JPWO2021240783A5

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Publication number: JPWO2021240783A5
Application number: JP2022527443A
Authority: JP
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2022-08-10
Anticipated expiration: 2040-05-29

Description

実施の形態１に係る時刻同期システムの構成例を示す図。実施の形態１に係るスレーブ装置のハードウェア構成例を示す図。実施の形態１に係るスレーブ装置の機能構成例を示す図。実施の形態１に係るスレーブ装置の動作例を示すフローチャート。実施の形態１に係る時刻補正方法の具体例を示す図。実施の形態２に係るスレーブ装置の機能構成例を示す図。実施の形態２に係る時刻補正方法（２－ａ）を実現する学習部の内部構成例を示す図。実施の形態２に係る時刻補正方法（２－ａ）を実現するスレーブ装置の動作例を示すフローチャート。実施の形態２に係る時刻補正方法（２－ａ）の具体例を示す図。実施の形態２に係る時刻補正方法（２－ｂ）を実現する学習部の内部構成例を示す図。実施の形態２に係る時刻補正方法（２－ｂ）を実現するスレーブ装置の動作例を示すフローチャート。実施の形態２に係る時刻補正方法（２－ｂ）の具体例を示す図。実施の形態３に係る水晶発振器の周波数偏差特性の例を示す図。実施の形態３に係る偏差温度特性推定部、偏差時間特性推定部及び時刻補正量推定部の関係を示す図。実施の形態３に係る時刻補正方法（３－ａ）を実現する学習部の内部構成例を示す図。実施の形態３に係る時刻補正方法（３－ｂ）を実現する学習部の内部構成例を示す図。実施の形態３に係る時刻補正量の推定を示す図。実施の形態３に係る予兆検知の例（３－ａ）を示す図。実施の形態３に係る予兆検知の例（３－ｂ）を示す図。実施の形態３に係る時刻補正量の計算方法を示す図。実施の形態３に係る微小時間で時刻補正量の計算する方法を示す図。実施の形態３に係る予兆検知の例（３－ａ）における時刻補正方法を示す図。実施の形態３に係る予兆検知の例（３－ｂ）における時刻補正方法を示す図。実施の形態４に係るスレーブ装置の機能構成例を示す図。実施の形態５に係る時刻同期システムの構成例を示す図。実施の形態５に係るスレーブ装置の機能構成例を示す図。実施の形態５に係るサーバ装置の機能構成例を示す図。ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳの時刻同期の原理を示す図。

次に、周波数偏差変化率算出部２０４は、周波数偏差Ｐ（２）を算出する（ステップＳ４０２）。
つまり、周波数偏差変化率算出部２０４は、図５に示す周波数偏差測定周期ＩＮＴ_ＲＲ（２）の区間でグランドマスタ装置１００とスレーブ装置２００との間のクロック周波数の周波数偏差Ｐ（２）を式７に従って算出する。
式６の場合と同様に、周波数偏差変化率算出部２０４は、例えば、図２８を参照して説明した手順と同じ手順に従って式７内のＴ_ＲＲ，Ｍ（２）及びＴ_ＲＲ，Ｓ（２）を算出する。
Ｔ_ＲＲ，Ｍ（２）はマスタが計測したＩＮＴ_ＲＲ（２）分の時間、Ｔ_ＲＲ，Ｓ（２）はスレーブが計測したＩＮＴ_ＲＲ（２）分の時間である。

次に、偏差時間特性推定部２０７１が、周波数偏差特性周期を算出する（ステップＳ８０３）。
偏差時間特性推定部２０７１は、入力Ａ１、入力Ａ２及びステップＳ８０２で得られた計算周期ごとの周波数偏差変化率に基づき、周波数偏差の時間推移のパターン（図９の波形パターン）が周期的に繰り返されていることを検知する。偏差時間特性推定部２０７１は周波数偏差の時間推移について、特定の規則性を検出し、検出した特定の規則性を学習する。この特定の規則性のある周波数偏差の時間推移を周波数偏差パターンとする。また、偏差時間特性推定部２０７１は、周波数偏差パターンの周期を周波数偏差特性周期として抽出する。このとき、偏差時間特性推定部２０７１は、周波数偏差特性周期の開始タイミングも推定する。
図９に周波数偏差特性周期の例を示す。
また、偏差時間特性推定部２０７１がステップＳ８０１で入力Ａ３を取得している場合は、偏差時間特性推定部２０７１は、入力Ａ３に基づき、水晶発振器の温度変化から周波数偏差特性周期を算出してもよい（この場合は、実施の形態３に示す方法を用いる）。

