JP2021132461A - シミュレーションシステム、シミュレーション方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ハードウェアインザループシミュレーションにおいては、供試機の動作が不安定となってしまうことがある。【解決手段】 接続対象回路に接続されるべき供試機のハードウェアインザループシミュレーションを行うシミュレーションシステムであって、可変インピーダンス素子を含み供試機に接続されるインタフェース回路と、インタフェース回路を介して供試機に接続され、接続対象回路と、可変インピーダンス素子に等しいインピーダンスを持つ仮想インピーダンス素子を含みインタフェース回路を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する仮想インタフェース回路と、を含むシミュレーション対象回路をシミュレーションするシミュレーション装置と、シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する可変インピーダンス素子のインピーダンスの値を検出する検出装置と、を備えるシミュレーションシステムが提供される。【選択図】図１１

Description

本発明は、シミュレーションシステム、シミュレーション方法、および、プログラムに関する。

従来、電力変換装置などの供試機をハードウェアインザループシミュレーションで試験する種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１，２および非特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２０１４−２０４５０３号公報
特許文献２ 特開２０１７−７７０７７号公報
非特許文献１ Wei Ren, et al. "Improve the Stability and the Accuracy of Power Hardware-in the Loop Simulation by Selecting appropriate Interface Algorithms," IEEE Trans. Industry Applications, vol. 44, No. 4, 2008

ハードウェアインザループシミュレーションにおいては、インタフェース（ＩＦ）に起因してシミュレーションが不安定となり、供試機が本来安定動作する状況においても、供試機の動作が不安定となってしまうことがある。したがって、本来模擬すべきハードウェアインザループシミュレーション特性が得られなかったり、供試機が実際に不安定に動作することで供試機やシミュレーション装置が損傷したりする虞がある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、接続対象回路に接続されるべき供試機のハードウェアインザループシミュレーションを行うシミュレーションシステムが提供される。シミュレーションシステムは、可変インピーダンス素子を含み供試機に接続されるインタフェース回路を備えてよい。シミュレーションシステムは、インタフェース回路を介して供試機に接続され、接続対象回路と、可変インピーダンス素子に等しいインピーダンスを持つ仮想インピーダンス素子を含みインタフェース回路を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する仮想インタフェース回路と、を含むシミュレーション対象回路をシミュレーションするシミュレーション装置を備えてよい。シミュレーションシステムは、シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する可変インピーダンス素子のインピーダンスの値を検出する検出装置を備えてよい。

シミュレーションシステムは、可変インピーダンス素子のインピーダンスを、検出装置により検出されたインピーダンスの値に設定する設定装置をさらに備えてよい。

検出装置は、設定装置が可変インピーダンス素子のインピーダンスを変更する毎にシミュレーション装置により実行されるシミュレーションが収束するか否かを判定する判定部を有してよい。

シミュレーションシステムは、判定部によりシミュレーションが発散すると判定される場合に当該シミュレーションを停止する停止装置をさらに備えてよい。

検出装置は、シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する可変インピーダンス素子の最小のインピーダンスを検出してよい。

検出装置は、設定装置に可変インピーダンス素子のインピーダンスを第１インピーダンスから順次、小さくさせて最小のインピーダンスを検出してよい。

判定部は、供試機を用いてシミュレーション装置により実行されるシミュレーションで得られる信号波形に基づいて判定を行ってよい。

検出装置は、既知の特性を有する他の供試機を用いてシミュレーション装置により実行されるシミュレーションで得られた基準信号波形の特徴量に基づく閾値を記憶する記憶部を有してよい。判定部は、信号波形の特徴量と、基準信号波形の特徴量に基づく閾値との比較結果に基づいて判定を行ってよい。

検出装置は、供試機を用いてシミュレーション装置により実行されるシミュレーションにおいて得られる電圧信号または電流信号の閾値を記憶する記憶部を有してよい。判定部は、信号波形のピーク値と、閾値との比較結果に基づいて判定を行ってよい。

判定部は、信号波形の包絡線の傾きが正であるか否かに基づいて判定を行ってよい。

判定部は、インタフェース回路および仮想インタフェース回路を介して供試機と、シミュレーションされた接続対象回路とが接続された回路の一巡伝達関数から導出されるナイキスト線図またはボード線図に基づいて判定を行ってよい。

シミュレーションシステムは、シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する可変インピーダンス素子のインピーダンスを検出する検出モードと、検出モードにより検出されたインピーダンスに可変インピーダンス素子が設定された状態でシミュレーション装置により供試機を試験する試験モードと、の間で当該シミュレーションシステムの動作モードを切り替える切替装置をさらに備えてよい。

本発明の第２の態様においては、接続対象回路に接続されるべき供試機のハードウェアインザループシミュレーションを行うシミュレーション方法が提供される。シミュレーション方法は、可変インピーダンス素子を含むインタフェース回路を介して供試機に接続され、接続対象回路と、可変インピーダンス素子に等しいインピーダンスを持つ仮想インピーダンス素子を含みインタフェース回路を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する仮想インタフェース回路と、を含むシミュレーション対象回路をシミュレーションするシミュレーション段階を備えてよい。シミュレーション方法は、シミュレーション段階によるシミュレーションが収束する可変インピーダンス素子のインピーダンスの値を検出する検出段階を備えてよい。

本発明の第３の態様においては、プログラムが提供される。プログラムは、コンピュータに、接続対象回路に接続されるべき供試機のハードウェアインザループシミュレーションを行うシミュレーション装置であって、可変インピーダンス素子を含むインタフェース回路を介して供試機に接続され、接続対象回路と、可変インピーダンス素子に等しいインピーダンスを持つ仮想インピーダンス素子を含みインタフェース回路を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する仮想インタフェース回路と、を含むシミュレーション対象回路をシミュレーションするシミュレーション装置を実現させてよい。プログラムは、コンピュータに、シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する可変インピーダンス素子のインピーダンスの値を検出する検出装置を実現させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

実施形態に係るシミュレーションシステム１を供試機２とともに示す。 算出装置１３を示す。 設定装置１７を位相補償フィルタ１１１９とともに示す。 接続回路１１５を含む仮想の回路１００２（１）を示す。 接続回路１１６を含む仮想の回路１００２（２）を示す。 シミュレーションシステム１による動作を示す。 減衰インピーダンス調整処理を示す。 位相補償フィルタ１１１９設定処理を示す。 位相補償フィルタ１１１９設定処理を示す。 伝達関数のゲイン特性曲線の例を示す。 変形例に係るシミュレーションシステム１Ａを示す。 シミュレーションシステム１Ａによる動作を示す。 共通インピーダンス調整処理を示す。 ハードウェアインザループ回路１００１における信号の流れを示す。 ハードウェアインザループ回路１００１のブロック線図である。 シミュレーションで得られる時間応答の信号波形を示す。 本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［１．シミュレーションシステム］
図１は、本実施形態に係るシミュレーションシステム１を供試機２とともに示す。シミュレーションシステム１は、接続対象回路に接続されるべき供試機２のハードウェアインザループシミュレーションを行うものであり、本実施形態では一例として、接続対象回路をシミュレーションして、供試機２が接続対象回路に接続された場合の動作を試験する。シミュレーションシステム１は、インタフェース回路１０と、シミュレーション装置１１と、算出装置１３と、調整装置１４と、設定装置１７と、切替装置１８とを備えてよい。

［１．１．供試機］
供試機２は、シミュレーションシステム１による試験対象の装置である。例えば供試機２は、電力変換装置であってよく、本実施形態では一例として、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）またはインバータであってよい。供試機２は、製品の実機であってもよいし、実機と同等の機能を有しながら容量などをスケールダウンしたミニモデルであってもよい。供試機２には、内部インピーダンスＺ_Ｌが存在し得る。供試機２のインピーダンスＺ_Ｌは、抵抗成分Ｒ_Ｌおよびリアクタンス成分Ｌ_Ｌを含んでよい。供試機２にはアナログで入出力が行われてよい。

供試機２が接続されるべき接続対象回路は、供試機２に対して電力を供給してもよいし、供試機２から電力の供給を受けてもよい。本実施形態では一例として、接続対象回路は、電力変換装置としての供試機２に電力を供給する電力系統であってよい。

［１．２．インタフェース回路］
インタフェース回路１０は、供試機２に接続される。インタフェース回路１０は、供試機２とシミュレーション装置１１との間で信号や電力の遣り取りを仲介するパワーアンプであってよい。インタフェース回路１０は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂ、電圧源１０１、電圧測定部１０２、電流測定部１０３、ＡＤコンバータ１０４、１０５およびＤＡコンバータ１０６を有する。

二次側インピーダンス素子Ｒａｂは、いわゆる共通インピーダンス素子であり、供試機２の電源端子とグラウンドとの間に電圧源１０１と直列に接続される。二次側インピーダンス素子Ｒａｂは、可変インピーダンス素子の一例であり、可変のインピーダンスを有してよい。例えば、二次側インピーダンス素子Ｒａｂは可変抵抗器であってよい。本実施形態において二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスは自動で変更されるが、手動で変更されてもよい。電圧源１０１は、シミュレーション装置１１からの制御信号に基づいて交流電圧を供試機２に供給する。ＤＡコンバータ１０６は、電圧源１０１とシミュレーション装置１１との間に設けられ、シミュレーション装置１１からの制御信号のデジタル信号をアナログ信号に変換して電圧源１０１に供給する。

