JP7426319B2 - Control device - Google Patents

Control device Download PDF

Info

Publication number
JP7426319B2
JP7426319B2 JP2020162721A JP2020162721A JP7426319B2 JP 7426319 B2 JP7426319 B2 JP 7426319B2 JP 2020162721 A JP2020162721 A JP 2020162721A JP 2020162721 A JP2020162721 A JP 2020162721A JP 7426319 B2 JP7426319 B2 JP 7426319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric
torque
inertia
value
friction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020162721A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022055235A (en
Inventor
善久 北条
智 須永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority to JP2020162721A priority Critical patent/JP7426319B2/en
Publication of JP2022055235A publication Critical patent/JP2022055235A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7426319B2 publication Critical patent/JP7426319B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Engines (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

本発明は、ねじれ要素を介して駆動系と連結され、駆動系の負荷を再現する負荷モータの制御装置に関する。 The present invention relates to a load motor control device that is connected to a drive system via a torsion element and reproduces the load on the drive system.

内燃機関であるエンジンの単体検証において、駆動系としてのエンジンと、エンジンの負荷を再現する負荷モータおよびトルク計などの計測機器などを備えるダイナモメータとを連結して、エンジンの性能を試験することが行われている(例えば、非特許文献1参照)。 In the independent verification of an internal combustion engine, the performance of the engine is tested by connecting the engine as a drive system to a dynamometer equipped with a load motor that reproduces the engine load and measurement equipment such as a torque meter. (For example, see Non-Patent Document 1).

小林雅行、奥井伸宜、「実エンジンを用いたハイブリッド重量車モデルの評価を可能とするHILSの検討」、自動車技術会論文集、vol.47, No.5, pp.1185-1190 (2016)Masayuki Kobayashi, Nobuyoshi Okui, “Study of HILS that enables evaluation of hybrid heavy vehicle models using actual engines,” Transactions of the Society of Automotive Engineers of Japan, vol.47, No.5, pp.1185-1190 (2016)

上述したエンジンの単体検証に用いられるエンジン試験装置の構成例を図1に示す。 FIG. 1 shows an example of the configuration of an engine testing device used for unit verification of the above-mentioned engine.

図1に示すように、エンジン試験装置1は、エンジン2と、ダイナモメータ3と、シャフトとこれらを連結するカップリング4とを含む。図1に示すエンジン試験装置1は、カップリング4が有するねじれ要素により二慣性共振系としてモデル化することができる。図2は、図1に示すエンジン試験装置1を二慣性共振系としてモデル化したブロック図である。 As shown in FIG. 1, the engine testing device 1 includes an engine 2, a dynamometer 3, a shaft, and a coupling 4 that connects them. The engine testing apparatus 1 shown in FIG. 1 can be modeled as a two-inertial resonant system using the torsion element included in the coupling 4. FIG. 2 is a block diagram in which the engine testing apparatus 1 shown in FIG. 1 is modeled as a two-inertia resonance system.

図2において、JEはエンジン2の慣性モーメントである。DEはエンジン2の粘性摩擦係数である。JGは、ダイナモメータ3が備える、エンジン2の負荷を再現する負荷モータの慣性モーメントである。DGは負荷モータの粘性摩擦係数である。Ksはカップリング4のバネ定数である。τEはエンジン2のトルク(エンジン入力)である。τsは軸ねじれトルクである。軸ねじれトルクτsは不図示のトルク計により計測される。ωEはエンジン2の回転速度である。ωGは負荷モータの回転速度である。sはラプラス演算子である。 In FIG. 2, J E is the moment of inertia of the engine 2. D E is the viscous friction coefficient of the engine 2. J G is the moment of inertia of a load motor included in the dynamometer 3 that reproduces the load of the engine 2 . D G is the viscous friction coefficient of the load motor. K s is the spring constant of coupling 4. τ E is the torque of engine 2 (engine input). τ s is the shaft torsion torque. The shaft torsion torque τ s is measured by a torque meter (not shown). ω E is the rotational speed of the engine 2. ω G is the rotation speed of the load motor. s is a Laplace operator.

エンジン試験装置1を図2に示す二慣性共振系として定義した場合、当該二慣性共振系は、駆動系としてのエンジン2および負荷モータの慣性モーメントJE,JGならびにカップリング4のバネ定数Ksに応じた共振周波数を有する。エンジン2が発生するトルクの振動周波数と共振周波数とが一致すると、カップリング4およびシャフトにかかるトルク振動が増幅され、大きな負荷がかかってしまう。そのため、共振周波数においてトルク振動が増幅しないよう、共振抑制制御を行うことが求められている。 When the engine testing apparatus 1 is defined as a two-inertia resonant system shown in FIG . It has a resonant frequency according to s . When the vibration frequency of the torque generated by the engine 2 and the resonance frequency match, the torque vibrations applied to the coupling 4 and the shaft are amplified, resulting in a large load being applied. Therefore, it is required to perform resonance suppression control so that torque vibration is not amplified at the resonance frequency.

二慣性共振系における共振抑制制御の従来の手法としては、真鍋多項式による制御設計、共振比制御、H∞制御などの手法がある。しかしながら、図1に示すエンジン試験装置1においては、エンジン2が発生するトルクおよびエンジン2の回転数を取得することができず、操作することができるのは負荷モータのトルク指令のみである。そのため、上述したような従来の手法を用いることができない。 Conventional techniques for resonance suppression control in a two-inertial resonant system include control design using Manabe polynomials, resonance ratio control, H∞ control, and the like. However, in the engine testing apparatus 1 shown in FIG. 1, the torque generated by the engine 2 and the rotational speed of the engine 2 cannot be obtained, and only the torque command of the load motor can be operated. Therefore, conventional techniques such as those described above cannot be used.

上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、駆動系と負荷モータとの共振による振動を抑制することができる制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of the above problems, is to provide a control device that can suppress vibrations caused by resonance between a drive system and a load motor.

上記課題を解決するため、本発明に係る制御装置は、ねじれ要素を介して駆動系と連結され、前記駆動系の負荷を再現する負荷モータのトルク指令を所定のサンプリング周期で制御する制御装置であって、前記負荷モータの回転速度と、前記負荷モータの電気慣性値とに基づき、前記負荷モータの電気慣性トルクを演算する電気慣性トルク演算部と、前記負荷モータの回転速度と、前記負荷モータの電気摩擦値とに基づき、前記負荷モータの電気摩擦トルクを演算する電気摩擦トルク演算部と、前記電気慣性トルクと、前記電気摩擦トルクとに基づき、前記トルク指令を生成するトルク指令生成部と、前記サンプリング周期に基づき、前記電気慣性値および前記電気摩擦値を補正する補正部と、を備える。 In order to solve the above problems, a control device according to the present invention is a control device that is connected to a drive system via a torsion element and controls a torque command of a load motor that reproduces the load of the drive system at a predetermined sampling period. an electric inertia torque calculation unit that calculates an electric inertia torque of the load motor based on a rotational speed of the load motor and an electric inertia value of the load motor; an electric friction torque calculation unit that calculates the electric friction torque of the load motor based on the electric friction value of the electric friction value; and a torque command generation unit that generates the torque command based on the electric inertia torque and the electric friction torque. , a correction unit that corrects the electric inertia value and the electric friction value based on the sampling period.