先ず、偏差時間特性推定部２０７１が、以下の入力Ａ１～入力Ａ３を取得する（ステップＳ１１０１）。
入力Ａ１：ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ又はＩＥＥＥ１５８８で計測された周波数偏差
入力Ａ２：入力Ａ１の周波数偏差を計測した時間
入力Ａ３：水晶発振器の温度（任意）
入力Ａ４：制御情報
入力Ａ１は、計算周期ごとの周波数偏差である。計算周期は、前述の通りである。
入力Ａ３は、省略してもよい。
入力Ａ４は、スイッチのオンオフ等の制御コマンドである。入力Ａ４として、例えば、溶接、放電処理、冷却等を実行するコマンドが入力される。スレーブ装置２００で溶接、放電処理等が実行されると、スレーブ装置２００の水晶発振器の温度が急激に上昇すると考えられる。一方、スレーブ装置２００で冷却が実行されると、スレーブ装置２００の水晶発振器の温度が急激に降下すると考えられる。

（１）偏差温度特性推定部２０７５
偏差温度特性推定部２０７５は、スレーブ装置２００の水晶発振器の周波数偏差温度特性を学習して、周波数偏差温度特性を推定する。
（２）偏差時間特性推定部２０７６
偏差時間特性推定部２０７６は、偏差温度特性推定部２０７５により推定された周波数偏差温度特性から温度に対する周波数偏差を算出し、周波数偏差の時間推移を学習する。偏差時間特性推定部２０７６は、周波数偏差の時間推移から周波数偏差変化率と周波数偏差パターン（特定の規則性がある周波数偏差の時間推移）を算出し、後述の時刻補正量推定部２０７７に周波数偏差変化率及び周波数偏差パターンを出力する。偏差時間特性推定部２０７６は、実施の形態２と同様に、周波数偏差特性周期、周波数偏差パターンの開始タイミング、周波数偏差パターン、予兆検知タイミングを学習する。
（３）時刻補正量推定部２０７７
時刻補正量推定部２０７７は、偏差時間特性推定部２０７６が学習した周波数偏差の時間推移をもとに、スレーブ装置２００の時刻補正量を学習して、時刻補正量を推定する。

時刻補正量の計算の考え方を図１７に示す。
図１７に記載の通り、式２１より、時刻ｔの時の水晶発振器温度Ｑ（ｔ）に対する周波数偏差は下式で表せる。
Ｐ（Ｑ（ｔ））
＝α×｛Ｑ（ｔ）｝^３＋β×｛Ｑ（ｔ）｝^２＋γ×Ｑ（ｔ）＋δ
式２１
ｔ_０＝ｔ１、ｔ_Ｎ－１＝ｔ２と置くと、時刻ｔ１～ｔ２における周波数偏差による時刻ずれは、区間ｔ１からｔ２における周波数偏差Ｐ（Ｑ（ｔ））×微小時間Δｔの和で表せる。すなわち前記時刻ずれを打ち消す時刻補正量は以下のように計算される。

時刻補正
時刻補正の方法について説明する。
（３－ａ）と（３－ｂ）のケースで同様に時刻補正量推定部２０７７が、図２０、図２１のように時刻補正量を計算する。
図２０において、偏差時間特性推定部２０７６が絶対時刻ｔ１で予兆を検知し、時刻補正部２０６が絶対時刻ｔ２で時刻補正を実施する場合を想定する。時刻補正量推定部２０７７は、絶対時刻ｔ１を起点として絶対時刻ｔ２のときの時刻カウンタ値を推定する。絶対時刻ｔ１に対応する時刻カウンタ値が（３－ａ）の周波数偏差特性周期の開始タイミング又は（３－ｂ）の予兆検知タイミングに相当する。
絶対時刻ｔ１における時刻カウンタ値をＣ（ｔ１）とする。また、絶対時刻ｔ１における時刻カウンタ値（時刻補正済み）をＣ_{ｃｏｒｒｅｃｔ}（ｔ１）とする。また、絶対時刻ｔ２における補正前の時刻カウンタ値をＣ（ｔ２）とする。絶対時刻ｔ２における補正後の時刻カウンタ値をＣ_{ｃｏｒｒｅｃｔ}（ｔ２）とする。この場合は、以下のように時刻カウンタが補正される。時刻補正量推定部２０７７から時刻補正量が時刻補正部２０６に入力され、時刻補正部２０６がスレーブ装置２００の時刻補正を実施する。
絶対時刻ｔ１から絶対時刻ｔ２までの時刻ずれ量がＣ（ｔ２）に反映されているので、式２４に示すように、時刻補正部２０６は、時刻補正量ΔＣ_{ｃｏｒｒｅｃｔ}を時刻カウンタ値Ｃ（ｔ２）から差し引くことで時刻補正が可能である。