JPH049732A - 慣性シュミレータ - Google Patents
慣性シュミレータInfo
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- JPH049732A JPH049732A JP2114209A JP11420990A JPH049732A JP H049732 A JPH049732 A JP H049732A JP 2114209 A JP2114209 A JP 2114209A JP 11420990 A JP11420990 A JP 11420990A JP H049732 A JPH049732 A JP H049732A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は原動機の試験等に用いられる慣性ンユミレータ
に関する。
に関する。
Ｂ１発明の概要
電動機の入力トルクと負荷トルクをもとに回転速度を算
出し、この回転速度を基に演算した値と前記入力トルク
を基に演算した値を基に負荷トルクオブザーバにより推
定負荷トルクを算出する慣性シュミレータにおいて、 前記推定負荷トルクを基に所定の演算を実行することに
より、 見かけ上の慣性を自由に設定できるようにする。
出し、この回転速度を基に演算した値と前記入力トルク
を基に演算した値を基に負荷トルクオブザーバにより推
定負荷トルクを算出する慣性シュミレータにおいて、 前記推定負荷トルクを基に所定の演算を実行することに
より、 見かけ上の慣性を自由に設定できるようにする。
Ｃ２従来の技術
原動機の試験用負荷として用いられるモータシステムに
おいては、実際の負荷の慣性を電気的に模擬する機能が
必要であり、従来より慣性を見かけ上大きくする方式は
実現されている。
おいては、実際の負荷の慣性を電気的に模擬する機能が
必要であり、従来より慣性を見かけ上大きくする方式は
実現されている。
第３図はモータの速度検出部を示し、同図において１は
入力トルクＴ０と負荷トルクＴＬを入力とする加減算器
、２は加減算器ｌの出力を入力とを算出する回転速度演
算部である。
入力トルクＴ０と負荷トルクＴＬを入力とする加減算器
、２は加減算器ｌの出力を入力とを算出する回転速度演
算部である。
直流電動機やベクトル制御された誘導電動機のように、
電流に比例したトルクを発生する電動機の伝達関数は次
式で表され、そのブロック図は第３図のようになる。
電流に比例したトルクを発生する電動機の伝達関数は次
式で表され、そのブロック図は第３図のようになる。
ωｒ ＝ （Ｔｗ ＴＬ） ・・・・・
・・・（１）−Ｊ ここで、Ｊ、をモータ慣性モーメント、Ｊ！を負荷慣性
モーメントとするとトータルの慣性モーメントＪはＪ−
Ｊ Ｉ＋ Ｊ ｔとなる。また、ωｒ Ｉｔ回転角速度
、Ｓはラプラス演算子である。
・・・（１）−Ｊ ここで、Ｊ、をモータ慣性モーメント、Ｊ！を負荷慣性
モーメントとするとトータルの慣性モーメントＪはＪ−
Ｊ Ｉ＋ Ｊ ｔとなる。また、ωｒ Ｉｔ回転角速度
、Ｓはラプラス演算子である。
第３図に示す負荷トルクを推定するために、最小次元オ
ブザーバをゴビナスの方法により導出すると、第４図の
ブロック図で表現することが知られており、推定負荷ト
ルク？、は次式となる。
ブザーバをゴビナスの方法により導出すると、第４図の
ブロック図で表現することが知られており、推定負荷ト
ルク？、は次式となる。
１ ＴＬ ・・・・・・（２）？・” １
＋ｓ’ｒｘ すなわち、第４図は負荷トルク推定部を示すもので、３
は負荷トルクオブザーノ（である。４は入力トルクＴ１
を入力として− ’ Ｘ Ｔ ｘの演１＋ＳＴｘ 算を行うトルク演算部、５は回転角速度ωｒを入−Ｊ 力として□×ωｒ の演算を行うトルク１＋ＳＴｘ 演算部、１ａは加減算器であって、これらによって負荷
トルクオブザーバ３が構成される。第４図においてＴｘ
は遅れ時定数である。
＋ｓ’ｒｘ すなわち、第４図は負荷トルク推定部を示すもので、３
は負荷トルクオブザーノ（である。４は入力トルクＴ１
を入力として− ’ Ｘ Ｔ ｘの演１＋ＳＴｘ 算を行うトルク演算部、５は回転角速度ωｒを入−Ｊ 力として□×ωｒ の演算を行うトルク１＋ＳＴｘ 演算部、１ａは加減算器であって、これらによって負荷
トルクオブザーバ３が構成される。第４図においてＴｘ
は遅れ時定数である。
Ｄ１発明が解決しようとする課題
第３図〜第４図に示す慣性シュミレータにおいては、慣
性を見かけ上大きくする方式を採っているので、検出に
際して、可変速装置のハードウェアやソフトウェアを変
