(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抑制対象の周期性外乱を直流値の周期性外乱検出値として出力する周期性外乱検出部と、
制御系の伝達特性に基づいて決定された周期性外乱抑制指令値から入力信号検出値までの伝達関数の逆関数として定義された係数を用いた積算器で前記周期性外乱検出値を掛けた信号と、周期性外乱抑制指令値に検出遅延のみを付加した信号と、の差を取ることにより、周期性外乱を推定する周期外乱オブザーバと、
前記周期外乱オブザーバによって推定された周期性外乱推定値と、外乱を抑制する外乱指令値と、これらの偏差をとって周期性外乱抑制指令値を算出する加算器と、
前記周期性外乱検出値と１周期前の周期性外乱検出値との変化量を求めて、前記１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との位相差に基づき前記係数の位相補正量指令値を算出し、前記１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との振幅の差に基づき前記係数の振幅補正量指令値を算出する係数補正量算出部と、
前記係数補正量算出部により算出された位相補正量指令値、振幅補正量指令値によって前記係数の位相，振幅を各々補正する係数補正部と、
周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値に達した時、周期外乱オブザーバと、係数補正量演算部を停止するリミッタ対策部と、を備えたことを特徴とする周期性外乱抑制制御装置。
【請求項２】
抑制対象の周期性外乱を直流値の周期性外乱検出値として出力する周期性外乱検出部と、
制御系の伝達特性に基づいて決定された周期性外乱抑制指令値から入力信号検出値までの伝達関数の逆関数として定義された係数を用いた積算器で前記周期性外乱検出値を掛けた信号と、周期性外乱抑制指令値に検出遅延のみを付加した信号と、これらの差を取ることにより、周期性外乱を推定する周期外乱オブザーバと、
前記周期外乱オブザーバによって推定された周期性外乱推定値と、外乱を抑制する外乱指令値と、これらの偏差をとって周期性外乱抑制指令値を算出する加算器と、
前記周期性外乱検出値と１周期前の周期性外乱検出値との変化量を求めて、１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との位相差に基づき前記係数の位相補正量指令値を算出し、１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との振幅の差に基づき前記係数の振幅補正量指令値を算出する係数補正量算出部と、
前記係数補正量算出部により算出された位相補正量指令値、振幅補正量指令値によって前記係数の位相，振幅を各々補正する係数補正部と、
周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値を上回った時、係数Ｑａ，Ｑｂの位相を変化させながら、現時点の周期性外乱検出値の振幅と１周期前の周期性外乱検出値の振幅を比較し、この比較結果に基づき位相補正量指令値を変更するリミッタ対策回路と、を備え、
周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値を上回った時、係数補正量演算部を停止することを特徴とする周期性外乱抑制制御装置。
【請求項３】
リミッタ動作開始直後の周期性外乱検出値と、リミッタ動作開始後一定時間経過後の周期性外乱検出値と、の位相誤差推定値に基づいて、リミット対策回路において係数Ｑａ，Ｑｂを最初に変化させる符号を決定する初期位相誤差判定部を備えたことを特徴とする請求項２記載の周期性外乱抑制制御装置。
【請求項４】
周期性外乱検出値におけるリミッタ動作開始直後と、現在との周期性外乱検出値との位相差が閾値を超えた際、係数Ｑａ，Ｑｂの位相を変更する係数位相変換部を備えたことを特徴とする請求項２または３記載の周期性外乱抑制制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、学習機能付き周期外乱オブザーバによる周期性外乱の抑制に係り、特に、制御量が装置定格容量の上限に達した際に動作するリミッタ処理機能を有する周期性外乱抑制制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願発明者は、先に、制御系の伝達特性をシステム同定によって複素数で表現し、この複素数とＤＦＴ（離散フーリエ変換）演算，周期外乱オブザーバ、さらに、システム同定結果の学習機能によって周期性外乱（例えば、高調波電流）を抑制する制御の提案を行った。この提案の制御では、以下の点を特徴としている。
【０００３】
出力指令値から実際の出力を検出するところまでの伝達特性を、特定周波数に着目して、複素数で表現する。
【０００４】
この複素数の逆数Ｑａ，Ｑｂ（以下、係数Ｑａ，Ｑｂと称する）を伝達特性の逆関数として制御パラメータに用いる。
【０００５】
周期性外乱が、周期外乱オブザーバにより抑制される様子を複素数平面上に展開し、軌跡から係数Ｑａ，Ｑｂを自動的に補正する。
【０００６】
負荷急変などの制御系伝達関数の変動による制御の不安定化を防ぎ、変動に追従して周期性外乱を抑制することができる。さらに、係数Ｑａ，Ｑｂの初期値が適切でない値でも、周期性外乱の抑制を行いながら補正により係数Ｑａ，Ｑｂを適切な値にすることができるため、試運転の必要がない。
【０００７】
例えば、電力用アクティブフィルタの用途であれば、高調波電流を周期性外乱とみなすことができるため、以下に示す効果が得られる。
【０００８】
係数Ｑａ，Ｑｂは出力電流指令値から実際に出力される電流までの伝達特性の逆関数となる。
【０００９】
負荷や系統に共振点がある場合でも、最適な係数Ｑａ，Ｑｂを自動的に探し出して高調波電流の抑制を行うため、従来のようなフィルタの調整が不要になる。また、負荷変動など系統条件の変化による制御の不安定化を防ぎ、変化に追従した高調波電流の抑制を行うことが可能となる。さらに、係数Ｑａ，Ｑｂの初期値が適切でない値でも補正により適切な値にすることができるため、試運転の必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３１号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
実際には、周期性外乱抑制制御装置から制御対象に出力できる制御量は有限である。そのため、制御量は装置定格容量で決まり、装置定格容量の上限値に達すると周期性外乱抑制制御装置のリミッタ動作により制御量が制限を受けるため、リミッタ処理を行う必要がある。
【００１２】
この時、制御量の周期性外乱抑制指令値ｈｒｅｆは、周期外乱オブザーバで求めた値ではなく、リミッタ動作により装置定格容量の上限値で変化するため、このリミッタ動作時に従来と同じ係数Ｑａ，Ｑｂの補正（学習機能処理）を行っても、得られる係数Ｑａ，Ｑｂには誤差が多く含まれる。
【００１３】
このような誤差が多く含まれた係数Ｑａ，Ｑｂを用いて制御を続行すると、周期性外乱の抑制効果が低下、逆に周期性外乱が増加する、といった問題を招くこととなる。また、リミッタ動作により装置定格容量の上限値で、制御量が変化しなくなると、周期性外乱の抑制の軌跡も装置定格容量の上限値となり、係数Ｑａ，Ｑｂの補正を行うことができず、伝達特性の変動が発生しても追従することができなくなってしまっていた。
【００１４】
図２１は、リミッタ動作により、係数Ｑａ，Ｑｂの位相補正が正しく行われない場合の一例を示す図である。図２１では、周期性外乱の初期値を中心、装置定格容量動作を半径として円を描いている。周期性外乱抑制制御装置から出力できる制御量（周期性外乱抑制指令値ｈｒｅｆ）の大きさは装置定格容量の上限値に制限される。その結果として周期性外乱抑制指令値ｈｒｅｆは円の内側でのみ動くことができる。
【００１５】
今、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差がθであり、周期性外乱が装置定格容量の上限値に接した状態で更に変化しようとしている状態を考える。リミッタ動作がないと仮定したときの周期性外乱抑制指令値ｈｒｅｆの軌跡を破線で示す。この時、現在値を基準とした原点と軌跡との角度はθとなる。しかし、実際はリミッタ動作により実線に示す軌跡を描く。ここで現在値を基準にした原点と軌跡（リミッタあり）との角度を求めるとθＬが得られ、実際の位相誤差θとは異なる値となってしまう。
【００１６】
前記周期性外乱抑制制御装置を電力用アクティブフィルタに適用すると、上記図２１の現象は以下のような問題となる。
【００１７】
周期性外乱抑制の軌跡のスピードに対して装置定格容量が小さい場合は、係数Ｑａ，Ｑｂの補正が行われる前にアクティブフィルタの周期性外乱抑制指令値が装置定格容量を上回ることがある。また、負荷によってはアクティブフィルタの装置定格容量を上回る周期性外乱を出力するものがある。この場合はアクティブフィルタ内部のリミッタが動作し、係数Ｑａ，Ｑｂの補正（学習機能処理）が正しく行われなくなる。そのため、周期性外乱抑制効果の低下、逆に、周期性外乱の拡大、といった問題が発生する。
【００１８】
