JP5235822B2 - Current control device for electric power steering device - Google Patents
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Description
この発明は、特定周波数の外乱電圧により発生する振動を抑制する電動パワーステアリング装置の電流制御装置に関するものである。 The present invention relates to a current control device for an electric power steering device that suppresses vibration generated by a disturbance voltage having a specific frequency.
外乱電圧により発生する振動を抑制する従来の電動パワーステアリング装置の電流制御装置は、例えば、特許文献1に示すように、制御対象に相当するモデルの逆特性で構成される制御入力推定器に検出された制御対象の出力である検出電流信号を入力することにより制御対象への入力電圧推定値を得るとともに、実際の制御対象への制御入力電圧値と入力電圧推定値の差を演算し、これにローパスフィルタを通したものを外乱電圧推定値として推定する外乱オブザーバを有し、この外乱オブザーバによる外乱電圧推定値をそのまま外乱電圧補償量とし、フィードフォワードやフィードバックなど目標電流追従のための主制御量に重畳させる構成となっている。
A current control device for a conventional electric power steering device that suppresses vibration generated by a disturbance voltage is detected by, for example, a control input estimator configured by the inverse characteristics of a model corresponding to a control target as shown in
ここで、非特許文献1に記載されているように、上述したローパスフィルタは制御系の安定化のため必須である。このとき、対象としている外乱電圧は、舵角速度に比例したモータの逆起電圧であり、周波数が低いために補償可能であるが、非特許文献2に示すような100Hz以上の高周波の電源電圧の変動にともなう外乱電圧は抑制することができなかった。
Here, as described in
また、非特許文献3に記載のとおり、電動パワーステアリングは、第一に運転者の操舵トルクに略比例する目標電流を演算し、第二に目標電流に可能な限り一致させるべく電流制御を行うことにより、操舵トルクに略比例する補助トルクを発生させ、運転者の操舵トルクを低減するシステムである。すなわち、電流制御はこのシステムの局所的な制御を行うローカル制御器となっている。 Further, as described in Non-Patent Document 3, the electric power steering first calculates a target current that is substantially proportional to the steering torque of the driver, and secondly performs current control so as to match the target current as much as possible. Thus, the auxiliary torque that is substantially proportional to the steering torque is generated, and the steering torque of the driver is reduced. That is, current control is a local controller that performs local control of the system.
電動パワーステアリングシステムは、単純に操舵トルクに略比例する目標電流を演算した場合、目標電流と検出電流が完全に一致した場合にも、概ね100Hz以下となるクロスオーバ周波数付近で位相余裕やゲイン余裕が十分確保できず発振してしまう。そこで、位相補償器などにより、位相余裕やゲイン余裕を与え安定性を確保している。 The electric power steering system simply calculates the target current that is approximately proportional to the steering torque, and even if the target current and the detected current completely match, the phase margin and gain margin are around the crossover frequency that is approximately 100 Hz or less. Oscillates because it cannot be secured sufficiently. Therefore, a phase compensator or the like provides a phase margin and a gain margin to ensure stability.
しかし、目標電流と概ね100Hz以下で一致しないと、電動パワーステアリングシステムの位相余裕やゲイン余裕が減少し発振する場合がある。そこで、電流制御特性は、概ね100Hz以下において、ゲインは1からのずれ、位相は0degからのずれが、電動パワーステアリングシステム全体の位相余裕及びゲイン余裕が安定性を損なわないレベルまで小さく設定されておく必要がある。 However, if it does not match the target current at approximately 100 Hz or less, the phase margin and gain margin of the electric power steering system may decrease and oscillation may occur. Therefore, the current control characteristics are set so that the phase deviation and the gain margin of the entire electric power steering system are set to a level that does not impair the stability when the gain is deviated from 1 and the phase is deviated from 0 deg. It is necessary to keep.