更する必要があると共に、慣性を任意に設定できず不便
なものであった。
性を見かけ上大きくする方式を採っているので、検出に
際して、可変速装置のハードウェアやソフトウェアを変
更する必要があると共に、慣性を任意に設定できず不便
なものであった。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、原動機試験などに用いられる模擬負荷装置とし
てのモータシステムにおいて、見かけ上の慣性を自由に
設定できる慣性シュミレータを提供することである。
目的は、原動機試験などに用いられる模擬負荷装置とし
てのモータシステムにおいて、見かけ上の慣性を自由に
設定できる慣性シュミレータを提供することである。
２１課題を解決するための手段と作用
本発明においては、上記目的を達成するために、電動機
の入力トルクと負荷トルクに基づくトルク値を電動機と
負荷の総合慣性モーメントに関連させて演算して速度信
号を得、この速度信号と所定の伝達関数によって得られ
た第１のトルク値と前記入力トルクと所定の伝達関数に
よって得られた第２のトルク値を基に推定負荷トルク値
を算出する慣性シュミレータにおいて、前記入力トルク
と推定負荷トルクに基づいて算出された第３のトルク値
を見かけ上の慣性モーメントを関数とする伝達関数によ
り演算して見かけ上の速度信号を得ると共に、この見か
け上の速度信号と前記速度信号に基づく演算値を前記入
力トルクに加算する。
の入力トルクと負荷トルクに基づくトルク値を電動機と
負荷の総合慣性モーメントに関連させて演算して速度信
号を得、この速度信号と所定の伝達関数によって得られ
た第１のトルク値と前記入力トルクと所定の伝達関数に
よって得られた第２のトルク値を基に推定負荷トルク値
を算出する慣性シュミレータにおいて、前記入力トルク
と推定負荷トルクに基づいて算出された第３のトルク値
を見かけ上の慣性モーメントを関数とする伝達関数によ
り演算して見かけ上の速度信号を得ると共に、この見か
け上の速度信号と前記速度信号に基づく演算値を前記入
力トルクに加算する。
また、本発明においては、電動機の入力トルクと負荷ト
ルクに基づくトルク値を電動機と負荷の総合慣性モーメ
ントに関連させて演算して速度信号を得、この速度信号
と所定の伝達関数によって得られた第１のトルク値と前
記入力トルクと所定の伝達関数によって得られた第２の
トルク値を基に推定負荷トルク値を算出する慣性シュミ
レータにおいて、前記入力トルクを所定の伝達関数を基
に演算して第３のトルク値を得、この第３のトルク値と
前記推定負荷トルク値を加減算して第４のトルク値を得
ると共に、この第４のトルク値を見かけ上の慣性モーメ
ントを関数とする伝達関数により第５のトルク値を得、
この第５のトルク値を前記入力トルクに加算する。
ルクに基づくトルク値を電動機と負荷の総合慣性モーメ
ントに関連させて演算して速度信号を得、この速度信号
と所定の伝達関数によって得られた第１のトルク値と前
記入力トルクと所定の伝達関数によって得られた第２の
トルク値を基に推定負荷トルク値を算出する慣性シュミ
レータにおいて、前記入力トルクを所定の伝達関数を基
に演算して第３のトルク値を得、この第３のトルク値と
前記推定負荷トルク値を加減算して第４のトルク値を得
ると共に、この第４のトルク値を見かけ上の慣性モーメ
ントを関数とする伝達関数により第５のトルク値を得、
この第５のトルク値を前記入力トルクに加算する。
Ｆ、実施例
以下に本発明の実施例を第１図〜第２図を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明の第１実施例による慣性シュミレータの
ブロック図であって、同図においてｌｂ。
ブロック図であって、同図においてｌｂ。
Ｉｃ、ｌｄ、Ｉｅは加減算器、２は第１の速度演算部、
６は第１のトルク演算部、７は第２のトルク演算部、８
は第２の速度演算部、９は第３のトルク演算部である。
６は第１のトルク演算部、７は第２のトルク演算部、８
は第２の速度演算部、９は第３のトルク演算部である。
第１図の慣性シュミレータにおいて、加減算器１ｂは、
入力トルクＴ１と後述する第３のトルク演算部９の演算
出力を入力として、これらを加算してトルクＴａを得る
。第１の速度演算部２は、加減算器１の出力（Ｔａ
Ｔｔ、）を入力として、出する。
入力トルクＴ１と後述する第３のトルク演算部９の演算
出力を入力として、これらを加算してトルクＴａを得る
。第１の速度演算部２は、加減算器１の出力（Ｔａ
Ｔｔ、）を入力として、出する。