以上示したようなことから、学習機能付き周期性外乱抑制制御装置において、周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値を上回った際に、係数Ｑａ，Ｑｂを適切に補正することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、抑制対象の周期性外乱を直流値の周期性外乱検出値として出力する周期性外乱検出部と、制御系の伝達特性に基づいて決定された周期性外乱抑制指令値から入力信号検出値までの伝達関数の逆関数として定義された係数を用いた積算器で前記周期性外乱検出値を掛けた信号と、周期性外乱抑制指令値に検出遅延のみを付加した信号と、の差を取ることにより、周期性外乱を推定する周期外乱オブザーバと、前記周期外乱オブザーバによって推定された周期性外乱推定値と、外乱を抑制する外乱指令値と、の偏差をとって周期性外乱抑制指令値を算出する加算器と、前記周期性外乱検出値と１周期前の周期性外乱検出値との変化量を求めて、前記１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との位相差に基づき前記係数の位相補正量指令値を算出し、前記１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との振幅の差に基づき前記係数の振幅補正量指令値を算出する係数補正量算出部と、前記係数補正量算出部により算出された位相補正量指令値、振幅補正量指令値によって前記係数の位相，振幅を各々補正する係数補正部と、周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値に達した時、周期外乱オブザーバと、係数補正量演算部を停止するリミッタ対策部と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、その他の態様として、抑制対象の周期性外乱を直流値の周期性外乱検出値として出力する周期性外乱検出部と、制御系の伝達特性に基づいて決定された周期性外乱抑制指令値から入力信号検出値までの伝達関数の逆関数として定義された係数を用いた積算器で前記周期性外乱検出値を掛けた信号と、周期性外乱抑制指令値に検出遅延のみを付加した信号と、の差を取ることにより、周期性外乱を推定する周期外乱オブザーバと、前記周期外乱オブザーバによって推定された周期性外乱推定値と、外乱を抑制する外乱指令値と、の偏差をとって周期性外乱抑制指令値を算出する加算器と、前記周期性外乱検出値と１周期前の周期性外乱検出値との変化量を求めて、１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との位相差に基づき前記係数の位相補正量指令値を算出し、１周期前の周期性外乱検出値と前記変化量との振幅の差に基づき前記係数の振幅補正量指令値を算出する係数補正量算出部と、前記係数補正量算出部により算出された位相補正量指令値、振幅補正量指令値によって前記係数の位相，振幅を各々補正する係数補正部と、周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値を上回った時、係数Ｑａ，Ｑｂの位相を変化させながら、現時点の周期性外乱検出値の振幅と１周期前の周期性外乱検出値の振幅を比較し、この比較結果に基づき位相補正量指令値を変更するリミッタ対策回路と、を備え、周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値を上回った時、係数補正量演算部を停止することを特徴とする。
【００２１】
また、リミッタ動作開始直後の周期性外乱検出値と、リミッタ動作開始後一定時間経過後の周期性外乱検出値と、の位相誤差推定値に基づいて、リミット対策回路において係数Ｑａ，Ｑｂを最初に変化させる符号を決定する初期位相誤差判定部を備えても良い。
【００２２】
また、周期性外乱検出値におけるリミッタ動作開始直後と、現在との周期性外乱検出値との位相差が閾値を超えた際、係数Ｑａ，Ｑｂの位相を変更する係数位相変換部を備えても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、学習機能付き周期性外乱抑制制御装置において、周期性外乱抑制指令値がリミッタの上限値を上回った際に、係数Ｑａ，Ｑｂを適切に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一般的な学習機能付き周期性外乱抑制制御装置に、リミッタ対策機能を追加した制御構成を示す図である。
【図２】係数Ｑａ，Ｑｂ測定時における周期外乱オブザーバの開ループを示す構成図である。
【図３】実施形態１の周期外乱抑制制御装置を示す構成図である。
【図４】本発明において、最適状態で制御を有効にした場合の周期性外乱が変化する様子を示す説明図である。
【図５】本発明において、位相ずれが６０度の場合に、周期性外乱が変化する様子を示す説明図である。
【図６】本発明において、振幅ずれが２．５倍、位相ずれが１０度の場合に周期性外乱が変化する様子を示す説明図である。
【図７】本発明における係数補正量動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態１の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施形態２の周期性外乱抑制制御装置を示す構成図である。
【図１０】実施形態２における周期性外乱抑制の軌跡を示す説明図である。
【図１１】実施形態２の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態３における周期性外乱抑制制御装置を示す構成図である。
【図１３】実施形態３における周期性外乱抑制の軌跡と位相誤差推定動作を示す説明図である。
【図１４】実施形態３の動作を示すフローチャートである。
【図１５】学習機能を無効にした周期外乱オブザーバによる周期性外乱補償の動作を示す説明図である。
【図１６】学習機能を無効にした周期外乱オブザーバによる周期性外乱補償の収束点の角度を示す説明図である。
【図１７】実施形態３の制御方法が正しく動作しない場合を示す説明図である。
【図１８】実施形態４における周期性外乱抑制制御装置を示す構成図である。
【図１９】実施形態４により周期性外乱が抑制される様子を示す説明図である。
【図２０】実施形態４の動作を示すフローチャートである。
【図２１】リミッタ動作により、位相補正が正しく行われない場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に、一般的な学習機能付き周期性外乱抑制制御装置に、リミッタ対策機能を追加した制御構成を示す。図１に基づき、本願発明における学習機能付き周期性外乱抑制制御装置の基本構成を説明する。
【００２６】
まず、実システムから除去対象である周期性外乱を重畳した入力信号検出値ｈｄｅｔを入力する。また、実システムから位相ｎを入力する。この位相ｎは、例えば、系統連系電力変換装置ならば系統電圧を入力としたＰＬＬの出力結果であり、モータならばロータリーエンコーダの出力である。
【００２７】
除去したい周期性外乱の周波数に合わせ、ゲインブロック６０１により、位相をｎ倍し、ｓｉｎ，ｃｏｓブロック６０２ａ，６０２ｂによりｎ倍した位相に対応する三角関数を呼び出す。掛算器６０３ａ，６０３ｂにより、得られた三角関数と入力信号検出値ｈｄｅｔとの積を取り、周期性外乱検出値を算出する。次に、抑制対象の周波数成分（掛算器６０３ａ，６０３ｂの出力）をＬＰＦ６０５ａ，６０５ｂにより直流に変換する。ここでは、正弦波を基準とし、ｎ次周期性外乱検出値の正弦波と同相成分を実軸成分検出値ｈｎｄｅｔｒｅ，９０ｄｅｇ進み成分を虚軸成分検出値ｈｎｄｅｔｉｍとしている。
【００２８】
得られた実軸成分検出値ｈｎｄｅｔｒｅ，虚軸成分検出値ｈｎｄｅｔｉｍを周期外乱オブザーバ６１３に入力する。周期外乱オブザーバ６１３の構成を以下に示す。
【００２９】
ｈｎｄｅｔｒｅを実部，ｈｎｄｅｔｉｍを虚部として、掛算器６０６ａ〜６０６ｄ，加算器６０７ａ，６０７ｂを設置し、複素数Ｑａ＋ｊＱｂ（係数Ｑａ，Ｑｂ）との積を取る。これにより、実システムを通過し、実システムの伝達特性を打ち消した信号であり、実システムの周期性外乱と検出遅延を含んだ信号を得る。
【００３０】
この実システムの周期性外乱と検出遅延を含んだ信号（Ｑａ＋ｊＱｂとの積を取った信号）と、周期外乱オブザーバ６１３の出力にＬＰＦ６０９ａ，６０９ｂにおいてＬＰＦ処理を行い、検出遅延のみを付加した信号との差を加算器６０８ａ，６０８ｂにより算出する。この演算により周期性外乱推定値を算出する。すなわち、外乱推定値は２つの信号の偏差を取ることで求める。
（１）周期性外乱抑制指令値ｈｎｒｅｆｒｅ，ｈｎｒｅｆｉｍが実システムを通り、係数Ｑａ，Ｑｂとの積を掛けて実システムの伝達特性を打ち消したもの
（２）周期性外乱抑制指令値ｈｎｒｅｆｒｅ，ｈｎｒｅｆｉｍが実システムを通らず、ＬＰＦ６０９ａ，６０９ｂだけを適用したもの。
【００３１】
前記（１）は実システム上の外乱が重畳された信号、前記（２）は周期性外乱抑制指令値ｈｎｒｅｆｒｅ，ｈｎｒｅｆｉｍに、ＬＰＦ６０９ａ，６０９ｂを適用しただけであり、外乱を含まない信号である。この２つの信号の差分を加算器６０８ａ，６０８ｂによって取ることで、外乱推定値を求めることができる。
【００３２】
そして、加算器６１０ａ，６１０ｂにおいて、前記で求めた外乱推定値と外乱指令値との偏差を取る。外乱を「０」に抑制するために外乱指令値を０とする。
【００３３】
この演算により周期性外乱抑制のための周期性外乱抑制指令値の実軸成分ｈｎｒｅｆｒｅ，虚軸成分ｈｎｒｅｆｉｍを求める。また、前記周期性外乱抑制指令値の実軸成分ｈｎｒｅｆｒｅ，虚軸成分ｈｎｒｅｆｉｍはＬＰＦ６０９ａ，６０９ｂにより、ＬＰＦ処理を行い、加算器６０８ａ，６０８ｂの出力と比較し、外乱推定値の演算に使用する。
【００３４】
また、この加算器６１０ａ，６１０ｂで得られた値（周期性外乱抑制指令値の実軸成分ｈｎｒｅｆｒｅ，虚軸成分ｈｎｒｅｔｉｍ）はリミッタ対策部６２０によりリミッタ処理が行われる。
【００３５】