また、例えば、特許文献2に示すように、外乱としてブラシレスモータの電気角に対応して電磁特性で発生するトルクリップルが電流フィードバックへ与える影響を低減させるために検出電流信号にノッチフィルタを通したものや、例えば、特許文献3のようにモータの共振特性が電流フィードバックへ与える影響を低減させるためPID制御器の後段にノッチフィルタを通した例がある。これらは、いずれも目標電流からコイル間に加わる外乱電圧の影響を考慮しておらず、付加した補償器は、ピーク周波数のゲインがDCゲインよりも小さくなるノッチフィルタであるので外乱電圧の影響を抑制することができない。
Also, for example, as shown in
外乱電圧により発生する振動を抑制する従来の電動パワーステアリングの電流制御装置は、例えば、特許文献1に示すように、制御対象に相当するモデルの逆特性で構成される制御入力推定器に、検出された制御対象の出力である検出電流信号を入力することにより制御対象への入力推定値を得るとともに、実際の制御対象への制御入力値と入力推定値の差を演算し、これにローパスフィルタを通したものを外乱電圧推定値として推定する外乱オブザーバを有し、この外乱オブザーバによる外乱電圧推定値をそのまま外乱電圧補償量とし、フィードフォワードやフィードバックなど目標値追従のための主制御量に重畳させる構成となっている。
A conventional electric power steering current control device that suppresses vibrations generated by a disturbance voltage is detected by a control input estimator configured with a reverse characteristic of a model corresponding to a control target, as shown in
また、非特許文献1に記載の通り、このローパスフィルタは制御系の安定化のため必須である。このとき、対象としている外乱電圧は、舵角速度に比例したモータの逆起電圧であり、周波数が低いために補償可能であるが、例えば100Hz以上の高周波の電圧変動にともなう外乱電圧を抑制することができなかった。
Further, as described in
また、例えば、特許文献2に示すように、外乱としてブラシレスモータの電気角に対応して電磁特性で発生するトルクリップルが電流フィードバックへ与える影響を低減させるために検出電流信号にノッチフィルタを通したものや、例えば、特許文献3のようにモータの共振特性が電流フィードバックへ与える影響を低減させるためPID制御器の後段にノッチフィルタを通した例がある。これらは、いずれも目標電流からコイル間に加わる外乱電圧の影響を考慮しておらず、付加した補償器は、ピーク周波数のゲインがDCゲインよりも小さくなるノッチフィルタであるので外乱電圧の影響を抑制することができない。
Also, for example, as shown in
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、高周波の外乱電圧により発生する振動を抑制するとともに、電流制御の目的である目標電流からモータに流れる電流の追従特性への影響を、電動パワーステアリングシステム全体の位相余裕及びゲイン余裕を十分確保し、安定性を失わないレベルまで小さくできる電動パワーステアリング装置の電流制御装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses vibrations caused by high-frequency disturbance voltages, and also follows the characteristics of the current flowing from the target current to the motor, which is the purpose of current control. It is an object of the present invention to obtain a current control device for an electric power steering device that can sufficiently reduce the influence on the phase and gain margin of the entire electric power steering system and reduce the stability to a level that does not lose stability.
この発明に係る電動パワーステアリング装置の電流制御装置は、外乱電圧により発生する振動を抑制する電動パワーステアリング装置の電流制御装置であって、目標電流値に対して電流検出値を追従させるフィードバックループ中に、外乱電圧からモータに流れる電流を定めるまでのループの伝達特性が、外乱電圧の周波数とノッチ周波数が一致するように、分母側と分子側ともにω d √(1−ζ d 2 )で得られる周波数設定を行ったノッチフィルタ特性となる補償器を挿入したことを特徴とする。 A current control device for an electric power steering device according to the present invention is a current control device for an electric power steering device that suppresses vibrations caused by a disturbance voltage, and is in a feedback loop that causes a current detection value to follow a target current value. In addition, the transfer characteristic of the loop from the disturbance voltage to the determination of the current flowing to the motor is obtained by ω d √ (1−ζ d 2 ) on both the denominator side and the numerator side so that the frequency of the disturbance voltage and the notch frequency coincide. It is characterized in that a compensator having a notch filter characteristic with a set frequency is inserted.
