(57)【要約】【課題】速度検出器が動力計またはローラのどちらか一方にしか取り付けられない場合でも、取り付けられていない側の速度を推定する速度推定器の設計方法を提供する。【解決手段】Ｈ∞制御またはμ設計法により、第１の重み関数がローラ表面駆動力に重み付けし、第２の重み関数が動力計トルク指令に重み付けし、第３の重み関数が軸トルク観測ノイズに重み付けし、第４の重み関数が動力計観測ノイズに重み付けし、第５の重み関数がローラの角速度とローラの推定角速度との差分信号に重み付けし、第６の重み関数が軸の捩れトルクに重み付けし、第７の重み関数が動力計の角速度に重み付けし、第８の重み関数がローラの角速度に重み付けし、軸トルク検出器の検出信号および動力計角速度検出器の検出信号に基づいてローラの角速度を推定する速度推定器を第１〜第８の重み関数を用いて設計する。【選択図】図３
2010281757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ、前記ローラと共通な軸を回転させることで前記ローラを回転させる動力計、前記軸のトルクを検出する軸トルク検出器、前記動力計の角速度を検出する動力計角速度検出器、および前記動力計に電力を供給するインバータの制御を行う制御手段を備えたシャシーダイナモメータシステムの前記制御手段に適用する、Ｈ∞制御またはμ設計法を用いた速度検出器の設計方法において、
第１の重み関数が、前記ローラの表面駆動力に相当する信号に重み付けし、
第２の重み関数が、前記動力計が出力すべきトルクである動力計トルク指令に相当する信号に重み付けし、
第３の重み関数が、前記軸トルク検出器の観測ノイズである軸トルク観測ノイズに相当する信号に重み付けし、
第４の重み関数が、前記動力計角速度検出器の観測ノイズである動力計観測ノイズに相当する信号に重み付けし、
第５の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記ローラの角速度に相当する信号と、前記第１〜第４の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記ローラの推定角速度との差分信号に重み付けし、
第６の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記軸の捩れトルクに相当する信号に重み付けし、
第７の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の角速度に相当する信号に重み付けし、
第８の重み関数が、前記ローラの角速度に相当する信号に重み付けし、
前記軸トルク検出器の検出信号および前記動力計角速度検出器の検出信号に基づいて前記ローラの角速度を推定する速度推定器を前記第１〜第８の重み関数を用いて設計することを特徴とする速度推定器の設計方法。
【請求項２】
ローラ、前記ローラと共通な軸を回転させることで前記ローラを回転させる動力計、前記軸のトルクを検出する軸トルク検出器、前記ローラの角速度を検出するローラ角速度検出器、および前記動力計に電力を供給するインバータの制御を行う制御手段を備えたシャシーダイナモメータシステムの前記制御手段に適用する、Ｈ∞制御またはμ設計法を用いた速度検出器の設計方法において、
第１の重み関数が、前記ローラの表面駆動力に相当する信号に重み付けし、
第２の重み関数が、前記動力計が出力すべきトルクである動力計トルク指令に相当する信号に重み付けし、
第３の重み関数が、前記軸トルク検出器の観測ノイズである軸トルク観測ノイズに相当する信号に重み付けし、
第４の重み関数が、前記ローラ角速度検出器の観測ノイズであるローラ観測ノイズに相当する信号に重み付けし、
第５の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の角速度に相当する信号と、前記第１〜第４の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の推定角速度との差分信号に重み付けし、
第６の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記軸の捩れトルクに相当する信号に重み付けし、
第７の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の角速度に相当する信号に重み付けし、
