と、前記速度偏差
平均算出手段により算出された速度偏差平均値のフィー
ドバック補償演算値および予め走行前に定められた加速
度指令値のフィードフォワード補償演算値に基づいて、
前記電流指令値を求める電流指令値算出手段とを備えた
ことを特徴とする。
を解決するため、本発明は、推進コイルが地上側の軌道
に沿って配置され、界磁コイルが前記推進コイルに対向
するように車両側に搭載され、速度制御器が電流指令値
を出力し、電力変換器がこの電流指令値に応じた電流を
推進コイルへ供給して前記推進コイルに磁界を発生させ
ることにより前記界磁コイルを搭載した車両を推進させ
るリニアシステムに用いられ、前記速度制御器の一部を
成す加速度制御装置において、所定タイミングごとに速
度指令値と実速度との速度偏差につき、所定回数分の平
均値を算出する速度偏差平均算出手段と、前記速度偏差
平均算出手段により算出された速度偏差平均値のフィー
ドバック補償演算値および予め走行前に定められた加速
度指令値のフィードフォワード補償演算値に基づいて、
前記電流指令値を求める電流指令値算出手段とを備えた
ことを特徴とする。
【０００８】本発明のリニアシステムの加速度制御装置
は、速度制御器の一部として構成され、速度偏差平均算
出手段と、電流指令値算出手段とを備えている。そし
て、速度偏差平均算出手段は、所定タイミングごとに速
度指令値と実速度との速度偏差につき、所定回数分の平
均値を算出し、電流指令値算出手段は、この速度偏差平
均値をフィードバック補償演算した値および予め走行前
に定められた加速度指令値をフィードフォワード補償演
算した値に基づいて、電流指令値を求める。
は、速度制御器の一部として構成され、速度偏差平均算
出手段と、電流指令値算出手段とを備えている。そし
て、速度偏差平均算出手段は、所定タイミングごとに速
度指令値と実速度との速度偏差につき、所定回数分の平
均値を算出し、電流指令値算出手段は、この速度偏差平
均値をフィードバック補償演算した値および予め走行前
に定められた加速度指令値をフィードフォワード補償演
算した値に基づいて、電流指令値を求める。
【０００９】このように、本発明では加速度フィードフ
ォワードを適用しているため、速度偏差がゼロになるま
での時間を短縮化できる。また、予め定められた加速度
指令値を用いるため、実速度を微分して求めた実加速度
を用いる加速度制御系に比べて、高域周波数帯やノイズ
に対して不安定な微分回路が不要であり、安定性が高
い。そして、特に本発明では、所定回数分の実速度を平
均した実速度平均値を取り込んで速度偏差（＝速度指令
値−実速度平均値）を求めてこの速度偏差の補償演算を
行うのではなく、所定回数分の速度偏差（＝速度指令値
−実速度）を平均した速度偏差平均値を求めてこの速度
偏差平均値の補償演算を行うため、加速度変化点のタイ
ミングで加速度フィードフォワードを適用して速度偏差
を低減したい場合に、制御遅れを生じさせることなくそ
の加速度変化点のタイミングで適切に加速度フィードフ
ォワードを適用できる。
ォワードを適用しているため、速度偏差がゼロになるま
での時間を短縮化できる。また、予め定められた加速度
指令値を用いるため、実速度を微分して求めた実加速度
を用いる加速度制御系に比べて、高域周波数帯やノイズ
に対して不安定な微分回路が不要であり、安定性が高
い。そして、特に本発明では、所定回数分の実速度を平
均した実速度平均値を取り込んで速度偏差（＝速度指令
値−実速度平均値）を求めてこの速度偏差の補償演算を
行うのではなく、所定回数分の速度偏差（＝速度指令値
−実速度）を平均した速度偏差平均値を求めてこの速度
偏差平均値の補償演算を行うため、加速度変化点のタイ
ミングで加速度フィードフォワードを適用して速度偏差
を低減したい場合に、制御遅れを生じさせることなくそ
の加速度変化点のタイミングで適切に加速度フィードフ
ォワードを適用できる。
【００１０】以上のように、本発明によれば、加速度指
令値をフィードフォワードして速度偏差を低減する際、
追従性や動作安定性が良好なばかりでなく、制御遅れを
生じさせることなくその加速度変化点のタイミングで適
切に加速度フィードフォワードを適用できるため、乗り
心地も良好に保つことができる。
令値をフィードフォワードして速度偏差を低減する際、
追従性や動作安定性が良好なばかりでなく、制御遅れを
生じさせることなくその加速度変化点のタイミングで適
切に加速度フィードフォワードを適用できるため、乗り
心地も良好に保つことができる。
【００１１】本発明のリニアシステムの加速度制御装置
