JPS62221895A - リニアシンクロナスモ−タの速度制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、リニアシンクロナスモータ駆動車両の速度
制御装置に係り、特に乗心地好適なリニアシンクロナス
モータの速度制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭５６−１２５９８９号公帽に開示
されたように、速度パターンに応じて発生させた周波数
パターンと、車両側界磁極と地上側推進コイルの相対位
置情報である車両位置検出信号の位相との位相差に応じ
て車両の推力指令を調節して車両速度を制御する方式と
なっていた。

ここで、周波数パターンの位相は速度パターンを積分し
たものであり、同様に車両位置検出信号の位相は車両速
度を積分したものである。すなわち、周波数パターンと
車両位置検出信号との位相差も同様に、速度パターンと
車両速度との速度差を積分したものである。

一方、推力指令に比例して電流パターンを作成し、この
電流パターンに比例した電流を電力変換器により推進コ
イルに通電することにより電流に比例した推力が発生さ
れ、車両は駆動される。すなわち、推力指令と車両の推
力とは比例する。

このように、速度差を積分した量に相当する位相差に基
づき、推力指令を調節し、推力指令に比例した加減速度
で車両は加減速される。従って、速度差を積分した量に
相当する位相差で、速度を微分した量に比例する推力指
令を調節する方式である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、位相差に基づき推力指令を作成する補
償演算器で微分系の補償演算を行わなければ安定化でき
なかった。すなわち、補償演算器において微分系の補償
を行ったために、雑音成分１により推力指令が振られて
、推力変動を引起こし、乗心地を悪くするという問題が
あった。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、推力変動を引起
こさず良好な乗心地を得ることのできるリニアシンクロ
ナスモータの速度制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、車両位置検出信号の位相を帰還するループ
に加えて、前記位相を帰還するループの内側に、車両位
置検出信号から車両速度を求めて帰還するマイナループ
を設けると共に、速度パターンに応じて作成した周波数
パターンと帰還した車両位置検出信号の位相との位相差
に基づき制御上の補償演算を行い速度指令を作成する第
１の補償演算器を設け、更に、前記速度指令と前記マイ
ナループで帰還された車両速度との速度差を検出する速
度差検出器を設け、前記速度差に基づき制御上の補償演
算を行い推力指令を出力する第２の補償演算器を設ける
ことにより達成される。

〔作用〕

車両を加速する場合について考察する。この場合には、
速度パターンの値は徐々に増加して行くことになり、周
波数パターンの位相の時間的変化の割合は徐々に増加し
て行く。この結果、周波数パターンと帰還した車両位置
検出信号との位相差は徐々に大きくなって行く。第１の
補償演算器では、当該位相差に基づき速度指令を作成し
ており、当該速度指令は、前記位相差に基づき第１の補
償演算器で作成されるために、位相差の増大に伴い前記
速度指令も増大する。すなわち、前記速度指令と帰還し
た車両速度との速度差は増大し、第２の補償演算器で、
速度差に基づき作成される推力指令は増大する。これに
よって車両は加速され、車両の速度は増大し、車両位置
検出信号の位相の時間的変化の割合は増大する。車両速
度は、車両位置検出信号の位相を帰還するループの内側
のループで、第２の補償演算器の前段の前記速度差検出
器に帰還される６前記速度差検出器により、更に、速度
差が検出されると同時にこの速度差に基づき第２の補償
演算器で推力指令が作成され、速度指令に車両速度が一
致するように、第２の補償演算器は推力指令を出すよう
に動作する。ここで、第２の補償演算器で比例積分補償
を行えば、前記速度指令で車両を走行させるに必要な推
力指令の値を前記積分動作に負担させることができ、速
度指令と車両速度が零となる。すなわち、車両速度を帰
還するループは、速度指令に車両速度を一致させるよう
に動作する。

一方、車両が加速されることにより、車両位置検出信号
の位相の時間的変化率は増大する。これに伴い１周波数
パターンの位相と車両位置検出信号との位相差は徐々に
減少して行く、そして、前記位相差に基づき、第１の補
償演算器で速度指令が作成されるが、この速度指令は、
前記速度パターンに一致するように作成される。第１の
補償演算器で、比例積分補償を行えば、積分器に、速度
指令値を負担させることができ５周波数パターンの位相
と帰還した車両位置検出信号との位相差を零とすること
ができる。