第８の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記ローラの角速度に相当する信号に重み付けし、
前記軸トルク検出器の検出信号および前記ローラ角速度検出器の検出信号に基づいて前記動力計の角速度を推定する速度推定器を前記第１〜第８の重み関数を用いて設計することを特徴とする速度推定器の設計方法。
【請求項３】
前記シャシーダイナモメータの機械系モデルは、前記ローラの慣性モーメントの特性を有する第１の伝達関数、前記軸のばね剛性の特性を有する第２の伝達関数、および前記動力計の慣性モーメントの特性を有する第３の伝達関数を備え、前記第１〜第３の伝達関数は、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいた信号が入力され、
前記ローラの角速度に相当する信号は、前記第１の伝達関数および前記第２の伝達関数を用いて生成され、
前記軸の捩れトルクに相当する信号は、前記第１の伝達関数、前記第２の伝達関数および前記第３の伝達関数を用いて生成され、
前記動力計の角速度に相当する信号は、前記第２の伝達関数および前記第３の伝達関数を用いて生成されることを特徴とする請求項１または２に記載の速度推定器の設計方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の設計方法により設計された速度推定器を適用したことを特徴とする速度推定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般化プラントモデルを用いた補償器の設計方法であって、例えばシャシーダイナモメータシステムの速度制御に適用する補償器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力計計測システムの負荷側または駆動側で、動力計測対象の機械慣性成分を電気的に補償するために電気慣性制御方式が採られている。この電気慣性制御方式としては、特許文献１が公知となっている。
【０００３】
シャシーダイナモメータシステムやドライブトレインベンチシステムの動力計システムでは、機械系の共振特性以外の軸トルク検出特性、動力計角速度検出特性及びインバータ応答特性なども存在し、これらによる軸トルクの検出遅れあるいは速度検出遅れ要素なども考慮しないと、より高応答で安定した制御ができない。
【０００４】
上述した特性を考慮し、一般化プラントモデルを用いて高応答な電気慣性制御回路の設計を行えるようにしたものが、例えば特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３６１２５５号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の課題を図９を用いて説明する。
【０００７】
図９は、シャシーダイナモメータシステムであり、動力計１０１、動力計の速度検出器１０２、軸１０３、軸トルクメータ１０４、ローラ１０５、ローラ１０５の速度検出器１０６、制御部１０７、およびインバータ１０８を備えている。動力計１０１とローラ１０５に連結された軸１０３を介してローラ１０５を回転させるものである。
【０００８】
速度検出器１０２は、動力計１０１に取り付けられ、動力計１０１の回転数を検出するものである。単位時間当たりの回転数から角速度が求められる。
【０００９】
軸トルクメータ１０４は、軸１０３に働く軸トルクを、例えばねじれ方向の歪み量から検出する軸トルク計である。
【００１０】
速度検出器１０６は、ローラ１０５に取り付けられ、ローラ１０５の回転数を検出するものである。単位時間当たりの回転数から角速度が求められる。
【００１１】
制御部１０７は、速度検出器１０２，１０６、および軸トルクメータ１０４の検出信号に基づいて演算した結果をインバータ１０８に対する制御信号として出力するものである。
【００１２】
インバータ１０８は、図示しない直流電源からの直流電力を、図示しないＩＧＢＴ等のスイッチング素子を用いて交流電力に変換するものであり、制御部１０７からの信号に基づいて所定の交流電力を動力計１０１に供給するものである。
【００１３】