また、本発明に係る制御装置において、前記電気慣性値および前記電気摩擦値をそれぞれJa,Daとし、前記サンプリング周期による遅れ時間により変化する電気慣性値および電気摩擦値をそれぞれJa2,Da2とし、前記駆動系の入力トルクの角周波数をωとし、前記サンプリング周期をTsとし、前記サンプリング周期Tsによる遅れ時間をΔTsとすると、
前記補正部は、以下の式を満たすように、前記電気慣性値Jaおよび前記電気摩擦値Daを補正することが好ましい。

Figure 0007426319000001
Further, in the control device according to the present invention, the electric inertia value and the electric friction value are respectively J a and D a , and the electric inertia value and the electric friction value that change depending on the delay time due to the sampling period are J a2 and D a, respectively. a2 , the angular frequency of the input torque of the drive system is ω, the sampling period is T s , and the delay time due to the sampling period T s is ΔT s ,
It is preferable that the correction unit corrects the electric inertia value J a and the electric friction value D a so as to satisfy the following equation.
Figure 0007426319000001

本発明に係る制御装置によれば、駆動系と負荷モータとの共振による振動を抑制することができる。 According to the control device according to the present invention, vibration due to resonance between the drive system and the load motor can be suppressed.

エンジン試験装置の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration example of an engine testing device. 図1に示すエンジン試験装置をモデル化した二慣性共振系の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a two-inertial resonance system that models the engine testing apparatus shown in FIG. 1. FIG. 図2に示す二慣性共振系に負荷モータの電気慣性および電気摩擦を付加したブロック図である。3 is a block diagram in which the electric inertia and electric friction of a load motor are added to the two-inertia resonance system shown in FIG. 2. FIG. 電気慣性および電気摩擦を離散化した場合の、電気慣性トルクと電気摩擦トルクとの関係をベクトルで記述した図である。FIG. 3 is a diagram describing the relationship between electric inertia torque and electric friction torque using vectors when electric inertia and electric friction are discretized. 電気慣性および電気摩擦を離散化した場合の、電気慣性トルクと電気摩擦トルクとの関係をベクトルの要素で記述した図である。FIG. 3 is a diagram describing the relationship between electric inertia torque and electric friction torque using vector elements when electric inertia and electric friction are discretized. 位相遅れと負荷モータのトルク指令との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between phase delay and torque command of a load motor. 電気慣性トルクτ’Jと、位相遅れなしの位相成分τJJならびに位相遅れ成分τJDとの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between electric inertia torque τ′ J , phase component τ JJ without phase lag, and phase lag component τ JD . 電気摩擦トルクτ’Dと、位相遅れなしの位相成分τDDならびに位相遅れ成分τDJとの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between electric friction torque τ′ D , phase component τ DD without phase lag, and phase lag component τ DJ . 正の電気慣性における、位相遅れと各トルクとの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between phase delay and each torque in positive electric inertia. 負の電気慣性における、位相遅れと各トルクとの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between phase delay and each torque in negative electric inertia. 連続系制御が行われる二慣性共振系の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a two-inertial resonant system in which continuous system control is performed. 離散系制御が行われる二慣性共振系の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a two-inertial resonant system in which discrete system control is performed. 図2,9A,9Bに示す二慣性系における、エンジン入力から軸ねじれトルクまでの関係を示すボード線図である。FIG. 9 is a Bode diagram showing the relationship from engine input to shaft torsion torque in the two-inertia system shown in FIGS. 2, 9A, and 9B. FIG. 本発明の一実施形態に係る制御装置の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration example of a control device according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施形態に係る制御装置は、図1に示すエンジン試験装置1において、ダイナモメータ3が備える、駆動系であるエンジン2の負荷を再現する負荷モータのトルク指令を制御することで、エンジン2と負荷モータとの共振による振動を抑制するものである。まず、エンジン試験装置1をモデル化した、図2に示す二慣性共振系における共振抑制制御について説明する。 A control device according to an embodiment of the present invention is provided in an engine testing device 1 shown in FIG. This suppresses vibrations caused by resonance between the engine 2 and the load motor. First, resonance suppression control in a two-inertial resonance system shown in FIG. 2, which models the engine testing apparatus 1, will be described.

図2に示す二慣性共振系のエンジン入力τEから軸ねじれトルクτsまでの伝達関数は以下の式(1),(2)で示される。また、共振角周波数の理論値ωn0は以下の式(3)で示される。 The transfer function from the engine input τ E to the shaft torsion torque τ s of the two-inertial resonance system shown in FIG. 2 is expressed by the following equations (1) and (2). Further, the theoretical value ω n0 of the resonance angular frequency is expressed by the following equation (3).

Figure 0007426319000002
Figure 0007426319000002

式(3)に示す共振角周波数の理論値ωn0は、図2に示す二慣性共振系において、共振角周波数と等しい角周波数の信号が入力されると、入出力特性が∞になることを示している。しかしながら、エンジン2の慣性モーメントJEおよび粘性摩擦係数DEが無視できない場合には、式(2)における減衰係数ξnおよび時定数αが存在する。式(1),(2)の分母多項式の係数比較を行うと以下の式(4),(5),(6)が得られる。 The theoretical value ω n0 of the resonant angular frequency shown in equation (3) indicates that in the two-inertial resonant system shown in Fig. 2, when a signal with an angular frequency equal to the resonant angular frequency is input, the input/output characteristic becomes ∞. It shows. However, if the moment of inertia J E and the viscous friction coefficient D E of the engine 2 cannot be ignored, the damping coefficient ξ n and the time constant α in equation (2) exist. By comparing the coefficients of the denominator polynomials in equations (1) and (2), the following equations (4), (5), and (6) are obtained.

Figure 0007426319000003
Figure 0007426319000003

式(4),(5),(6)より、減衰係数ξnおよび時定数αを算出すると以下の式(7),(8)で示される。 From equations (4), (5), and (6), the damping coefficient ξ n and time constant α are calculated as shown in equations (7) and (8) below.

Figure 0007426319000004
Figure 0007426319000004

また、上述した式より粘性摩擦係数DE,DGを考慮した実質的な共振角周波数ωnは以下の式(9)で示される。 Further, from the above-mentioned formula, the substantial resonance angular frequency ω n in consideration of the viscous friction coefficients D E and D G is expressed by the following formula (9).

Figure 0007426319000005
Figure 0007426319000005

以上より、二慣性共振系の共振角周波数ωnおよび減衰係数ξnが、エンジン2および負荷モータの慣性モーメントJE,JGおよび粘性摩擦係数DE,DGにより決定されることが分かる。 From the above, it can be seen that the resonant angular frequency ω n and the damping coefficient ξ n of the two-inertial resonance system are determined by the moments of inertia J E , J G and the viscous friction coefficients D E , D G of the engine 2 and the load motor.

本願発明者らは、鋭意検討した結果、図2に示す二慣性共振系において、負荷モータの電気慣性および電気摩擦を制御することで、共振角周波数ωnを制御可能であることを見出した。以下では、負荷モータの電気慣性および電気摩擦による共振角周波数ωnの制御について説明する。 As a result of extensive studies, the inventors of the present application found that in the two-inertial resonant system shown in FIG. 2, the resonant angular frequency ω n can be controlled by controlling the electrical inertia and electrical friction of the load motor. In the following, control of the resonance angular frequency ω n using the electric inertia and electric friction of the load motor will be explained.

図3は、図2に示す二慣性共振系に負荷モータの電気慣性(Electric inertia)および電気摩擦(Electric friction)を付加したブロック図である。図3において、Jaは負荷モータの電気慣性値である。Daは負荷モータの電気摩擦値である。τJは電気慣性としての電気慣性トルクである。τDは電気摩擦としての電気摩擦トルクである。τinは負荷モータのトルク指令である。なお、以下では、負荷モータの回転速度ωGに速度のオフセット成分はないものとする。 FIG. 3 is a block diagram in which electric inertia and electric friction of a load motor are added to the two-inertia resonance system shown in FIG. 2. In FIG. 3, J a is the electrical inertia value of the load motor. D a is the electric friction value of the load motor. τ J is the electric inertia torque as electric inertia. τ D is the electric friction torque as electric friction. τ in is the torque command of the load motor. Note that in the following, it is assumed that the rotational speed ω G of the load motor does not have a speed offset component.

図3に示すように、負荷モータの電気慣性および電気摩擦を付加した二慣性共振系では、負荷モータの回転速度ωGと、電気慣性値Jaとに基づき、負荷モータの電気慣性トルクτJが演算される。また、負荷モータの回転速度ωGと、電気摩擦値Daとに基づき、負荷モータの電気摩擦トルクτDが演算される。そして、電気慣性トルクτJと電気摩擦トルクτDとが加算されて、負荷モータのトルク指令τinが生成される。 As shown in Fig. 3, in a two-inertia resonant system in which the electric inertia of the load motor and electric friction are added, the electric inertia torque τ J of the load motor is determined based on the rotational speed ω G of the load motor and the electric inertia value J a . is calculated. Further, the electric friction torque τ D of the load motor is calculated based on the rotational speed ω G of the load motor and the electric friction value D a . Then, the electric inertia torque τ J and the electric friction torque τ D are added to generate the torque command τ in of the load motor.

図3に示す二慣性共振系において、エンジン入力τEから軸ねじれトルクτsまでの伝達関数は以下の式(10)で示される。 In the two-inertial resonant system shown in FIG. 3, the transfer function from the engine input τ E to the shaft torsion torque τ s is expressed by the following equation (10).

Figure 0007426319000006
Figure 0007426319000006

式(10)において、粘性摩擦係数DE,DGおよび電気摩擦値Daを無視した場合、式(10)の分母多項式から共振角周波数ω’noを求めると、以下の式(11)で示される。 In equation (10), if the viscous friction coefficients D E , D G and electric friction value D a are ignored, the resonance angular frequency ω' no is determined from the denominator polynomial in equation (10), and the following equation (11) is obtained. shown.

Figure 0007426319000007
Figure 0007426319000007

式(10),(11)はそれぞれ、式(1),(3)の慣性モーメントJGをJG+Jaに、粘性慣性係数DGをDG+Daに書き換えたものに等しい。したがって、電気慣性および電気摩擦を用いて、すなわち、電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daを用いて共振角周波数ωnoを制御可能であることが分かる。 Equations (10) and (11) are equivalent to equations (1) and (3), respectively, where the moment of inertia J G is rewritten as J G +J a and the viscous inertia coefficient D G is rewritten as D G +D a . Therefore, it can be seen that the resonance angular frequency ω no can be controlled using electric inertia and electric friction, that is, using the electric inertia value J a and the electric friction value D a .

電気慣性および電気摩擦を付加した二慣性共振系における減衰係数ξ’nは以下の式(12)で示され、粘性摩擦係数DE,DGを考慮した実質的な共振角周波数ω’nは以下の式(13)で示される。 The damping coefficient ξ' n in a two-inertial resonant system with electric inertia and electric friction added is expressed by the following equation (12), and the effective resonance angular frequency ω' n considering the viscous friction coefficients D E and D G is It is represented by the following equation (13).

Figure 0007426319000008
Figure 0007426319000008

所定のサンプリング周期Tsでトルク指令τinを制御する場合、電気慣性(電気慣性トルクτJ)および電気摩擦(電気摩擦トルクτD)がサンプリング周期Tsでサンプリングされる。この場合、電気慣性および電気摩擦が離散化される。以下では、電気慣性および電気摩擦の離散化による影響について説明する。 When controlling the torque command τ in at a predetermined sampling period T s , electric inertia (electric inertia torque τ J ) and electric friction (electric friction torque τ D ) are sampled at the sampling period T s . In this case, electrical inertia and electrical friction are discretized. In the following, the influence of discretization of electric inertia and electric friction will be explained.

図3より、負荷モータのトルク指令τin、電気慣性トルクτJおよび電気摩擦トルクτDはそれぞれ、以下の式(14),(15),(16)で示される。 From FIG. 3, the torque command τ in of the load motor, the electric inertia torque τ J , and the electric friction torque τ D are expressed by the following equations (14), (15), and (16), respectively.

Figure 0007426319000009
Figure 0007426319000009

エンジン入力τEが以下の式(17)に示すような、一定角周波数ωを有する振幅AτEの正弦波トルクであると仮定し、負荷モータの回転速度ωGは、エンジン入力τEと同じ角周波数を有する振幅AωG、位相遅れΨの正弦波振動であると仮定する。 Assuming that the engine input τ E is a sinusoidal torque of amplitude Aτ E with a constant angular frequency ω, as shown in equation (17) below, the rotational speed ω G of the load motor is the same as the engine input τ E. Assume that it is a sinusoidal oscillation with an angular frequency, an amplitude Aω G and a phase lag Ψ.