周期性外乱抑制指令値の実軸成分ｈｎｒｅｆｒｅ，虚軸成分ｈｎｒｅｆｉｍを交流信号に戻すため、掛算器６１１ａ，６１１ｂにより、それぞれ三角関数（正弦波，余弦波）を乗算し、その掛算器６１１ａ，６１１ｂの出力を加算器６１２により足し合わせ、周期性外乱抑制指令値ｈｒｅｆを算出する。この周期性外乱抑制指令値ｈｒｅｆは、例えば、アクティブフィルタなら電流指令値等に加算される。
【００３６】
周期性外乱オブザーバ６１３による制御を実現させるためには、係数Ｑａ，Ｑｂを予め求める必要がある。係数Ｑａ，Ｑｂの測定方法はガウス性ノイズ信号を入力し入出力のパワースペクトル密度の比から求めるなど、様々な方法がある。ここでは、最も単純な方法を説明する。
【００３７】
まず、ｄ軸を実部、ｑ軸を虚部と定義する。これにより、伝達特性である振幅変化と位相変化を複素数で表現する。なお、図２では、ｎ次周期性外乱検出値の実軸成分ｈｎｄｅｔｒｅ，虚軸成分ｈｎｄｅｔｉｍをｈｄｅｔｄ，ｈｄｅｔｑとし、周期性外乱抑制指令値ｈｎｒｅｆｒｅをｈｄｒｅｆ１とする。
【００３８】
次に、図１の周期性外乱抑制制御装置を図２に示すように開ループに変更する。ｎ次周期性外乱のｄ軸ｑ軸周期性外乱指令値に零を設定し（スイッチＳＷ３を下側にすることで積算器６１１ａ，６１１ｂに入力されるｄ軸，ｑ軸の周期性外乱抑制指令値を共に零にし）、周期性外乱抑制制御装置を動作させ、そのときのｄ軸ｑ軸の入力信号検出値ｈｄｅｔのｎ次周期性外乱検出値をそれぞれｈｄｅｔｄ０，ｈｄｅｔｑ０とする。ｎ次周期性外乱検出値ｈｄｅｔｄ０，ｈｄｅｔｑ０の測定後、図２にあるスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をすべて上側に切り替え、ｄ軸周期性外乱抑制指令値をｈｄｒｅｆ１に変更し、ｄ軸ｑ軸の周期性外乱検出値ｈｄｅｔのｎ次周期性外乱ｈｄｅｔｄ１，ｈｄｅｔｑ１を測定する。以上の測定により、周期性外乱抑制指令値ｈｒｅｆから入力信号検出値ｈｄｅｔまでの伝達特性Ｐａ＋ｊＰｂは下記（１）式で表すことができる。
【００３９】
【数１】
0005817511.tif 000002
【００４０】
Ｐａは入力指令値に対して同位相の出力を、Ｐｂは入力指令値に対して９０ｄｅｇ位相進みの出力を表している。逆特性Ｑａ＋ｊＱｂは、下記（２）式のように伝達特性Ｐａ＋ｊＰｂの逆数になる。
【００４１】
【数２】
0005817511.tif 000003
【００４２】
周期性外乱検出値ｈｄｅｔのｎ次周期性外乱検出値がｈｄｅｔｄ，ｈｄｅｔｑの時、下記（３）式の演算により伝達特性を打ち消すことができる。
【００４３】
【数３】
0005817511.tif 000004
【００４４】
次に、係数Ｑａ，Ｑｂの学習機能を行う係数補正量演算部１００，係数補正部２００について説明する。
【００４５】
まず、係数補正量演算部１００では、平均処理部１０１ａ，１０１ｂにより、掛算器６０３ａ，６０３ｂから出力された周期性外乱検出値に基づき直流成分を抽出する。この平均処理部１０１ａ，１０１ｂでは、入力信号を基本波１周期で積分し、その結果を出力する。ここで、基本波１周期とは系統連系電力変換装置では５０Ｈｚや６０Ｈｚであり、モータでは１回転にかかる時間である。
【００４６】
Ｚ-1演算器（例えば、バッファ）１０３ａ，１０３ｂ，１０４，１０５により、前記周期性外乱検出値の１周期前の周期性外乱検出値を出力する。
【００４７】
減算部１０２ａ，１０２ｂでは、平均処理部１０１ａ，１０１ｂから出力される現在の周期性外乱検出値と、Ｚ-1演算器１０３ａ，１０３ｂから出力された１周期前の周期性外乱検出値と、の差分を算出する。 前記減算器１０２ａ，１０２ｂの出力は、周期性外乱検出値の１周期前と現時点との変化量であり、Ｚ-1演算器１０４，１０５の出力は、１周期前の周期性外乱検出値である。これらの周期性外乱検出値の変化量と１周期前の周期性外乱検出値を極座標変換部１０６，１０７によって、各々極座標変換する。
【００４８】
また、加算器１０８では、極座標変換部１０６の出力をプラス入力とし、極座標変換１０７の出力をマイナス入力とし、さらにπをプラス入力として周期性外乱ベクトルの位相誤差推定値を得る。この位相誤差推定値は、移動平均処理部１０９により移動平均処理が行われる。
【００４９】
この移動平均処理部１０９は、位相誤差推定値のばらつきを出力する端子を備える。すなわち、ＡＢＳ１１０により、位相誤差推定値のばらつきの絶対値を取り、その結果がθｔｈ未満であるか否かを比較器１１１により判定し、位相誤差推定値のばらつきの絶対値がθｔｈ未満の場合は１レベルの信号をスイッチ１１２に出力する。
【００５０】
前記スイッチ１１２は、比較器１１１からの入力信号が０レベルの場合は０を出力し、比較器１１１からの入力信号が１レベルの場合は移動平均処理部１０９の演算結果を出力する。
【００５１】
スイッチ１１２の後段には、さらにスイッチ１１３が設置され、スイッチ１１３は比較器１２１，ＡＮＤ素子１２２により切り換えられる。すなわち、周期性外乱検出値の振幅がＡｔｈを越える場合のみ位相誤差検出値の推定結果を出力し、周期性外乱検出値の振幅がＡｔｈ以下の場合は０を出力する。このスイッチ１１３の出力が位相補正量指令値Ｑｐｃとなる。
【００５２】
振幅側は、極座標変換部１０６の出力（１周期間の検出値変化量の振幅）を、ゲイン部１１４により、基本波周波数Ｔｆで除算する。その結果を、除算器１１５により、１周期前の周期性外乱検出値（極座標変換部１０７の出力）で除算する。こうして得られた値は、振幅誤差をａ，周期外乱オブザーバ６１３内のＬＰＦ時定数をＴとして、ａ／Ｔとなることが理論的にわかっている。
【００５３】
比較器１１６，１１７により、除算器１１５の出力と、ｋ１／Ｔ，１／ｋ２Ｔ（ゲインｋ１，ｋ２は１より大きい実数）と、を比較する。比較器１１６は除算器１１５の出力がｋ１／Ｔよりも大きければ１レベルの信号を出力し、比較器１１７は除算器１１５の出力が１／ｋ２Ｔよりも小さければ１レベルの信号を出力する。
【００５４】
比較器１１６，１１７の出力はスイッチ１１８，１１９にそれぞれ出力され、スイッチ１１８は、比較器１１７からの信号が０レベルの信号であれば１を出力し、比較器１１７からの信号が１レベルの信号であればｋ２を出力する。一方、スイッチ１１９は、比較器１１６からの信号が０レベルの場合はスイッチ１１８の出力信号を出力し、比較器１１６からの信号が１レベルの場合は１／ｋ１を出力する。すなわち、スイッチ１１９は、除算器１１５の除算結果がｋ１／Ｔよりも大きければ１／ｋ１を出力し，１／ｋ２Ｔ以上ｋ１／Ｔ以下の場合は１を出力し，１／ｋ２Ｔよりも小さい場合はｋ２を出力する。
【００５５】
後段には、さらにスイッチ１２０を設け、周期性外乱検出値の振幅がＡｔｈを超える場合のみスイッチ１１９の出力を振幅補正指令値Ｑａｃとして出力する。一方、周期性外乱検出値の振幅がＡｔｈ以下の場合はスイッチ１２０から振幅補正指令値Ｑａｃとして１を出力する。
【００５６】
係数補正部２００では、係数補正量演算部１００で算出された係数の位相補正量指令値ＱｐｃとＺ-1演算器２０２ｂから出力された１周期前の位相補正量指令値との差分を減算器２０４で算出する。この減算器２０４の出力は加算器２０５において、係数（位相）の初期値Ｑｐｉと加算される。
【００５７】
また、係数補正量演算部１００で算出された係数の振幅補正量指令値Ｑａｃに対して、リミッタ２０７により装置定格容量に基づいて設定された上限値と下限値によりリミッタ処理が行われ、Ｚ-1演算器２０２ａにより１周期前の振幅補正量指令値を出力する。そして、係数補正量演算部１００で算出された係数の振幅補正量指令値ＱａｃとＺ-1演算器２０２ａに記憶された１周期前の振幅補正量指令値とを乗算器２０１で乗算する。また、乗算器２０３において、乗算器２０１の出力と係数（振幅）の初期値Ｑａｉと乗算する。
【００５８】
乗算器２０３および加算器２０５の出力を極座標変換部２０６に入力し、それらを前記極座標変換部２０６により極座標変換して係数Ｑａ，Ｑｂを更新する。前記係数Ｑａ，Ｑｂは、乗算器６０６ａ〜６０６ｄにより周期性外乱抑制指令値の実軸成分検出値ｈｎｄｅｔｒｅ，虚軸成分検出値ｈｎｄｅｔｉｍと乗算され、加算器６０７ａ，６０７ｂに入力される。
【００５９】
次に、リミッタ対策部６２０について説明する。
【００６０】
リミッタ対策部６２０は、加算器６１０ａ，６１０ｂの後段に設けられ、リミッタ６２１と、乗算器６２２ａ，６２２ｂと、ホールドブロック６２３と、加算器６２４と、タイマ６２５と、を備える。
【００６１】
前記リミッタ６２１は、装置定格容量の上限値が設定されており、入力信号が上限値を超えた場合、入力信号を上限値まで減少させて出力する。また、前記リミッタ６２１は、動作状態（出力信号を装置定格容量の上限値まで減少させた場合に１レベルとなる信号）を示す信号を出力する出力端子を有し、その出力端子は、ホールドブロック６２３に接続されている。前記ホールドブロック６２３は、一度１レベルの信号が入力されれば、  リセット指令が入力されるまで１レベルの信号を出力し続ける。
【００６２】
ホールドブロック６２３の出力は、タイマ６２５に入力され、タイマ６２５に１レベルの信号が入力されてから一定時間経過後、タイマ６２５からホールドブロック６２３にリセット指令が出力される。
【００６３】
また、加算器６２４は、ホールドブロック６２３の出力をマイナス入力、１をプラス入力とし、その結果を掛算器６２２ａ，６２２ｂに出力する。掛算器６２２ａ，６２２ｂでは、リミッタ６２１と加算器６２４の出力を乗算し、周期性外乱抑制指令値の実軸成分ｈｎｒｅｆｒｅ，虚軸成分ｈｎｒｅｆｉｍとする。すなわち、掛算器６２２ａ，６２２ｂは、ホールドブロック６２３が１レベルの信号を出力している間は０を出力し、ホールドブロック６２３が０レベルの信号を出力している間はリミッタ６２１の出力をそのまま出力する。
【００６４】