図９に示すシャシーダイナモメータシステムは、速度検出器１０２，１０６が、それぞれ動力計１０１とローラ１０５に取り付けられているが、何らかの理由により、動力計１０１またはローラ１０５の片側のみにしか速度検出器が取り付けられない場合がある。動力計１０１には軸トルクの検出遅れまたは速度検出遅れもあり、取り付けられていない側の速度検出を高応答で推定するのは、前記遅れにより困難であった。
【００１４】
本発明は、前記課題に基づいてなされたものであり、速度検出器が動力計またはローラのどちらか一方にしか取り付けられない場合でも、取り付けられていない側の速度を推定する速度推定器の設計方法、およびその速度推定回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、前記課題の解決を図るために、ローラ、前記ローラと共通な軸を回転させることで前記ローラを回転させる動力計、前記軸のトルクを検出する軸トルク検出器、および前記動力計の角速度を検出する動力計角速度検出器、前記動力計に電力を供給するインバータの制御を行う制御手段を備えたシャシーダイナモメータシステムの前記制御手段に適用する、Ｈ∞制御またはμ設計法を用いた速度検出器の設計方法において、第１の重み関数が、前記ローラの表面駆動力に相当する信号に重み付けし、第２の重み関数が、前記動力計が出力すべきトルクである動力計トルク指令に相当する信号に重み付けし、第３の重み関数が、前記軸トルク検出器の観測ノイズである軸トルク観測ノイズに相当する信号に重み付けし、第４の重み関数が、前記動力計角速度検出器の観測ノイズである動力計観測ノイズに相当する信号に重み付けし、第５の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記ローラの角速度に相当する信号と、前記第１〜第４の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記ローラの推定角速度との差分信号に重み付けし、第６の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記軸の捩れトルクに相当する信号に重み付けし、第７の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の角速度に相当する信号に重み付けし、第８の重み関数が、前記ローラの角速度に相当する信号に重み付けし、前記軸トルク検出器の検出信号および前記動力計角速度検出器の検出信号に基づいて前記ローラの角速度を推定する速度推定器を前記第１〜第８の重み関数を用いて設計することを特徴とする。
【００１６】
また、前記シャシーダイナモメータの機械系モデルは、前記ローラの慣性モーメントの特性を有する第１の伝達関数、前記軸のばね剛性の特性を有する第２の伝達関数、および前記動力計の慣性モーメントの特性を有する第３の伝達関数を備え、前記第１〜第３の伝達関数は、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいた信号が入力され、前記ローラの角速度に相当する信号は、前記第１の伝達関数および前記第２の伝達関数を用いて生成され、前記軸の捩れトルクに相当する信号は、前記第１の伝達関数、前記第２の伝達関数および前記第３の伝達関数を用いて生成され、前記動力計の角速度に相当する信号は、前記第２の伝達関数および前記第３の伝達関数を用いて生成されることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、一般化プラントモデルにおいて、第１〜第８の重み関数を用いて速度推定器の状態方程式をＨ∞制御またはμ設計法により求めることで、軸トルク検出および動力計角速度検出の２信号に基づいてローラ角速度を推定する速度推定器を設計することができる。
【００１８】
また、ローラ、前記ローラと共通な軸を回転させることで前記ローラを回転させる動力計、前記軸のトルクを検出する軸トルク検出器、および前記ローラの角速度を検出するローラ角速度検出器、前記動力計に電力を供給するインバータの制御を行う制御手段を備えたシャシーダイナモメータシステムの前記制御手段に適用する、Ｈ∞制御またはμ設計法を用いた速度検出器の設計方法において、第１の重み関数が、前記ローラの表面駆動力に相当する信号に重み付けし、第２の重み関数が、前記動力計が出力すべきトルクである動力計トルク指令に相当する信号に重み付けし、第３の重み関数が、前記軸トルク検出器の観測ノイズである軸トルク観測ノイズに相当する信号に重み付けし、前記第４の重み関数が、前記ローラ角速度検出器の観測ノイズであるローラ観測ノイズに相当する信号に重み付けし、前記第５の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の角速度に相当する信号と、前記第１〜第４の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の推定角速度との差分信号に重み付けし、第６の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記軸の捩れトルクに相当する信号に重み付けし、第７の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記動力計の角速度に相当する信号に重み付けし、第８の重み関数が、前記第１および第２の重み関数が重み付けした各信号に基づいて生成された前記ローラの角速度に相当する信号に重み付けし、前記軸トルク検出器の検出信号および前記ローラ角速度検出器の検出信号に基づいて前記動力計の角速度を推定する速度推定器を前記第１〜第８の重み関数を用いて設計することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、一般化プラントモデルにおいて、第１〜第８の重み関数を用いて速度推定器の状態方程式をＨ∞制御またはμ設計法により求めることで、軸トルク検出およびローラ角速度検出の２信号に基づいて動力計角速度を推定する速度推定器を設計することができる。
【００２０】
また、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の設計方法により設計された速度推定器を適用した速度推定回路であることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、請求項１〜３の設計方法により設計された速度推定器を適用した速度検出回路をシャシーダイナモメータシステムの制御手段に用いることで、速度検出器が動力計またはローラのどちらか一方にしか取り付けられない場合でも、取り付けられていない側の速度を推定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１および３の発明によれば、一般化プラントモデルにおいて、第１〜第８の重み関数を用いて速度推定器の状態方程式をＨ∞制御またはμ設計法により求めることで、軸トルク検出および動力計角速度検出の２信号に基づいてローラ角速度を推定する速度推定器を設計することができる。
【００２３】
請求項２および３の発明によれば、一般化プラントモデルにおいて、第１〜第８の重み関数を用いて速度推定器の状態方程式をＨ∞制御またはμ設計法により求めることで、軸トルク検出およびローラ角速度検出の２信号に基づいて動力計角速度を推定する速度推定器を設計することができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、請求項１〜３の設計方法により設計された速度推定器を適用した速度検出回路をシャシーダイナモメータシステムの制御手段に用いることで、速度検出器が動力計またはローラのどちらか一方にしか取り付けられない場合でも、取り付けられていない側の速度を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一般化プラントモデルの概略図。
【図２】実施例１におけるシャシーダイナモメータシステムの構成図。
【図３】実施例１における一般化プラントモデルの構成図。
【図４】実施例１における機械系モデルの構成図。
【図５】実施例１におけるローラ角速度推定器の概略図。
【図６】実施例２におけるシャシーダイナモメータシステムの構成図。
【図７】実施例２における一般化プラントモデルの構成図。
【図８】実施例２における動力計角速度推定器の概略図。
【図９】従来のシャシーダイナモメータシステムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態における速度推定器の設計方法を図面等に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
本発明は、一般化プラントモデルにおいて「Ｈ∞制御」または「μ設計法」と呼称される設計手法により状態方程式のパラメータを算出して速度推定器を設計するものである。