Figure 0007426319000010
Figure 0007426319000010

式(15)に示すように、電気慣性トルクτJは微分要素(s:ラプラス演算子)を含んでいるため、式(15),(16)は以下の式(19),(20)に書き換えられる。 As shown in equation (15), electric inertia torque τ J includes a differential element (s: Laplace operator), so equations (15) and (16) can be transformed into equations (19) and (20) below. Can be rewritten.

Figure 0007426319000011
Figure 0007426319000011

式(19),(20)より、電気慣性トルクτJは、電気摩擦トルクτDに対して90度の進み位相を有する操作量であることが分かる。電気慣性トルクτJと、電気摩擦トルクτDとの関係を図4A,4Bに示す。図4Aは、電気慣性トルクτJと、電気摩擦トルクτDとの関係をベクトルで記述した図である。図4Bは、電気慣性トルクτJと、電気摩擦トルクτとの関係を、式(19),(20)に示すベクトルの要素で記述した図である。図4A,4Bでは、電気摩擦トルクτDとトルク指令τinとが成す角をθと定義している。 From equations (19) and (20), it can be seen that the electric inertia torque τ J is a manipulated variable having a phase lead of 90 degrees with respect to the electric friction torque τ D. The relationship between electric inertia torque τ J and electric friction torque τ D is shown in FIGS. 4A and 4B. FIG. 4A is a diagram describing the relationship between electric inertia torque τ J and electric friction torque τ D using vectors. FIG. 4B is a diagram describing the relationship between electric inertia torque τ J and electric friction torque τ using vector elements shown in equations (19) and (20). In FIGS. 4A and 4B, the angle formed by the electric friction torque τ D and the torque command τ in is defined as θ.

サンプリング周期Tsで電気慣性および電気摩擦を離散化させると、サンプリング周期Tsによるサンプル遅れ(位相遅れ)が発生する。サンプリング周期Tsによる遅れ時間をΔTsとし、エンジン入力τEが式(17)に示すような角周波数成分を有すると仮定すると、位相遅れφは以下の式(21)で示される。 When electric inertia and electric friction are discretized at the sampling period Ts, a sample delay (phase delay) occurs due to the sampling period Ts . Assuming that the delay time due to the sampling period T s is ΔT s and that the engine input τ E has an angular frequency component as shown in equation (17), the phase delay φ is expressed by the following equation (21).

Figure 0007426319000012
Figure 0007426319000012

以下では、位相遅れφが発生した場合の電気慣性トルク、電気摩擦トルクおよびトルク指令をそれぞれ、τ’J,τ’D,τ’inとする。図4Aに示す電気慣性トルクτJと電気摩擦トルクτDとの関係に、電気慣性トルクτ’J、電気摩擦トルクτ’Dおよびトルク指令τ’inを書き加えると図5のようになる。 In the following, the electric inertia torque, electric friction torque, and torque command when the phase delay φ occurs are respectively τ' J , τ' D , and τ' in . When electric inertia torque τ' J , electric friction torque τ' D and torque command τ' in are added to the relationship between electric inertia torque τ J and electric friction torque τ D shown in FIG. 4A, the result is as shown in FIG. 5.

図5に示すように、電気慣性および電気摩擦を離散化した場合のトルク指令τ’inは、トルク指令τinに対してφだけ位相が遅れる。電気慣性および電気摩擦を離散化しない連続時間上における、トルク指令τ’inの電気慣性トルクおよび電気摩擦トルクを、図5に示すように、τJ2,τD2とする。 As shown in FIG. 5, the torque command τ' in when electric inertia and electric friction are discretized is delayed in phase by φ with respect to the torque command τ in . As shown in FIG. 5, the electric inertia torque and electric friction torque of the torque command τ′ in on a continuous time basis in which the electric inertia and electric friction are not discretized are assumed to be τ J2 and τ D2 .

式(19),(20)および図4Bに示すように、電気慣性トルクτJおよび電気摩擦トルクτDの大きさは、電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daによって決まる。電気慣性トルクτJ2の場合の電気慣性値をJa2とし、電気摩擦トルクτD2の場合の電気摩擦値をDa2とする。つまり、電気慣性および電気摩擦をサンプリング周期Tsで離散化した際の負荷モータのトルク指令τ’inは、離散化を行わない場合の電気慣性値Ja2および電気摩擦値Da2に基づくトルク指令と等しい。以下では、τJ2を真の電気慣性トルクと定義し、τD2を真の電気摩擦トルクと定義する。また、以下では、Ja2を真の電気慣性値と定義し、Da2を真の電気摩擦値と定義する。 As shown in equations (19), (20) and FIG. 4B, the magnitudes of the electric inertia torque τ J and the electric friction torque τ D are determined by the electric inertia value J a and the electric friction value D a . The electric inertia value when the electric inertia torque τ J2 is set to J a2 , and the electric friction value when the electric friction torque τ D2 is set to D a2 . In other words, the torque command τ' in of the load motor when the electric inertia and electric friction are discretized at the sampling period T s is the torque command based on the electric inertia value J a2 and the electric friction value D a2 when discretization is not performed. is equal to In the following, τ J2 is defined as the true electric inertia torque, and τ D2 is defined as the true electric friction torque. Moreover, below, J a2 is defined as a true electric inertia value, and D a2 is defined as a true electric friction value.

真の電気慣性値Da2および真の電気摩擦値Ja2の算出について説明する。まず、位相遅れφが発生した電気慣性トルクτ’Jおよび電気摩擦トルクτ’Dをそれぞれ、位相遅れなしの電気慣性トルクと電気摩擦トルクとに分解する。位相遅れφを考慮した電気慣性トルクτ’Jおよび電気摩擦トルクτ’Dに対し、位相遅れなしの位相成分をそれぞれ、τJJ,τDDとする。また、位相遅れなしの位相成分τJJ,τDDに対して90度の位相遅れ成分をそれぞれ、τJD,τDJとする。すると、位相遅れφを考慮した電気慣性トルクτ’Jおよび電気摩擦トルクτ’Dはそれぞれ、図6A,6Bに示す関係にある。図6Aは、電気慣性トルクτ’Jと、位相遅れなしの位相成分τJJならびに位相遅れ成分τJDとの関係を示す図である。図6Bは、電気摩擦トルクτ’Dと、位相遅れなしの位相成分τDDならびに位相遅れ成分τDJとの関係を示す図である。 Calculation of the true electric inertia value D a2 and the true electric friction value J a2 will be explained. First, the electric inertia torque τ' J and the electric friction torque τ' D with a phase lag φ are respectively decomposed into an electric inertia torque without a phase lag and an electric friction torque. For the electric inertia torque τ' J and the electric friction torque τ' D considering the phase lag φ, let the phase components without phase lag be τ JJ and τ DD , respectively. Furthermore, let τ JD and τ DJ be phase lag components of 90 degrees with respect to the phase components τ JJ and τ DD with no phase lag, respectively. Then, the electric inertia torque τ' J and the electric friction torque τ' D in consideration of the phase delay φ have the relationships shown in FIGS. 6A and 6B, respectively. FIG. 6A is a diagram showing the relationship between electric inertia torque τ′ J , phase component τ JJ without phase lag, and phase lag component τ JD . FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the electric friction torque τ′ D and the phase component τ DD without phase lag and the phase lag component τ DJ .