電圧測定部１０２は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂと供試機２との間の供試機２に印加される電圧を測定し、測定結果をＡＤコンバータ１０４に供給する。ＡＤコンバータ１０４は、電圧測定部１０２とシミュレーション装置１１との間に設けられ、電圧測定部１０２による測定結果のアナログ信号をデジタル信号に変換してシミュレーション装置１１に供給する。

電流測定部１０３は、電圧源１０１と供試機２とに流れる電流を測定し、測定結果をＡＤコンバータ１０５に供給する。ＡＤコンバータ１０５は、電流測定部１０３とシミュレーション装置１１との間に設けられ、電流測定部１０３による測定結果のアナログ信号をデジタル信号に変換してシミュレーション装置１１に供給する。

［１．３．シミュレーション装置］
シミュレーション装置１１は、インタフェース回路１０を介して供試機２に接続される。シミュレーション装置１１は、接続対象回路１１０と、仮想インタフェース回路１１１と、仮想インタフェース回路１１１に設けられた位相補償フィルタ１１１９とを含むシミュレーション対象回路１０００をシミュレーションする。シミュレーション対象回路１０００は、インタフェース回路１０を介して供試機２に接続されてよい。シミュレーション装置１１は、少なくとも接続対象回路１１０および供試機２を含むハードウェアインザループ回路１００１を仮想の回路１００２（図４、図５参照）としてさらにシミュレーション可能であってよい。シミュレーション装置１１にはデジタルで入出力が行われてよい。

［１．３．１．接続対象回路］
接続対象回路１１０は、供試機２が接続されるべき接続対象回路をシミュレーションしたものである。接続対象回路１１０は、供試機２の反応を試験するべく、実際の接続対象回路では実現することが難しい故障や事故などの様々な異常状態を生じさせてよい。接続対象回路１１０は、実際に接続対象回路１１０と供試機２とが接続された場合に供試機２に交流電圧を供給するべき電圧源１１０１を有してよい。なお、シミュレーションが行われる場合に、電圧源１１０１から供試機２に供給されるべき電圧は、インタフェース回路１０の電圧源１０１から供試機２に供給されることとなる。電圧源１１０１と、接続対象回路１１０における交流電力の出力端子との間には、内部インピーダンスＲｓ（ｓ）が存在し得る。接続対象回路１１０が電力系統である場合には、内部インピーダンスＲｓ（ｓ）は、その電力系統の内部のインピーダンスであってよい。

［１．３．２．仮想インタフェース回路］
仮想インタフェース回路１１１は、接続対象回路１１０と、インタフェース回路１０との間を接続する回路であり、インタフェース回路１０を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する。シミュレーション誤差は、インタフェース回路１０の伝達特性に起因して生じてしまうシミュレーション誤差であってよく、例えば供試機２が実際の接続対象回路に接続された場合の挙動に対するシミュレーション誤差であってよい。仮想インタフェース回路１１１は、本実施形態では一例として減衰インピーダンス方式（ＤＩＭ）のインタフェース回路である。仮想インタフェース回路１１１は、電圧源１１１１、電流源１１１２および電圧測定部１１１３に加え、一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓ（共通インピーダンスとも称する）と、減衰インピーダンス回路１１１５とを有する。

電圧源１１１１は、インタフェース回路１０のＡＤコンバータ１０４から供給されるデジタル信号に応じた電圧を発生する。電圧源１１１１は、接続対象回路１１０と、グラウンドとの間に接続されてよい。

一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓは、仮想インピーダンス素子の一例であり、インタフェース回路１０の二次側インピーダンス素子Ｒａｂと等しいインピーダンスを有する。一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓは、接続対象回路１１０と、電圧源１１１１との間に設けられてよい。

減衰インピーダンス回路１１１５は、可変インピーダンスを有しており、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌに基づいて調整される。減衰インピーダンス回路１１１５は、単一の抵抗Ｒ_ｄｍｐと、単一のコイルＬ_ｄｍｐまたはコンデンサ（図示せず）との直列回路を有してよい。減衰インピーダンス回路１１１５は、一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓと、電圧源１１１１との間に設けられてよい。

電流源１１１２は、インタフェース回路１０のＡＤコンバータ１０５から供給されるデジタル信号に応じた電流を発生する。電流源１１１２は、一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓおよび減衰インピーダンス回路１１１５の間と、グラウンドとの間に設けられてよい。電流源１１１２はシンク型であってよく、グラウンドに電流を流してよい。

電圧測定部１１１３は、接続対象回路１１０から供給される電圧を測定し、インタフェース回路１０におけるＤＡコンバータ１０６に供給する。

［１．３．３．位相補償フィルタ］
位相補償フィルタ１１１９は、接続対象回路１１０と供試機２との間で通信される信号の伝達遅れを補償する。なお、接続対象回路１１０と供試機２との間の伝達遅れには、供試機２から接続対象回路１１０へ通信される信号（第１信号とも称する）の伝達遅れと、接続対象回路１１０から供試機２へ通信される信号（第２信号とも称する）の伝達遅れとが含まれる。位相補償フィルタ１１１９は、第１信号の経路と、第２信号の経路との何れか一方に設けられてよく、本実施形態では一例として第２信号の経路に設けられる。より具体的には、位相補償フィルタ１１１９は、電圧測定部１１１３とＤＡコンバータ１０６との間の通信経路に設けられてよい。

［１．４．算出装置］
算出装置１３は、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを算出する。算出装置１３は、電圧測定部１０２およびＡＤコンバータ１０４の何れか一方からの信号と、電流測定部１０３およびＡＤコンバータ１０５の何れか一方からの信号とに基づいてインピーダンスを算出してよく、算出結果を調整装置１４に供給してよい。なお、本実施形態では一例として、算出装置１３は、少なくとも一部がシミュレーション装置１１によって仮想インタフェース回路１１１内に仮想的に実現されており、仮想インタフェース回路１１１内に図示されている。但し、算出装置１３は、接続対象回路１１０内に仮想的に実現されてもよいし、インタフェース回路１０内に物理的に具備されてもよいし、シミュレーション装置１１およびインタフェース回路１０とは別個の装置として設けられてもよい。後述の調整装置１４、設定装置１７および切替装置１８についても同様である。

［１．５．調整装置］
調整装置１４は、算出された供試機２のインピーダンスＺ_Ｌに基づいて、仮想インタフェース回路１１１のインピーダンスを調整する。本実施形態では一例として、調整装置１４は、減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスを調整してよい。

［１．６．設定装置］
設定装置１７は、位相補償フィルタ１１１９のパラメータを設定する。設定装置１７は、供試機２から接続対象回路１１０への第１信号の伝達遅れと、接続対象回路１１０から供試機２への第２信号の伝達遅れとを加算してまとめた等価伝達遅れが位相補償フィルタ１１１９で補償されるように、位相補償フィルタ１１１９のパラメータを設定してよい。これに代えて／加えて、設定装置１７は、接続対象回路１１０が直接的に供試機２に接続された場合に接続対象回路１１０で生じさせる信号と、供試機２で生じる信号との関係を表す伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）（図４参照。但しｓは複素数の変数）と、接続対象回路１１０が仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０を介して供試機２に接続された場合に接続対象回路１１０で生じさせる信号と、供試機２で生じる信号との関係を表す伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）（図５参照）とを算出し、両者が近似するよう位相補償フィルタ１１１９のパラメータを設定してよい。

伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）は、シミュレーションされた接続対象回路１１０内の電圧源１１０１の電圧Ｖｓを入力ｕとし、供試機２に加わる電圧ＶＬを出力ｙ_ｏｒｇとした場合に入力ｕと出力ｙ_ｏｒｇとの関係を表す関数（一例として入力ｕを出力ｙ_ｏｒｇに変換する関数）であってよい。伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に関して供試機２は、シミュレーションされたものであってよい。

また、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）は、シミュレーションされた接続対象回路１１０内の電圧源１１０１の電圧Ｖｓを入力ｕとし、供試機２に加わる電圧Ｖ_Ｂａｃｋを出力ｙ_ＩＦとした場合に入力ｕと出力ｙ_ＩＦとの関係を表す関数であってよい。伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）に関して供試機２は、シミュレーションされたものであってよい。

［１．７．切替装置］
切替装置１８は、シミュレーションシステム１の動作モードをオンライン設定モードと、オフライン設定モードと、試験モードとの間で切り替える。切替装置１８は、オペレータの操作によって動作モードを切り替えてよく、動作モードの切替信号を算出装置１３や設定装置１７などに供給してよい。

オンライン設定モードは、シミュレーション装置１１が供試機２に接続されて実行されるシミュレーション（オンラインシミュレーションとも称する）によって調整装置１４によるインピーダンスの調整、および、設定装置１７によるパラメータの設定の少なくとも一方を行うモードであってよい。例えば、オンライン設定モードでは、オンラインシミュレーションでのインタフェース回路１０の伝達遅れを補償するようパラメータが設定されてよい。

オンライン設定モードでは、既知の特性を有する機器（校正用供試機２とも称する）が供試機２としてシミュレーション装置１１に接続されてもよい。オンラインシミュレーションではシミュレーション装置１１によってシミュレーション対象回路１０００のシミュレーションが行われてよい。