【００２８】
なお、「Ｈ∞制御」、「μ設計法」および「一般化プラント」については、例えば、劉康志著、「線形ロバスト制御」、コロナ社、２００２年などにおいて、ロバスト制御の一般的な教科書で説明されている。
【００２９】
図１は、一般化プラントモデルの概略図である。Ｇ（ｓ）は一般化プラント１であり、Ｋ（ｓ）は補償器２である。また、ｗは外乱であり、ｚは制御量であり、ｙは観測量であり、ｕは制御入力である。なお、以下の場合も、伝達関数において表記されるｓは図面も含めて、ラプラス演算子である。
【実施例１】
【００３０】
図２に、本実施例で設計するコントローラ（速度推定器）を適用するシャシーダイナモメータシステムの構成図を示す。図２の構成は、図９の構成と比べて、ローラ１０５の速度検出器１０６が取り付けられていないこと、および制御部１０７がローラ角速度推定器１０９であること以外は同じであり、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
ローラ角速度推定器１０９は、以下に説明する設計方法により設計されたコントローラを適用したローラ角速度推定回路が組み込まれる。図５は、ローラ角速度推定器１０９の概略図である。
【００３２】
次に、本実施例における動力計１０１の速度検出１０２および軸トルクメータ１０４からの信号に基づいてローラ１０５の角速度を推定するコントローラの設計方法を図３，４を用いて説明する。
【００３３】
図３は、本実施例における一般化プラントモデルの全体図である。
【００３４】
この一般化プラントモデルは、Ｇｗ１（ｓ）〜Ｇｗ４（ｓ）と表される重み関数１１〜１４，Ｇｚ１（ｓ）〜Ｇｚ４（ｓ）と表される重み関数２１〜２４、コントローラ１０，Ｇｍｅｃ（ｓ）と表される２慣性機械系モデル１５、Ｇｔｍ（ｓ）と表される伝達関数１６，Ｇｅｎｃ（ｓ）と表される伝達関数１７、加算器１８，１９、および減算器２０により構成される。図１と比べると、コントローラ１０が補償器Ｋ（ｓ）に相当し、ｗ１〜ｗ４は外乱であり、ｚ１〜ｚ４は制御量であり、ｕ１およびｕ２が制御入力であり、ｙ１が観測量である。また、コントローラ１０以外の構成は一般化プラントＧ（ｓ）に相当する。
【００３５】
外乱ｗ１はローラ表面駆動力、外乱ｗ２は動力計トルク指令、外乱ｗ３は軸トルク観測ノイズ、外乱ｗ４は動力計角速度ノイズである。
【００３６】
ここで、ローラ表面駆動力とは、ローラ１０５の表面にかかる車両駆動力に相当する信号である。また、動力計トルク指令とは、動力計１０１が出力すべきトルクに相当する信号である。また、軸トルク観測ノイズとは、軸トルクメータ１０４が軸１０３の軸トルクを観測する際のノイズに相当する信号である。また、動力計角速度観測ノイズとは、速度検出器１０２が動力計１０１の角速度を観測する際のノイズに相当する信号である。
【００３７】
重み関数１１は、所定の定数の伝達関数とし、外乱ｗ１に重み付けを行い、ローラ１０５の表面にかかる車両駆動力によるローラ１０５の回転モーメントトルクＪ１．Ｔとして後述する２慣性機械系モデル１５に出力する。
【００３８】
重み関数１２は、所定の定数の伝達関数とし、外乱ｗ２に重み付けを行い、動力計１０１のトルクＪ２．Ｔとして２慣性機械系モデル１５に出力する。
【００３９】
重み関数１３は、所定の定数、または、高域でゲインが高くなる特性を有する伝達関数とし、外乱ｗ３に重み付けを行い、加算器１８に出力する。
【００４０】
重み関数１４は、所定の定数、または、高域でゲインが高くなる特性を有する伝達関数とし、外乱ｗ４に重み付けを行い、加算器１９に出力する。
【００４１】
２慣性機械系モデル１５は、シャシーダイナモメータの機械特性を伝達関数で表現したものであり、前述したＪ１．ＴおよびＪ２．Ｔが入力され、ローラ１０５の角速度であるＪ１．ｗ、ローラ１０５と動力計１０１とを結合する軸１０３の捩れトルクであるＫ１２．Ｔ、および動力計１０１の角速度であるＪ２．ｗを出力する。
【００４２】
図４を用いて２慣性機械系モデル１５の説明をさらに行う。その構成は、加算器１５ａ、減算器１５ｂ，１５ｃおよび伝達関数１５ｄ〜１５ｆからなる。
【００４３】
加算器１５ａは、重み関数１１から出力された、ローラ１０５の回転モーメントトルクに相当する信号であるＪ１．Ｔと、後述する伝達関数１５ｅからの信号とを加算し伝達関数１５ｄに出力する。
【００４４】