この発明によれば、目標電流値に対して電流検出値を追従させるフィードバック型の電流制御とするとともに、外乱電圧からモータに流れる電流までのループの伝達特性が、外乱電圧の周波数とノッチ周波数が一致するノッチフィルタ特性となる補償器をフィードバックループ中に挿入させたことにより、目標電流からモータに流れる電流までの電流制御の周波数特性におけるゲイン変動及び位相遅れが、電動パワーステアリングのシステム全体の開ループ伝達関数に適切な位相余裕及びゲイン余裕が十分確保できるレベルまで小さくできる。そのため、電動パワーステアリングシステム全体の安定性を損なうことなく外乱電圧による電流の変動を抑制できるといった、従来にない顕著な効果を奏するものである。 According to the present invention, the feedback type current control for causing the current detection value to follow the target current value is performed, and the transfer characteristic of the loop from the disturbance voltage to the current flowing through the motor is determined by the disturbance voltage frequency and the notch frequency. By inserting a compensator with matching notch filter characteristics in the feedback loop, gain fluctuations and phase delays in the frequency characteristics of current control from the target current to the current flowing to the motor can be reduced in the entire electric power steering system. The level can be reduced to a level that can sufficiently secure a phase margin and a gain margin suitable for the loop transfer function. For this reason, there is an unprecedented effect that current fluctuation due to disturbance voltage can be suppressed without impairing the stability of the entire electric power steering system.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による電動パワーステアリング装置の電流制御装置の構成を示すブロック図である。図1に示す実施の形態1は、電動パワーステアリング装置などトルク制御装置の電流制御へ適用したものである。目標電流演算器(図示せず)により演算された目標電流Irefとモータ4に流れる電流を電流検出器5で検出した検出電流信号Iactとに基づきフィードバック制御器1で目標フィードバック電圧Vref_fbが演算される。
1 is a block diagram showing a configuration of a current control device of an electric power steering apparatus according to
フィードバック制御器1は、目標電流Irefと検出電流信号Iactの誤差を演算する電流誤差演算器1a、電流誤差演算器1aの出力にゲインKpを乗ずる演算を行う比例制御器1b、電流誤差演算器1aの出力を積分するとともにゲインKIを乗ずる積分制御器1c、比例制御器1bの出力と積分制御器1cの出力とを加算して目標フィードバック電圧Vref_fbを演算するPI加算器1dより構成される。
また、フィードバック制御器1の出力を入力し共振周波数を外乱周波数と一致させる共振型位相補償器2を配置する。共振型位相補償器2の出力は、電圧駆動部3に入力され、電圧駆動部3は駆動電圧Vdrを発生させる。電圧駆動部3は、例えば高周波のPWM方式でバッテリ電圧をON−OFFすることにより平均的に駆動電圧Vdrが目標電圧Vrefに一致するよう駆動する。駆動電圧Vdrはモータ4の端子に印加される。このとき、例えばバッテリ電圧変動などによる外乱電圧Vwにより、端子間電圧Vtは駆動電圧Vdrに対し変動する場合がある。また、モータ4の端子間電圧にモータの回転速度に比例した逆起電圧Veを減じたコイル印加電圧Vcに対してコイル4aのインピーダンス特性に応じてモータ4に流れる電流Imが定まるとともにトルク発生部4bで電流Imに比例したトルクTmを発生させる。
In addition, a resonance
次に動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ステップS101では目標電流Irefを読み込みメモリに記憶する。ステップS102では検出電流信号Iactを読み込みメモリに記憶する。ステップS103は電流誤差演算器1aで電流偏差△I=Iref−Iactを演算しメモリに記憶する、ステップS104では比例制御器1bで電流偏差△Iに比例ゲインKPを乗じメモリに記憶する。ステップS105では積分制御器1cで電流偏差△Iを積分演算しゲインKIを乗じメモリに記憶する。ステップS106ではPI加算器1dで比例制御器1bの出力と積分制御器1cの出力を加算しVref_fbとしてメモリに記憶する。ステップS107ではVref_fbを共振型位相補償器2に入力し、目標電圧Vrefを演算しメモリに記憶する。ステップS108では目標電圧Vrefを電圧駆動部3に出力する。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step S101, the target current Iref is read and stored in the memory. In step S102, the detected current signal I act is read and stored in the memory. In step S103, the current error calculator 1a calculates the current deviation ΔI = I ref −I act and stores it in the memory. In step S104, the proportional controller 1b multiplies the current deviation ΔI by the proportional gain K P and stores it in the memory. . Step S105 The current deviation △ I in
電圧駆動部3は、例えば高周波のPWM方式でバッテリ電圧をON−OFFすることにより平均的に駆動電圧Vdrが目標電圧Vrefに一致するようモータ4を駆動する。 The voltage drive unit 3 drives the motor 4 so that the drive voltage V dr is equal to the target voltage V ref on average by turning on and off the battery voltage by, for example, a high frequency PWM method.