オフライン設定モードは、少なくとも接続対象回路１１０および供試機２を含む仮想の回路１００２のシミュレーションにより設定装置１７によるパラメータの設定を行うモードであってよい。仮想の回路１００２はシミュレーションによりソフトウェア上に実現される回路であってよい。仮想の回路１００２のシミュレーションは、シミュレーション装置１１に供試機２が接続されなくてもよいため、オフラインシミュレーションとも称される。

オフライン設定モードでは、シミュレーションされた供試機２に接続対象回路１１０が直接的に接続された仮想の回路１００２（１）（図４参照）のオフラインシミュレーションでの伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）と、オンライン設定モードにより初期値としてパラメータが設定された位相補償フィルタ１１１９を含む仮想の回路１００２（２）（図５参照）の伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）とが近似するよう位相補償フィルタ１１１９のパラメータが設定されてよい。仮想の回路１００２（２）は、仮想インタフェース回路１１１およびシミュレーションされたインタフェース回路１０をさらに含んでよい。

試験モードは、シミュレーション装置１１が供試機２に接続されて実行されるシミュレーションにおいて、シミュレーション対象回路１０００を用いて供試機２を試験するモードであってよい。試験モードにおけるシミュレーション対象回路１０００は、オフライン設定モードによりパラメータが設定された位相補償フィルタ１１１９を含んでよい。

以上のシミュレーションシステム１によれば、供試機２から接続対象回路１１０への第１信号の伝達遅れと、接続対象回路１１０から供試機２への第２信号の伝達遅れとを加算してまとめた等価伝達遅れが位相補償フィルタ１１１９で補償されるように位相補償フィルタ１１１９のパラメータが設定されるので、第１信号の伝達遅れと、第２信号の伝達遅れとを別々に補償する場合と比較して、シミュレーションを簡素化することができる。

また、接続対象回路１１０が直接的に供試機２に接続された場合に接続対象回路１１０で生じさせる信号と、供試機２で生じる信号との関係を表す伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）と、接続対象回路１１０が仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０を介して供試機２に接続された場合に接続対象回路１１０で生じさせる信号と、供試機２で生じる信号との関係を表す伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）とが近似するよう位相補償フィルタ１１１９のパラメータが設定されるので、接続対象回路１１０と供試機２との間の伝達遅れを補償することができる。従って、供試機２と実際の接続対象回路とが接続された場合での正確な動作波形をハードウェアインザループ回路１００１で再現することができるため、シミュレーションの精度を高めて供試機２に対する試験の精度を高めることができる。

また、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌに基づいて仮想インタフェース回路１１１のインピーダンス（本実施形態においては一例として減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンス）が調整されるので、シミュレーションされた接続対象回路１１０と供試機２との間の通信においてインタフェース回路１０および仮想インタフェース回路１１１の影響を無くすことができる。従って、供試機２と実際の接続対象回路とが接続された場合での正確な動作波形をハードウェアインザループ回路１００１で再現することができるため、シミュレーションの精度を高めて供試機２に対する試験の精度を高めることができる。

また、オンライン設定モードでは、シミュレーション装置１１が供試機２に接続されて実行されるオンライシミュレーションにおいてインタフェース回路１０の伝達遅れを補償するよう位相補償フィルタ１１１９のパラメータが設定される。従って、シミュレーション装置１１と供試機２とが実際に接続された場合のインタフェース回路１０の伝達遅れに合わせて位相補償フィルタ１１１９のパラメータを設定することができる。

また、オフライン設定モードでは、オンライン設定モードにより初期値としてパラメータが設定された位相補償フィルタ１１１９を含む仮想の回路１００２（２）での伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）が伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似するようパラメータが設定される。従って、好適なパラメータを算出するための時間やコストを低減することができる。

また、試験モードでは、オフライン設定モードによりパラメータが設定された位相補償フィルタ１１１９を含むシミュレーション対象回路１０００を用いて供試機２を試験するので、伝達遅れの影響を低減して供試機２に対する試験の精度を高めることができる。

［２．算出装置］
図２は、算出装置１３を示す。算出装置１３は、供給部１３１と、測定部１３２と、特定部１３３とを有してよい。なお、図示の簡略化のため、図２では、位相補償フィルタ１１１９や設定装置１７、切替装置１８などを省略している。

供給部１３１は、供試機２に基準交流電圧を供給する。例えば、供給部１３１は、インタフェース回路１０のＤＡコンバータ１０６に制御信号を供給することで、インタフェース回路１０の電圧源１０１を介して供試機２に基準交流電圧を供給してよい。供給部１３１は、定常状態（本実施形態では一例として電力変換を行っている状態）の供試機２に基準交流電力を供給するが、待機状態（本実施形態では一例として電力を出力していない状態）の供試機２に基準交流電力を供給してもよい。供給部１３１は、シミュレーション装置１１によって仮想インタフェース回路１１１または接続対象回路１１０に仮想的に実現されてよい。

測定部１３２は、供試機２に加わる電圧および流れる電流を測定する。測定部１３２は、電圧および電流のそれぞれを、インタフェース回路１０のＡＤコンバータ１０４、１０５およびＤＡコンバータ１０６に対して供試機２に近い側で測定してよい。一例として、測定部１３２は、インタフェース回路１０の電圧測定部１０２および電流測定部１０３であってよい。これにより、例えばＡＤコンバータ１０４、１０５やＤＡコンバータ１０６よりもシミュレーション装置１１の側で電流や電圧を測定する場合（一例として供給部１３１からＤＡコンバータ１０６への制御信号を測定して供試機２の電圧に換算する場合）と異なり、ＡＤコンバータ１０４、１０５やＤＡコンバータ１０６による伝達遅れの影響を無くすことができる。また、測定部１３２は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂよりも供試機２の側で電圧を測定するので、二次側インピーダンス素子Ｒａｂより電圧源１０１の側で電圧を測定する場合と異なり、供試機２に加わる電圧を正確に測定することができる。測定部１３２は、測定結果を特定部１３３に供給してよい。

特定部１３３は、測定部１３２による測定結果から供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを特定する。特定部１３３は、シミュレーション装置１１によって仮想インタフェース回路１１１に仮想的に実現されてよい。特定部１３３は、特定したインピーダンスを調整装置１４に供給してよい。

以上の算出装置１３によれば、供試機２に基準交流電圧を供給して供試機２に加わる電圧および流れる電流を測定し、測定結果からインピーダンスを特定するので、外部構成を利用することなく供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを特定することができる。従って、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを容易に特定することができる。

なお、算出装置１３によるインピーダンスの特定は、シミュレーション装置１１が試験対象の供試機２に接続されて実行されるオンライン設定モードで行われてよい。

［３．設定装置］
図３は、設定装置１７を位相補償フィルタ１１１９とともに示す。設定装置１７は、取得部１７１と、算出部１７２と、設定部１７３とを有してよい。

取得部１７１は、オンライン設定モードでは、シミュレーションされた接続対象回路１１０が仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０を介して供試機２に接続された場合の供試機２（本実施形態では一例として校正用供試機２）に加わる電圧および流れる電流を取得する。取得部１７１は、電圧および電流のそれぞれを、電圧測定部１０２およびＡＤコンバータ１０４の何れか一方からの信号と、電流測定部１０３およびＡＤコンバータ１０５の何れか一方からの信号から取得してもよい。取得部１７１は、取得した電圧値と電流値を算出部１７２に供給してよい。

取得部１７１は、オフライン設定モードでは、接続対象回路１１０がシミュレーションされた供試機２に接続された仮想の回路１００２（１），（２）のオフラインシミュレーションにおいて供試機２に加わる電圧および流れる電流を取得する。取得部１７１は、オンライン設定モードにおいて算出装置１３によって特定された供試機２（一例として試験対象の供試機２）のインピーダンスをさらに取得してよい。取得部１７１は、取得した電圧値、電流値およびインピーダンスを算出部１７２に供給してよい。

算出部１７２は、オンライン設定モードでは、取得部１７１から取得した電圧値および電流値から、接続対象回路１１０と供試機２（本実施形態では一例として校正用供試機２）との間で通信される信号の伝達遅れを算出する。算出部１７２は、供試機２から接続対象回路１１０への第１信号の伝達遅れと、接続対象回路１１０から供試機２への第２信号の伝達遅れとを加算してまとめた等価伝達遅れを複数次数の伝達遅れ（一例として２次の伝達遅れ）として算出してもよいし、一次遅れとして近似して算出してもよい。算出部１７２は、算出した伝達遅れを補償するような、位相補償フィルタ１１１９のパラメータの値を算出してよい。算出部１７２は、算出したパラメータの値を設定部１７３に供給してよい。

算出部１７２は、オフライン設定モードでは、シミュレーションされた接続対象回路１１０が直接的に供試機２に接続された仮想の回路１００２（１）のオフラインシミュレーションにおいて、伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）を算出してよい。また、算出部１７２は、シミュレーションされた接続対象回路１１０が仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０を介して供試機２に接続された仮想の回路１００２（２）のオフラインシミュレーションにおいて、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を算出してよい。算出部１７２は、取得部１７１から取得した電圧値および電流値から伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ），伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を算出してよい。なお、オフラインシミュレーションでは、オンライン設定モードで算出装置１３により特定された供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを、仮想の回路１００２におけるシミュレーションされた供試機２のインピーダンスとして用いてよい。