伝達関数１５ｄは、１／（Ｊ１・ｓ）と表され、Ｊ１はローラ慣性モーメントである。加算器１５ａから出力された信号にその伝達関数の処理を行い、ローラ１０５の角速度に相当する信号であるＪ１．ｗとして出力すると共に減算器１５ｃに出力する。
【００４５】
減算器１５ｂは、重み関数１２から出力された、Ｊ２．Ｔの信号から後述する伝達関数１５ｅの信号を減算し伝達関数１５ｆに出力する。
【００４６】
伝達関数１５ｆは、１／（Ｊ２・ｓ）と表され、Ｊ２は動力計慣性モーメントである。減算器１５ｂから送信された信号にその伝達関数の処理を行い、動力計１０１の角速度に相当する信号であるＪ２．ｗとして出力すると共に減算器１５ｃに出力する。
【００４７】
減算器１５ｃは、伝達関数１５ｆの信号から伝達関数１５ｄの信号を減算し、伝達関数１５ｅに出力する。
【００４８】
伝達関数１５ｅは、Ｋ１２／ｓと表され、Ｋ１２は軸１０３のばね剛性である。減算器１５ｃから出力された信号にその伝達関数の処理を行い、軸１０３の捩れトルクに相当する信号であるＫ１２．Ｔとして出力すると共に加算器１５ａおよび減算器１５ｂに出力する。
【００４９】
図３に戻り、伝達関数１６は、軸トルクを検出する際の軸トルクメータ１０４の特性であり、２慣性機械系モデル１５からの信号であるＫ１２．Ｔにその伝達関数の処理を行い、加算器１８に出力する。
【００５０】
伝達関数１７は、動力計角速度を検出する速度検出器１０２の特性であり、２慣性機械系モデル１５からの信号であるＪ２．ｗにその伝達関数の処理を行い、加算器１９に出力する。
【００５１】
加算器１８は、重み関数１３からの信号と伝達関数１６からの信号とを加算し、軸トルクメータ１０４の検出信号に相当する信号である軸トルク検出を制御入力ｕ１としてコントローラ１０に出力する。
【００５２】
加算器１９は、重み関数１４からの信号と伝達関数１７からの信号とを加算し、速度検出器１０２の検出信号に相当する信号である動力計角速度検出を制御入力ｕ２としてコントローラ１０に出力する。
【００５３】
コントローラ１０は、制御入力ｕ１である軸トルク検出と制御入力ｕ２である動力計角速度検出とに基づいてローラ角速度推定信号である観測量ｙ１を生成し，減算器２０に送信する。また、内部の状態方程式は、重み関数１１〜１４および後述する重み関数２１〜２４により決定される。
【００５４】
減算器２０は、２慣性機械系モデル１５の信号であるＪ１．ｗからコントローラ１０の信号であるローラ角速度推定信号を減算して重み関数２１に出力する。
【００５５】
重み関数２１は、所定の定数、または、高域でゲインが低くなる特性を有する伝達関数とし、減算器２０からの信号にこの伝達関数の処理を行い、制御量ｚ１である重みつきローラ速度Ｏｂｓｅｒｖｅｒ偏差を生成する。
【００５６】
重み関数２２は、所定の定数、または、高域でゲインが高くなる特性を有する伝達関数とし、２慣性機械系モデル１５からの信号であるＫ１２．Ｔにこの伝達関数の処理を行い、制御量ｚ２である重みつき軸トルクを生成する。
【００５７】
重み関数２３は、所定の定数、または、高域でゲインが高くなる特性を有する伝達関数とし、２慣性機械系モデル１５からの信号であるＪ２．ｗにこの伝達関数の処理を行い、制御量ｚ３である重みつき動力計角速度を生成する。
【００５８】
重み関数２４は、所定の定数、または、高域でゲインが高くなる特性を有する伝達関数とし、２慣性機械系モデル１５からの信号であるＪ１．ｗにこの伝達関数の処理を行い、制御量ｚ４である重みつきローラ角速度を生成する。
【００５９】
このような一般化プラントモデルにおいて、重み関数１１〜１４，２１〜２４を用いてコントローラ１０の状態方程式をＨ∞制御またはμ設計法により求めることで、軸トルク検出および動力計角速度検出の２信号に基づいてローラ角速度を推定するコントローラ１０を設計することができる。
【００６０】
また、このようにして設計されたコントローラ１０を適用したローラ角速度推定回路をシャシーダイナモメータシステムの制御部であるローラ角速度推定器１０９に用いることで、速度検出器１０２が動力計１０１側のみにしか取り付けられていなくとも、ローラ１０５の角速度を推定することができる。
【実施例２】
【００６１】