において、電流指令値算出手段は、速度偏差平均算出手
段により算出された速度偏差平均値を比例・積分演算し
て得たフィードバック補償演算値と、予め走行前に定め
られた加速度指令値を比例演算して得たフィードフォワ
ード補償演算値とを加算した加算値に基づいて、電流指
令値を求めることが好ましい。この場合、加速度指令値
をフィードフォワードして速度偏差を低減する際に乗り
心地の悪化を確実に防止できる。なお、電流指令値を求
める際に、両補償演算値に更に実速度を補償演算して得
た値を加算して、その加算値に基づいて電流指令値を求
めるようにしてもよい。
において、電流指令値算出手段は、速度偏差平均算出手
段により算出された速度偏差平均値を比例・積分演算し
て得たフィードバック補償演算値と、予め走行前に定め
られた加速度指令値を比例演算して得たフィードフォワ
ード補償演算値とを加算した加算値に基づいて、電流指
令値を求めることが好ましい。この場合、加速度指令値
をフィードフォワードして速度偏差を低減する際に乗り
心地の悪化を確実に防止できる。なお、電流指令値を求
める際に、両補償演算値に更に実速度を補償演算して得
た値を加算して、その加算値に基づいて電流指令値を求
めるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は、リニアシステムの
構成を表す概略ブロック図である。リニアシステムは、
地上側の軌道に沿って配置された推進コイル１１と、こ
の推進コイル１１に対向するようにＬＳＭ式車両側に搭
載された界磁コイル１２と、電流指令値Ｉ*を出力する
速度制御器１３と、この電流指令値Ｉ*と位相基準信号
とから正弦波状の電流パターンを出力する乗算器１４
と、この乗算器１４から出力された電流パターンに応じ
た三相交流電流を推進コイル１１へ供給する電力変換器
１５と、推進コイル１１と界磁コイル１２との相対位置
を検出して位置位相信号θを出力する位置検出器１６
と、この位置位相信号θを安定化させると共に電力変換
器１５に指令する位相基準信号や速度制御のための実速
度Ｖを演算して出力する位相同期制御部１７とを備えて
いる。なお、ＬＳＭ式車両は、超電導コイルである界磁
コイル１２によって発生する磁界と、電力変換器１５か
ら供給される三相交流電流によって推進コイル１１に発
生する磁界との相互作用により、推進力を得て駆動され
る。
を図面に基づいて説明する。図１は、リニアシステムの
構成を表す概略ブロック図である。リニアシステムは、
地上側の軌道に沿って配置された推進コイル１１と、こ
の推進コイル１１に対向するようにＬＳＭ式車両側に搭
載された界磁コイル１２と、電流指令値Ｉ*を出力する
速度制御器１３と、この電流指令値Ｉ*と位相基準信号
とから正弦波状の電流パターンを出力する乗算器１４
と、この乗算器１４から出力された電流パターンに応じ
た三相交流電流を推進コイル１１へ供給する電力変換器
１５と、推進コイル１１と界磁コイル１２との相対位置
を検出して位置位相信号θを出力する位置検出器１６
と、この位置位相信号θを安定化させると共に電力変換
器１５に指令する位相基準信号や速度制御のための実速
度Ｖを演算して出力する位相同期制御部１７とを備えて
いる。なお、ＬＳＭ式車両は、超電導コイルである界磁
コイル１２によって発生する磁界と、電力変換器１５か
ら供給される三相交流電流によって推進コイル１１に発
生する磁界との相互作用により、推進力を得て駆動され
る。
【００１３】ここで、速度制御器１３の機能について図
１に基づいて詳説する。速度制御器１３では、第１比較
器２１にて速度指令値Ｖ*と実速度Ｖとの速度偏差△Ｖ
を求め、速度偏差平均化処理器２２にて所定回数分（こ
こではＮ回分）の速度偏差△Ｖの平均値△Ｖavを求め、
速度補償器２３にてこの速度偏差平均値△Ｖavをフィー
ドバック補償演算し、その出力を加算器２５に入力す
る。一方、走行前に定められた加速度指令値α*（ここ
では速度指令値Ｖ*を微分器２６にて微分して得た値）
を加速度フィードフォワード補償器２７にて補償演算し
た値を同じく加算器２５に入力する。そして、この加算
器２５の出力を電流指令値Ｉ*として出力する。
１に基づいて詳説する。速度制御器１３では、第１比較
器２１にて速度指令値Ｖ*と実速度Ｖとの速度偏差△Ｖ
を求め、速度偏差平均化処理器２２にて所定回数分（こ
こではＮ回分）の速度偏差△Ｖの平均値△Ｖavを求め、
速度補償器２３にてこの速度偏差平均値△Ｖavをフィー
ドバック補償演算し、その出力を加算器２５に入力す
る。一方、走行前に定められた加速度指令値α*（ここ
では速度指令値Ｖ*を微分器２６にて微分して得た値）
