JP3448937B2 - 振動制御装置 - Google Patents

振動制御装置

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JP3448937B2
JP3448937B2 JP02313394A JP2313394A JP3448937B2 JP 3448937 B2 JP3448937 B2 JP 3448937B2 JP 02313394 A JP02313394 A JP 02313394A JP 2313394 A JP2313394 A JP 2313394A JP 3448937 B2 JP3448937 B2 JP 3448937B2
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晃 角
正治 石黒
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神鋼電機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、自動車の駆
動系を試験する際に用いて好適な振動制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車の設計段階においては、エンジン
の振動に対するトランスミッションの強度や車体の乗り
心地などを評価する必要がある。この場合、例えば、ト
ランスミッションの振動特性を評価する際は、3000
rpmにおいて100rpmの軸振動を与えるとか、8
000rpmにおいて200rpmの軸振動を与えると
いうように、平均的な回転数を与えた上で振動を与える
ようにしている。
【0003】このような振動検査を行う場合の従来の方
法は、図4に示すように、モータ1の出力軸と負荷(例
えば、トランスミッション)2との間に、油圧加振装置
3を介在させ、モータ1によって平均的な回転を与えた
上で、油圧加振装置3による振動を重畳するようにして
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油圧加
振装置3を用いると、設置スペースが大きくなる、
油圧制御の付帯設備が多くなる、油圧部のメンテナン
スが必要になる、騒音が大きくなるという問題が生じ
た。
【0005】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、油圧加振装置を用いることなく、モータによ
って回転と加振の双方を負荷に与え、かつ、これらを個
別に制御することができる振動制御装置を提供すること
を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明においては、振動の振幅を示
す振幅指令値および周波数を示す周波数指令値に対応し
た交流制御信号を発生し、この交流制御信号に応じた駆
動電流をモータに供給する振動制御装置において、前記
モータに接続された制御対象から制御量を検出する制御
量検出手段と、前記制御量の前記周波数指令値における
振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅検出手段が検
出した振幅と前記振幅指令値との偏差に応じた振幅制御
信号を発生する振幅制御信号発生手段と、この振幅制御
信号によって示される振幅と前記周波数指令値とに応じ
て前記交流制御信号を発生する交流制御信号発生手段
と、前記制御量とその平均指令値との偏差が最小となる
ように前記モータへ駆動電流を供給する制御ループとを
有し、前記振幅制御信号発生手段における偏差が最小と
なるように制御するとともに、前記交流制御信号のうち
前記周波数指令値に係る成分に前記制御ループが応答し
ないように前記制御ループの周波数応答を低く設定する
ことを特徴とする振動制御装置。
【0007】また、請求項2に記載の発明においては、
振動の振幅を示す振幅指令値および周波数を示す周波数
指令値に対応した交流制御信号を発生し、この交流制御
信号に応じた駆動電流をモータに供給する振動制御装置
において、前記モータに接続された制御対象から第1の
制御量を検出する第1の制御量検出手段と、前記モータ
に接続された制御対象から第2の制御量を検出する第2
の制御量検出手段と、前記第2の制御量の前記周波数指
令値における振幅を検出する振幅検出手段と、この振幅
検出手段が検出した振幅と前記振幅指令値との偏差に応
じた振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生手段と、
この振幅制御信号によって示される振幅と前記周波数指
令値とに応じて前記交流制御信号を発生する交流制御信
号発生手段と、前記第1の制御量とその平均指令値との
偏差が最小となるように前記モータへ駆動電流を供給す
る制御ループとを有し、前記振幅制御信号発生手段にお
ける偏差が最小となるように制御するとともに、前記交
流制御信号のうち前記周波数指令値に係る成分に前記制
御ループが応答しないように前記制御ループの周波数応
答を低く設定することを特徴とする振動制御装置。
【0008】
【作用】前記制御ループの周波数応答が振動を規定する
周波数指令値より低く設定されているので、偏差検出手
段の偏差を最小にする振動制御の動作と、制御ループに
よる制御動作とが各々独立に行われる。
【0009】また、請求項2に記載の発明にあっては、
振動制御における制御量と、制御ループにおける制御量