このとき、共振型位相補償器2の入出力特性は、
At this time, the input / output characteristics of the
とし、設定共振周波数ωdを外乱電圧周波数に一致させる。また、設定反共振周波数ωnはωdと一致させておく。設定反共振減衰係数ζnは設定共振減衰係数ζdより大きい値に設定し、共振型位相補償器2の周波数特性を、図3に示すように、設定共振周波数ωd(=500Hz)でピークゲインがDCゲインよりも高くなる特性を有するように設定する。なお、式(1)におけるsは周波数伝達関数であり、一般に用いられるラプラス演算子である。
And then, to match the set resonance frequency omega d disturbance voltage frequency. The set anti-resonance frequency ω n is made to coincide with ω d . The set anti-resonance damping coefficient ζ n is set to a value larger than the set resonance damping coefficient ζ d , and the frequency characteristic of the resonance
まず、外乱電圧Vwの影響を説明する前に、電動パワーステアリングにおける電流制御器に要求される仕様について述べる。電動パワーステアリングにおける電流制御器は、電動パワーステアリングシステム全体のローカル制御器となっている。例えば、非特許文献3に記載の通り、目標電流に対しモータ4に流れる電流Imが完全に一致する場合でも、電動パワーステアリングのシステム全体の開ループ伝達関数に適切な位相余裕及びゲイン余裕を与えてシステム安定性確保しておく必要がある。また、電流特性も含めたシステム全体の開ループ伝達関数の位相及びゲインは、上述の目標電流に対しモータ4に流れる電流Imが完全に一致するときの位相及びゲインに、電流制御の目標電流に対する電流Imの追従周波数特性の位相およびゲインを各々重畳させたものである。従って、電流制御特性は、概ね100Hz以下において、ゲインは1からのずれ、位相は0degからのずれが、電動パワーステアリングシステム全体の位相余裕及びゲイン余裕が安定性を損なわないレベルまで小さく設定しておく必要がある。 Before describing the effects of the disturbance voltage V w, it describes specifications of the current controller in the electric power steering. The current controller in the electric power steering is a local controller for the entire electric power steering system. For example, according to Non-Patent Document 3 above, even if the electric current I m which to target current flowing through the motor 4 completely match, an appropriate phase margin and gain margin in the open loop transfer function of the entire system of the electric power steering It is necessary to ensure system stability by giving. Further, the phase and gain of the open loop transfer function of the entire system, including current characteristic, the phase and gain when the current I m flowing through the motor 4 relative to the target current of the above-mentioned completely match, the current control target current each as overlapped with the phase and gain of the tracking frequency characteristic of the current I m for. Therefore, the current control characteristic is set to a level at which the phase deviation and gain margin of the entire electric power steering system do not impair the stability when the gain deviation from 1 and the phase deviation from 0 deg. It is necessary to keep.
本実施の形態1では、図1のような構成とすることにより、外乱電圧周波数のフィードバックゲインが高くなる。図4は、例えばPI制御によるゲインが3dB低下する帯域を2kHzとし、外乱電圧周波数が500Hzの場合を想定して、設定共振周波数ωdを500Hzとして外乱電圧Vwからモータ4に流れる電流Imを定めるまでのループの伝達関数を計算した結果である。実線がこの発明の周波数特性、破線がPI制御の周波数特性を示す。図4より判るように設定共振周波数ωdがノッチ周波数となりゲインが低下する特性となり、外乱電圧の影響を抑制することができる。 In the first embodiment, the configuration as shown in FIG. 1 increases the feedback gain of the disturbance voltage frequency. 4, for example, the bandwidth gain by PI control is reduced 3dB and 2 kHz, and the disturbance voltage frequency is assumed that the 500 Hz, the current flowing through the set resonance frequency omega d to the motor 4 from the disturbance voltage V w as 500 Hz I m It is the result of calculating the transfer function of the loop until it is determined. A solid line indicates the frequency characteristic of the present invention, and a broken line indicates the frequency characteristic of PI control. Setting the resonant frequency omega d As can be seen from FIG. 4 is a characteristic that the gain becomes the notch frequency is decreased, it is possible to suppress the influence of the disturbance voltage.