を加速度フィードフォワード補償器２７にて補償演算し
た値を同じく加算器２５に入力する。そして、この加算
器２５の出力を電流指令値Ｉ*として出力する。
【００１４】なお、本実施形態の速度偏差平均化処理器
２２が本発明の速度偏差平均算出手段に相当し、本実施
形態の加算器２５が本発明の電流指令値算出手段に相当
する。この速度制御器１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ
等からなるマイクロコンピュータとして構成されてお
り、その機能は既に述べたとおりであるが、具体的な動
作について図２の電流指令値出力処理のフローチャート
に基づいて説明する。この電流指令値出力処理のプログ
ラムは速度制御器１３のＲＯＭに記憶されており、所定
サンプリング時間Ｔｓおきに速度制御器１３のＣＰＵが
ＲＯＭから読み出して実行するものである。
２２が本発明の速度偏差平均算出手段に相当し、本実施
形態の加算器２５が本発明の電流指令値算出手段に相当
する。この速度制御器１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ
等からなるマイクロコンピュータとして構成されてお
り、その機能は既に述べたとおりであるが、具体的な動
作について図２の電流指令値出力処理のフローチャート
に基づいて説明する。この電流指令値出力処理のプログ
ラムは速度制御器１３のＲＯＭに記憶されており、所定
サンプリング時間Ｔｓおきに速度制御器１３のＣＰＵが
ＲＯＭから読み出して実行するものである。
【００１５】速度制御器１３は、この電流指令値出力処
理が開始されると、今回が初回か否かを判断し（Ｓ１０
１）、今回が初回ならばサンプリング番号ｎに「１」を
セットし（Ｓ１０２）、その後Ｓ１０４へ進む。一方、
Ｓ１０１で今回が初回でなければサンプリング番号ｎを
インクリメントし（Ｓ１０３）、その後Ｓ１０４へ進
む。
理が開始されると、今回が初回か否かを判断し（Ｓ１０
１）、今回が初回ならばサンプリング番号ｎに「１」を
セットし（Ｓ１０２）、その後Ｓ１０４へ進む。一方、
Ｓ１０１で今回が初回でなければサンプリング番号ｎを
インクリメントし（Ｓ１０３）、その後Ｓ１０４へ進
む。
【００１６】Ｓ１０４では、速度指令値Ｖn *と実速度Ｖ
nから速度偏差△Ｖnを求めこれを記憶し、続くＳ１０５
では、サンプリング番号ｎが所定回数Ｎに達したか否か
を判断し、サンプリング番号ｎが所定回数Ｎに達してい
なければ（Ｓ１０５でＮＯ）、所定回数Ｎ分の速度偏差
平均を求めることができないため、Ｓ１１０に進んで過
去ｎ回分の速度偏差平均△Ｖavnを求めたあと後述のＳ
１０７以下の処理を行う。尚、添え字の「ｎ」はｎ番目
のサンプリング時の値であることを示す。
nから速度偏差△Ｖnを求めこれを記憶し、続くＳ１０５
では、サンプリング番号ｎが所定回数Ｎに達したか否か
を判断し、サンプリング番号ｎが所定回数Ｎに達してい
なければ（Ｓ１０５でＮＯ）、所定回数Ｎ分の速度偏差
平均を求めることができないため、Ｓ１１０に進んで過
去ｎ回分の速度偏差平均△Ｖavnを求めたあと後述のＳ
１０７以下の処理を行う。尚、添え字の「ｎ」はｎ番目
のサンプリング時の値であることを示す。
【００１７】一方、サンプリング番号ｎが所定回数Ｎに
達していれば（Ｓ１０５でＹＥＳ）、Ｓ１０６に進ん
で、今回から過去Ｎ回分の速度偏差平均△Ｖavnを求
め、続くＳ１０７で△Ｖavnを比例・積分演算して速度
補償値（フィードバック補償演算値）を求め、Ｓ１０８
で加速度指令値α*を比例演算して加速度補償値（フィ
ードフォワード補償演算値）を求め、Ｓ１０９で速度補
償値と加速度補償値とを加算し、これを電流指令値Ｉ*
として出力する。
達していれば（Ｓ１０５でＹＥＳ）、Ｓ１０６に進ん
で、今回から過去Ｎ回分の速度偏差平均△Ｖavnを求
め、続くＳ１０７で△Ｖavnを比例・積分演算して速度
補償値（フィードバック補償演算値）を求め、Ｓ１０８
で加速度指令値α*を比例演算して加速度補償値（フィ
ードフォワード補償演算値）を求め、Ｓ１０９で速度補
償値と加速度補償値とを加算し、これを電流指令値Ｉ*
として出力する。
【００１８】次に、上述の電流指令値出力処理を実行し
てＬＳＭ式車両を走行させたときの結果を図３に基づい
て説明する。ここでは、図３（ａ）にて点線で示すよう
に、速度Ｖ１から速度Ｖ２へ移行する速度パターンにお
ける加速度変化点付近での実加速度の推移を計測した。
この速度パターンにおける速度指令値の変化は図３
（ａ）にて実線で示したとおりである。なお、対比のた