を各々別個にすることができるので、例えば、回転速度
を一定にした状態で、トルク振動を与える等の制御を行
うことができる。
【0010】
【実施例】A:第1実施例の構成 以下、図面を参照してこの発明の第1実施例について説
明する。図1は、この発明の第1実施例の構成を示すブ
ロック図である。図において、5は負荷2の速度を検出
する速度検出器であり、検出された速度N(制御量:交
流信号)は、偏差検出器6に減算信号として供給され
る。偏差検出器6には、指令値である平均速度NDC *
加算信号として供給されており、平均速度NDC *と速度
Nとの偏差は、アンプ7によってトルク指令TDC *に変
換された後、加算器8を介してインバータ9に供給され
る。インバータ9は、加算器8の出力信号に対応した出
力電流をモータ1に供給する。
【0011】以上の構成要素によって速度制御ループ1
0が構成されており、偏差検出器6における偏差が最小
となるように、速度制御が行われる。なお、この速度制
御ループ10は、一般的なインバータドライブシステム
と同様の構成である。
【0012】次に、F*は、負荷2に与えるべき振動の
周波数(速度リップルの周波数)であり、また、ΔN*
は振動の振幅である。15はフーリエ変換回路であり、
検出された速度Nの周波数F*についてのフーリエ成
分、すなわち、振幅ΔN(直流信号)を検出する。この
フーリエ変換回路15は、ハードウエアによって構成し
てもよく(例えば、特願平5−19087号の図2に示
される構成)、ソフトウエアによって構成してもよい。
【0013】次に、フーリエ変換回路15から出力され
る振幅ΔNは、偏差検出器16に供給され、ここで、振
幅ΔN*との偏差が検出される。この偏差は、アンプ1
7によってトルク値ΔT*に変換される。20はフーリ
エ逆変換回路であり、トルク値ΔTと周波数F*に基づ
いて、振幅がΔTで周波数がF*のトルク指令信号TAC *
(交流信号)を作成し、加算器8に供給する。加算器8
は、TDC *とTAC *とを加算してトルク指令T*を出力す
る。
【0014】上述したフーリエ変換回路15、偏差検出
器16、アンプ17およびフーリエ逆変換回路20によ
って加振制御部25が構成されており、また、速度制御
ループ10の周波数応答は、加振の指令周波数であるF
*より、十分に低く設定されている。
【0015】B:第1実施例の動作 まず、振動の周波数F*と振幅ΔN*与えられない状態
においては、回路は単なる速度制御ループ10だけの動
作となる。すなわち、図2(イ)に示すように、トルク
指令値TDC *は、速度NDC *に対応した一定値になり、モ
ータ1は指令速度NCD *に一致した速度で定速回転す
る。
【0016】次に、振動の周波数F*と振幅ΔN*が与え
られると、アンプ17が振幅ΔN*に対応した指令トル
クΔT*を出力し、これがフーリエ逆変換回路20によ
って交流信号に変換され、トルクTAC *として出力され
る。ここで、図2(ロ)は、トルクTAC *の波形であ
り、図示のように、振幅がΔN*で、周期が1/F*の交
流信号である。
【0017】そして、トルクTAC *は、加算器8におい
て、トルクTDC *に重畳されるから、モータ1は平均速
度NDC *で回転しつつ、速度ΔN*のリップル(すなわ
ち、振動)を有するようになる。したがって、速度検出
器5が検出する速度Nの波形は、図2(ハ)に示すよう
に、平均速度成分NDCに振動成分である速度ΔNが重畳
された波形になる。
【0018】この場合、速度制御ループ10の周波数応
答は、周波数F*に対して十分に低いので、振動成分に
追従することなく、指令平均速度NCD *に基づいた速度
制御だけを行う。
【0019】また、検出速度Nに含まれる振動成分の速
度ΔNは、フーリエ変換回路15において検出され、偏
差検出器16において振動の振幅ΔN*との偏差が検出
される。そして、アンプ17は、偏差検出器16の偏差
に応じたトルクΔT*を出力するが、振幅ΔNが減算信
号になっているため、トルクΔT*は、偏差検出器16
の偏差を最小にするような値となり、これによって、負
荷2に与えられる振動は、振幅がΔN*に一致し、周波
数がF*に一致するものとなる。以上のようにして、モ
ータ1の平均速度と加振波形とが独立に制御される。す
なわち、制御対象の直流成分と交流成分とが個別に制御
される。なお、上記実施例における制御量Nを軸トルク
Tに置き換えることもできる。
【0020】C:第2実施例 図3は、この発明の第2実施例の構成を示すブロック図
である。なお、図において前述した図1と対応する部分
には同一の符号を付けてその説明を省略する。この実施
例が第1実施例と異なっているのは、モータ1と負荷2
との間にトルク検出器30が追加され、その検出信号T
がフーリエ変換回路15に供給されている点である。
【0021】以上の構成によれば、フーリエ変換回路1
5からは、検出トルク信号Tの周波数F*における振幅
ΔTが出力され、偏差検出器16において指令トルク値
ΔT*との偏差が検出される。そして、アンプ17は、
この偏差が最小となるような指令トルク値ΔT**を発生
し、フーリエ逆変換回路20は振幅値がトルクΔT
**で、周波数がF*の信号TAC *を発生する。したがっ
て、加振制御部25は、速度制御ループ10とは別個
に、トルク加振だけを制御することができる。
【0022】このように、この実施例における加振制御