加減算器１ｃは、第１のトルク演算部６の演算算器１ｄ
は入力トルクＴｒと加減算器１ｃの演算を算出する。第
２の速度検出部８は、加減算器ｌを算出する。第１のト
ルク演算部６はトルクＴａ減算器１ｅは、第１の速度演
算部２の演算出力する。第３のトルク演算部９は、（ω
ｍ−ωｒ）を入力として、（ωｍ−ωｒ ）Ｇ （Ｓ
）の演算をして、が一致するように制御すれば良く、第
４図に示す構成でしシュミレータを実現できる。
は入力トルクＴｒと加減算器１ｃの演算を算出する。第
２の速度検出部８は、加減算器ｌを算出する。第１のト
ルク演算部６はトルクＴａ減算器１ｅは、第１の速度演
算部２の演算出力する。第３のトルク演算部９は、（ω
ｍ−ωｒ）を入力として、（ωｍ−ωｒ ）Ｇ （Ｓ
）の演算をして、が一致するように制御すれば良く、第
４図に示す構成でしシュミレータを実現できる。
第１図の慣性シュミレータにおいて要約すると次式が得
られる。
られる。
する。
したがって、加減算器】ｂの算出トルクＴａは（Ｔｘ＋
Ｃ０ｍ−ωｒ）３Ｇ（Ｓ）となる。
Ｃ０ｍ−ωｒ）３Ｇ（Ｓ）となる。
負荷トルクオフザーバを利用した慣性制御方法として、
第３図の電動機と負荷の慣性Ｊを制御で見かけ上任意の
慣性Ｊｍにすることを考える。このためには、推定した
負荷トルクとＪｍで構成されるモータモデルの角速度ω
ｍと実際の速度ωｒＴａ＝Ｔｒ＋（ωｍ ωｒ ）Ｇ （Ｓ ） ・・・・・（５） 上記（１）〜（４）式より、ωｒの伝達関数は・・・・
・・・（６） （６）式において、負荷トルクオフザーバの推定遅れ時
定数Ｔｘが十分小さい（Ｔｘ（１）とすると、 ここで、 Ｃ（Ｓ）を定数にとすると （７）式は Ｊ／Ｋ （Ｊｍとなるように定数Ｋを設定すれば、また、 Ｃ（Ｓ）を比例微分要素（Ｇ （Ｓ）＝Ｋ ｐ＋ＫｄＳ）とすると、 （１０）式において、 Ｋｐ。
第３図の電動機と負荷の慣性Ｊを制御で見かけ上任意の
慣性Ｊｍにすることを考える。このためには、推定した
負荷トルクとＪｍで構成されるモータモデルの角速度ω
ｍと実際の速度ωｒＴａ＝Ｔｒ＋（ωｍ ωｒ ）Ｇ （Ｓ ） ・・・・・（５） 上記（１）〜（４）式より、ωｒの伝達関数は・・・・
・・・（６） （６）式において、負荷トルクオフザーバの推定遅れ時
定数Ｔｘが十分小さい（Ｔｘ（１）とすると、 ここで、 Ｃ（Ｓ）を定数にとすると （７）式は Ｊ／Ｋ （Ｊｍとなるように定数Ｋを設定すれば、また、 Ｃ（Ｓ）を比例微分要素（Ｇ （Ｓ）＝Ｋ ｐ＋ＫｄＳ）とすると、 （１０）式において、 Ｋｐ。
Ｋｄを適当に調整すれば
周波数領域にわたって１に近似でき、
ωｒは（９）
式の伝達関数で表される。
と
（９）式を比較すれば明らかなように、本来電
動機と負荷が持つ慣性Ｊを、第１図の構成により見かけ
上Ｊｍの慣性を持ったシステムに近似できる。これより
、本システムにおいては、実機の慣性モーメントを予め
求めておけば、モータの速度を検出するのみで、任意の
慣性での運転を可能とする慣性ンユミレータを実現でき
る。
上Ｊｍの慣性を持ったシステムに近似できる。これより
、本システムにおいては、実機の慣性モーメントを予め
求めておけば、モータの速度を検出するのみで、任意の
慣性での運転を可能とする慣性ンユミレータを実現でき
る。
上記第１実施例の慣性シュミレータによれば、次の如き
種々の利点がある。
種々の利点がある。
（１）検出としては、速度検出が必要なだけであり、第
１図に示すような簡単な演算で慣性シュミレータを構成
している。このため、従来の可変速装置のハードウェア
やソフトウェアを変更せずに容易に実現できる。
１図に示すような簡単な演算で慣性シュミレータを構成
している。このため、従来の可変速装置のハードウェア
やソフトウェアを変更せずに容易に実現できる。
（２）（９）式かられかるように、Ｊｍは実機の慣性Ｊ
に対して大きい値でも小さい値でも任意に設定して、こ
れを実現できる。
に対して大きい値でも小さい値でも任意に設定して、こ
れを実現できる。
（３）任意に慣性を設定できるため、原動機等の試験用
負荷として使用すれば、実際の負荷の慣性を容易に模擬
できる。
負荷として使用すれば、実際の負荷の慣性を容易に模擬
できる。
（４）実機の慣性Ｊよりも低い慣性に設定できるため、
（３）項とは逆にモータに比べて慣性の小さい原動機を
模擬することも可能であり、原動機につながる負荷装置
の試験にも適用できる。
（３）項とは逆にモータに比べて慣性の小さい原動機を
模擬することも可能であり、原動機につながる負荷装置
の試験にも適用できる。