また、図5に示すように、全周波数範囲で目標電流からモータ4に流れる電流Imを定めるまでのループの特性はほとんど変化しないので電動パワーステアリングのシステム全体の安定性に影響を及ぼさない。 Further, as shown in FIG. 5 does not affect the stability of the entire electric power steering system because the target current characteristics of the loop to determine the current I m flowing through the motor 4 is hardly changed at all range of frequencies.
本実施の形態1では、ωnはωdと一致させたが、例えば式(1)における共振周波数は、厳密にはωd√(1−ζd 2)であるので減衰係数ζdとζnの差が大きい場合は、式(1)における実際の共振周波数と反共振周波数を一致させるため、ωnをωdと異なる値としても良い。 In the first embodiment, ω n is matched with ω d , but for example, the resonance frequency in the equation (1) is strictly ω d √ (1−ζ d 2 ), so that the damping coefficients ζ d and ζ When the difference of n is large, ω n may be set to a value different from ω d in order to match the actual resonance frequency and the anti-resonance frequency in Equation (1).
上述したように、実施の形態1によれば、目標電流値に対して電流検出値を追従させるフィードバックループ中に、外乱電圧からモータ4に流れる電流を定めるまでのループの伝達特性が、外乱電圧の周波数とノッチ周波数が一致するノッチフィルタ特性となる補償器を挿入したので、外乱電圧に対する出力特性がノッチフィルタ特性を有し、そのノッチ周波数が外乱周波数と一致し、外乱抑制効果が高くなる。 As described above, according to the first embodiment, during the feedback loop that causes the current detection value to follow the target current value, the transfer characteristic of the loop until the current flowing from the disturbance voltage to the motor 4 is determined is the disturbance voltage. Since a compensator having a notch filter characteristic with the same frequency and the notch frequency is inserted, the output characteristic with respect to the disturbance voltage has a notch filter characteristic, and the notch frequency coincides with the disturbance frequency, and the disturbance suppressing effect is enhanced.
また、前記補償器は、目標電流値と電流検出値との誤差に基づいて目標フィードバック電圧を演算するフィードバック制御器1から外乱電圧と駆動電圧との重畳位置までのループ中に挿入されて、外乱周波数と一致する設定共振周波数を有し、設定共振周波数でのゲインがDCゲインよりも高くなる特性を有する共振型位相補償器2としたので、目標電流からモータ4に流れる電流までの特性をほとんど変化させることなく外乱電圧を抑制できる。
The compensator is inserted in a loop from the
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2による電動パワーステアリング装置の電流制御装置の構成を示す図である。図6に示す実施の形態2は、電動パワーステアリング装置などトルクを制御装置の電流制御へ適用したものである。目標電流演算器(図示せず)により演算された目標電流Irefとモータ4に流れる電流Imを電流検出器5で検出した検出電流信号Iactを共振型位相補償器2を通した信号Iact_resとに基づきフィードバック制御器1で目標電圧Vrefが演算される。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a current control device for an electric power steering device according to
フィードバック制御器1は、目標電流Irefと共振型位相補償器2を通した信号Iact_resとの誤差を演算する電流誤差演算器1a、電流誤差演算器1aの出力にゲインKpを乗ずる演算を行う比例制御器1b、電流誤差演算器1aの出力を積分するとともにゲインKIを乗ずる積分制御器1c、比例制御器1bの出力と積分制御器1cの出力とを加算して目標電圧Vrefを演算するPI加算器1dより構成される。
The
目標電圧Vrefは、電圧駆動部3に入力し駆動電圧Vdrを発生させる。電圧駆動部3は、例えば高周波のPWM方式でバッテリ電圧をON−OFFすることにより平均的に駆動電圧Vdrが目標電圧Vrefに一致するよう駆動する。駆動電圧Vdrはモータ4の端子に印加される。このとき、例えばバッテリ電圧変動などによる外乱電圧Vwにより、端子間電圧Vtは駆動電圧Vdrに対し変動する場合がある。また、モータ4の端子間電圧Vtにモータ4の回転速度に比例した逆起電圧Veを減じたコイル印加電圧Vcに対してコイル4aのインピーダンス特性に応じてモータ4に流れる電流Imが定まるとともにトルク発生部4bでモータ4に流れる電流Imに比例したトルクTmを発生させる。