また、ホールドブロック６２３の出力は、レベル反転してＡＮＤ素子１２２に入力されており、ＡＮＤ素子１２２は係数補正量演算部１００の出力側にあるスイッチ１１３，１２０に接続する。すなわち、ホールドブロック６２３から１レベルの信号が出力されている間は、スイッチ１２０から１が振幅補正量指令値Ｑａｃとして出力され、スイッチ１１３から０が位相補正量指令値Ｑｐｃとして出力される。
【００６５】
［実施形態１］
図３は、実施形態１における周期性外乱抑制制御装置を示す構成図であり、実施形態１では、上記基本構成をアクティブフィルタに適用したものである。実施形態１はアクティブフィルタに特化しているため、図１と比較して以下の点で相違している。
【００６６】
周期性外乱抑制制御装置に入力される入力信号検出値をＩｏｕｔ＋Ｉｌｏａｄとし、周期性外乱検出値をＩｈｄ，Ｉｈｑとする。また、周期性外乱抑制指令値の実軸成分，虚軸成分をＩｄｎ，Ｉｑｎ、周期性外乱抑制指令値をＩｈｄｅｆ，Ｉｑｒｅｆとする。
【００６７】
入力信号検出値Ｉｏｕｔ＋Ｉｌｏａｄが３相のため、ｄｑ変換部６１５を用いて入力信号検出値Ｉｏｕｔ＋Ｉｌｏａｄを直流成分に変換する。さらに、周期性外乱抑制指令値の実軸成分Ｉｄｎ，虚軸成分Ｉｑｎを交流に変換する場合もｄｑ変換部６１６によりｄｑ逆変換を行う。また、周期外乱抑制指令値Ｉｈｄｒｅｆ，Ｉｈｑｒｅｆを入力する実システムがｄｑ座標上に構成したＡＣＲのため、得られた周期外乱抑制指令値Ｉｈｄｒｅｆ，Ｉｈｑｒｅｆを、ｄｑ変換部６１７により基本波でｄｑ変換する。
【００６８】
また、直流成分を効果的に抽出するため、ＬＰＦ６０５ａ，６０５ｂ，６０９ａ，６０９ｂに平均処理部６０４ａ，６０４ｂ，６１４ａ，６１４ｂを併用し、ノイズなどの外乱を除去する。本実施形態１では、ｄｑ変換部６１８と平均処理部６０４ａ，６０４ｂによってＤＦＴ（離散フーリエ変換）演算部（周期性外乱検出部）６１８を構成している。
【００６９】
また、係数補正量演算部１００からＣＰＵ負荷の大きい除算器１１５を除去する。ここで、係数補正量演算部１００の変更箇所について説明する。
【００７０】
極座標変換部１０６，１０７によって極座標変換した信号は、加算器１２４，１２５，判定部１２８，１２９において各々比較する。
【００７１】
すなわち、加算器１２４では、極座標変換部１０６の出力をプラス入力とし、極座標変換部１０７の出力を乗算器１２６により０．９倍したものをマイナス入力として周期性外乱ベクトルの振幅を比較している。
【００７２】
また、加算器１２５では、極座標変換部１０６の出力をプラス入力とし、極座標変換部１０７の出力を乗算器１２７により０．２倍したものをマイナス入力として周期性外乱ベクトルの振幅を比較している。
【００７３】
そして、前記加算器１２５の出力が零未満か否か（振幅の変化量が２０％を超えたか否か）を判定器１２８において判定し、零未満である場合は振幅補正量切換スイッチ１１８を２倍側に切り換える。
【００７４】
また、前記加算器１２４の出力が零を越えたか否かを判定器１２９において判定し、零を超えた場合は、振幅補正量切換スイッチ１１９を０．５倍側に切り換える。
【００７５】
また、判定器１２１の判定により周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが定格の０．５％以内と判定された場合も、位相補正量切換スイッチ１１３を零側、スイッチ１２０を１側に切り換え、位相補正，振幅補正を行わない。これは、以下の２つの理由による。
・定格の０．５％以内であれば周期性外乱の抑制が正常に動作し、係数Ｑａ，Ｑｂも適切であると考えられるため
・振幅が小さいと極座標変換の精度が低下するため
その他の構成は図１に示す基本構成と同様である。
【００７６】
次に、周期性外乱オブザーバ６１３の動作について説明する。
【００７７】
係数Ｑａ，Ｑｂの値が最適の条件で制御を有効にした場合、入力信号検出値Ｉｏｕｔ＋ＩｌｏａｄのＤＦＴ演算部６１８による周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが変化する様子を図４に示す。制御開始前の入力信号検出値Ｉｏｕｔ＋Ｉｌｏａｄのｄ軸、ｑ軸周期性外乱検出値をＩｈｄ０，Ｉｈｑ０、制御開始後ｎ周期後のｄ軸，ｑ軸周期性外乱検出値をＩｈｄｎ，Ｉｈｑｎとおき、複素平面上にプロットした。係数Ｑａ，Ｑｂが最適であれば図４に示すように、検出した周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの軌跡は直線的に原点に向かい、周期性外乱が抑制されていく。
【００７８】
次に、係数Ｑａ，Ｑｂの振幅は最適であるが、位相が最適値よりも＋６０ｄｅｇずれている時の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが変化する様子を図５に示す。この図５では制御による補償量を示すベクトル（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）が原点と（Ｉｈｑ０，Ｉｈｑ０）間の線分に対してある角度ずれて、曲線の軌跡を描き時間をかけて収束する。この角度が係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差推定値φに相当し、この例では＋６０ｄｅｇとなる。そのため、補償動作中の角度を検出することで係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差推定値φを求めることができる。
【００７９】
位相誤差推定値φの算出には、以下のベクトルが必要となる。
・１周期前の周期性外乱検出値（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）（極座標変換部１０７の出力）
・１周期前と現時点での周期性外乱検出値の変化量（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）（極座標変換部１０６の出力）
位相誤差推定値φは次の式で求めることができる。
【００８０】
【数４】
0005817511.tif 000005
【００８１】
ただし、ａｒｇ：複素平面の偏角を表す記号。
【００８２】
以上は、ベクトル（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）に相当する周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの変化が補償動作によるものと仮定した場合である。しかし、実際には負荷変動による周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの変化など、外乱も含まれる。この外乱の影響を取り除く必要がある。
【００８３】
外乱を除去する方法として、まず検出した位相誤差推定値（φ）に対して移動平均部１０９により、移動平均を取る。次に、位相誤差推定値（φ）のばらつきを比較器１１１により確認する。ばらつきが大きければ位相誤差推定値（φ）に外乱による誤差が含まれると考え、位相補正量切換スイッチＳ１１２を零に切り換え、位相補正を行わない。これが条件の１つであり、図３では、ばらつきをθｔｈ以内としている。
【００８４】
係数Ｑａ，Ｑｂの位相が最適値よりも−１０ｄｅｇずれ、さらに振幅が最適値の２．５倍に設定されている時の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが変化する様子を図６に示す。この図６では、制御による補償量を示すベクトル（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）の振幅が、（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）の振幅よりも長くなり、補償動作にオーバーシュートが生じている。このように補償量が検出値を上回ることを検出することにより、係数Ｑａ，Ｑｂの振幅が過剰であることを検出することができる。同様に、補償量が検出値に対して極端に小さい場合は係数Ｑａ，Ｑｂの振幅が不足していることを意味する。
【００８５】
この周期性外乱検出値が変化する様子は、一次遅れフィルタ（ＬＰＦ６０５ａ、６０５ｂ）、または平均処理部６０４ａ、６０４ｂのフィルタにより変化する。図６では平均処理と時定数２０ｍｓの一次遅れフィルタ（ＬＰＦ６０５ａ、６０５ｂ）を用いている。そのため係数Ｑａ，Ｑｂが適切ならば、図４のように収束動作は一次遅れフィルタの特性に近くなる。時定数２０ｍｓでは（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）の振幅は（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）に対して約６０％となる。これは係数Ｑａ、Ｑｂの位相にずれがある場合も同様である。
【００８６】
このため、図３では（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）の振幅が（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）に対して９０％を超えていた場合は比較器１２９により、振幅過剰と判断し、振幅補正量切換スイッチ１１９を０．５側に切り換え、振幅を０．５倍している。同様に２０％未満であれば比較器１２８により、振幅不足と判定して、振幅補正量切換スイッチ１１８を２側に切り換え振幅を２倍する。これにより振幅を適正値に近づけることができる。
【００８７】
ここまでの補正動作を図７のフローチャートに示す。
【００８８】