図6A,6Bの各ベクトルを式で表すと以下の式(22)~式(27)となる。 Expressing each vector in FIGS. 6A and 6B using equations, the following equations (22) to (27) are obtained.

Figure 0007426319000013
Figure 0007426319000013

なお、位相遅れφを考慮した電気慣性トルクτ’Jおよび電気摩擦トルクτ’Dはそれぞれ、位相遅れなしの電気慣性トルクτJおよび電気摩擦トルクτDと同じベクトルの大きさを有することに留意する。 Note that the electric inertia torque τ' J and the electric friction torque τ' D considering the phase lag φ have the same vector magnitude as the electric inertia torque τ J and the electric friction torque τ D without phase lag, respectively. do.

図7は、電気慣性が正である場合の、位相遅れφと、式(22)~(27)に示す各トルクとの関係を示す図である。図7における各ベクトルをその大きさのみで記述しなおすと、式(26),(27)は以下の式(28),(29)となる。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the phase delay φ and each torque shown in equations (22) to (27) when the electric inertia is positive. If each vector in FIG. 7 is rewritten using only its magnitude, equations (26) and (27) become equations (28) and (29) below.

Figure 0007426319000014
Figure 0007426319000014

また、真の電気慣性トルクτJ2および電気摩擦トルクτD2は、以下の式(30),(31)で表すこともできる。また、位相遅れφを考慮した電気慣性トルクτ’J、電気摩擦トルクτ’Dおよびトルク指令τ’inは、式(32)~(34)に示す関係がある。 Further, the true electric inertia torque τ J2 and the electric friction torque τ D2 can also be expressed by the following equations (30) and (31). Further, the electric inertia torque τ' J , the electric friction torque τ' D and the torque command τ' in in consideration of the phase delay φ have the relationships shown in equations (32) to (34).

Figure 0007426319000015
Figure 0007426319000015

よって、位相遅れφなしの電気慣性値Ja2と電気摩擦値Da2とについてベクトルの大きさでまとめると以下の式(35),(36)が得られる。 Therefore, the following equations (35) and (36) can be obtained by summarizing the electric inertia value J a2 without phase delay φ and the electric friction value D a2 by the magnitude of the vector.

Figure 0007426319000016
Figure 0007426319000016

以上より、サンプリング周期Tsで電気慣性および電気摩擦を離散化させることは、電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daをそれぞれ、真の電気慣性値Ja2および真の電気摩擦値Da2に変化させることに等しいことが分かる。また、真の電気慣性値Ja2および真の電気摩擦値Da2は、エンジン入力τEの角周波数ω、電気慣性値Ja,電気摩擦値Daおよびサンプリング周期Tsによる遅れ時間ΔTsに基づき算出できることが分かる。なお、位相遅れφの向きと、θの向きとが逆向きであることに注意する。 From the above, discretizing the electric inertia and electric friction at the sampling period T s means converting the electric inertia value J a and the electric friction value D a into the true electric inertia value J a2 and the true electric friction value D a2 , respectively. It turns out that it is equivalent to changing. In addition, the true electric inertia value J a2 and the true electric friction value D a2 depend on the angular frequency ω of the engine input τ E , the electric inertia value J a , the electric friction value D a and the delay time ΔT s due to the sampling period T s . It can be seen that calculations can be made based on Note that the direction of the phase delay φ and the direction of θ are opposite.

電気慣性を導入することにより、式(11)は電気慣性値Jaを変化させることによって負荷モータの慣性モーメントJGを変化させるとも考えられる。また、電気慣性値Jaを変化させることによって、共振角周波数ωnを高くすることも可能である。そこで、電気慣性を負の値に設定することを考える。以下では、「電気慣性値Jaを正の値に設定する」ことを、「正の電気慣性」ということがある。また、「電気慣性値Jaを負の値に設定する」ことを、「負の電気慣性」ということがある。 By introducing electric inertia, equation (11) can also be considered to change the moment of inertia J G of the load motor by changing the electric inertia value J a . It is also possible to increase the resonance angular frequency ω n by changing the electrical inertia value J a . Therefore, consider setting the electrical inertia to a negative value. Hereinafter, "setting the electrical inertia value J a to a positive value" may be referred to as "positive electrical inertia." Furthermore, "setting the electrical inertia value J a to a negative value" is sometimes referred to as "negative electrical inertia."

離散系制御では、位相遅れが負の電気慣性にも作用する。図8は、電気慣性が負の場合の、位相遅れと各トルクとの関係を示す図である。図8に示すように、電気慣性が負の場合にも、電気慣性が正の場合と同様に、電気摩擦方向の成分τJDが出現する。ただし、電気慣性が負の場合には、電気摩擦方向の成分τJDは、電気慣性が正の場合とは逆向きの方向に作用している。図8においては、電気摩擦方向の成分τJDは、加速方向の摩擦力となっており、系を不安定にする摩擦力となる。そのため、この摩擦力を打ち消すために、正の摩擦力成分による補正が必要となる。補正量は、式(29)において、真の電気摩擦トルクτD2が正となれば、少なくとも系が不安定とはならない。これは、真の電気摩擦値Da2が正である場合と同等であるので、式(36)より、以下の式(37)が得られる。 In discrete system control, phase lag also acts on negative electrical inertia. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between phase delay and each torque when electric inertia is negative. As shown in FIG. 8, even when the electric inertia is negative, a component τ JD in the electric friction direction appears, as in the case where the electric inertia is positive. However, when the electric inertia is negative, the component τ JD in the electric friction direction acts in the opposite direction to that when the electric inertia is positive. In FIG. 8, the component τ JD in the electric friction direction is a frictional force in the acceleration direction, which becomes a frictional force that makes the system unstable. Therefore, in order to cancel this frictional force, correction using a positive frictional force component is required. As for the correction amount in equation (29), if the true electric friction torque τ D2 is positive, at least the system will not become unstable. Since this is equivalent to the case where the true electric friction value D a2 is positive, the following equation (37) is obtained from equation (36).

