JP2019021079A - 制御系設計方法及び試験システムの制御パラメータ決定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の制御系設計方法が好ましく適用される試験システムSの構成を示す図である。試験システムSは、供試体であるエンジンEと、ダイナモメータ2と、エンジンEの出力軸とダイナモメータ2の出力軸とを連結する結合軸3と、インバータ4と、軸トルクメータ5と、エンコーダ6と、スロットルアクチュエータ7と、ダイナモ制御装置8と、を備える。試験システムSは、スロットルアクチュエータ7によってエンジンEのスロットル開度を制御しながら、ダイナモメータ2をエンジンEの動力吸収体として用いることにより、エンジンEの様々な特性を測定する所謂エンジンベンチシステムである。
E…エンジン(第1慣性体、供試体)
2…ダイナモメータ(第2慣性体)
3…結合軸(軸体)
4…インバータ
83…フィードバック制御器(制御器)
Claims (6)
- 外部入力に応じた外乱トルクが生じる第1慣性体及び当該第1慣性体に軸体を介して連結された第2慣性体を含む制御対象と、当該制御対象における制御量が目標値になるように前記第2慣性体で発生するトルクに相当する操作量を調整する制御器と、を含む制御系において、前記制御器の入出力特性を規定する1以上の制御パラメータの値を決定する制御系設計方法であって、
前記制御パラメータの値が暫定的に定められた前記制御系の下で前記目標値、前記操作量、前記外乱トルク及び前記制御量の時系列データを取得する閉ループデータ取得工程と、
前記閉ループデータ取得工程で得られた4組の時系列データと前記制御パラメータをその値が未定の定数とした前記制御器の伝達関数とを用いることによって、前記制御系において前記操作量に加わる外乱入力に対する擬似参照外乱入力の時系列データを導出する擬似参照外乱入力導出工程と、
前記擬似参照外乱入力の時系列データと所定の理想応答伝達関数とを用いることによって、前記制御量に対する擬似参照出力の時系列データを導出する擬似参照出力導出工程と、
前記閉ループデータ取得工程で取得した前記制御量の時系列データと前記擬似参照出力の時系列データとが近くなるように前記制御パラメータの値を決定する最適化工程と、を含むことを特徴とする制御系設計方法。 - 前記制御対象は、前記第1慣性体の慣性モーメントと、前記軸体のばね損失及びばね剛性の何れか又は両方と、をその値が未知であるシステムパラメータとして包含する2慣性系によって近似され、
前記擬似参照出力導出工程では、前記擬似参照出力の時系列データを前記制御パラメータ及び前記システムパラメータの関数として導出し、
前記最適化工程では、前記閉ループデータ取得工程で取得した前記制御量の時系列データと前記擬似参照出力の時系列データとの差に基づいて評価関数を設定し、当該評価関数の値を最小化するように前記制御パラメータの値と前記システムパラメータの値を決定することを特徴とする請求項1に記載の制御系設計方法。 - 前記擬似参照外乱入力導出工程では、前記閉ループデータ取得工程で得られた4組の時系列データと、前記目標値と前記制御量との偏差から前記操作量までの入出力特性を前記制御パラメータの関数として表した制御器伝達関数と、前記制御系における前記外乱トルクから前記外乱入力までの入出力特性を前記システムパラメータの関数として表した外乱伝達関数と、を用いることによって、前記擬似参照外乱入力の時系列データを前記制御パラメータ及び前記システムパラメータの関数として導出することを特徴とする請求項2に記載の制御系設計方法。
- 前記擬似参照出力導出工程では、前記制御器伝達関数の逆伝達関数である逆制御器伝達関数に前記擬似参照外乱入力の時系列データを入力したものと、前記閉ループデータ取得工程で取得した前記目標値の時系列データとの和を、前記理想応答伝達関数に入力したものを前記擬似参照出力として導出することを特徴とする請求項3に記載の制御系設計方法。
- 前記理想応答伝達関数には、所定の立ち上がり時間で特徴付けられる二項係数標準形の伝達関数が用いられることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の制御パラメータ決定方法。
- 外部入力に応じた外乱トルクが生じる供試体と、
前記供試体に軸体を介して連結されたダイナモメータと、
トルク電流指令信号に応じた電力を前記ダイナモメータに供給するインバータと、
前記ダイナモメータの回転速度が目標値になるように前記トルク電流指令信号を生成し前記インバータに入力する制御器と、を含む供試体の試験システムにおいて、前記制御器の入出力特性を規定する1以上の制御パラメータの値を決定する試験システムの制御パラメータ決定方法であって、
前記供試体を第1慣性体とし、前記ダイナモメータを第2慣性体とし、前記ダイナモメータの回転速度を制御量とし、前記トルク電流指令信号を操作量として請求項1から5の何れかに記載の制御系設計方法を適用することによって前記制御パラメータの値を決定することを特徴とする試験システムの制御パラメータ決定方法。
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