車両を減速する場合には、速度パターンの値を徐々に小
さくすることにより、周波数パターンの位相の増大する
割分が減少し、帰還される位置検出信号の位相よりも周
波数パターンの位相が小さくなり、前記位相差は負の方
向に増大する。これに伴い前記速度指令は減少する。前
記速度指令が減少することにより、前記速度指令と帰還
される車両速度との速度差は負の方向に増大する。これ
に伴い、第２の補償演算器で作成される推力指令は減少
し、車両は減速される。すなわち、車両速度が速度指令
に一致するように、車両は減速される。車両が減速され
ることにより、位置検出信号の位相の増大する時間的割
合が減少する。これによって、負の位相差は減少する。

これに伴って、速度指令は、速度パターンに一致するよ
うに動作する。

以上述べたように、速度パターンに応じて作成した周波
数パターンの位相と帰還される車両位置検出信号の位相
とが一致するように、第１の補償演算器では、速度指令
が作成される。また同時に、第２の補償演算器では、前
記速度指令に車両速度が一致するように推力指令が作成
される。このようにして、車両の位置検出信号の位相は
、前記周波数パターンの位相に一致するように動作し、
前記速度指令の値は、速度パターンに一致するように、
本リニアシンクロナスモータの制御装置は動作する。

車両位置検出信号位相の位相帰還ループにより、下記の
ようにして、車両速度を検出することが可能である。す
なわち、車両位置検出信号の位相と、該位相帰還ループ
の出力位相との位相差を第２の位相差検出器で検出し、
第３の補償演算器へ出力する。第３の補償演算器では１
位相差に基づき補償演算を行って、補償演算結果を出力
する。前記補償演算結果で積分器を駆動し、該積分器の
出力を該位相帰還ループの出力位相として、前記第２の
位相差検出器へ帰還する。このようにすることにより、
該位相帰還ループの出力位相を車両位置検出信号の位相
に追従させることができる。すなわち、該位相帰還ルー
プの第３の補償演算器の出力により、積分器は駆動され
て、車両位置検出信号に同期した前記出力位相を出力す
る。車両速度は、車両位置検出信号の出力位相を微分し
た量に比例する。すなわち、該位相帰還ループの第３の
補償演算器の出力は、車両速度に比例した信号となり、
これによって、車両速度を検出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。速度
パターン１は周波数パターン発生器２に入力されて、周
波数パターン発生器２では、速度パターン１に基づき周
波数パターン３が作成される。この周波数パターン３は
、第１の位相差検出器４の一方の入力端子へ入力され、
他の一方の入刃端子へは帰還位相信号２４が帰還される
。第１の位相差検出器４では、周波数パターン３と帰還
位相信号２４との位相差５を検出し、前記位相差５を第
１の補償演算器６へ出力する。第１の補償演算器６では
、前記位相差５に基づき補償演算を行って、速度指令７
を出力する。速度指令７は速度差検出器８の一方の入力
端子へ入力される。前記速度差検出器８の他の一方の入
力端子へ帰還速度２３が入力される。前記速度差検出器
８では、前記速度指令７と前記帰還速度２３とが入力さ
れ、両信号間の速度差９が検出され第２の補償演算器１
０へ出力される。第２の補償演算器１０では、前記速度
差９に基づき補償演算を行って推力指令１１を出力する
。前記推力指令１１と車両位置検出信号１９との掛算を
掛算器１２で行って、電流パターン１３を作成する。電
流パターン１３に基づき電力変換器１４で推進コイル１
７に３相電流１５を通電して進行磁界を作成し、車両１
６に搭載された界磁コイル２５との間に推力を発生させ
て、前記車両１６を駆動する。

一方、車両位置検出器１８で、地上側推進コイル１７と
車上側界磁コイル２５との相対位置を検出し、車両位置
検出信号１９を出力する。位相検出器２０で車両位置検
出信号１９の位置検出位相２１を検出し、第２の位相差
検出器３０の一方の入力端子へ入力する。前記第２の位
相差検出器３０の他の一方の入力端子へは、積分器３３
の出力である帰還位相２４が入力される。第２の位相差
検出器３０では、前記位置検出位相２１と前記帰還位相
２４どの位相差３１を検出し、第３の補償演算器３２へ
出力する。第３の補償演算器３２では、位相差３１に基
づき帰還速度２３を演算し、速度差検出器８と積分器３
３へそれぞれ出力する。