Figure 0007426319000017
Figure 0007426319000017

式(37)は以下の式(38)のように変形することができる。 Equation (37) can be transformed as shown in Equation (38) below.

Figure 0007426319000018
Figure 0007426319000018

式(38)は、電気慣性値Jaを負の値に設定した場合、負荷モータの回転速度ωGの角周波数ωが大きい、あるいは、サンプリング周期Tsによる遅れ時間ΔTsが大きければ、より大きな電気摩擦値Daによる補正が必要となることを示している。 Equation (38 ) is expressed as This indicates that correction using a large electric friction value D a is required.

また、電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daは、位相遅れφにより真の電気慣性値Ja2および真の電気摩擦値Da2に変化してしまう。そのため、真の電気慣性値Ja2および真の電気摩擦値Da2がそれぞれ、元の電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daと同等となるように設計する必要がある。式(35),(36)を変形すると、以下の式(39),(40)が得られる。 Moreover, the electric inertia value J a and the electric friction value D a change to the true electric inertia value J a2 and the true electric friction value D a2 due to the phase delay φ. Therefore, it is necessary to design the true electric inertia value J a2 and the true electric friction value D a2 to be equivalent to the original electric inertia value J a and electric friction value D a , respectively. By transforming equations (35) and (36), the following equations (39) and (40) are obtained.

Figure 0007426319000019
Figure 0007426319000019

式(39),(40)は、離散制御系において、電気慣性および電気摩擦を制御する場合、位相遅れφを考慮して、電気慣性値Jaは真の電気慣性値Ja2よりも小さく、また、電気摩擦値Daは、真の電気摩擦値Da2よりも大きな値に設定する必要があることを示す。 Equations (39) and (40) indicate that when controlling electric inertia and electric friction in a discrete control system, the electric inertia value J a is smaller than the true electric inertia value J a2 in consideration of the phase delay φ, It also indicates that the electric friction value D a needs to be set to a larger value than the true electric friction value D a2 .

本願発明者らは、上述した検討に基づき、シミュレーションソフトMATLAB(登録商標)を用いて、電気慣性および電気摩擦を含む二慣性系を構築してシミュレーションを行った。シミュレーションは、図1に示すエンジン試験装置1を想定し、エンジン2が発生するトルクの振動周波数が共振周波数と一致するように二慣性系を構築した。構築した二慣性系のブロック図を図9A,9Bに示す。図9Aは、電気慣性および電気摩擦の位相遅れがない、連続系制御が行われる二慣性共振系の構成を示すブロック図である。また、図9Bは、電気慣性および電気摩擦の位相遅れがある、離散系制御が行われる二慣性共振系の構成を示すブロック図である。なお、図9A,9Bにおいては、電気摩擦が負荷モータの回転速度ωGの振動成分のみに働くように、電気摩擦側にハイパスフィルタを設けている。Tdはハイパスフィルタの時定数である。 Based on the above-mentioned study, the inventors of the present application constructed a two-inertia system including electric inertia and electric friction and conducted a simulation using the simulation software MATLAB (registered trademark). The simulation assumed the engine testing apparatus 1 shown in FIG. 1, and constructed a two-inertia system so that the vibration frequency of the torque generated by the engine 2 coincided with the resonance frequency. Block diagrams of the constructed two-inertial system are shown in FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A is a block diagram showing the configuration of a two-inertia resonant system in which continuous system control is performed without phase delay of electric inertia and electric friction. Further, FIG. 9B is a block diagram showing the configuration of a two-inertial resonant system in which discrete system control is performed, in which there is a phase delay of electrical inertia and electrical friction. In addition, in FIGS. 9A and 9B, a high-pass filter is provided on the electric friction side so that the electric friction acts only on the vibration component of the rotational speed ω G of the load motor. T d is the time constant of the high-pass filter.

図9A,9Bに示す二慣性共振系において、サンプリング周波数Tsは500μsとし、位相遅れφは、図2に示す二慣性共振系における共振周波数をωとして設定し、ΔTsは、サンプリング周波数Tsの1.5倍の値(1.5Ts)としてシミュレーションを行った。また、JE=3.5×10-3kgm2、JG=1.5×10-2kgm2、DE=5.2×10-3Nm(rad/s)、DG=1.1×10-2Nm(rad/s)、Ks=800Nm/rad、Td=0.1sとした。 In the two-inertial resonant system shown in FIGS. 9A and 9B, the sampling frequency T s is 500 μs, the phase delay φ is set as ω, which is the resonance frequency in the two-inertial resonant system shown in FIG. 2, and ΔT s is the sampling frequency T s The simulation was performed with a value 1.5 times (1.5T s ). Also, J E =3.5×10 -3 kgm 2 , J G =1.5×10 -2 kgm 2 , D E =5.2×10 -3 Nm (rad/s), D G =1. 1×10 −2 Nm (rad/s), K s =800 Nm/rad, and T d =0.1 s.

離散系制御の位相遅れφを考慮した電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daの組み合わせの1つ(Ja,Da=(-4.72×10-3,4.31)を用いて、図2および図9A,9Bに示す二慣性共振系における、エンジン入力τEから軸ねじれトルクτsまでの関係を図10のボード線図により示す。図10においては、図2に示す二慣性共振系におけるシミュレーション結果を実線で示し、図9Aに示す二慣性共振系におけるシミュレーション結果を一点鎖線で示し、図9Bに示す二慣性共振系におけるシミュレーション結果を点線で示す。 Using one of the combinations of electric inertia value J a and electric friction value D a (J a , D a = (-4.72×10 -3 , 4.31) considering the phase delay φ of discrete system control The Bode diagram in FIG. 10 shows the relationship between the engine input τ E and the shaft torsion torque τ s in the two-inertia resonance system shown in FIG. 2 and FIGS. 9A and 9B. The simulation results for the resonant system are shown by a solid line, the simulation results for the two-inertial resonant system shown in FIG. 9A are shown by a dashed-dotted line, and the simulation results for the two-inertial resonant system shown in FIG. 9B are shown by a dotted line.