さらに、算出部１７２は、算出した伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）が伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似するようなパラメータｐの値を算出してよい。算出部１７２は、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を算出する場合に位相補償フィルタ１１１９のパラメータｐの初期値として、オンライン設定モードにより設定されたパラメータを用いてよい。算出部１７２は、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）で規格化した伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が１に近似するようなパラメータｐの値を算出してよい。算出部１７２は、算出したパラメータｐの値を設定部１７３に供給してよい。

設定部１７３は、オンライン設定モードおよびオフライン設定モードのそれぞれにおいて、算出部１７２によって算出されたパラメータｐの値を位相補償フィルタ１１１９に設定する。

以上の設定装置１７によれば、オンライン設定モードにおいて、既知の特性を有する校正用供試機２を用いて信号の伝達遅れが算出され、この伝達遅れが補償されるように位相補償フィルタ１１１９のパラメータが設定されるので、オンライン設定モードでのインタフェース回路１０の伝達遅れを確実に補償することができる。よって、当該オンライン設定モードと同じインタフェース回路１０が用いられる試験モードにおいても、インタフェース回路１０の伝達遅れを確実に補償することができるため、供試機２に対する試験の精度を高めることができる。

また、オフライン設定モードにおいて、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）で規格化した伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が１に近似するようなパラメータｐの値が算出されて位相補償フィルタ１１１９に設定されるので、伝達される信号の振幅や伝達遅れの次元に関わらずに伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似することができる。従って、接続対象回路１１０と供試機２との間の伝達遅れが確実に補償されるように位相補償フィルタ１１１９を調整することができる。また、オンライン設定モードにより設定されたパラメータを位相補償フィルタ１１１９のパラメータの初期値として用いるので、好適なパラメータを算出するための時間やコストを低減することができる。また、オンライン設定モードで算出装置１３により特定された供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを、仮想の回路１００２におけるシミュレーションされた供試機２のインピーダンスとして用いるので、オフラインシミュレーションを高精度化することができる。

［３．１．接続回路１１５］
図４は、シミュレーションされた供試機２に接続対象回路１１０が直接的に接続されたソフトウェアによる仮想の回路１００２（１）を示す。オフラインシミュレーションでの接続対象回路１１０とシミュレーションされた供試機２は接続回路１１５にて接続される。接続回路１１５は、接続対象回路１１０の主端子と、供試機２の主端子とを直接的に配線で接続した回路を模擬してよい。接続対象回路１１０から出力される電圧Ｖｓを入力ｕとし、供試機２の主端子間に印加される電圧Ｖ_Lを出力ｙ_ORGとした場合に、出力ｙ_ORGは、シミュレーション装置１１におけるシミュレーションの遅延によって入力ｕに遅れて追従してよい。この場合に、伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）は、入力ｕを出力ｙ_ＯＲＧに変換する関数であってよい。

［３．２．接続回路１１６］
図５は、シミュレーションされた供試機２に接続対象回路１１０が仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０を介して接続された仮想の回路１００２（２）を示す。オフラインシミュレーションでの接続対象回路１１０とシミュレーションされた供試機２は接続回路１１６にて接続される。接続回路１１６は、接続対象回路１１０の主端子と、シミュレーションされた供試機２の主端子とを仲介する仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０を模擬してよい。接続対象回路１１０から出力される電圧Ｖｓを入力ｕとし、シミュレーションされた供試機２の主端子間に印加される電圧Ｖ_ｂａｃｋを出力ｙ_IFとした場合に、出力ｙ_IFは、シミュレーション装置１１におけるシミュレーションの遅延によって入力ｕに遅れて追従してよい。この場合に、伝達関数Ｇ_IF（ｓ）は、入力ｕを出力ｙ_ＩＦに変換する関数であってよい。なお、シミュレーションされた供試機２のインピーダンスはオンライン設定モードで算出装置１３により特定された供試機２のインピーダンスＺ_Ｌであってよく、調整装置１４によって調整された減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスと等しくてよい。

［４．動作］
図６は、シミュレーションシステム１による動作を示す。シミュレーションシステム１は、ステップＳ１〜Ｓ１１の処理を行うことにより供試機２のハードウェアインザループシミュレーションを行う。なお、この動作の開始時には、シミュレーションシステムの動作モードが切替装置１８によってオンライン設定モードに設定されていてよい。また、本動作において二次側インピーダンス素子Ｒａｂおよび一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスＺ_ａｂは０に設定されてよい。

ステップＳ１において調整装置１４は、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌに基づいて、仮想インタフェース回路１１１のインピーダンス（本実施形態では一例として減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンス）を調整する。調整装置１４は算出装置１３と協働して仮想インタフェース回路１１１のインピーダンスを調整してよく、シミュレーション装置１１が試験対象の供試機２に接続されて実行されるオンラインシミュレーションにおいて測定された電圧・電流から試験対象の供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを算出装置１３が算出し、この算出結果に基づいて調整装置１４が減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスを調整してよい。一例として、調整装置１４は、減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスを、算出装置１３によって算出されたインピーダンスＺ_Ｌに調整してよい。

ステップＳ３において設定装置１７は、位相補償フィルタ１１１９のパラメータｐを設定する。設定装置１７は、インタフェース回路１０の伝達遅れを打ち消すように位相補償フィルタのパラメータｐを調整してよい。設定装置１７は、既知の特性を有する校正用供試機２を用いたオンラインシミュレーションにおいて、インタフェース回路１０の伝達遅れが補償されるように位相補償フィルタのパラメータｐを設定してよい。

ステップＳ５において切替装置１８は、シミュレーションシステム１の動作モードをオンライン設定モードからオフライン設定モードに切り替える。

ステップＳ７において設定装置１７は、位相補償フィルタ１１１９のパラメータｐを設定する。設定装置１７は、仮想の回路１００２のオフラインシミュレーションにおいて伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）と、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）とが近似するようパラメータを設定してよい。伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）は、ステップＳ３の処理によりパラメータが初期値として設定された位相補償フィルタ１１１９を含む仮想の回路１００２（２）のオフラインシミュレーションによって算出されてよい。

ステップＳ９において切替装置１８は、シミュレーションシステム１の動作モードをオフライン設定モードから試験モードに切り替える。

ステップＳ１１においてシミュレーションシステム１は、接続対象回路１１０と、仮想インタフェース回路１１１と、位相補償フィルタ１１１９とを含むシミュレーション対象回路１０００をシミュレーションし、供試機２の試験を行う。

［４．１．減衰インピーダンス調整処理］
図７は、減衰インピーダンス調整処理を示す。調整装置１４および算出装置１３は、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を行うことにより仮想インタフェース回路１１１の減衰インピーダンス（本実施形態では一例として減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンス）を調整する。

ステップＳ２１において算出装置１３の供給部１３１は供試機２に加わる電圧の指令値をＤＡコンバータ１０６に供給し、測定部１３２は、供試機２に加わる電圧および流れる電流を測定する。例えば、供給部１３１は、ＤＡコンバータ１０６に対し、下記の式（１）で表される定格電圧、定格周波数の基準交流電圧Ｖ（ｔ）の指令値を供給してよい。これにより、供試機２が基準交流電圧Ｖ（ｔ）で駆動される。

Ｖ（ｔ）＝Ｖ_０・ｓｉｎ（ω_０ｔ） …（１）
但し、式中、Ｖ_０は基準交流電圧の振幅であり、ω_０は基準交流電圧の角周波数である。

また、測定部１３２は、供試機２に加わる電圧Ｖ（ｔ）と流れる電流Ｉ（ｔ）とを測定してよい。

ステップＳ２３において算出装置１３の特定部１３３は、供試機２の減衰インピーダンスを算出する。特定部１３３は、下記の式（２）で表されるように、測定結果を基準交流電圧Ｖ（ｔ）と同じ周波数の正弦波として近似してよい。

Ｉ（ｔ）≒Ｉ_０・ｓｉｎ（ω_０ｔ−θ） …（２）
但し、式中、Ｉ_０は電流の振幅であり、θは電圧波形からの遅れ位相である。

また、特定部１３３は、供試機２を単一の抵抗と、単一のコイルまたはコンデンサとの直列回路に単純化して、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを特定してよい。例えば、特定部１３３は、下記の式（３）によって供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを特定してよい。

Ｚ_Ｌ＝Ｒ_０＋ｊＸ_０ …（３）
但し、式中、Ｒ_０はインピーダンスＺ_Ｌの抵抗成分であり、Ｒ_０＝Ｖ_０／Ｉ_０・ｃｏｓθから算出される。Ｘ_０はインピーダンスＺ_Ｌのリアクタンス成分であり、Ｘ_０＝Ｖ_０／Ｉ_０ｓｉｎθから算出される。

特定部１３３は、リアクタンス成分Ｘ_０が正の場合（０≦θ≦π／２）にはＸ_０＝ω_０Ｌ_０の式から誘導性のリアクタンスＬ_０を算出し、リアクタンス成分Ｘ_０が負の場合（−π／２≦θ＜０）にはＸ_０＝−１／（ω_０Ｃ_０）の式から容量性のリアクタンスＣ_０を算出してよい。これにより、供試機２の減衰インピーダンスが算出される。

ステップＳ２５において調整装置１４は、仮想インタフェース回路１１１の減衰インピーダンス（本実施形態では一例として減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンス）を調整する。調整装置１４は、減衰インピーダンス回路１１１５の抵抗Ｒ_ｄｍｐと、コイルＬ_ｄｍｐまたはコンデンサ（図示せず）との合成インピーダンスＺ_ｄｍｐを、ステップＳ２１で算出されたインピーダンスに調整してよい。

