JP7046774B2 - 制御器設計方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る制御器設計方法を適用して設計された軸トルク制御器7を搭載する試験システム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、結合軸3と、インバータ4と、軸トルクメータ5と、スロットルアクチュエータ6と、軸トルク制御器7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6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。
(1)本実施形態に係る制御器設計方法では、変動部Δから出力される変動出力信号ξによって、公称プラントNのモデルパラメータであるばね剛性に対し加法的変動を与えるとともに、変動部Δでは、非有界の複素変動Δgのケーリー変換による写像Δpを用いることによって上記変動出力信号ξを生成する。ケーリー変換によれば、複素平面の右半平面にわたる非有界の複素変動Δgは、単位円内に写像される。このため制御器設計方法によれば、ケーリー変換によって得られる有界の複素変動を変動出力信号ξとして用いることができるので、ばね剛性の変動範囲を陽に指定しながら軸トルク制御器7を設計できる。
N…公称プラント
51…公称値乗算部
52…合算部
Δ…変動部
61…有界変動生成部
62…位相調整部
63…正規化部
K…コントローラ
S…試験システム
E…エンジン(供試体)
2…ダイナモメータ
3…結合軸
5…軸トルクメータ
7…軸トルク制御器
Claims (6)
- 制御対象の入出力特性を模した公称プラント及び当該公称プラントに含まれる少なくとも1つのモデルパラメータに対し変動を与える変動部を含む一般化プラントと、前記一般化プラントからの出力に基づいて当該一般化プラントへの入力を与える制御器と、を備えるフィードバック制御系において、所定の設計条件を満たすようにコンピュータによって前記制御器を設計する制御器設計方法であって、
前記公称プラントは、所定の入力信号に前記モデルパラメータの公称値を乗算する公称値乗算部と、前記変動部の変動出力信号と前記公称値乗算部の出力信号とを合算する合算部と、を備え、
前記変動部は、複素変動のケーリー変換による写像を用いることによって前記変動出力信号を生成することを特徴とする制御器設計方法。 - 前記変動部は、所定の入力信号に前記写像を乗算することにより有界の変動信号を生成する有界変動生成部と、位相調整伝達関数を用いて前記変動信号の位相を変化させる位相調整部と、前記位相調整部の出力信号と前記公称値乗算部の入力信号とを用いて前記変動出力信号のノルムを所定範囲内に制限する正規化部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の制御器設計方法。
- 前記変動信号から前記有界変動生成部への入力信号までの伝達関数が正実関数になるように前記コンピュータによって前記位相調整伝達関数を設定する位相調整伝達関数設定工程と、
前記設計条件を満たすように前記コンピュータによって前記制御器を設計する制御器設計工程と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の制御器設計方法。 - 前記位相調整伝達関数設定工程では、メタヒューリスティックアルゴリズムによって前記位相調整伝達関数を設定することを特徴とする請求項3に記載の制御器設計方法。
- 前記公称プラントは、所定の慣性モーメントで特徴付けられる2つ以上の慣性体を所定のばね剛性及び減衰係数で特徴付けられる1つ以上の軸体で直列に連結して構成される多慣性系に基づいて構築され、
前記モデルパラメータは、前記慣性モーメント、前記ばね剛性、及び前記減衰係数の少なくとも何れかであ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器設計方法。 - 前記制御対象は、供試体入力に応じてトルクを発生する供試体と、トルク電流指令信号に応じてトルクを発生するダイナモメータと、前記供試体と前記ダイナモメータとを接続する結合軸と、前記結合軸における軸トルクに応じた軸トルク検出信号を生成する軸トルクメータと、を備える試験システムであり、
前記公称プラントは、2つ以上の慣性体を所定のばね剛性で特徴付けられる1つ以上の軸体で直列に連結して構成される多慣性系に基づいて構築され、
前記モデルパラメータは、前記ばね剛性であり、
前記制御器は、前記軸トルク検出信号及び当該軸トルク検出信号に対する軸トルク指令信号が入力されると前記トルク電流指令信号を出力する軸トルク制御器であ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器設計方法。
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SAKAMOTO Noboru et al.,γ-Passive System and Its Phase Property and Synthesis,IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL,1996年06月,Vol.41,No.6,pp.859-865 |
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