図６に、本実施例で設計するコントローラを適用するシャシーダイナモメータシステムの構成図を示す。図６の構成は、図９の構成と比べて、動力計１０１の速度検出器１０２が取り付けられていないこと、および制御部１０７が動力計角速度推定器１１０であること以外は同じであり、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図８は動力計角速度推定器１１０の概略図である。
【００６２】
次に、本実施例における軸トルクメータ１０４およびローラ１０５の速度検出器１０６からの信号に基づいて動力計１０１の角速度を推定するコントローラの設計方法を図７を用いて説明する。
【００６３】
図７は、本実施例における一般化プラントモデルの全体図である。
【００６４】
実施例１と異なっているのは、外乱ｗ５、Ｇｗ５（ｓ）と表される重み関数５１、Ｇｅｎｃ（ｓ）と表される伝達関数５２、加算器５３、減算器５４、およびＧｚ５（ｓ）と表される重み関数５５であり、他は実施例１と同一であるため、その同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
外乱ｗ５は、速度検出器１０６がローラ１０５の角速度を観測する際のノイズに相当する信号であるローラ角速度観測ノイズである。
【００６６】
重み関数５１は、所定の定数、または、高域でゲインが高くなる特性を有する伝達関数とし、外乱ｗ５に重み付けを行い、加算器５３に出力する。
【００６７】
伝達関数５２は、ローラ角速度を検出する速度検出器１０６の特性であり、２慣性機械系モデル１５からの信号であるＪ１．ｗにその伝達関数の処理を行い、加算器５３に出力する。
【００６８】
加算器５３は、重み関数５１からの信号と伝達関数５２からの信号とを加算し、速度検出器１０６の検出信号に相当する信号であるローラ角速度検出を制御入力ｕ３としてコントローラ５０に出力する。
【００６９】
コントローラ５０は、制御入力ｕ１である軸トルク検出と制御入力ｕ３であるローラ角速度検出とに基づいて動力計角速度推定信号である観測量ｙ２を生成し，減算器５４に出力する。また、内部の状態方程式は、重み関数１１〜１３，５１，２１〜２４および後述する重み関数５５により決定される。
【００７０】
減算器５４は、２慣性機械系モデル１５の信号であるＪ２．ｗからコントローラ５０の観測量ｙ２の信号である動力計角速度推定信号を減算して重み関数５５に出力する。
【００７１】
重み関数５５は、所定の定数、または、高域でゲインが低くなる特性を有する伝達関数とし、減算器５４からの信号にこの伝達関数の処理を行い、制御量ｚ５である重みつき動力計速度Ｏｂｓｅｒｖｅｒ偏差を生成する。
【００７２】
このような一般化プラントモデルにおいて、重み関数１１〜１３，５１、５５、２２〜２４を用いてコントローラ５０の状態方程式をＨ∞制御またはμ設計法により求めることで、軸トルク検出およびローラ角速度検出の２信号に基づいて動力計角速度を推定するコントローラ５０を設計することができる。
【００７３】
また、このようにして設計されたコントローラ５０を適用した動力計角速度推定回路をシャシーダイナモメータシステムの制御部である動力計角速度推定器１１０に用いることで、速度検出器１０６がローラ１０５側のみにしか取り付けられていなくとも、動力計１０１の角速度を推定することができる。
【００７４】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００７５】
例えば、コントローラの状態方程式を決定する際に、重み関数だけでなく、他の、２慣性機械系モデル１５の伝達関数および／または検出器の伝達関数１６，１７，５２を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…一般化プラント
２…補償器
１０，５０…コントローラ
１１〜１４，２１〜２４，５１，５５…重み関数
１５…２慣性機械系モデル
１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１６，１７，５２…伝達関数
１５ａ，１８，１９，５３…加算器
１５ｂ，１５ｃ，２０，５４…減算器
１０１…動力計
１０２，１０６…速度検出器
１０３…軸
１０４…軸トルクメータ
１０５…ローラ
１０７…制御部
１０８…インバータ
１０９…ローラ角速度推定器
１１０…動力計角速度推定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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