以上の減衰インピーダンス調整処理によれば、供試機２を単一の抵抗と、単一のコイルまたはコンデンサとの直列回路に単純化した場合のインピーダンスが算出されるので、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを容易に算出することができる。

［４．２．位相補償フィルタ設定処理（１）］
図８は、ステップＳ３での位相補償フィルタ１１１９の設定処理を示す。設定装置１７は、ステップＳ３１〜Ｓ３５の処理を行うことにより位相補償フィルタ１１１９のパラメータを設定する。

ステップＳ３１において、取得部１７１は、シミュレーションされた接続対象回路１１０が仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０を介して校正用供試機２に接続された場合のオンラインシミュレーションにおいて電圧測定部１０２およびＡＤコンバータ１０４の何れか一方からの信号と、電流測定部１０３およびＡＤコンバータ１０５の何れか一方からの信号を取得する。

ステップＳ３３において、算出部１７２は、供試機２から接続対象回路１１０への第１信号の伝達遅れと、接続対象回路１１０から供試機２への第２信号の伝達遅れとを加算してまとめた等価伝達遅れを複数次数の伝達遅れとして算出する。算出部１７２は、複数次数の伝達遅れを単純な一次伝達遅れに近似してもよい。算出部１７２は、得られた伝達遅れが補償されるような位相調整フィルタのパラメータｐの値を算出してよい。

ステップＳ３５において、設定部１７３は、算出されたパラメータｐの値を位相補償フィルタ１１１９に設定する。これにより、インタフェース回路１０の伝達遅れ（供試機２から接続対象回路１１０への第１信号の伝達遅れと、接続対象回路１１０から供試機２への第２信号の伝達遅れとをまとめた等価伝達遅れ）が位相補償フィルタ１１１９で補償される。

［４．３．位相補償フィルタ設定処理（２）］
図９は、ステップＳ７での位相補償フィルタ１１１９の設定処理を示す。設定装置１７は、ステップＳ４１〜Ｓ４５の処理を行うことにより位相補償フィルタ１１１９のパラメータを設定する。

ステップＳ４１において、取得部１７１は、シミュレーションされた供試機２に接続対象回路１１０が接続された仮想の回路１００２（１），（２）のオフラインシミュレーションにおいて、シミュレーションされた供試機２に加わる電圧および流れる電流を取得する。取得部１７１は、ステップＳ２３の処理によって算出装置１３によって特定された供試機２（一例として試験対象の供試機２）のインピーダンスをさらに取得してよい。また、取得部１７１は、ステップＳ３３の処理で算出された等価伝達遅れ（本実施形態では一例として複数次数の伝達遅れ）を、インタフェース回路１０の伝達遅れの特性として取得してよい。

ステップＳ４３において、算出部１７２は、仮想の回路１００２のオフラインシミュレーションによって伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）と、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）とを算出する。伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）の算出においては、ステップＳ３３の処理で算出された等価伝達遅れ（本実施形態では一例として複数次数の伝達遅れ）をインタフェース回路１０の伝達遅れとしてよい。なお、伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）は算出部１７２で算出されずに、取得部１７１によってオペレータから取得されてもよい。

算出部１７２は、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）が伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似するようなパラメータｐの値を算出する。算出部１７２は、Ｇ（ｓ，ｐ）＝Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）／Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）が１に近似するようなパラメータｐの値を算出してよい。算出部１７２は、パラメータｐの値を変更する毎に伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）を算出して、伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似するようなパラメータｐの値を算出してよい。この場合には、ステップＳ３の処理により位相補償フィルタ１１１９に設定されたパラメータが初期値として用いられてよい。

算出部１７２は、基準周波数帯域で伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）が伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似するようなパラメータｐの値を算出してよい。基準周波数帯域は、シミュレーション対象の現象が有する周波数帯域を含んでよい。シミュレーション対象の現象とは、例えば定常状態であってよい。この場合、周波数帯域は５０〜６０Ｈｚであってよい。また、シミュレーション対象の現象とは、例えば過渡状態でもあってよい。この場合、周波数帯域は超高周波領域であってよい。基準周波数帯域はオペレータにより任意に設定されてよく、例えば接続対象回路１１０で生じ得る周波数変動が帯域内に含まれるように設定されてよい。

ステップＳ４５において、設定部１７３は、算出されたパラメータｐの値を位相補償フィルタ１１１９に設定する。これにより、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）が伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似するようにパラメータｐの値が設定され、接続対象回路１１０と供試機２との間の伝達遅れが位相補償フィルタ１１１９で補償される。

以上の位相補償フィルタ設定処理によれば、シミュレーション対象の現象が有する周波数帯域を含む基準周波数帯域で伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）が伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に近似するようなパラメータｐの適切な値が算出されるので、供試機２の評価に不必要な高周波帯域まで補償し、ノイズを増幅するようなパラメータｐが算出されて位相補償フィルタ１１１９に設定されるのを防止することができる。

また、オンライン設定処理におけるステップＳ３３の処理で算出された複数次数の伝達遅れをインタフェース回路１０の伝達遅れとして伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を算出するので、高次の複雑な伝達遅れをそのままオフラインシミュレーションに取り込んで位相補償フィルタ１１１９のパラメータを調整することができる。従って、供試機２に対する試験の精度をいっそう高めることができる。

［４．４．動作例］
図１０は、伝達関数のゲイン特性曲線の例を示す。図中、左側のグラフは伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ），Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）のゲイン特性曲線の例を示し、中央のグラフはパラメータｐの変更前の伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）のゲイン特性曲線の例を示し、右側のグラフはパラメータｐの変更後の伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）のゲイン特性曲線の例を示す。各グラフの縦軸はゲイン（ｄＢ）を示し、横軸は周波数を示す。なお、縦軸の０ｄＢは、倍率が１であることを意味する。

設定装置１７の算出部１７２は、図中、左側のグラフに示されるような伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ），Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を算出してよい。また、設定装置１７の算出部１７２は、図中、中央のグラフに示される伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が０ｄＢ（１倍）に近似されて図中、右側のグラフに示される伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）となるようなパラメータｐの値を算出してよい。例えば、算出部１７２は、伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）のゲイン特性曲線とゼロ（ｄＢ）との差分の絶対値の積分結果（図中の網掛け部分）が最小となるようなパラメータｐの値を、伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が１に近似するようなパラメータｐの値として算出してよい。これに代えて、算出部１７２は、伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）のゲイン特性曲線とゼロ（ｄＢ）との差分の二乗の積分結果が最小となるようなパラメータｐの値を、伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が１に近似するようなパラメータｐの値として算出してよい。また、算出部１７２は、伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）のゲイン特性曲線とゼロ（ｄＢ）との間の最大乖離値（図中の「||Ｇ（ｓ）||_∞」参照）を算出し、算出された最大乖離値が最も小さくなる場合のパラメータｐの値を、伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が１に近似するようなパラメータｐの値として算出してもよい。以上のようにしてパラメータｐの値を算出することにより、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）に確実に近似することができる。

なお、上記の実施形態においては、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを単純に抵抗分Ｒ_Ｌとリアクタンス分Ｌ_Ｌとしているため、厳密には減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスＺ_ｄｍｐと、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌとが一致しない場合がある。そのため、インタフェース回路１０を介して信号伝達が行われるたびに、シミュレーションの誤差が増幅されてしまい、シミュレーションが不安定となってしまう場合がある。このような問題を解消する変形例について、次に説明する。

［５．変形例］
図１１は、変形例に係るシミュレーションシステム１Ａを示す。本実施形態に係るシミュレーションシステム１Ａにおいて、図１に示されたシミュレーションシステム１の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。

シミュレーションシステム１Ａは、検出装置３０と、停止装置３１と、設定装置３２と、切替装置１８Ａとを備える。なお、本変形例では一例として、検出装置３０、停止装置３１、設定装置３２および切替装置１８Ａは、シミュレーション装置１１Ａに物理的および／または仮想的に具備されているが、これらの少なくとも１つがシミュレーション装置１１およびインタフェース回路１０とは別個の装置として設けられてもよいし、インタフェース回路１０内に具備されてもよい。

［５．１．検出装置３０］
検出装置３０は、シミュレーション装置１１Ａによるシミュレーションが収束する可変インピーダンス素子（本変形例では一例として二次側インピーダンス素子Ｒａｂ）のインピーダンスの値（収束インピーダンス値とも称する）を検出する。シミュレーションが収束するとは、シミュレーションが発散しないことであってよい。例えば、シミュレーションが収束するとは、インタフェース回路１０および仮想インタフェース回路１０００によってシミュレーションの発散が引き起こされないこと、別言すれば、インタフェース回路１０および仮想インタフェース回路１０００に起因するシミュレーションの発散が防止されることであってよい。本実施形態では一例として、シミュレーションが収束するとは、供試機２が実際の接続対象回路に接続されて安定に動作する場合を模擬したシミュレーションが収束することであってよく、供試機２が実際の接続対象回路に接続されて安定に動作しない場合を模擬したシミュレーションは発散してもよい。

一般にハードウェアインザループシミュレーションにおいて、インタフェース回路１０や仮想インタフェース回路１１１の影響を低減する観点では、二次側インピーダンス素子Ｒａｂおよび一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスは小さい方が好ましい。但し、上述のステップＳ１の処理などにおいて供試機２のインピーダンスＺ_Ｌの同定精度が低く減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスが供試機２のインピーダンスＺ_Ｌに一致しない場合には、二次側インピーダンス素子Ｒａｂおよび一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスが小さいと、シミュレーションが発散する場合がある。そのため、本変形例における検出装置３０は、シミュレーションの発散を防止するべく、収束インピーダンス値を検出する。