ステップＳ４１：ＤＦＴ演算部６１８により周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが検出される。
【００８９】
ステップＳ４２：極座標変換部１０６，１０７により補償量が検出される。
【００９０】
ステップＳ４３：比較器１２１により周期性外乱Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０が装置定格容量の０．５％以上か否かが判定される。
【００９１】
ステップＳ４４：ステップＳ４３の判定結果がＮＯの場合、前記スイッチ１２０を１側に切り換えて振幅補正量指令値Ｑａｃに１をセットする。
【００９２】
ステップＳ４５：ステップＳ４３の判定結果がＹＥＳの場合、比較器１２９によって、（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）の振幅が（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）に対して９０％を超えているか否かが判定される。
【００９３】
ステップＳ４６：ステップＳ４５の判定結果がＹＥＳの場合、前記スイッチ１１９を０．５側に切り換えて振幅補正量指令値Ｑａｃに０．５をセットする。
【００９４】
ステップＳ４７：ステップＳ４５の判定結果がＮＯの場合、比較器１２８によって、（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）の振幅が（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）に対して２０％未満であるかが判定される。その判定結果がＮＯの場合はステップＳ４４を実行する。
【００９５】
ステップＳ４８：ステップＳ４７の判定結果がＹＥＳの場合、前記スイッチ１１８を２側に切り換えて振幅補正量指令値Ｑａｃに２をセットする。
【００９６】
ステップＳ４９：加算器１０８による加算動作によって位相誤差推定値（φ）が測定される。
【００９７】
ステップＳ５０：移動平均部１０９によって位相誤差推定値φの移動平均が演算される。
【００９８】
ステップＳ５１：ＡＢＳ１１０によって位相誤差推定値（φ）のばらつきの絶対値が演算される。
【００９９】
ステップＳ５２：比較器１１１によって位相誤差推定値（φ）のばらつきがθｔｈ以内か否かが判定される。
【０１００】
ステップＳ５３：ステップＳ５２の判定結果がＹＥＳの場合、比較器１２１により周期性外乱が定格の０．５％以上かが判定される。
【０１０１】
ステップＳ５４：ステップＳ５３の判定結果がＹＥＳの場合、前記スイッチ１１２を零と反対側（移動平均部１０９側）に切り換えて位相補正量指令値Ｑｐｃに位相誤差推定値φをセットする。
【０１０２】
ステップＳ５５：ステップＳ５２、Ｓ５３の判定結果がＮＯの場合、前記スイッチ１１２，１１３を零に切り換えて位相補正量指令値Ｑｐｃに零をセットする。
【０１０３】
また、上記補正動作は目的に応じて変更することができる。例えばオーバーシュートの発生を抑制したい場合は、ある一定の周期すべてで振幅不足を検出することを振幅増加の条件に設定し、さらに振幅増加量を１．５倍などと小さくする方法がある。
【０１０４】
また、周期性外乱抑制の応答を高速にするなど係数Ｑａ、Ｑｂの振幅の精度を上げる必要がある場合は、振幅過不足の条件として８０％以上、５０％未満など条件を緩く設定し、さらに振幅調整量を１．１倍、０．９倍などに小さく設定することで実現できる。
【０１０５】
以上はＤＦＴ演算部６１８のフィルタに５０Ｈｚ平均処理とＬＰＦを組み合わせた場合である。前記フィルタが異なれば周期性外乱抑制動作も変化する。例えば前記フィルタに５０Ｈｚ移動平均を選択した場合、係数Ｑａ、Ｑｂが適切ならば（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）と（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）の振幅は一致する。そのため、（Ｉｈｄ１−Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ１−Ｉｈｑ０）の振幅が（Ｉｈｄ０，Ｉｈｑ０）に対して１２０％を超えていたら振幅過剰と判断し振幅を０．５倍、５０％未満であれば振幅不足として振幅を２倍、などのように振幅補正の条件を変更する必要がある。
【０１０６】
以上の補正機能を適用すれば、振幅の初期値Ｑａｉ，位相の初期値Ｑｐｉが大きな誤差を含む不適切な値でも自動的に係数Ｑａ，Ｑｂの補正を行い安定した周期性外乱抑制を実現できる。
【０１０７】
万一、位相ずれがπ／２以上の場合、制御開始後の数周期は逆に周期性外乱を増大させてしまうが、この時も補償動作中の位相誤差推定値φを検出することで係数Ｑａ，Ｑｂの位相ずれを補正することができ、周期性外乱の抑制動作に切り換わる。そのため、どのような状態であっても、最終的に周期性外乱を抑制するので、試運転を省略することもできる。
【０１０８】
この係数Ｑａ、Ｑｂの補正機能は、基本波１周期間で１回動作させることを想定している。この理由を以下に示す。
・ＤＦＴ演算に平均処理を使用しており、検出値の更新に基本波１周期分の時間が掛かるため
・周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの変化量を求めるにはある程度の時間経過が必要であるため
・係数Ｑａ、Ｑｂの推定に使用する極座標変換は演算負荷が高く、間隔を開けることで演算負荷を低減するため
しかし、周期性外乱抑制までの時間を早めたい場合や演算負荷をさらに低減する場合など、目的に応じて補正間隔を変更することができる。
【０１０９】
次に、リミッタ対策部６２０について説明する。
【０１１０】
まず、リミッタ６２１では、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎの絶対値が設定した上限値を超えるか否かを監視し、超えている場合は、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎを引き下げる。上限値を超えない場合は、追加したリミッタ対策回路６２０は動作しないため、従来と全く同じ動作になる。リミッタ対策部６２０は基本構成（図１）と同様である。
【０１１１】
一瞬でもリミッタ６２１が動作すれば、ホールドブロック６２３から１が出力され続けるため、リミッタ６２１後段の乗算器６２２ａ，６２２ｂには零が入力され、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎは零になる。また、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎは、周期性外乱オブザーバ６１３内部の平均部６１４ａ，６１４ｂ，ＬＰＦ６０９ａ，６０９ｂにも入力されるため、ＬＰＦ６０９ａ，６０９ｂは時定数相当の時間を掛けて零にリセットされる。
【０１１２】
ホールドブロック６２３の出力は係数補正量算出部１００のＡＮＤ素子１２２にも入力される。ＡＮＤ素子１２２でホールドブロック６２３からの信号は反転されるため、リミッタ６２１が動作した時ＡＮＤ素子１２２の出力は零になり、スイッチ１２０，１１３の出力はＱａｃ＝１，Ｑｐｃ＝０で固定となる。これにより、リミッタ６２１動作後は係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能が一定時間停止する。
【０１１３】
リミッタ６２１動作後、一定時間が経過すればタイマ６２５のリセット指令により、ホールドブロック６２３にリセットが掛かる。この後は、周期外乱オブザーバ６１３と係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能（係数補正量演算部１００）が動作を再開する。再開直後は周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎの値が零であるため、再度、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達するまでには時間的に余裕が生じる。
【０１１４】
その間に係数Ｑａ，Ｑｂを補正できれば、周期性外乱を抑制することができる。係数Ｑａ，Ｑｂの補正がうまくいかず、再度リミッタ６２１に掛かったとしても、上記の動作を繰り返すことで係数Ｑａ，Ｑｂの補正を再試行できるようになる。
【０１１５】
図８は、本実施形態１における処理ステップを示すフローチャートである。図８のフローチャートに基づき、本実施形態１における処理を説明する。
【０１１６】
Ｓ１１：ホールドブロック６２３の出力が１か否か（すなわち、係数補正機能が無効か否か）を判定する。通常、処理開始時は、係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能が有効であるため、Ｓ１２へ移行する。
【０１１７】
Ｓ１２：リミッタ６２１により、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値を超えているか否かを判定する。リミッタ６２１の上限値を越えていなければ何もせず、その処理を終了させ、またＳ１１から処理を開始する。この時、係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能は有効のままであるため、従来の制御と同じ動作となる。周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎリミッタ６２１の上限値を超えていればＳ１３へ移行する。
【０１１８】
Ｓ１３：ＡＮＤ素子１２２，スイッチ１１３，１２０により係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能を無効に切り換える。