めに、速度偏差平均の代わりに速度平均を用いた比較形
態（[従来の技術］、［発明が解決しようとする課題］
の欄で図５及び図６を用いて説明した従来例）について
も同様の計測を行った。この比較形態は、図６に示すよ
うに、速度平均化処理器１１３を用いて過去Ｎ回分の実
速度の平均値を求め、これを第１比較器１１１に入力し
て速度偏差（＝速度指令値−実速度平均値）を求めるも
のである。
てＬＳＭ式車両を走行させたときの結果を図３に基づい
て説明する。ここでは、図３（ａ）にて点線で示すよう
に、速度Ｖ１から速度Ｖ２へ移行する速度パターンにお
ける加速度変化点付近での実加速度の推移を計測した。
この速度パターンにおける速度指令値の変化は図３
（ａ）にて実線で示したとおりである。なお、対比のた
めに、速度偏差平均の代わりに速度平均を用いた比較形
態（[従来の技術］、［発明が解決しようとする課題］
の欄で図５及び図６を用いて説明した従来例）について
も同様の計測を行った。この比較形態は、図６に示すよ
うに、速度平均化処理器１１３を用いて過去Ｎ回分の実
速度の平均値を求め、これを第１比較器１１１に入力し
て速度偏差（＝速度指令値−実速度平均値）を求めるも
のである。
【００１９】図３から明らかなように、本実施形態の実
加速度の推移をみると、加速度変化点において過剰な電
流が流れて加速度が大きく変動するような様子は見られ
ず、加速度がスムーズに推移していく様子がみられた
（図３（ｂ）参照）。これに対して、比較形態の実加速
度の推移をみると、加速度変化点において過剰な電流が
流れて加速度が大きく変動する様子がみられた（図３
（ｃ）参照）。この結果、本実施形態は比較形態に比べ
て加速度変化点における乗り心地が良好であることが明
らかになった。
加速度の推移をみると、加速度変化点において過剰な電
流が流れて加速度が大きく変動するような様子は見られ
ず、加速度がスムーズに推移していく様子がみられた
（図３（ｂ）参照）。これに対して、比較形態の実加速
度の推移をみると、加速度変化点において過剰な電流が
流れて加速度が大きく変動する様子がみられた（図３
（ｃ）参照）。この結果、本実施形態は比較形態に比べ
て加速度変化点における乗り心地が良好であることが明
らかになった。
【００２０】なお、本実施形態、比較形態のいずれにお
いても、加速度フィードフォワードを採用したことによ
り、これを採用しない場合に比べて、加速度変化点にお
ける速度偏差が抑制されると共に速度偏差がゼロになる
までに要する時間も短縮されたが、特に本実施形態にお
いてその程度が顕著であった。
いても、加速度フィードフォワードを採用したことによ
り、これを採用しない場合に比べて、加速度変化点にお
ける速度偏差が抑制されると共に速度偏差がゼロになる
までに要する時間も短縮されたが、特に本実施形態にお
いてその程度が顕著であった。
【００２１】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、加速度フィードフォワードを適用しているため、速
度偏差がゼロになるまでの時間を短縮化でき、また、予
め定められた加速度指令値を用いるため、実速度を微分
して求めた実加速度を用いる加速度制御系に比べて、高
域周波数帯やノイズに対して不安定な微分回路が不要で
あり、安定性が高いという効果が得られる。
ば、加速度フィードフォワードを適用しているため、速
度偏差がゼロになるまでの時間を短縮化でき、また、予
め定められた加速度指令値を用いるため、実速度を微分
して求めた実加速度を用いる加速度制御系に比べて、高
域周波数帯やノイズに対して不安定な微分回路が不要で
あり、安定性が高いという効果が得られる。
【００２２】そして特に、速度指令値から実速度平均値
を差し引いた速度偏差を用いて補償演算を行うのではな
く、速度指令値から実速度を差し引いた速度偏差の平均
値を用いて補償演算を行うため、加速度変化点のタイミ
ングで加速度フィードフォワードを適用して速度偏差を
低減したい場合に、制御遅れを生じさせることなくその
加速度変化点のタイミングで適切に加速度フィードフォ
ワードを適用できる。
を差し引いた速度偏差を用いて補償演算を行うのではな
く、速度指令値から実速度を差し引いた速度偏差の平均
値を用いて補償演算を行うため、加速度変化点のタイミ
ングで加速度フィードフォワードを適用して速度偏差を
低減したい場合に、制御遅れを生じさせることなくその
加速度変化点のタイミングで適切に加速度フィードフォ
ワードを適用できる。
【００２３】つまり、本発明によれば、加速度指令値を
