JP5924617B2 - 等価回路合成方法並びに装置、および回路診断方法 - Google Patents
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Description
まず、第1実施例として、蓄電池の等価回路の合成について説明する。蓄電池の等価回路を合成するためには、蓄電池の電圧(図1のVB)および電流(IB)の値を取得するための電圧計および電流計と、取得した電圧値VBおよび電流値IBに基づいて等価回路を構成する素子の素子値を決定するマイコン等からなる演算部とが必要となる。しかしながら、通常、これらは蓄電池充電システムに備えられているので、本発明に係る等価回路合成方法によって等価回路を合成する際に、既存の蓄電池充電システムにわざわざハードウェア的な変更を加える必要はない。
続いて、接地インピーダンスの等価回路を、本発明の第2実施例に係る等価回路合成方法と、ARMAモデル導出法を用いた比較例に係る等価回路合成方法とにより合成した検証結果について説明する。なお、本検証では、大地中深さ1mに埋設した1辺10mの田の字型接地電極(図7参照)の中央部分に電流を注入したときの電圧応答を電磁界解析により予め求めておき、注入した電流の波形(図9(A)参照)と解析により求めた電圧の波形(図9(B)参照)とに基づいて、図8に示す等価回路を合成した。なお、本検証では、サンプル数N、サンプリング間隔Δt、および次数Mを、それぞれ500個、0.5[ns]、および2とし、さらに、インピーダンス関数ZB(z)、ZBP(z-1)の代わりに次式で表されるアドミタンス関数YB(z)、YBP(z-1)を用いて合成を行った。その他は第1実施例と同様である。
Claims (7)
- 被合成回路と等価な、複数の素子からなる予め定められた形式の等価回路を合成するための方法であって、
前記被合成回路の各N個(ただし、Nは2以上の整数)の電圧値VBおよび電流値IBをサンプリングにより取得するステップと、
前記N個の電圧値VBから当該被合成回路に含まれる直流電圧源の影響を取り除いてN個の電圧値VZを得るステップと、
前記N個の電圧値VZからなる電圧波形および前記N個の電流値IBからなる電流波形をそれぞれz変換し、電圧関数VZ(z)および電流関数IB(z)を求めるステップと、
前記電圧関数VZ(z)および前記電流関数IB(z)の比をとることによりz領域におけるN次のインピーダンス関数ZB(z)またはアドミタンス関数YB(z)を求めるステップと、
有理関数近似により前記インピーダンス関数ZB(z)または前記アドミタンス関数YB(z)をM次(ただし、Mは0<M<Nの関係を満足する整数)のインピーダンス関数ZBP(z-1)またはアドミタンス関数YBP(z-1)に近似するステップと、
前記等価回路のz領域における回路方程式と前記インピーダンス関数ZBP(z-1)または前記アドミタンス関数YBP(z-1)を突き合わせることにより、前記等価回路を構成する前記複数の素子の素子値を決定するステップと、
を含むことを特徴とする等価回路合成方法。 - 前記有理関数近似が、0≦z-1≦1の範囲から選ばれた近似点za -1まわりのパデ近似であることを特徴とする請求項1に記載の等価回路合成方法。
- 前記近似点za -1が、前記インピーダンス関数ZB(z)または前記アドミタンス関数YB(z)のz=1における接線とz=∞における接線との交点に基づいて選ばれたものであることを特徴とする請求項2に記載の等価回路合成方法。
- 被合成回路と等価な、複数の素子からなる予め定められた形式の等価回路を合成するための装置であって、
前記被合成回路のN個(ただし、Nは2以上の整数)の電圧値VBをサンプリングにより取得する電圧計と、
前記被合成回路のN個の電流値IBをサンプリングにより取得する電流計と、
前記電圧計によって取得された前記N個の電圧値VBおよび前記電流計によって取得された前記N個の電流値IBに基づいて、前記等価回路を構成する前記複数の素子の素子値を決定する演算部と、
を備え、
前記演算部は、前記N個の電圧値VBから当該被合成回路に含まれる直流電圧源の影響を取り除いてN個の電圧値VZを得、前記N個の電圧値VZからなる電圧波形および前記N個の電流値IBからなる電流波形をそれぞれz変換して電圧関数VZ(z)および電流関数IB(z)を求め、前記電圧関数VZ(z)および前記電流関数IB(z)の比をとることによりz領域におけるN次のインピーダンス関数ZB(z)またはアドミタンス関数YB(z)を求め、有理関数近似により前記インピーダンス関数ZB(z)または前記アドミタンス関数YB(z)をM次(ただし、Mは0<M<Nの関係を満足する整数)のインピーダンス関数ZBP(z-1)またはアドミタンス関数YBP(z-1)に近似し、前記等価回路のz領域における回路方程式と前記インピーダンス関数ZBP(z-1)または前記アドミタンス関数YBP(z-1)を突き合わせることにより、前記等価回路を構成する前記複数の素子の素子値を決定することを特徴とする等価回路合成装置。 - 前記有理関数近似が、0≦z-1≦1の範囲から選ばれた近似点za -1まわりのパデ近似であることを特徴とする請求項4に記載の等価回路合成装置。
- 前記近似点za -1が、前記インピーダンス関数ZB(z)または前記アドミタンス関数YB(z)のz=1における接線とz=∞における接線との交点に基づいて選ばれたものであることを特徴とする請求項5に記載の等価回路合成装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の等価回路合成方法を用いて被合成回路を構成する複数の素子の素子値を決定するステップと、
前記素子値が予め設定された範囲内にあるか否か、または前記素子値の経時的変化が予め想定されている変化の範囲内であるか否かに基づいて、前記被合成回路の状態を診断するステップと、
を含むことを特徴とする回路診断方法。
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