検出装置３０は、予め定められた範囲内で収束インピーダンス値を検出してよい。これにより、現実の環境から掛け離れたシミュレーションが防止され、シミュレーションの精度が向上する。

検出装置３０は、予め定められた範囲内の複数のインピーダンスの値それぞれでシミュレーション装置１１Ａによるシミュレーションが収束する場合には、シミュレーションが収束する最小の収束インピーダンス値を検出してよい。検出装置３０は、検出した収束インピーダンス値を設定装置３２に供給してよい。

検出装置３０は、判定部３００を有してよい。判定部３００は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスが変更される毎にシミュレーション装置１１Ａにより実行されるシミュレーションが収束するか否かを判定してよい。検出装置３０は、判定部３００による判定結果に基づいて収束インピーダンス値を検出してよい。なお、判定部３００の判定結果は、停止装置３１にも供給されてよい。

［５．２．停止装置３１］
停止装置３１は、判定部３００によりシミュレーションが発散すると判定される場合に当該シミュレーションを停止する。停止装置３１がシミュレーション装置１１Ａの外部に設けられている場合には、停止装置３１は、シミュレーションを停止させるための信号をシミュレーション装置１１Ａや供試機２に供給してよい。例えば、停止装置３１は、供試機２の過電流を防止する過電流保護装置であってよい。

［５．３．設定装置３２］
設定装置３２は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを、検出装置３０により検出された収束インピーダンス値に設定する。二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスが変更される場合には、一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスが自動的に同じ値に変更される。本変形例では一例として、設定装置３２が一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスを二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスに合わせて変更してよい。

［５．４．切替装置１８Ａ］
切替装置１８Ａは、シミュレーションシステム１の動作モードを検出モードおよび試験モードの間で切り替える。切替装置１８Ａは、上述の実施形態におけるオンライン設定モードと、オフライン設定モードと、試験モードとに動作モードをさらに切り替えてもよい。

検出モードは、二次側インピーダンス素子Ｒａｂの収束インピーダンス値を検出するモードであってよい。

試験モードは、本変形においては、二次側インピーダンス素子Ｒａｂが収束インピーダンス値に設定された状態でシミュレーション装置１１Ａにより供試機２を試験するモードであってよい。

以上のシミュレーションシステム１Ａによれば、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスの値として、シミュレーションが収束する収束インピーダンス値が検出される。従って、検出された収束インピーダンス値に二次側インピーダンス素子Ｒａｂ、ひいては一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスを設定することで、シミュレーションの発散を防止することができる。

また、シミュレーションが収束する最小のインピーダンスが検出装置３０により検出されるので、インタフェース回路１０がシミュレーションに与える影響を最小化し、シミュレーションの精度を高めることができる。

また、検出された収束インピーダンス値に二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスが設定装置３２によって設定されるので、手動で二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを設定する手間を省くことができる。

また、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスが変更される毎にシミュレーションが収束するか否かが判定部３００により判定されるので、収束インピーダンス値を自動で検出することができる。

また、シミュレーションが発散すると判定される場合に当該シミュレーションが停止装置３１により停止されるので、発散したシミュレーションが行われて供試機２が不安定に動作するのが防止される。従って、シミュレーションの安全性を高めることができる。

また、切替装置１８Ａによって検出モードと試験モードとの間で動作モードが切り替えられるので、シミュレーションが収束する条件でシミュレーションを行って供試機２の試験を行うことができる。

［５．５．変形例の動作］
図１２は、シミュレーションシステム１Ａによる動作を示す。本変形例においては、ステップＳ１の処理からステップＳ１１の処理までの間（本変形例では一例としてステップＳ１，Ｓ３の処理の間）にステップＳ２の処理を行う。

ステップＳ２の処理において設定装置３２は、検出装置３０および停止装置３１と協働して二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを調整する。例えば検出装置３０はシミュレーション装置１１Ａによるシミュレーションが収束する二次側インピーダンス素子Ｒａｂの収束インピーダンス値を検出してよく、設定装置３２は二次側インピーダンス素子Ｒａｂインピーダンスを、検出された収束インピーダンス値に調整してよい。設定装置３２は、一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスを二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスと同様に調整してよい。これにより、シミュレーションが収束する条件でシミュレーションが行われて、供試機２の試験が行われる。なお、シミュレーション装置１１Ａによるシミュレーションとは、ステップＳ３，Ｓ７，Ｓ１１の処理の少なくとも１つで行われるシミュレーションであってよい。

図１３は、共通インピーダンス調整処理を示す。設定装置３２は、検出装置３０および停止装置３１と協働してステップＳ５１〜Ｓ６１の処理を行うことにより、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスおよび一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスを調整する。

ステップＳ５１において検出装置３０の判定部３００は、インタフェース回路１０および仮想インタフェース回路１１１を介して供試機２（本変形例では一例として試験対象の供試機２）と、シミュレーションされた接続対象回路１１０とが接続された回路（本変形例では一例としてハードウェアインザループ回路１００１）の一巡伝達関数を取得する。

検出装置３０は、ハードウェアインザループ回路１００１の回路方程式から算出される一巡伝達関数を外部から取得してもよいし、シミュレーション装置１１Ａによるシミュレーションにおいてハードウェアインザループ回路１００１内で伝達される信号（一例として電圧測定部１０２，１１１３や電流測定部１０３、ＡＤコンバータ１０４，１０５、ＤＡコンバータ１０６などから出力される信号）に基づいて一巡伝達関数を算出してもよい。ハードウェアインザループ回路１００１内で伝達される信号に基づいて一巡伝達関数を算出する場合には、検出装置３０は、シミュレーション装置１１によるシミュレーションが微小時間（一例として１秒程度）だけ継続された場合の信号に基づいて一巡伝達関数を算出してよい。

ステップＳ５３において判定部３００は、シミュレーション装置１１Ａにより実行されるシミュレーションが収束するか否かの判定を行う。例えば、判定部３００は、一巡伝達関数から導出されるナイキスト線図またはボード線図に基づいて判定を行ってよい。ナイキスト線図やボード線図に基づく判定は、ゲイン余裕や位相余裕によって判定するなど従来より公知の手法により行われてよい。但し、シミュレーションが収束するか否かの判定が行われる限りにおいて、ナイキスト線図やボード線図は必ずしも描画されなくてよい。

ステップＳ５３の処理によりシミュレーションが収束すると判定された場合（ステップＳ５３；Ｙｅｓ）には、検出装置３０はステップＳ５５に処理を移行してよい。また、シミュレーションが収束しないと判定された場合（ステップＳ５３；Ｎｏ）には、検出装置３０はステップＳ５７に処理を移行してよい。

ステップＳ５５において検出装置３０は、設定装置３２に二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを現在の値よりも小さくさせ、ステップＳ５１に処理を移行する。検出装置３０は、一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスを二次側インピーダンス素子Ｒａｂと同様に設定してよい。

検出装置３０は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスの初期値を第１インピーダンスとしてよい。これにより、ステップＳ５５の処理が複数回行われることで、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスが第１インピーダンスから順次、小さくなる。検出装置３０は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを０まで小さくしてよい。インピーダンスの減少幅は任意に設定されてよい。

第１インピーダンスは、任意の値としてよい。また、第１インピーダンスは、校正用供試機２を用いてステップＳ５１〜Ｓ５９の処理により予め検出された収束インピーダンス値にマージンを加えた値であってもよい。校正用供試機２を用いたステップＳ５１〜Ｓ５９の処理内のステップＳ５５の処理において、検出装置３０は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを任意の値から順次、小さくしてもよいし、０から順次、大きくしてもよい。なお、校正用供試機２を用いて第１インピーダンスを取得する場合には、シミュレーションされた校正用供試機２に接続対象回路１１０が直接的に接続された仮想の回路１００２（１）（図４参照）のオフラインシミュレーションを予め行い、当該オフラインシミュレーションが収束するシミュレーション条件を用いてステップＳ５１〜Ｓ５９の処理を行うことが好ましい。これにより、供試機２が実際の接続対象回路に接続されて安定に動作する場合を模擬したシミュレーションが収束する条件でのインピーダンス素子Ｒａｂ_ｓ，Ｒａｂの初期値（第１インピーダンス）を取得することができる。

ステップＳ５７において停止装置３１は、シミュレーション装置１１Ａによるシミュレーションを停止する。これにより、シミュレーションが発散すると判定される場合に当該シミュレーションが停止される。なお、ステップＳ５１の処理においてシミュレーション装置１１Ａによるシミュレーションが行われていない場合には、ステップＳ５７の処理は行われなくてよい。

ステップＳ５９において、検出装置３０は、複数回行われたステップＳ５５の処理のうち、前回行われたステップＳ５５の処理で設定された二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを収束インピーダンス値として検出する。これにより、シミュレーションが収束する最小のインピーダンスが検出される。

ステップＳ６１において設定装置３２は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂおよび一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスを、検出装置３０により検出された収束インピーダンス値に設定する。

以上の動作によれば、一巡伝達関数から導出されるナイキスト線図またはボード線図に基づいて判定が行われるので、シミュレーションが収束するか否かを正しく判定することができる。