フィードフォワードして速度偏差を低減する際、追従性
や動作安定性が良好なばかりでなく、乗り心地も良好に
保つことができるという効果が得られる。尚、本発明の
実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものでは
なく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採
り得ることはいうまでもない。
フィードフォワードして速度偏差を低減する際、追従性
や動作安定性が良好なばかりでなく、乗り心地も良好に
保つことができるという効果が得られる。尚、本発明の
実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものでは
なく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採
り得ることはいうまでもない。
【００２４】例えば、上記実施形態の速度制御器１３に
つき、図４に示すように、速度フィードバック補償器２
４にて実速度Ｖのフィードバック補償演算（例えば比例
演算）を行い、これを加算器２５にて差し引くように構
成してもよい。また、速度制御器１３につき、加算器２
５の出力を電流リミッタを通し、加算器２５の出力値が
電流リミッタの許容範囲内であればその出力値をそのま
ま電流指令値Ｉ*とし、加算器２５の出力値が電流リミ
ッタの許容範囲を超えていればその出力値ではなくリミ
ッタ値を電流指令値Ｉ*とするように制御してもよい。
つき、図４に示すように、速度フィードバック補償器２
４にて実速度Ｖのフィードバック補償演算（例えば比例
演算）を行い、これを加算器２５にて差し引くように構
成してもよい。また、速度制御器１３につき、加算器２
５の出力を電流リミッタを通し、加算器２５の出力値が
電流リミッタの許容範囲内であればその出力値をそのま
ま電流指令値Ｉ*とし、加算器２５の出力値が電流リミ
ッタの許容範囲を超えていればその出力値ではなくリミ
ッタ値を電流指令値Ｉ*とするように制御してもよい。
【００２５】更に、速度制御器１３につき、速度指令
（速度指令値Ｖ*）のフィードフォワード補償量や位置
指令（速度指令値Ｖ*の積分値）のフィードフォワード
補償量を加算器２５に加算してもよい。
（速度指令値Ｖ*）のフィードフォワード補償量や位置
指令（速度指令値Ｖ*の積分値）のフィードフォワード
補償量を加算器２５に加算してもよい。
【図１】 本実施形態のリニアシステムの構成を表す概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図２】 本実施形態の電流指令値出力処理のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図３】 電流指令値出力処理を実行してＬＳＭ式車両
を走行させたときの結果を表す説明図である。
を走行させたときの結果を表す説明図である。
【図４】 別の実施形態の説明図である。
【図５】 従来例のリニアシステムの構成を表す概略ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】 従来例の速度制御器の構成を表す概略ブロッ
ク図である。
ク図である。
１１・・・推進コイル、１２・・・界磁コイル、１３・
・・速度制御器、１４・・・乗算器、１５・・・電力変
換器、１６・・・位置検出器、１７・・・位相同期制御
部、２１・・・第１比較器、２２・・・速度偏差平均化
処理器、２３・・・速度補償器、２５・・・加算器、２
６・・・微分器、２７・・・加速度フィードフォワード
補償器。
・・速度制御器、１４・・・乗算器、１５・・・電力変
換器、１６・・・位置検出器、１７・・・位相同期制御
部、２１・・・第１比較器、２２・・・速度偏差平均化
処理器、２３・・・速度補償器、２５・・・加算器、２
６・・・微分器、２７・・・加速度フィードフォワード
補償器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北野 淳一 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内 Ｆターム(参考） 5H113 AA04 CC04 CC08 CD04 CD13 CD14 GG02 GG08 HH02 HH06 HH08 HH09 HH13 HH14 HH15 5H540 AA03 BA03 BA05 BB03 BB06 BB09 BB10 EE02 EE06 EE08 EE10 EE14 EE15 EE16 FA02 FB10