積分器３３では、帰還速度２３に基づき帰還位相２４を
作成し、第１の位相差検出器４および第２の位相差検出
器３０へ帰還する。

以下第２図により、帰還速度２３の検出について説明す
る。第２図において、各部の番号は第１図の同番号と一
致する。すなわち、第２図に示されるように、位置検出
位相２１は第２の位相差検吊器３０の一方の入力端子に
入力される。第２の位相差検出器３０の他の一方の入力
端子には帰還位相２４が帰還される。第２の位相差検出
器３０では、位置検出位相２１と帰還位相２４との位相
差３１を検出し、第３の補償演算器３２へ出力する。第
３の補償演算器３２では位相差３１に基づき帰還速度２
３を演算し、積分器３３へ出力する。

積分器３３の出力は第２の位相差検出器３０へ帰還され
る。第２図に示される位相帰還ループにおいて、該位相
帰還ループの入力である位置検出位相２１が第３図に示
されるように動作する時、前記帰還位相２４は第３図に
示されるように動作し、前記帰還位相２４は、前記位置
検出位相２１に平衡する。車両速度は、位置検出位相２
１の微分値に相当するものであり、帰還位置２４は、位
置検出位相２１に平衡するので、車両速度は、第２図の
帰還位相２４を微分したものにも相当する。すなわち、
第２図に示される帰還速度２３が車両速度を表すことに
なる。

本実施例によれば、外側の位相帰還ループによす、速度
指令７を作成し、内側の速度帰還ループにより、速度指
令７に車両１６の速度が追従するように推力指令１１を
作成し、外側の位相帰還ループでは、速度パターン１に
応じて作成した周波数パターン３の位相と帰還位相２４
の位相が一致するように速度指令７を作成し制御するの
で極めて細かな制御が行えるという効果がある。また、
車両１６の速度検出も簡単に行えるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御上の基準信号となる周波数パター
ンの位相と、車両位置検出信号の位相との位相差に基づ
き、これら面位相の位相差が零になるように速度指令を
作成し、前記速度指令に車両速度が一致するように推力
指令を増減して車両を加減速するので、車両の良好な乗
心地が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示したものである。第２
図は、本発明の速度検出を示したものであり、第３図は
、第２図について、動作波形で原理的に示したものであ
る。 １・・・速度パターン、２・・・周波数パターン発生器
、３・・・周波数パターン、４・・・第１の位相差検出
器。 ５・・・位相差、６・・・第１の補償演算器、７・・・
速度指令、８・・・速度差検出器、９・・・速度差、１
ｏ・・・第２の補償演算器、１１・・・推力指令、１２
・・・掛算器、１３・・・電流パターン、１４・・・電
力変換器、１５・・・３相電流、１６・・・車両、１７
・・・推進コイル、１８・・・車両位置検出器、１９・
・・車両位置検出信号。 ２０・・・位相検出器、２１・・・位置検出位相、２３
・・・帰還速度、２４・・・帰還位相、２５・・・界磁
コイル、−５６９一 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地上側に列設された推進コイルと、車上側に搭載さ
   れた界磁コイルと、前記推進コイルと界磁コイルとの相
   対位置を検出し位置検出信号を出力する手段と、該位置
   検出信号の位相を検出する位相検出手段と、速度パター
   ンを入力し該速度パターンに応じて周波数パターンを作
   成する手段と、該周波数パターンの位相と前記位置検出
   信号の位相との位相差を検出する位相差検出手段とを有
   し、該位相差に基づき電流パターンを作成し、該電流パ
   ターンに基づき電力変換器で推進コイルに通電してリニ
   アシンクロナスモータを駆動するものにおいて、前記位
   相差に補償演算を行って速度指令を出力する第１の補償
   演算手段と、前記位置検出信号から車両速度を演算する
   手段と、前記速度指令と前記車両速度との速度差を検出
   する手段と、該速度差に補償演算を行って推力指令を出
   力する第２の補償演算手段と、前記推力指令と前記位置
   検出信号との掛算を行って電流パターンを作成する手段
   とを備えてなることを特徴とするリニアシンクロナスモ
   ータの速度制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記位相差検出手
   段は、前記位置検出信号と車両速度積分手段の出力との
   位相差を検出する第２の位相差検出手段と、その出力位
   相差を入力し補償演算を行い車両速度を求めるとともに
   、前記積分器へ出力する第３の補償演算手段とを備えた
   ことを特徴とするリニアシンクロナスモータの速度制御
   装置。