The target voltage V ref is input to the voltage driver 3 to generate a drive voltage V dr . The voltage driving unit 3 drives the battery voltage V dr on average to match the target voltage V ref by turning on and off the battery voltage by, for example, a high frequency PWM method. The drive voltage V dr is applied to the terminal of the motor 4. At this time, the inter-terminal voltage V t may fluctuate with respect to the drive voltage V dr due to a disturbance voltage V w due to, for example, battery voltage fluctuation. The current flowing through the motor 4 in accordance with the impedance characteristics of the
次に動作について、図7のフローチャートにより説明する。まず、ステップS201では目標電流Irefを読み込みメモリに記憶する。ステップS202では検出電流信号Iactを読み込みメモリに記憶する。ステップS203は検出電流信号Iactを共振型位相補償器2に入力しIact_resを演算しメモリに記憶する。ステップS204は電流誤差演算器1aで電流偏差△I=Iref−Iact_resを演算しメモリに記憶する、ステップS205では比例制御器1bで△Iに比例ゲインKPを乗じメモリに記憶する。ステップS206では積分制御器1cで△Iを積分演算しゲインKIを乗じメモリに記憶する。ステップS207ではPI加算器1dで比例制御器1bの出力と積分制御器1cの出力とを加算し目標電圧Vrefとしてメモリに記憶する。ステップS208では目標電圧Vrefを電圧駆動部3に出力する。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S201, the target current Iref is read and stored in the memory. In step S202, the detected current signal I act is read and stored in the memory. In step S203, the detected current signal I act is input to the resonance
電圧駆動部3は、例えば高周波のPWM方式でバッテリ電圧をON−OFFすることにより平均的に駆動電圧Vdrが目標電圧Vrefに一致するようモータ4を駆動する。 The voltage drive unit 3 drives the motor 4 so that the drive voltage V dr is equal to the target voltage V ref on average by turning on and off the battery voltage by, for example, a high frequency PWM method.
本実施の形態2では、このような構成とすることにより、フィードバック成分中に含まれる外乱周波数成分の比率が高くなる。この結果、例えば外乱電圧周波数が500Hzの場合を想定して、設定共振周波数ωdを500Hzとして外乱電圧Vwからモータ4に流れる電流Imを定めるまでのループの伝達関数を計算した結果、図8に示すように、設定共振周波数ωdがノッチ周波数となりゲインが低下する特性となり、外乱電圧の影響を抑制することができる。 In the second embodiment, such a configuration increases the ratio of disturbance frequency components included in the feedback component. As a result, for example, the disturbance voltage frequency on the assumption that the 500Hz, the result of calculation of the transfer function of the loop to determine the current I m flowing from disturbance voltage V w the set resonance frequency omega d as 500Hz to the motor 4, FIG. as shown in 8, it is possible to set the resonance frequency omega d is a characteristic in which the gain becomes the notch frequency is decreased to suppress the influence of the disturbance voltage.
また、図9に示すように、目標電流からモータ4に流れる電流Imを定めるまでのループの特性は設定共振周波数ωd(=500Hz)以外では変化が小さく抑えられるので電動パワーステアリングのシステム全体のクロスオーバ周波数よりも十分高い場合には共振周波数ωdが、システム全体の安定性に影響を及ぼさない。 Further, as shown in FIG. 9, the whole the characteristics of the loop until determining the current I m flowing from the target current to the motor 4 is changed can be suppressed small in the non-set resonant frequency ω d (= 500Hz) in the electric power steering system When the frequency is sufficiently higher than the crossover frequency, the resonance frequency ω d does not affect the stability of the entire system.