【０１１９】
Ｓ１４：乗算器６２２ａ，６２２ｂにより、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎを０に固定し、周期性外乱オブザーバ６１３を停止する。
【０１２０】
Ｓ１５：ホールドブロック６２３が、タイマ６２５に１レベルの信号を出力し、タイマ６２５を始動させる。
【０１２１】
また、Ｓ１１から処理を開始し、係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能が無効の場合はＳ１６へ移行する。
【０１２２】
Ｓ１６，Ｓ１７：係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能を無効にしてから一定時間（タイマ６２５に設定された時間）経過している場合はＳ１７へ移行し、ＡＮＤ素子１２２，スイッチ１１３，１２０により係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能を有効に戻す。
【０１２３】
Ｓ１８：乗算器６２２ａ，６２２ｂにより、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎの零固定も解除することで周期外乱オブザーバ６１３の動作を再開する。
【０１２４】
なお、Ｓ１６で係数補正機能を無効にしてから一定時間経過してない場合は処理を終了し、また、Ｓ１１から処理を開始する。
【０１２５】
実施形態１では、周期性外乱が小さくリミッタ６２１の上限値以内の周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎで十分周期性外乱を抑制可能であることが分かっている場合を想定している。
【０１２６】
周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎが装置定格容量を超えている場合では、係数Ｑａ，Ｑｂが正しくても周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１に達して零になる動作を繰り返してしまう。
【０１２７】
以上示したように、本実施形態１によれば、周期性外乱抑制制御装置において、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値を上回った場合、一時的に学習機能（係数補正量演算部１００）と周期外乱オブザーバ６１３を停止し、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎを零に引き下げることにより、係数Ｑａ，Ｑｂの再補正を促し、リミッタ６２１の影響を受けずに、係数Ｑａ，Ｑｂを精度良く推定することができる。
【０１２８】
また、従来の構成に追加するブロックが少なく、ＣＰＵなどの負荷増大が微小であるため、実現が容易である。
【０１２９】
［実施形態２］
図９は、本実施形態２における周期性外乱抑制制御装置を示す構成図であり、アクティブフィルタに適用したものである。本実施形態２は実施形態１と比較して以下の点で相違している。
【０１３０】
外乱指令値０を加算する加算器６１０ａ，６１０ｂの後段にリミッタ６２１を設け、リミッタ６２１は出力信号を周期性外乱抑制電流指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎとし、動作状態を示す信号（入力信号がリミッタ６２１の上限値よりも大きく、出力信号を上限値まで減少させた場合に１レベルとなる信号）を出力する出力端子を有する。
【０１３１】
また、リミッタ対策回路３００を設け、前記リミッタ６２１の動作状態出力端子は、リミッタ対策回路３００のタイマ３０１に接続される。タイマ３０１は、１レベルの信号が入力されてからの経過時間を、Ｚ-1演算器３０２ａ〜３０２ｄに出力する。Ｚ-1演算器３０２ａ，３０２ｂは、例えば、タイマ３０１の出力が時刻１ｍ［ｓｅｃ］（ｍは零以上の整数）で周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶する。Ｚ-1演算器３０２ｃ，３０２ｄはタイマ３０１の出力が時刻１ｍ［ｓｅｃ］でＺ-1演算器３０２ａ，３０２ｂの出力を記憶する。それぞれのＺ-1演算器３０２ａ〜３０２ｄの後段には、記憶した周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの自乗を求める乗算器３０３ａ〜３０３ｄと、乗算器３０３ａ〜３０３ｄで自乗したＩｈｄ2，Ｉｈｑ2を足し合わせる加算器３０４ａ，３０４ｂを設置する。
【０１３２】
加算器３０４ａ，３０４ｂの後段には、減算器３０５と比較器３０６とを設け、先に求めた２つの絶対値（加算器３０４ａ，３０４ｂの出力）の大小を比較する。すなわち、加算器３０４ａの出力から３０４ｂの出力を減算器３０５により減算し、その減算器３０５の出力が０よりも大きいか否かを比較器３０６により比較し、減算器３０４の出力が０よりも大きい場合は１レベルの信号を出力し、０以下の場合は０レベルの信号を出力する。
【０１３３】
比較器３０６の後段には、スイッチ３０７が設けられており、当該スイッチ３０７は、比較器３０６の出力が１レベルの場合は−０．５を出力し、０レベルの場合は１を出力する。
【０１３４】
スイッチ３０７の出力信号は、乗算器３０８により、後述するＺ-1演算器３０９の出力信号と乗算され、スイッチ３１０に出力される。このスイッチ３１０は、リミッタ６２１が動作している場合は乗算器３０８の出力信号を出力し、リミッタ６２１が動作していない場合はπ／６を出力し、後段のＺ-1演算器３０９をπ／６にリセットする。
【０１３５】
スイッチ３１０の出力はＺ-1演算器３０９に出力され、Ｚ-1演算器３０９はスイッチ３１０の出力を記憶し、スイッチ３１１と下限設定部３１２に出力する。この下限設定部３１２には下限値が設定されており、Ｚ-1演算器３０９の出力における絶対値にリミッタ処理を行い、乗算器３０８に出力する。
【０１３６】
スイッチ３１１は、リミッタ６２１が動作している場合はＺ-1演算器３０９の出力を出力し、リミッタ６２１が動作していない場合は零を出力する。このスイッチ３１１の出力は加算器１２３に入力される。加算器１２３の他方の入力は、従来位相補正量指令値Ｑｐｃとしていた信号である。従来の位相補正量指令値と今回新たに追加した位相補正値を加算して、新たな位相補正量指令値Ｑｐｃとする。
【０１３７】
振幅補正量指令値Ｑａｃ前段のスイッチ１２０，従来の構成で位相補正指令値Ｑｐｃを出力したスイッチ１１３，の動作信号はＡＮＤ素子１２２の出力信号であり、リミッタ６２１動作中には下に切り換わる。すなわち、スイッチ１２０からは振幅補正量指令値Ｑａｃとして１を出力し、スイッチ１１３は加算器１２３に０を出力する。
【０１３８】
本実施形態２における周期性外乱抑制制御装置をアクティブフィルタに適用した場合の動作を以下に示す。
【０１３９】
周期外乱オブザーバ６１３に備えられたリミッタ６２１が動作していない時は、スイッチ３１１は０を出力し、スイッチ１２０，１１３は従来の係数Ｑａ，Ｑｂの振幅補正量指令値Ｑａｃ，位相補正量指令値Ｑｐｃを出力する。このため、従来と同じ動作となる。
【０１４０】
リミッタ６２１が動作するとタイマ３０１が始動し、タイマ３０１が１ｍ［ｓｅｃ］（ｍは零以上の整数）になるとＺ-1演算器３０２ａ〜３０２ｄが周期性外乱検出値（Ｉｈｄ、Ｉｈｑ）を記憶する。例えば、リミッタ６２１が動作して１［ｓｅｃ］経過後は２つのＺ-1演算器３０２ａ，３０２ｂが現在の値を保持し、２つのＺ-1演算器３０２ｃ，３０２ｄは１［ｓｅｃ］前の値を保持する。
【０１４１】
後段の乗算器３０３ａ〜３０３ｄと加算器３０４ａ，３０４ｂでは、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの絶対値の二乗を求めており、減算器３０５，比較器３０６と合わせると、スイッチ３０７は、以下のような動作になる。
・１［ｓｅｃ］前と１［ｓｅｃ］後における周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの絶対値を比較し、１［ｓｅｃ］後における周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの絶対値が大きければ−０．５を出力する。
・１［ｓｅｃ］前と１［ｓｅｃ］後における周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの絶対値を比較し、１［ｓｅｃ］前における周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの絶対値が大きい場合は１を出力する。
【０１４２】
スイッチ３１０は、リミッタ６２１が動作していない時は下側に切り替わって、Ｚ-1演算器３０９をπ／６にリセットし、リミッタ６２１が動作している場合は乗算器３０８側に切り替わり、Ｚ-1演算器３０９とスイッチ３０７の積を出力する。
【０１４３】
以上により、本実施形態２で追加したリミッタ対策回路３００は以下のような動作になる。
・リミッタ６２１が動作し始めると、その時の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶し、位相補正量指令値Ｑｐｃとしてπ／６を出力し、係数Ｑａ，Ｑｂの位相をπ／６変更する。
・位相変更後１［ｓｅｃ］経過した時点で、再び周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶し、比較器３０６により、１［ｓｅｃ］前の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅と比較する。