第２図は本発明の第２実施例による慣性シュミレータの
ブロック図であって、同図において第１図のものと同−
又は相当部分には同一符号を付しており、１０は第４の
トルク演算部、１１は第５のトルク演算部である。
ブロック図であって、同図において第１図のものと同−
又は相当部分には同一符号を付しており、１０は第４の
トルク演算部、１１は第５のトルク演算部である。
第２図の慣性シュミレータにおいて、加減算器１ｂには
入力トルクＴ、と第５のトルク演算部１０の演算値を加
算してトルクＴａを得る。トルクＴａは第１のトルク演
算部６と加減算器１に入力される。加減算器１は、トル
クＴａと負荷トルクＴＬを入力として、トルク偏差信号
を得る。第１の回転速度演算部２は加減算器ｌのトルク
偏差信号を入力として回転角速度ωｒを算出する。
入力トルクＴ、と第５のトルク演算部１０の演算値を加
算してトルクＴａを得る。トルクＴａは第１のトルク演
算部６と加減算器１に入力される。加減算器１は、トル
クＴａと負荷トルクＴＬを入力として、トルク偏差信号
を得る。第１の回転速度演算部２は加減算器ｌのトルク
偏差信号を入力として回転角速度ωｒを算出する。
第１のトルク演算部６はトルクＴａを入力としと第３の
トルク演算部８の演算出力であるを算出する。
トルク演算部８の演算出力であるを算出する。
加減算器１ｄは加減算器１ｃの演算出力ＴＬを算出する
。第５のトルク演算部１１は加減算器（１１） 、
（１２） （１３）式より ここで、負荷トルク推定の一次遅れ時定数Ｔｘが全体の
系の応答に比べて十分小さければ、ＳＴＸは１に近似で
き、伝達関数は（１５）式となる。
。第５のトルク演算部１１は加減算器（１１） 、
（１２） （１３）式より ここで、負荷トルク推定の一次遅れ時定数Ｔｘが全体の
系の応答に比べて十分小さければ、ＳＴＸは１に近似で
き、伝達関数は（１５）式となる。
となる。
第２図の慣性シュミレータにおいて要約すると、次式が
得られる。
得られる。
比較すれば明らかなように、電動機と負荷が持つ慣性Ｊ
を、第２図の構成より見かけ上Ｊｍの慣性を待ったシス
テムとして取り扱えることになる。
を、第２図の構成より見かけ上Ｊｍの慣性を待ったシス
テムとして取り扱えることになる。
これにより、Ｊｍを任意に設定することにより、任意の
慣性での運転を可能とする慣性シュミレータを実現でき
る。
慣性での運転を可能とする慣性シュミレータを実現でき
る。
また、本実施例のシステムは、実機の慣性を予め求めて
おけば、モータの速度を検出するだけの簡単な構成で慣
性シュミレータを実現でき、第１図の慣性シュミレータ
と同様な利点を有すると共に、第１図のものに比べて演
算が簡単になっており、コンピュータを用いてハードウ
ェアとソフトウェアで実現する時は演算時間を短くでき
る。
おけば、モータの速度を検出するだけの簡単な構成で慣
性シュミレータを実現でき、第１図の慣性シュミレータ
と同様な利点を有すると共に、第１図のものに比べて演
算が簡単になっており、コンピュータを用いてハードウ
ェアとソフトウェアで実現する時は演算時間を短くでき
る。
Ｇ３発明の効果
本発明は、上述の如くであって、検出要素として速度検
出が必要なだけであり、簡単な演算で慣性シュミレータ
が可能にして、任意に慣性を設定できるので、適用範囲
が広く、しかも高性能な慣性シュミレータを得ることが
できる。
出が必要なだけであり、簡単な演算で慣性シュミレータ
が可能にして、任意に慣性を設定できるので、適用範囲
が広く、しかも高性能な慣性シュミレータを得ることが
できる。
第１図は本発明の第１実施例による慣性シュミレータの
ブロック図、第２図は本発明の第２実施例による慣性ン
ユミレータのブロック図、第３図はモータの速度検出部
のブロック図、第４図は従来の慣性シュミレータのブロ
ック図である。 Ｉ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ、ｌｅ−加減算器、２・・・第１
の速度演算部、６・・・第１のトルク演算部、７・・・
第２のトルク演算部、８・・・第２の速度検出部、９・
・・第３のトルク演算部、１０・・・第４のトルク演算
部、ＩＩ・・・第５のトルク演算部。 外２名 第１図 第７実施例 第２図 第２実あセ例
ブロック図、第２図は本発明の第２実施例による慣性ン
ユミレータのブロック図、第３図はモータの速度検出部
のブロック図、第４図は従来の慣性シュミレータのブロ
ック図である。 Ｉ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ、ｌｅ−加減算器、２・・・第１