Claims (2)
- 【請求項１】 推進コイルが地上側の軌道に沿って配置
され、界磁コイルが前記推進コイルに対向するように車
両側に搭載され、速度制御器が電流指令値を出力し、電
力変換器がこの電流指令値に応じた電流を前記推進コイ
ルへ供給して前記推進コイルに磁界を発生させることに
より前記界磁コイルを搭載した車両を推進させるリニア
システムに用いられ、前記速度制御器の一部を成す加速
度制御装置において、 所定タイミングごとに速度指令値と実速度との速度偏差
につき、所定回数分の平均値を算出する速度偏差平均算
出手段と、 前記速度偏差平均算出手段により算出された速度偏差平
均値のフィードバック補償演算値および予め走行前に定
められた加速度指令値のフィードフォワード補償演算値
に基づいて、前記電流指令値を求める電流指令値算出手
段とを備えたことを特徴とするリニアシステムの加速度
制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のリニアシステムの加速度
制御装置であって、 前記電流指令値算出手段は、前記速度偏差平均算出手段
により算出された速度偏差平均値を比例・積分演算して
得たフィードバック補償演算値と、予め走行前に定めら
れた加速度指令値を比例演算して得たフィードフォワー
ド補償演算値とを加算した加算値に基づいて、前記電流
指令値を求めることを特徴とするリニアシステムの加速
度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015736A JP4180214B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | リニアシステムの速度制御器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015736A JP4180214B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | リニアシステムの速度制御器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001211509A true JP2001211509A (ja) | 2001-08-03 |
| JP4180214B2 JP4180214B2 (ja) | 2008-11-12 |
Family
ID=18542981
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000015736A Expired - Fee Related JP4180214B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | リニアシステムの速度制御器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4180214B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016164697A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 富士電機株式会社 | 位置制御システム |
| CN113715820A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-30 | 武汉光庭信息技术股份有限公司 | 一种基于速度补偿pid的车辆速度控制方法及装置 |
-
2000
- 2000-01-25 JP JP2000015736A patent/JP4180214B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2016164697A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 富士電機株式会社 | 位置制御システム |
| CN113715820A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-30 | 武汉光庭信息技术股份有限公司 | 一种基于速度补偿pid的车辆速度控制方法及装置 |
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| JP4180214B2 (ja) | 2008-11-12 |
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