・比較の結果、１［ｓｅｃ］経過後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅の方が小さい場合は、位相補正量指令値Ｑｐｃとしてπ／６を出力し、係数Ｑａ，Ｑｂの位相をさらにπ／６変更する。
・比較の結果、１［ｓｅｃ］経過後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅の方が大きい場合は、位相補正量指令値Ｑｐｃとして−π／１２を出力し、係数Ｑａ，Ｑｂの位相を−π／１２変更する。
・以上を繰り返すことにより、１［ｓｅｃ］経過後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅の方が大きくなるたびに位相補正量Ｑｐｃの符号は反転し、大きさも半分となる。
・ただし、位相補正量Ｑｐｃの絶対値には下限設定部３１２により下限値を設定する。
【０１４４】
以上の動作により、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅が最小となる係数Ｑａ，Ｑｂの位相を探索する。
【０１４５】
図１０は本実施形態２における周期性外乱抑制制御装置をアクティブフィルタに適用した構成において、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが抑制された軌跡の様子を示したものである。横軸をＩｈｄ，縦軸をＩｈｑとして周期性外乱検出値を平面に展開している。
【０１４６】
点Ｏはアクティブフィルタ動作前における周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの初期値を示し、破線の円は周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの初期値Ｏを中心、装置定格容量を半径としている。そのため、このアクティブフィルタを動作させると、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを破線の円の内側の領域で変化させることができることになる。
【０１４７】
今、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差がπ／２の状態でアクティブフィルタを運転させた。すると、軌跡は原点に対して位相をπ／２ずらして進むが、軌跡のスピードが速すぎるなどの理由により従来の係数Ｑａ，Ｑｂ補正機能が動作しなかった場合、点Ａでリミッタ６２１の上限値に掛かり、ほとんど動かず停止する。
【０１４８】
ここで、Ｚ-1演算器３０２ａ，３０２ｂに点Ａの座標（各軸の周期性外乱）が記憶され、位相がπ／６補正される。これにより、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差がπ／３になり、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは点Ｂまで移動する。
【０１４９】
十分な時間経過後（ここでは１［ｓｅｃ］である）、点Ｂの座標が記憶され、原点‐点Ａ間の距離と原点‐点Ｂ間の距離が比較される。今回は、原点‐点Ｂ間の距離の方が短いため、位相補正の効果があると判断され、さらに、位相がπ／６補正され、点Ｃに移動する。
【０１５０】
これを繰り返すことにより、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは点Ｅまで移動する。この時は原点‐点Ｄ間の距離よりも、原点‐点Ｅ間の距離の方が大きいため、位相補正の効果が無いと判断され、位相補正量は−π／１２となる。これにより、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑはこれまでと逆方向に進み始める。
【０１５１】
以上を繰り返すことにより、最終的に周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは振動しながら原点に最も近い点Ｄに収束する。最後まで振動は残るが、係数Ｑａ，Ｑｂの位相補正量指令値Ｑｐｃは減少していくため、振動の振幅は非常に小さくなる。
【０１５２】
また、系統条件が変動すれば、上記の動作に基づき、再度位相補正が行われる。さらに、負荷が軽くなり、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが小さくなればリミッタ６２１が動作しなくなり、従来の補正機能に切り替わる。
【０１５３】
図１０において、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差が負の量であれば、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは第４象限（下向き）に向かう。この時、最初の位相補正は誤差を拡大する向きであるため、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを逆に大きくしてしまう。しかし、１［ｓｅｃ］後には、補正が逆向きに行われるため、最終的に周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは原点に最も近いＤ点に収束する。
【０１５４】
図１１は、本実施形態２の処理ステップを示すフローチャートである。
【０１５５】
Ｓ２１：周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達している場合はＳ２２へ移行し、リミッタ６２１の上限値に達していない場合はＳ３３へ移行する。
【０１５６】
Ｓ２２：タイマ３０１を始動、または既にタイマ３０１が始動している場合はタイマ３０１の動作を継続させる。
【０１５７】
Ｓ２３：タイマ３０１＝０かつタイマ３０１が動作中（タイマ３０１動作開始直後）の場合はＳ２４へ移行し、タイマ３０１＝０かつタイマ３０１動作中でない場合はＳ２７へ移行する。
【０１５８】
Ｓ２４：Ｚ-1演算器３０２ａ，３０２ｂにより、タイマ３０１＝０（リミッタ６２１が動作した直後）の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶する。
【０１５９】
Ｓ２５：スイッチ３１０により、位相補正量をπ／６にセットする。
【０１６０】
Ｓ２６：加算器１２３により、位相補正値を位相補正量指令値Ｑｐｃに加算する。
【０１６１】
Ｓ２７，Ｓ２８：Ｚ-1演算器３０２ａ，３０２ｂにより、タイマ３０１が１［ｓｅｃ］経過を検出する度に、Ｚ-1演算器３０２ａ，３０２ｂにより現時点での周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅を記憶し、Ｚ-1演算器３０２ｃ，３０２ｄにより１［ｓｅｃ］前の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅を記憶する。
【０１６２】
Ｓ２９：比較器３０６により、現時点での周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅と１［ｓｅｃ］前の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅を比較する。
【０１６３】
Ｓ３０：比較器３０６により、現時点での周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅が１［ｓｅｃ］前の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅よりも大きければＳ３１に移行し、現時点での周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅が１［ｓｅｃ］前の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅よりも小さければ位相補正量をそのままとし、Ｓ２６へ移行し、位相補正量π／６を位相補正量指令値Ｑｐｃに加算する。
【０１６４】
Ｓ３１：スイッチ３０７により、位相補正量を−０．５倍する。
【０１６５】
Ｓ３２：リミッタ３１２により、位相補正量にリミッタ処理を行う。
【０１６６】
Ｓ３３：出力指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達していない場合は、タイマ３０１を停止し、リセットする。
【０１６７】
以上示したように、本実施形態２によれば、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値を上回った場合、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの振幅を確認しながら係数Ｑａ，Ｑｂの位相を補正することにより、係数Ｑａ，Ｑｂの位相の最適値を探し出し、リミッタ６２１の範囲内の周期性外乱抑制指令値Ｉｈｄｒｅｆ，Ｉｈｑｒｅｆで周期性外乱を最小にすることができる。
【０１６８】
また、実施形態１と異なり、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎを零に引き下げないため、周期性外乱の抑制を中断する必要がなく、係数Ｑａ，Ｑｂの補正と周期性外乱の補償を同時に行うことが可能となる。
【０１６９】
さらに、実施形態１では、周期性外乱が大きく、リミッタ６２１範囲内の周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎでは補償しきれない場合、リミッタ６２１が動作し、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎを引き下げる動作を繰り返してしまうが、本実施形態２ではこの不要動作を無くすことができる。