の速度演算部、６・・・第１のトルク演算部、７・・・
第２のトルク演算部、８・・・第２の速度検出部、９・
・・第３のトルク演算部、１０・・・第４のトルク演算
部、ＩＩ・・・第５のトルク演算部。 外２名 第１図 第７実施例 第２図 第２実あセ例
Claims (2)
- （１）電動機の入力トルクと負荷トルクに基づくトルク
値を電動機と負荷の総合慣性モーメントに関連させて演
算して速度信号を得、この速度信号と所定の伝達関数に
よって得られた第１のトルク値と前記入力トルクと所定
の伝達関数によって得られた第２のトルク値を基に推定
負荷トルク値を算出する慣性シュミレータにおいて、前
記入力トルクと推定負荷トルクに基づいて算出された第
３のトルク値を見かけ上の慣性モーメントを関数とする
伝達関数により演算して見かけ上の速度信号を得ると共
に、この見かけ上の速度信号と前記速度信号に基づく演
算値を前記入力トルクに加算するようにして構成したこ
とを特徴とする慣性シュミレータ。 - （２）電動機の入力トルクと負荷トルクに基づくトルク
値を電動機と負荷の総合慣性モーメントに関連させて演
算して速度信号を得、この速度信号と所定の伝達関数に
よって得られた第１のトルク値と前記入力トルクと所定
の伝達関数によって得られた第２のトルク値を基に推定
負荷トルク値を算出する慣性シュミレータにおいて、前
記入力トルクを所定の伝達関数を基に演算して第３のト
ルク値を得、この第３のトルク値と前記推定負荷トルク
値を加減算して第４のトルク値を得ると共に、この第４
のトルク値を見かけ上の慣性モーメントを関数とする伝
達関数により第５のトルク値を得、この第５のトルク値
を前記入力トルクに加算するように構成したことを特徴
とする慣性シュミレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114209A JP2884698B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 慣性シュミレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114209A JP2884698B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 慣性シュミレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH049732A true JPH049732A (ja) | 1992-01-14 |
| JP2884698B2 JP2884698B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=14631943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114209A Expired - Fee Related JP2884698B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 慣性シュミレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884698B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005180956A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Shinko Electric Co Ltd | 動力伝達系の試験装置とその制御方法 |
| JP2009074834A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Meidensha Corp | シャシーダイナモメータシステムの制御方法 |
| JP2009145364A (ja) * | 2009-03-30 | 2009-07-02 | Sinfonia Technology Co Ltd | 動力伝達系の試験装置とその制御方法 |
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-
1990
- 1990-04-27 JP JP2114209A patent/JP2884698B2/ja not_active Expired - Fee Related
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