JP2011166898A - 回転機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1制御周期Tc先における電圧ベクトルV(n+1)を仮設定して(ステップS16)、モデル予測制御を行なう。ここで、電流の予測に際して、回転座標系でのモデルを用いる。電圧ベクトルV(n+1)の回転座標系での値を、電圧ベクトルV(n+1)の1制御周期Tcにおける中央のベクトルとする。すなわち、1制御周期Tc先での電気角「θ(n+1)+ωTc」から制御周期Tcの「1/2」経過した時点でのベクトルとする。
【選択図】 図6
Description
以下、本発明にかかる回転機の制御装置をハイブリッド車の制御装置に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
vd=(R+pLd)id −ωLqiq …(c1)
vq=ωLdid (R+pLq)iq +ωφ …(c2)
pid
=−(R/Ld)id +ω(Lq/Ld)iq +vd/Ld …(c3)
piq
=−ω(Ld/Lq)id−(Rd/Lq)iq+vq/Lq−ωφ/Lq…(c4)
ちなみに、上記の式(c1)、(c2)において、抵抗R、微分演算子p、d軸インダクタンスLd,q軸インダクタンスLq及び電機子鎖交磁束定数φを用いた。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
Φq=Lq・iq …(c9)
T=P(Φd・iq−Φq・id) …(c10)
ちなみに、上記の式(c10)においては、極対数Pを用いている。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<離散化誤差の補償手法について>
モデル予測制御におけるインバータIVの操作状態の仮設定として、その出力電圧の回転座標系における各成分を、操作状態の更新タイミングから制御量の予測対象となるタイミングまでの期間の中間の任意のタイミングにおける値とする手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、上記期間の「1/3」の期間における値等であってもよい。
<モデル予測手法について>
・上記各実施形態では、インバータIVの操作状態についての次の更新タイミング(1制御周期先のタイミング)におけるインバータIVの操作による制御量を予測したがこれに限らない。例えば数制御周期先の更新タイミングにおけるインバータIVの操作による制御量まで順次予測することで、1制御周期先の更新タイミングにおける操作状態を決定してもよい。この場合、更新タイミングのそれぞれにおける操作状態に対応した出力電圧ベクトルの各成分を、更新タイミングからこの更新タイミングの操作に対応した予測対象となるタイミングまでの中間の任意のタイミングにおける値とすることが望ましい。
<制御量について>
・指令値と予測値とに基づきインバータIVの操作を決定するために用いる制御量としては、トルクおよび磁束と、電流とのいずれかに限らない。例えば、トルクのみまたは磁束のみであってもよい。また例えば、トルクおよび電流であってもよい。ここで、制御量を電流以外とする場合等において、センサによる直接の検出対象を電流以外としてもよい。
<その他>
・回転機としては、埋め込み磁石同期機に限らず、表面磁石同期機や、界磁巻線型同期機等、任意の同期機であってよい。更に、同期機にも限らず、誘導モータ等、誘導回転機であってもよい。
Claims (7)
- 互いに相違する値を有する電圧を印加する複数の電圧印加手段と回転機の端子とを選択的に開閉するスイッチング素子を備える電力変換回路を操作することで前記回転機の制御量を制御する回転機の制御装置において、
前記電力変換回路の操作状態の仮設定に応じた前記制御量を、該制御量および該制御量を算出するためのパラメータのいずれかと前記電力変換回路の出力電圧ベクトルとについての回転座標系での離散化された関係情報に基づき予測する予測手段と、
前記予測手段によって予測された制御量に基づき、前記電力変換回路の次回の操作状態を決定して前記電力変換回路を操作する操作手段とを備え、
前記予測手段は、前記操作状態の仮設定に際しての前記電力変換回路の出力電圧ベクトルの回転座標系における各成分を、前記仮設定された操作状態が採用された場合の該操作状態への操作タイミングから前記制御量の予測対象となるタイミングまでの期間の中間の任意のタイミングにおける値に設定することを特徴とする回転機の制御装置。 - 前記予測手段は、前記制御量および該制御量を算出するためのパラメータのいずれかと前記電力変換回路の出力電圧ベクトルとを回転座標系において関係付けたモデルを前進差分法または後退差分法によって離散化したものにおいて、前記操作状態の仮設定に際しての前記電力変換回路の出力電圧ベクトルの各成分を、前記中間の任意のタイミングにおける値に補正することを特徴とする請求項1記載の回転機の制御装置。
- 前記予測手段は、前記操作状態の仮設定に際しての前記電力変換回路の出力電圧ベクトルを、前記期間の中央におけるベクトルに設定することを特徴とする請求項1または2記載の回転機の制御装置。
- 前記予測手段は、前記操作状態の仮設定に際しての前記電力変換回路の出力電圧ベクトルを、前記期間における平均値に設定することを特徴とする請求項1または2記載の回転機の制御装置。
- 前記予測手段は、前記操作状態の仮設定に際しての前記電力変換回路の出力電圧ベクトルの各成分を、前記電力変換回路の次回の操作状態による操作タイミングにおける値と前記制御量の予測対象となるタイミングにおける値との中央値に設定することを特徴とする請求項1または2記載の回転機の制御装置。
- 前記予測手段は、第1予測手段であり、
前記操作手段によって用いられることが既に決定された操作状態を入力として前記第1予測手段による予測に用いる初期値を前記関係情報を用いて予測する第2予測手段を更に備え、
前記第2予測手段は、前記既に決定された操作状態に対応する前記電力変換回路の出力電圧ベクトルの回転座標系における各成分を、前記既に決定された操作状態による操作タイミングから前記初期値の予測対象となるタイミングまでの期間の中間の任意のタイミングにおける値に設定することを特徴とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。 - 前記電圧印加手段は、直流電源の正極および負極であり、
前記電力変換回路は、前記直流電源の正極および負極と前記回転機の端子とを選択的に接続するスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転機の制御装置。
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