JP2008286614A - 電気慣性制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気慣性制御のための制御系を、一般化プラントの構築手法によって一般化プラントモデルを構築し、一般化プラントモデルには、ローラ若しくは変速機の角速度とシャフトのばね剛性を演算する機械系モデルを有し、この機械系モデルにより演算されたばね剛性信号と重み付された外乱の軸トルク信号との和をコントローラに入力してトルク電流指令を演算する制御系を備えて電気慣性制御を行うようにしたものである。
【選択図】 図1
Description
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、ローラ表面駆動力信号と動力計トルクを入力してローラ角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算された軸トルク信号がトルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と、重み付された軸トルク検出誤差信号の和をコントローラへの入力信号とし、インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、ローラ表面駆動力信号と動力計トルクを入力してローラ角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、ローラ角速度の検出特性を表すエンコーダ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算されたローラ角速度信号がエンコーダ特性モデルを介して生成されたローラ角速度信号と重み付されたローラ角速度検出誤差の和をコントローラへの入力信号とし、インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
外乱信号として、重み付けされたローラ表面駆動力信号、インバータトルク制御誤差信号、軸トルク検出誤差信号及び動力計角速度検出信号を有することを特徴としたものである。
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、変速機吸収トルクと駆動動力計トルクを入力して駆動動力計角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算された軸トルク信号がトルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と、重み付された軸トルク検出誤差信号の和、及びエンジントルク指令をコントローラへの入力信号とし、インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、変速機吸収トルクと駆動動力計トルクを入力して駆動動力計角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算された駆動動力計角速度信号がエンコーダ特性モデルを介して生成された駆動動力計角速度信号と重み付けされた駆動動力計角速度検出誤差の和、及びエンジントルク指令をコントローラへの入力信号とし、インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
外乱信号として、重み付けされた変速機吸収側トルク、インバータトルク制御誤差、軸トルク検出誤差信号、及び駆動動力計角速度検出誤差信号を有することを特徴としたものである。
図1のシャシーダイナモメータシステムにおいて、1は動力計、2は動力計1に連結されたローラ、3はインバータ、4は電気慣性制御回路、5は軸トルクメータ、6はエンコーダで、これら軸トルクメータ5及びはエンコーダ6によって検出された各検出信号は電気慣性制御回路4に出力する。
本発明は、このようなシャシーダイナモメータシステムにおいては、ローラ2の慣性モーメントを電気慣性制御により別の慣性モーメント(車体相当の慣性モーメント)に制御するものである。
電気慣性制御のための一般化プラントモデルには、その外乱としてローラ表面駆動力W1、インバータトルク制御誤差W2、軸トルク観測ノイズW3、及び動力計角速度観測ノイズW4が入力され、観測量A,Bが検出されてコントローラ10に入力される。外乱信号は、実際にシャシーダイナモメータシステムが駆動されていることを想定し、その時の制御ループに発生するノイズが外乱信号となり、ここではW1〜W4の4つになっている。コントローラ10では、電気慣性の状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようアルゴリズムに基づいてパラメータを決定する。また、一般化プラントモデルでは、制御量としてZ1,Z2及びZ3が生成される。
シャシーダイナモメータシステムの電気慣性制御が可能となるものである。
なお、この実施例における機械系モデル30は図4と同じである。
一般化プラントモデルには、その外乱として変速機吸収トルクW11、インバータトルク制御誤差W2、エンジントルク指令信号W12、軸トルク観測ノイズW4、及び駆動動力計角速度観測ノイズW5がそれぞれ所定量の外乱として一般化プラントモデルに入力され、観測量A,B及びCとしてコントローラ10に入力される。
ドライブトレインベンチシステムの電気慣性制御が可能となるものである。
2… ローラ
3… インバータ
4… 電気慣性制御回路
5… 軸トルクメータ
6… エンコーダ
7… 変速機
8… 吸収動力計
W1… ローラ表面駆動力
W2… インバータトルク制御誤差
W3… 軸トルク観測誤差ノイズ
W4… 動力計角速度観測ノイズ
Z1… 重み付きトルク電流指令
Z2… 重み付き軸トルク
Z3… 電気慣性制御
Claims (14)
- ローラと動力計をシャフトを介して連結し、動力計回転数、軸トルク信号に基づいてトルク電流指令値を演算し、トルク電流指令値によりインバータを介して電気慣性制御を行うシャシーダイナモメータシステムにおいて、
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、ローラ表面駆動力信号と動力計トルクを入力してローラ角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算された軸トルク信号がトルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と、重み付された軸トルク検出誤差信号の和をコントローラへの入力信号とし、
インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした動力計システムにおける電気慣性制御方法。 - ローラと動力計とをシャフトを介して連結し、動力計回転数、軸トルク信号に基づいてトルク電流指令値を演算し、トルク電流指令値によりインバータを介して電気慣性制御を行うシャシーダイナモメータシステムにおいて、