また、収束インピーダンス値を探索する過程で二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスが順次、小さくされるので、インピーダンスが小さくされ過ぎてシミュレーションが発散する場合に、１つ前に設定されたインピーダンスを収束インピーダンス値として検出することができる。従って、収束インピーダンス値を探索する過程でインピーダンスが順次、大きくされる場合と比較して、発散するシミュレーションの実行回数を減らすことができるため、安全に収束インピーダンス値を検出することができる。

［５．６．一巡伝達関数］
図１４は、ハードウェアインザループ回路１００１における信号の流れを示す。図１４のハードウェアインザループ回路１００１においては、シミュレーションされた接続対象回路１１０から供試機２の側に向かって信号Ｚ_１および信号ｒ_２が順に伝達され、供試機２から接続対象回路１１０の側に向かって信号Ｚ_１１，Ｚ_１２および信号ｒ_１１，ｒ_１２が順に伝達される。

図１５は、ハードウェアインザループ回路１００１のブロック線図である。ハードウェアインザループ回路１００１は、伝達要素Ｔ_１１，Ｔ_１２，Ｔ_２１，Ｔ_２２，Ｔ_ＦＷＤ，Ｔ_ＢＣＫを有する。

伝達要素Ｔ_１１は、シミュレーションされた接続対象回路１１０において、入力信号ｕ１を仮想インタフェース回路１１１へ伝達する。伝達要素Ｔ_１２は、シミュレーションされた接続対象回路１１０において、仮想インタフェース回路１１１からのフィードバック信号ｒ_１を伝達する。伝達要素Ｔ_１１，Ｔ_１２で伝達された信号は、加え合わせ点ｐ１において加算されて信号ｚ_１（＝Ｖ_{ｆｏｒｗａｒｄ}）として仮想インタフェース回路１１１に供給される。本実施形態では一例として、加え合わせ点ｐ１は電圧測定部１１１３の近傍であってよい。信号ｒ_１は、ＡＤＣ１０４，１０５から電圧源１１１１や電流源１１１２に供給される信号ｒ_１１、ｒ_１２であってよい。

伝達要素Ｔ_２１は供試機２においてインタフェース回路１０からの信号ｒ_２を伝達し、伝達要素Ｔ_２２は供試機２への入力信号ｕ_２（本実施形態では一例としてｕ_２＝０）を伝達する。伝達要素Ｔ_２１，Ｔ_２２で伝達された信号は、加え合わせ点ｐ２において加算されて信号ｚ_２としてインタフェース回路１０に供給されてよい。本実施形態では一例として、信号ｚ_２は電圧測定部１０２や電流測定部１０３からの出力信号でよく、加え合わせ点ｐ２は電圧測定部１０２や電流測定部１０３の近傍であってよい。

伝達要素Ｔ_ＦＷＤは、仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０において、シミュレーションされた接続対象回路１１０からの信号ｚ_１を伝達し、信号ｒ_２として出力する。伝達要素Ｔ_ＢＣＫは、仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０において供試機２からの信号ｚ_２を伝達し、信号ｒ_１として出力する。

以上のブロック線図において重ねあわせ点ｐ１を起点として一巡する信号の一巡伝達関数Ｇ_ＬＰは次の式で示されてよい。

なお、式中、Ｚ_ｓ（ｓ）はシミュレーションされた接続対象回路１１０のインピーダンスである。Ｚ_Ｌ（ｓ）は供試機２のインピーダンスである。Ｚ_ｄｍｐ（ｓ）は減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスである。Ｚ_ａｂ（ｓ）は二次側インピーダンス素子Ｒａｂであり、従って一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのインピーダンスでもある。ｅ^−ｓＴは信号の伝達遅れを表す項である。

ここで、一巡伝達関数Ｇ_ＬＰの絶対値はインタフェース回路１０および仮想インタフェース回路１０００によって構成されるフィードバック系において信号が一巡する際のループゲインを表すため、絶対値の値が大きいほどシミュレーションが不安定になり発散しやすい。このことから、二次側インピーダンス素子Ｒａｂおよび一次側インピーダンス素子Ｒａｂ_ｓのそれぞれのインピーダンスＺ_ａｂ（ｓ）が大きいほど一巡伝達関数のゲイン、すなわち、ループゲインが小さくなり、シミュレーションが安定化することが分かる。

但し、インピーダンスＺ_ａｂ（ｓ）が大きくなると、その分、シミュレーションの精度が低下する虞がある。そのため、シミュレーションの誤差が増幅しない場合、例えば供試機２のインピーダンスＺ_Ｌを正確に特定することができ供試機２のインピーダンスＺ_Ｌと、減衰インピーダンス回路１１１５のインピーダンスＺ_ｄｍｐとを概ね同じ値とすることができる場合には、シミュレーション精度を向上させるべくインピーダンスＺ_ａｂ（ｓ）を０にしてもよい。この場合には、接続対象回路１１０と供試機２との間に仮想インタフェース回路１１１およびインタフェース回路１０が介在しない理想的なハードウェアインザループ回路のシミュレーションを行うことができる。

なお、一巡伝達関数Ｇ_ＬＰの絶対値は接続対象回路１１０のインピーダンスＺ_ｓ（ｓ）によっても調整しうる。そのため、上述のステップＳ５１においては、一巡伝達関数が算出されるハードウェアインザループ回路１００１内の接続対象回路１１０のインピーダンスＺ_ｓ（ｓ）を調整してもよい。例えば、ステップＳ５１においては、供試機２が実際に接続されるべき接続対象回路のインピーダンスよりも小さい値（または大きい値）をインピーダンスＺ_ｓ（ｓ）として一巡伝達関数Ｇ_ＬＰを算出してよい。また、ステップＳ３，Ｓ７，Ｓ１１の処理では、供試機２が実際に接続されるべき接続対象回路のインピーダンスをインピーダンスＺ_ｓ（ｓ）としてシミュレーションを行ってよい。この場合には、ステップＳ１１の試験処理においてより収束しにくい厳しい条件（または、より収束しやすい緩やかな条件）で供試機２を試験することができる。一例として、供試機２が実際に接続されるべき接続対象回路がインピーダンスの大きい電力網である場合には、ステップＳ５１の処理では、これよりも小さい値をインピーダンスＺ_ｓ（ｓ）として一巡伝達関数Ｇ_ＬＰを算出してよい。

［５．７．他の判定手法］
上記の変形例においては、判定部３００はシミュレーションが収束するか否かの判定を、ハードウェアインザループ回路１００１の一巡伝達関数から導出されるナイキスト線図などに基づいて行うこととして説明したが、他の手法により行ってもよい。例えば、判定部３００は、供試機２を用いてシミュレーション装置１１Ａにより実行されるシミュレーションで得られる信号波形に基づいて判定を行ってよく、一例として次の手法（１）〜（３）を用いて判定を行ってよい。この場合には、シミュレーションで得られる実際の信号波形に基づいて判定が行われるので、シミュレーションが収束するか否かを正しく判定することができる。

［５．７．１．他の判定手法（１）］
判定部３００は、試験対象の供試機２を用いたシミュレーションで得られる信号波形の特徴量と、既知の特性を有する他の供試機を用いてシミュレーション装置１１Ａにより実行されるシミュレーションで得られた基準信号波形の特徴量に基づく閾値との比較結果に基づいて判定を行う。基準信号波形の特徴量に基づく閾値は、検出装置３０に具備される記憶部（図示せず）に予め記憶されてよい。既知の特性を有する他の供試機は、校正用供試機２であってよい。波形の特徴量は、波形のピーク値でもよいし、平均値でもよいし、波形の包絡線（一例として複数のピークを結んだ直線）上の点でもよい。基準信号波形の特徴量に基づく閾値は、特徴量に係数（一例として１．２）を乗じた値であってもよいし、特徴量にマージンを加えた値であってもよい。なお、値の比較は判定部３００に具備されるコンパレータで行われてよい。後述の手法（２），（３）でも同様である。

図１６は、シミュレーションで得られる時間応答の信号波形を示す。図中の横軸は時間（秒）を示し、縦軸は信号値（Ｖ）を示す。信号１は、校正用供試機２を用いたシミュレーションで得られる基準信号波形を示す。信号２は、試験対象の供試機２を用いたシミュレーションで得られる基準信号波形を示す。

判定部３００は、信号１の包絡線上の任意時点（Ｔ）での信号値に１．２を乗じた値（Ｖ１）と、信号２の包絡線上の時点（Ｔ）での信号値（Ｖ２）との比較結果に基づいて判定を行ってよい。一例として判定部３００は、Ｖ１＜Ｖ２の場合にシミュレーションが発散すると判定し、Ｖ２≦Ｖ１の場合にシミュレーションが収束すると判定してよい。

［５．７．２．他の判定手法（２）］
判定部３００は、試験対象の供試機２を用いたシミュレーションで得られる信号波形の包絡線の傾きが正であるか否かに基づいて判定を行う。一例として、判定部３００は、信号波形にいて連続する２つのピーク値を比較し、先のピーク値（Ｐ１）よりも後のピーク値（Ｐ２）が大きいか否かを判定してよい。判定部３００は、Ｐ１≧Ｐ２の場合にシミュレーションが収束すると判定し、Ｐ１＜Ｐ２の場合にシミュレーションが発散すると判定してよい。