図10に示すように、電気慣性および電気摩擦を考慮しない二慣性共振系(図2)における共振周波数(約84Hz)と比べて、電気慣性および電気摩擦を考慮した二慣性共振系(図9A,9B)における共振周波数(約87Hz)は、高周波数側にシフトした。また、図2に示す二慣性共振系における共振周波数のゲインと比べて、図9A,9Bに示す二慣性共振系における共振周波数のゲインは低下した。したがって、電気慣性および電気摩擦を考慮することで、共振による振動が抑制された。また、離散系制御を行わない連続系で設計した電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daの組み合わせ(Ja,Da=(-7.50×10-3,3.00)を用いた図9Aに示す二慣性共振系におけるシミュレーション結果と、図9Bに示す二慣性共振系におけるシミュレーション結果とが一致した。したがって、電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daを補正することで、離散系制御においても、連続系制御と同様の制御が可能であることが分かった。 As shown in FIG. 10, compared to the resonant frequency (approximately 84 Hz) in the two-inertial resonant system (FIG. 2) that does not take into account electric inertia and electric friction, the two-inertial resonant system that takes into account electric inertia and electric friction (FIG. 9A, The resonant frequency (approximately 87 Hz) in 9B) was shifted to the higher frequency side. Moreover, compared to the gain of the resonant frequency in the two-inertial resonant system shown in FIG. 2, the gain of the resonant frequency in the two-inertial resonant system shown in FIGS. 9A and 9B was reduced. Therefore, by considering electric inertia and electric friction, vibrations due to resonance were suppressed. In addition, the combination of electric inertia value J a and electric friction value D a designed in a continuous system without discrete system control (J a , D a = (-7.50×10 -3 , 3.00) was used. The simulation results for the two-inertial resonant system shown in Fig. 9A and the simulation results for the two-inertial resonant system shown in Fig. 9B coincided. Therefore, by correcting the electric inertia value J a and the electric friction value D a , It was also found that control similar to continuous system control is possible.

次に、図11を参照して、本発明の一実施形態に係る制御装置10の構成ついて説明する。本実施形態に係る制御装置10は、図1に示すエンジン試験装置1のような、エンジンなどの駆動系と、駆動系の負荷を再現する負荷モータとがねじれ要素であるカップリング4を介して連結された系において、サンプリング周期Tsで負荷モータの出力トルクを指示するトルク指令τinを制御するものである。すなわち、本実施形態に係る制御装置10は、離散系制御によりトルク指令τinを制御する。 Next, with reference to FIG. 11, the configuration of the control device 10 according to an embodiment of the present invention will be described. The control device 10 according to the present embodiment, like the engine testing device 1 shown in FIG. In the connected system, a torque command τ in indicating the output torque of the load motor is controlled at a sampling period T s . That is, the control device 10 according to the present embodiment controls the torque command τ in by discrete system control.

図11に示すように、本実施形態に係る制御装置10は、電気慣性トルク演算部11と、電気摩擦トルク演算部12と、トルク指令生成部13と、補正部14とを備える。 As shown in FIG. 11, the control device 10 according to the present embodiment includes an electric inertia torque calculation section 11, an electric friction torque calculation section 12, a torque command generation section 13, and a correction section 14.

電気慣性トルク演算部11は、負荷モータの回転速度ωGが入力される。電気慣性トルク演算部11は、入力された負荷モータの回転速度ωGと、負荷モータの電気慣性値Jaとに基づき、負荷モータの電気慣性トルクτJを演算する。具体的には、電気慣性トルク演算部11は、上述した式(15)に基づき、電気慣性トルクτJを演算する。電気慣性トルク演算部11は、演算した電気慣性トルクτJをトルク指令生成部13に出力する。 The electrical inertia torque calculation unit 11 receives the rotational speed ω G of the load motor. The electric inertia torque calculation unit 11 calculates the electric inertia torque τ J of the load motor based on the input rotational speed ω G of the load motor and the electric inertia value J a of the load motor. Specifically, the electric inertia torque calculation unit 11 calculates the electric inertia torque τ J based on the above-mentioned equation (15). The electric inertia torque calculation unit 11 outputs the calculated electric inertia torque τ J to the torque command generation unit 13.

電気摩擦トルク演算部12は、負荷モータの回転速度ωGが入力される。電気摩擦トルク演算部12は、入力された負荷モータの回転速度ωGと、負荷モータの電気摩擦値Daとに基づき、負荷モータ電気摩擦トルクτDを演算する。具体的には、電気摩擦トルク演算部12は、上述した式(16)に基づき、電気摩擦トルクτDを演算する。電気摩擦トルク演算部12は、演算した電気摩擦トルクτDをトルク指令生成部13に出力する。 The electric friction torque calculation unit 12 receives the rotational speed ω G of the load motor. The electric friction torque calculation unit 12 calculates the load motor electric friction torque τ D based on the input rotational speed ω G of the load motor and the electric friction value D a of the load motor. Specifically, the electric friction torque calculation unit 12 calculates the electric friction torque τ D based on the above-mentioned equation (16). The electric friction torque calculation unit 12 outputs the calculated electric friction torque τ D to the torque command generation unit 13.

トルク指令生成部13は、電気慣性トルク演算部11により演算された電気慣性トルクτJおよび電気摩擦トルク演算部12により演算された電気摩擦トルクτDに基づき、トルク指令τinを生成する。具体的には、トルク指令生成部13は、式(14)に基づき、トルク指令τinを生成する。 The torque command generation unit 13 generates a torque command τ in based on the electric inertia torque τ J calculated by the electric inertia torque calculation unit 11 and the electric friction torque τ D calculated by the electric friction torque calculation unit 12 . Specifically, the torque command generation unit 13 generates the torque command τ in based on equation (14).

補正部14は、サンプリング周期Tsに基づき、電気慣性トルク演算部11が演算に用いる電気慣性値Ja、および、電気摩擦トルク演算部12が演算に用いる電気摩擦値Daを補正する。具体的には、補正部14は、上述した式(39),(40)に基づき、電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daを補正する。 The correction unit 14 corrects the electric inertia value J a used in the calculation by the electric inertia torque calculation unit 11 and the electric friction value D a used in the calculation by the electric friction torque calculation unit 12 based on the sampling period T s . Specifically, the correction unit 14 corrects the electric inertia value J a and the electric friction value D a based on the above-mentioned equations (39) and (40).

上述したように、負荷モータの電気慣性および電気摩擦を考慮することで、共振による振動を抑制することができる。したがって、本実施形態に係る制御装置10によれば、共振による振動を抑制することができる。また、サンプリング周期Tsに基づき電気慣性値Jaおよび電気摩擦値Daを補正することで、離散系制御を行う場合にも、連続系制御を行う場合と同様の制御を行うことができる。したがって、本実施形態に係る制御装置10によれば、離散系制御を行う場合にも、連続系制御を行う場合と同様の負荷モータの制御が可能となる。 As described above, vibration due to resonance can be suppressed by considering the electrical inertia and electrical friction of the load motor. Therefore, according to the control device 10 according to the present embodiment, vibration due to resonance can be suppressed. Further, by correcting the electric inertia value J a and the electric friction value D a based on the sampling period T s , even when performing discrete system control, the same control as when performing continuous system control can be performed. Therefore, according to the control device 10 according to the present embodiment, even when performing discrete system control, it is possible to control the load motor in the same manner as when performing continuous system control.