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、ローラ表面駆動力信号と動力計トルクを入力してローラ角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、ローラ角速度の検出特性を表すエンコーダ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算されたローラ角速度信号がエンコーダ特性モデルを介して生成されたローラ角速度信号と重み付されたローラ角速度検出誤差の和をコントローラへの入力信号とし、インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした動力計システムにおける電気慣性制御方法。 - 前記機械モデルは、ローラ角速度、シャフトの軸トルク及び動力計角速度を演算出力することを特徴とした請求項1又は2記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
- 前記一般化プラントモデルは、制御量信号として、重み付けされたトルク電流指令、軸トルク、電気慣性制御信号を有し、
外乱信号として、重み付けされたローラ表面駆動力信号、インバータトルク制御誤差信号、軸トルク検出誤差信号及び動力計角速度検出信号を有することを特徴とした請求項1乃至3記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。 - 前記電気慣性制御信号は、重み付けされたローラ表面駆動信号を電気慣性制御設定慣性モデルである車両慣性モデルに入力して演算される角速度信号と、機械系モデルから出力されるローラ角速度信号との差信号に非積分特性を持つ重み関数付加手段で重み付けされることを特徴とした請求項1乃至4記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
- 前記電気慣性制御信号は、重み付けされたローラ表面駆動信号を電気慣性制御設定慣性モデルである車両慣性モデルに入力して演算される角速度信号と、機械系モデルから出力されるローラ角速度信号との差信号に積分特性を持つ重み関数付加手段で重み付けされることを特徴とした請求項1乃至4記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
- 前記電気慣性制御信号は、重み付けされたローラ表面駆動信号を電気慣性制御設定慣性モデルである車両慣性で除して演算される角加速度信号と、、機械系モデルから出力されるローラ角速度信号との差信号に積分特性を持つ重み関数付加手段で重み付けされることを特徴とした請求項1乃至4記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
- 変速機の一方側に駆動動力計を、他方側に吸収動力計をシャフトを介して連結し、駆動動力計の回転数信号、若しくは軸トルク信号に基づいてトルク電流指令値を演算し、トルク電流指令値によりインバータを介して駆動動力計の電気慣性制御を行うドライブトレンベンチシステムにおいて、
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、変速機吸収トルクと駆動動力計トルクを入力して駆動動力計角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算された軸トルク信号がトルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と、重み付された軸トルク検出誤差信号の和、及びエンジントルク指令をコントローラへの入力信号とし、インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした動力計システムにおける電気慣性制御方法。 - 変速機の一方側に駆動動力計を、他方側に吸収動力計をシャフトを介して連結し、駆動動力計の回転数信号、若しくは軸トルク信号に基づいて駆動動力計のトルク電流指令値を演算し、トルク電流指令値によりインバータを介して駆動動力計の電気慣性制御を行うドライブトレンベンチシステムにおいて、
前記電気慣性制御部は、H∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法における一般化プラントは、変速機吸収トルクと駆動動力計トルクを入力して駆動動力計角速度とシャフトの軸トルクを演算する機械系モデル、軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、インバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
機械系モデルにより演算された駆動動力計角速度信号がエンコーダ特性モデルを介して生成された駆動動力計角速度信号と重み付けされた駆動動力計角速度検出誤差の和、及びエンジントルク指令をコントローラへの入力信号とし、インバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした動力計システムにおける電気慣性制御方法。 - 前記機械モデルは、駆動動力計角速度、駆動動力計角加速度、シャフトの軸トルク、及び変速機角速度を演算出力することを特徴とした請求項8又は9記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
- 前記一般化プラントモデルには、制御信号として重み付けされた駆動動力計のトルク電流指令、軸トルク、電気慣性制御信号を有し、
外乱信号として、重み付けされた変速機吸収側トルク、インバータトルク制御誤差、軸トルク検出誤差信号、及び駆動動力計角速度検出誤差信号を有することを特徴とした請求項8乃至10記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。 - 前記電気慣性制御信号は、重み付けされたエンジントルク信号を電気慣性制御設定慣性モデルであるエンジン慣性モデルに入力して演算される角速度信号と機械系モデルから出力される駆動動力計角速度信号との差信号に非積分特性を持つ重み関数付加手段で重み付けされることを特徴とした請求項8乃至11記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
- 前記電気慣性制御信号は、重み付けされたエンジントルク信号を電気慣性制御設定慣性モデルであるエンジン慣性モデルに入力して演算される角速度信号と機械系モデルから出力される駆動動力計角速度信号との差信号に積分特性を持つ重み関数付加手段で重み付けされることを特徴とした請求項8乃至11記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
- 前記電気慣性制御信号は、
エンジントルク信号を電気慣性制御設定慣性モデルであるエンジン慣性エンジン慣性で除して演算される角加速度信号と機械系モデルから出力される駆動動力計角速度信号との差信号に積分特性を持つ重み関数付加手段で重み付けされることを特徴とした請求項8乃至11記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
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