［５．７．３．他の判定手法（３）］
判定部３００は、試験対象の供試機２を用いたシミュレーションで得られる信号波形のピーク値と、供試機２（一例として試験対象の供試機２）を用いてシミュレーション装置１１Ａにより実行されるシミュレーションにおいて得られる電圧信号または電流信号の閾値との比較結果に基づいて判定を行う。閾値は電流または電圧の許容範囲の上限値であってもよいし、上述の基準信号波形のピーク値に係数（一例として１．２）を乗じた値であってもよいし、これらにマージンを加えた値であってもよい。閾値は、検出装置３０に具備される記憶部（図示せず）に予め記憶されてよい。

［６．その他の変形例］
なお、上記の実施形態においては、シミュレーションシステム１は、算出装置１３および切替装置１８を備えることとして説明したが、これらの何れかを備えないこととしてもよい。例えばシミュレーションシステム１が算出装置１３を備えない場合には、シミュレーションシステム１の外部の算出装置１３から、供試機２のインピーダンスＺ_Ｌが供給されてよい。

また、シミュレーションシステム１は調整装置１４および設定装置１７を備えることとして説明したが、何れか一方を備えないこととしてもよい。また、シミュレーションシステム１が設定装置１７を備えない場合には、切替装置１８はシミュレーションシステム１の動作モードをオフライン設定モードに切り替えなくてよい。

また、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）を伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）で規格化した伝達関数Ｇ（ｓ，ｐ）が１に近似するようなパラメータｐの値が算出されることとして設定したが、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）と伝達関数Ｇ_ｏｒｇ（ｓ）との差分が０に近似するようなパラメータｐの値が算出されることとしてもよい。

また、伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）に関して供試機２をシミュレーションされたものとして説明したが、シミュレーションされていない実際の装置（例えば実機やミニモデル）としてもよい。この場合には、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理では、実際の供試機２に対し、シミュレーションされた接続対象回路１１０が仮想インタフェース回路１１１や実際のインタフェース回路１０を介して接続された回路における伝達関数Ｇ_ＩＦ（ｓ，ｐ）が算出されてよい。

また、シミュレーション装置１１にはデジタルで入出力が行われることとして説明したが、アナログで入出力が行われてもよい。この場合には、インタフェース回路１０には、ＡＤコンバータ１０４、１０５やＤＡコンバータ１０６が具備されなくてもよい。

また、接続対象回路１１０を、供試機２に電力を供給する電力系統として説明したが、直流または交流の電源としてもよいし、供試機２から供給される電力を消費する１または複数の負荷としてもよい。

また、上記の変形例においては、シミュレーション装置１１Ａは算出装置１３や調整装置１４、設定装置１７、切替装置１８Ａ、位相補償フィルタ１１１９、停止装置３１、設定装置３２を有することとして説明したが、これらの少なくとも一部を有しないこととしてもよい。このような場合であっても、シミュレーション装置１１Ａが検出装置３０を有する場合には、シミュレーションの発散を防止することができる。

また、収束インピーダンス値を探索する過程で検出装置３０が二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを順次、小さくすることとして説明したが、順次、大きくしてもよい。例えば、検出装置３０は、二次側インピーダンス素子Ｒａｂのインピーダンスを０から順次、大きくしてよい。

また、本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図１７は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１ シミュレーションシステム
１Ａ シミュレーションシステム
２ 供試機
１０ インタフェース回路
１１ シミュレーション装置
１１Ａ シミュレーション装置
１３ 算出装置
１４ 調整装置
１７ 設定装置
１８ 切替装置
１８Ａ 切替装置
３０ 検出装置
３１ 停止装置
３２ 設定装置
１０１ 電圧源
１０２ 電圧測定部
１０３ 電流測定部
１０４ ＡＤコンバータ
１０５ ＡＤコンバータ
１０６ ＤＡコンバータ
１１０ 接続対象回路
１１１ 仮想インタフェース回路
１１５ 接続回路
１１６ 接続回路
１３１ 供給部
１３２ 測定部
１３３ 特定部
１７１ 取得部
１７２ 算出部
１７３ 設定部
３００ 判定部
１０００ シミュレーション対象回路
１００１ ハードウェアインザループ回路
１００２ 仮想の回路
１１０１ 電圧源
１１１１ 電圧源
１１１２ 電流源
１１１３ 電圧測定部
１１１５ 減衰インピーダンス回路
１１１９ 位相補償フィルタ
２２００ コンピュータ
２２０１ ＤＶＤ−ＲＯＭ
２２１０ ホストコントローラ
２２１２ ＣＰＵ
２２１４ ＲＡＭ
２２１６ グラフィックコントローラ
２２１８ ディスプレイデバイス
２２２０ 入／出力コントローラ
２２２２ 通信インタフェース
２２２４ ハードディスクドライブ
２２２６ ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
２２３０ ＲＯＭ
２２４０ 入／出力チップ
２２４２ キーボード

Claims (14)

1. 接続対象回路に接続されるべき供試機のハードウェアインザループシミュレーションを行うシミュレーションシステムであって、
   可変インピーダンス素子を含み前記供試機に接続されるインタフェース回路と、
   前記インタフェース回路を介して前記供試機に接続され、前記接続対象回路と、前記可変インピーダンス素子に等しいインピーダンスを持つ仮想インピーダンス素子を含み前記インタフェース回路を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する仮想インタフェース回路と、を含むシミュレーション対象回路をシミュレーションするシミュレーション装置と、
   前記シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する前記可変インピーダンス素子のインピーダンスの値を検出する検出装置と、
   を備えるシミュレーションシステム。
2. 前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記検出装置により検出されたインピーダンスの値に設定する設定装置をさらに備える、請求項１に記載のシミュレーションシステム。
3. 前記検出装置は、前記設定装置が前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを変更する毎に前記シミュレーション装置により実行されるシミュレーションが収束するか否かを判定する判定部を有する、請求項２に記載のシミュレーションシステム。
4. 前記判定部によりシミュレーションが発散すると判定される場合に当該シミュレーションを停止する停止装置をさらに備える、請求項３に記載のシミュレーションシステム。
5. 前記検出装置は、前記シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する前記可変インピーダンス素子の最小のインピーダンスを検出する、請求項３または４に記載のシミュレーションシステム。
6. 前記検出装置は、前記設定装置に前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを第１インピーダンスから順次、小さくさせて前記最小のインピーダンスを検出する、請求項５に記載のシミュレーションシステム。
7. 前記判定部は、前記供試機を用いて前記シミュレーション装置により実行されるシミュレーションで得られる信号波形に基づいて判定を行う、請求項３から６のいずれか一項に記載のシミュレーションシステム。
8. 前記検出装置は、既知の特性を有する他の供試機を用いて前記シミュレーション装置により実行されるシミュレーションで得られた基準信号波形の特徴量に基づく閾値を記憶する記憶部を有し、
   前記判定部は、前記信号波形の特徴量と、前記基準信号波形の特徴量に基づく閾値との比較結果に基づいて判定を行う、請求項７に記載のシミュレーションシステム。
9. 前記検出装置は、前記供試機を用いて前記シミュレーション装置により実行されるシミュレーションにおいて得られる電圧信号または電流信号の閾値を記憶する記憶部を有し、
   前記判定部は、前記信号波形のピーク値と、前記閾値との比較結果に基づいて判定を行う、請求項７に記載のシミュレーションシステム。
10. 前記判定部は、前記信号波形の包絡線の傾きが正であるか否かに基づいて判定を行う、請求項７に記載のシミュレーションシステム。
11. 前記判定部は、前記インタフェース回路および前記仮想インタフェース回路を介して前記供試機と、シミュレーションされた前記接続対象回路とが接続された回路の一巡伝達関数から導出されるナイキスト線図またはボード線図に基づいて判定を行う、請求項３から７のいずれか一項に記載のシミュレーションシステム。
12. 前記シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを検出する検出モードと、前記検出モードにより検出されたインピーダンスに前記可変インピーダンス素子が設定された状態で前記シミュレーション装置により前記供試機を試験する試験モードと、の間で当該シミュレーションシステムの動作モードを切り替える切替装置をさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシミュレーションシステム。
13. 接続対象回路に接続されるべき供試機のハードウェアインザループシミュレーションを行うシミュレーション方法であって、
    可変インピーダンス素子を含むインタフェース回路を介して前記供試機に接続され、前記接続対象回路と、前記可変インピーダンス素子に等しいインピーダンスを持つ仮想インピーダンス素子を含み前記インタフェース回路を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する仮想インタフェース回路と、を含むシミュレーション対象回路をシミュレーションするシミュレーション段階と、
    前記シミュレーション段階によるシミュレーションが収束する前記可変インピーダンス素子のインピーダンスの値を検出する検出段階と、
    を備えるシミュレーション方法。
14. コンピュータに、
    接続対象回路に接続されるべき供試機のハードウェアインザループシミュレーションを行うシミュレーション装置であって、可変インピーダンス素子を含むインタフェース回路を介して前記供試機に接続され、前記接続対象回路と、前記可変インピーダンス素子に等しいインピーダンスを持つ仮想インピーダンス素子を含み前記インタフェース回路を介した接続によるシミュレーション誤差を補償する仮想インタフェース回路と、を含むシミュレーション対象回路をシミュレーションするシミュレーション装置と、
    前記シミュレーション装置によるシミュレーションが収束する前記可変インピーダンス素子のインピーダンスの値を検出する検出装置と、
    を実現させるプログラム。

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