本実施の形態2でも、実施の形態1に記載のような場合にはωnをωdと完全には一致させなくても良い。 Also in the second embodiment, in the case as described in the first embodiment, ω n does not have to be completely matched with ω d .
また、本実施の形態2では、共振型位相補償器2をマイコンで処理したが、共振型位相補償器2を電流検出器5の後段に配置するためアナログ回路での構成も可能である。アナログ回路で構成した場合は、ステップS202では検出電流信号Iactでなく、検出電流信号Iactを共振型位相補償器2で処理した出力を読み込むのでステップS203が不要になる。アナログ回路で構成すれば、特に外乱電圧の周波数が高いときには、共振型位相補償器の出力が電流制御サンプリング周波数の影響を受けない。
In the second embodiment, the resonance
上述したように、実施の形態2によれば、補償器として、モータ4に流れる電流を検出する電流検出器5と目標電流値と電流検出値との誤差に基づいて目標フィードバック電圧を演算するフィードバック制御器1との間のループ中に挿入されて、外乱周波数と一致する設定共振周波数を有し、設定共振周波数でのゲインがDCゲインよりも高くなる特性を有する共振型位相補償器2としたので、目標電流からモータ4に流れる電流までのループの特性を外乱周波数付近以外でほとんど変化させることなく外乱電圧を抑制できる。また、電流検出器5の後段に配置するため、アナログ回路での構成も可能なので、特に外乱電圧の周波数が高いときには、共振型位相補償器の出力が電流制御サンプリング周波数の影響を受けない。
As described above, according to the second embodiment, as the compensator, the
1 フィードバック制御器、1a 電流誤差演算器、1b 比例制御器、1c 積分制御器、1d PI加算器、2 共振型位相補償器、3 電圧駆動部、4 モータ、5 電流検出器。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
目標電流値に対して電流検出値を追従させるフィードバックループ中に、外乱電圧からモータに流れる電流を定めるまでのループの伝達特性が、外乱電圧の周波数とノッチ周波数が一致するように、分母側と分子側ともにω d √(1−ζ d 2 )で得られる周波数設定を行ったノッチフィルタ特性となる補償器を挿入した
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の電流制御装置。 A current control device for an electric power steering device that suppresses vibration generated by a disturbance voltage,
During the feedback loop that follows the current detection value with respect to the target current value, the transfer characteristics of the loop from the disturbance voltage to the determination of the current flowing to the motor are such that the frequency of the disturbance voltage matches the notch frequency. A current control device for an electric power steering apparatus, wherein a compensator having a notch filter characteristic in which a frequency setting obtained by ω d √ (1−ζ d 2 ) is provided on both numerator sides is inserted.
前記補償器は、前記目標電流値と前記電流検出値との誤差に基づいて目標フィードバック電圧を演算するフィードバック制御器から前記外乱電圧と駆動電圧との重畳位置までのループ中に挿入されて、外乱周波数と一致する共振周波数を有し、共振周波数でのゲインがDCゲインよりも高くなる特性を有する共振型位相補償器である
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の電流制御装置。 In the electric current steering device of the electric power steering device according to claim 1,
The compensator is inserted into a loop from a feedback controller that calculates a target feedback voltage based on an error between the target current value and the detected current value to a position where the disturbance voltage and the drive voltage are superimposed. A current control device for an electric power steering device, wherein the current control device is a resonance type phase compensator having a resonance frequency that matches the frequency and having a characteristic that a gain at the resonance frequency is higher than a DC gain.
前記補償器は、前記モータに流れる電流を検出する電流検出器と前記目標電流値と前記電流検出値との誤差に基づいて目標フィードバック電圧を演算するフィードバック制御器との間のループ中に挿入されて、外乱周波数と一致する共振周波数を有し、共振周波数でのゲインがDCゲインよりも高くなる特性を有する共振型位相補償器である
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の電流制御装置。 In the electric current steering device of the electric power steering device according to claim 1,
The compensator is inserted in a loop between a current detector that detects a current flowing through the motor and a feedback controller that calculates a target feedback voltage based on an error between the target current value and the current detection value. And a resonance type phase compensator having a resonance frequency that matches the disturbance frequency and having a gain at the resonance frequency higher than the DC gain.
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