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。 Although the embodiments described above have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described above, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

1 エンジン試験装置
2 エンジン(駆動系)
3 ダイナモメータ
4 カップリング
10 制御装置
11 電気慣性トルク演算部
12 電気摩擦トルク演算部
13 トルク指令生成部
14 補正部
1 Engine test equipment 2 Engine (drive system)
3 Dynamometer 4 Coupling 10 Control device 11 Electric inertia torque calculation section 12 Electric friction torque calculation section 13 Torque command generation section 14 Correction section

Claims (2)

ねじれ要素を介して駆動系と連結され、前記駆動系の負荷を再現する負荷モータのトルク指令を所定のサンプリング周期で制御する制御装置であって、
前記負荷モータの回転速度と、前記負荷モータの電気慣性値とに基づき、前記負荷モー
タの電気慣性トルクを演算する電気慣性トルク演算部と、
前記負荷モータの回転速度と、前記負荷モータの電気摩擦値とに基づき、前記負荷モータの電気摩擦トルクを演算する電気摩擦トルク演算部と、
前記電気慣性トルクと、前記電気摩擦トルクとに基づき、前記トルク指令を生成するトルク指令生成部と、
前記サンプリング周期に基づき、前記電気慣性値および前記電気摩擦値を補正する補正部と、を備える制御装置。
A control device that is connected to a drive system via a torsion element and controls a torque command of a load motor that reproduces the load of the drive system at a predetermined sampling period,
an electric inertia torque calculation unit that calculates the electric inertia torque of the load motor based on the rotational speed of the load motor and the electric inertia value of the load motor;
an electric friction torque calculation unit that calculates electric friction torque of the load motor based on a rotational speed of the load motor and an electric friction value of the load motor;
a torque command generation unit that generates the torque command based on the electric inertia torque and the electric friction torque;
A control device comprising: a correction unit that corrects the electric inertia value and the electric friction value based on the sampling period.
請求項1に記載の制御装置において、
前記電気慣性値および前記電気摩擦値をそれぞれJ,Dとし、前記サンプリング周期による遅れ時間により変化する電気慣性値および電気摩擦値をそれぞれJa2,Da2とし、前記駆動系の入力トルクの角周波数をωとし、前記サンプリング周期をTとし、前記サンプリング周期Tによる遅れ時間をΔTとすると、
前記補正部は、以下の式を満たすように、前記電気慣性値Jおよび前記電気摩擦値Dを補正する、制御装置
Figure 0007426319000020
The control device according to claim 1,
The electric inertia value and the electric friction value are respectively J a and D a , the electric inertia value and the electric friction value that change depending on the delay time due to the sampling period are J a2 and D a2 respectively, and the input torque of the drive system is If the angular frequency is ω, the sampling period is T s , and the delay time due to the sampling period T s is ΔT s , then
The correction unit is a control device that corrects the electric inertia value J a and the electric friction value D a so as to satisfy the following equation.
Figure 0007426319000020
JP2020162721A 2020-09-28 2020-09-28 Control device Active JP7426319B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020162721A JP7426319B2 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020162721A JP7426319B2 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022055235A JP2022055235A (en) 2022-04-07
JP7426319B2 true JP7426319B2 (en) 2024-02-01

Family

ID=80998057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020162721A Active JP7426319B2 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7426319B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008182828A (en) 2007-01-25 2008-08-07 Juki Corp Method and device for controlling motor of sewing machine main shaft
JP2011015550A (en) 2009-07-02 2011-01-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd Control device for machine, and method for identifying characteristic of machine
US20160059735A1 (en) 2014-02-28 2016-03-03 Bae Systems Controls Inc. Dual Kalman Filter For Torsional Damping of Electric Traction Drives
JP2017099084A (en) 2015-11-20 2017-06-01 株式会社明電舎 Resonance suppression/control device in multi-inertial resonance system
JP2018091876A (en) 2018-03-26 2018-06-14 シンフォニアテクノロジー株式会社 Testing device for power system
JP2020058216A (en) 2018-09-26 2020-04-09 東洋電機製造株式会社 Control device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008182828A (en) 2007-01-25 2008-08-07 Juki Corp Method and device for controlling motor of sewing machine main shaft
JP2011015550A (en) 2009-07-02 2011-01-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd Control device for machine, and method for identifying characteristic of machine
US20160059735A1 (en) 2014-02-28 2016-03-03 Bae Systems Controls Inc. Dual Kalman Filter For Torsional Damping of Electric Traction Drives
JP2017099084A (en) 2015-11-20 2017-06-01 株式会社明電舎 Resonance suppression/control device in multi-inertial resonance system
JP2018091876A (en) 2018-03-26 2018-06-14 シンフォニアテクノロジー株式会社 Testing device for power system
JP2020058216A (en) 2018-09-26 2020-04-09 東洋電機製造株式会社 Control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022055235A (en) 2022-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101223669B1 (en) Engine bench system control system
KR100425819B1 (en) Mechanical vibration detection device and vibration suppression control device
JP5800001B2 (en) Dynamometer system
JP6044649B2 (en) Control device for dynamometer system
WO2011067976A1 (en) Control device for power device
JP6149948B1 (en) Specimen characteristic estimation method and specimen characteristic estimation apparatus
CN104993766B (en) A kind of two quality system resonance suppressing methods
KR102627624B1 (en) Method for estimating internal effective torque of torque generator
JP6481792B2 (en) Power system test equipment
JP6659492B2 (en) Engine test equipment
JP2021508059A (en) Test benches and methods for performing a dynamic test course for test structures
JP6007831B2 (en) Power system test equipment
JP6497408B2 (en) Electric inertia control device
JP3405924B2 (en) Load transmission device
JP7426319B2 (en) Control device
JP2004233223A (en) Testing device of prime mover
JP6075561B2 (en) Torsional vibration attenuator measuring device and measuring method
JP5234774B2 (en) Chassis dynamo controller
JP3593732B2 (en) Two-inertia parameter identification system for use in automotive engine testing systems.
US20200412341A1 (en) Method For Filtering A Periodic, Noisy Measurement Signal Having A Fundamental Frequency And Harmonic Oscillation Components
JP4019709B2 (en) Engine bench system
JP5294314B2 (en) Chassis dynamometer restraint device and vehicle stiffness characteristic identification method
JP2014142317A (en) Testing device for power system
JP7317597B2 (en) Control device
JP7371730B1 (en) dynamometer system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7426319

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150