部25は、トルクだけを加振するから、任意の速度にお
いて所望のトルク加振を行うことができる。例えば、モ
ータを2000rpmで定速回転させた状態で、トルク
についてだけ200rpmの加振を与える等の制御を行
うことができる。
【0023】なお、制御量を入れ替え、速度制御ループ
10においてトルクを制御し、加振制御部25において
速度を制御するようにしてもよい。この場合にあって
は、トルクを一定に制御しながら、回転速度を加振する
ことができる。また、上記各実施例におけるフーリエ変
換回路15に換えて、制御量の振幅が検出できる他の回
路を用いてもよい。要は、交流の入力に対して、その振
幅が出力できる回路であればよく、例えば、周波数F*
の成分だけを通過させるフィルタと、このフィルタの出
力信号から振幅に応じた信号を出力する回路の組み合わ
せなどで構成してもよい。同様に、フーリエ逆変換回路
20についても、入力信号(直流)に対応した振幅を有
し、周波数F*の交流が発生できる回路であればよい。
例えば、余弦波(あるいは正弦波)を発生する回路とそ
の振幅を制御する回路等によって構成してもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、モータによって回転と加振の双方を負荷に与え、か
つ、これらを個別に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の構成を示すブロック図
である。
【図2】同実施例における回路各部の波形を示す波形図
である。
【図3】この発明の第2実施例の構成を示すブロック図
である。
【図4】従来装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 モータ 5 速度検出器(制御量検出手段:第1の制御量検出手
段) 10 速度制御ループ(制御ループ) 15 フーリエ変換回路(振幅検出手段) 17 アンプ(振幅制御信号発生手段) 20 フーリエ逆変換回路(交流制御信号発生手段) 30 トルク検出器(第2の制御量検出手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 19/02 G05B 11/32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振動の振幅を示す振幅指令値および周波
    数を示す周波数指令値に対応した交流制御信号を発生
    し、この交流制御信号に応じた駆動電流をモータに供給
    する振動制御装置において、 前記モータに接続された制御対象から制御量を検出する
    制御量検出手段と、 前記制御量の前記周波数指令値における振幅を検出する
    振幅検出手段と、 この振幅検出手段が検出した振幅と前記振幅指令値との
    偏差に応じた振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生
    手段と、 この振幅制御信号によって示される振幅と前記周波数指
    令値とに応じて前記交流制御信号を発生する交流制御信
    号発生手段と、 前記制御量とその平均指令値との偏差が最小となるよう
    に前記モータへ駆動電流を供給する制御ループと を有し、前記振幅制御信号発生手段における偏差が最小
    となるように制御するとともに、前記交流制御信号のう
    ち前記周波数指令値に係る成分に前記制御ループが応答
    しないように前記制御ループの周波数応答を低く設定す
    ることを特徴とする振動制御装置。
  2. 【請求項2】 振動の振幅を示す振幅指令値および周波
    数を示す周波数指令値に対応した交流制御信号を発生
    し、この交流制御信号に応じた駆動電流をモータに供給
    する振動制御装置において、 前記モータに接続された制御対象から第1の制御量を検
    出する第1の制御量検出手段と、 前記モータに接続された制御対象から第2の制御量を検
    出する第2の制御量検出手段と、 前記第2の制御量の前記周波数指令値における振幅を検
    出する振幅検出手段と、 この振幅検出手段が検出した振幅と前記振幅指令値との
    偏差に応じた振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生
    手段と、 この振幅制御信号によって示される振幅と前記周波数指
    令値とに応じて前記交流制御信号を発生する交流制御信
    号発生手段と、 前記第1の制御量とその平均指令値との偏差が最小とな
    るように前記モータへ駆動電流を供給する制御ループと を有し、前記振幅制御信号発生手段における偏差が最小
    となるように制御するとともに、前記交流制御信号のう
    ち前記周波数指令値に係る成分に前記制御ループが応答
    しないように前記制御ループの周波数応答を低く設定す
    ることを特徴とする振動制御装置。
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CA2208499A1 (en) 1997-06-16 1998-12-16 Hydro-Quebec Electrically audible motorized wheel assembly and method thereof
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