【０１７０】
［実施形態３］
図１２は、本実施形態３における周期性外乱抑制制御装置を示す構成図であり、アクティブフィルタに適用したものである。実施形態２との相違点は、初期位相誤差判定部４００を設けた点である。
【０１７１】
また、本実施形態３では、実施形態２で追加したリミッタ対策回路３００のＺ-1演算器３０２ａ〜３０２ｄは、タイマ３０１が始動してから１ｍ＋１［ｓｅｃ］（ｍは零以上の整数）で動作するものとする。
【０１７２】
初期位相誤差判定部４００は、タイマ３０１の後段に、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶するＺ-1演算器４０１ａ〜４０１ｄを４つ備え、このＺ-1演算器４０１ａ〜４０１ｄはリミッタ６２１動作後０［ｓｅｃ］後と１［ｓｅｃ］後で動作する。Ｚ-1演算器４０１ａ，４０１ｂは、リミッタ６２１が動作して１［ｓｅｃ］経過後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶し、Ｚ-1演算器４０１ｃ，４０１ｄはリミッタ６２１が動作して０［ｓｅｃ］後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶する。
【０１７３】
Ｚ-1演算器４０１ａ〜４０１ｄ後段には加算器４０２ａ，４０２ｂを設置し、リミッタ６２１動作直後０［ｓｅｃ］後から１［ｓｅｃ］後間での周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの変化量を検出する。
【０１７４】
極座標変換部４０３ａにより、リミッタ６２１動作後１［ｓｅｃ］後における周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを極座標変換し、極座標変換部４０３ｂにより、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑにおける１［ｓｅｃ］間の変化量を極座標変換する。
【０１７５】
従来の係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差推定法と同様に、極座標変換の結果から、加算器４０４により、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差推定値を演算する。比較器４０５により、位相誤差推定結果と零とを比較する。比較の結果がスイッチ４０６に出力され、位相誤差推定値が０よりも大きければπ／６を、位相誤差推定値が０以下ならば−π／６を出力する。スイッチ４０６の出力はスイッチ３１０に入力する。
【０１７６】
本実施形態３における周期性外乱抑制装置の動作を以下に示す。
【０１７７】
周期外乱オブザーバ６１３では、出力周期性外乱指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達してもすぐに動作を停止せず、少しだけリミッタ６２１の上限値に沿って原点に近づくように移動する。この動作では係数Ｑａ，Ｑｂの誤差に依存しない。
【０１７８】
追加した初期位相誤差判定部４００では、この動作を利用して、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達した後の最初の位相補正量の符号を決定している。
【０１７９】
図１３は本実施形態３における周期性外乱抑制制御装置をアクティブフィルタに適用した構成において、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが抑制された軌跡の様子を示したものである。横軸をＩｈｄ，縦軸をＩｈｑとして周期性外乱検出値を平面に展開している。
【０１８０】
点Ｏはアクティブフィルタ動作前における周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの初期値を示し、破線の円は周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの初期値を中心、装置定格容量を半径としている。そのため、このアクティブフィルタを動作させると、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを破線の円の内側の領域で変化させることができることになる。
【０１８１】
まず、図１３において、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差がθ1Aである時に周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが補償される様子を軌跡で考える。位相誤差は図１３に示すように、初期値の点Ｏを基準に取り、原点と周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの軌跡点１Ａ間の角度で表される。
【０１８２】
リミッタ６２１が動作し、軌跡が破線の円に達すると、図１３に示すように、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは少しだけ原点に近づくように移動した後、点１Ａで停止する。この時、先と同様に点１Ａを基準に取り、原点と点１Ｂ間の角度から位相誤差を求めるとθ1Bになる。θ1Aと比較して、大きさは異なるが向きは矢印で示すように時計回りであるため符号は等しいことが分かる。そのため、リミッタ６２１が動作した角度θ1Bを検出し、その符号を最初の位相補正量の符号としている。
【０１８３】
一方、図１３において、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差が先程よりも小さくθ2Aである時に周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが補償される様子を軌跡で考える。
【０１８４】
この時、リミッタ６２１が動作した後の位相誤差を求めると、θ2Bとなり、θ2Aとは符号が異なる。そのため、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差が小さい場合は、最初の位相補正量が逆向きになってしまう。しかし、この後の動作は実施形態２と同様であるため、１［ｓｅｃ］経過後には位相補正量は正しい向きに訂正される。
【０１８５】
図１４は本実施形態３の処理ステップを示すフローチャートである。
【０１８６】
Ｓ２１〜Ｓ２４：実施形態２とほぼ同様であり、実施形態２との相違点は、リミッタ６２１が動作した直後は周期性外乱を記憶する（Ｓ２４）だけで、 係数Ｑａ，Ｑｂの位相補正（Ｓ２５）は行わない。
【０１８７】
Ｓ４０：タイマ３０１＝１［ｓｅｃ］の場合はＳ４１へ移行、タイマ３０１＝１［ｓｅｃ］でない場合はＳ２７へ移行する。
【０１８８】
Ｓ４１：Ｚ-1演算器４０１ａ，４０１ｂにおいて、リミッタ６２１動作後１［ｓｅｃ］後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶し、Ｚ-1演算器４０１ｃ，４０１ｄにおいて、リミッタ６２１動作直後（０［ｓｅｃ］）の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶する。
【０１８９】
Ｓ４２：加算器４０４により、リミッタ６２１動作後１［ｓｅｃ］後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑと、リミッタ６２１動作直後（０［ｓｅｃ］）の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑと、の位相誤差を推定する。
【０１９０】
Ｓ４３：比較器４０５において、位相誤差の符号を判定し、０よりも大きい場合はＳ４４へ、０以下の場合はＳ４５へ移行する。
【０１９１】
Ｓ４４：スイッチ４０６により、位相補正量をπ／６に設定する。
【０１９２】
Ｓ４５：スイッチ４０６により、位相補正量を−π／６に設定する。
【０１９３】
Ｓ２６：加算器１２３により、前記位相補正量を位相補正量指令値Ｑｐｃに加算する。
【０１９４】
Ｓ２７〜Ｓ３２：Ｓ２７でタイマ３０１＝１ｍ＋１［ｓｅｃ］となっている以外は、実施形態２のＳ２７〜Ｓ３２の動作と全く同じである。また、Ｓ２１で出力指令値がリミッタ６２１に掛かっていない場合は、Ｓ３３へ移行し、タイマ３０１を停止，リセットする。
【０１９５】
本実施形態３では、電力変換装置等の装置に対して、アクティブフィルタ機能の他に別の機能を追加する等の原因により、アクティブフィルタ機能で利用できる容量が小さく、周期性外乱抑制動作開始後すぐに周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達してしまい、従来の係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能が動作しにくい場合を想定している。
【０１９６】
逆に、アクティブフィルタ機能単独で容量が大きく、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達する前にほぼ確実に係数Ｑａ，Ｑｂを補正できる場合は、本実施形態３で追加した初期位相誤差判定部４００内の比較器４０５の不等号の向きを逆に設定する。これにより、リミッタ６２１動作後の最初の位相補正量を係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差が小さい場合に合わせることができ、周期性外乱の拡大を防ぎ、抑制を早くすることが可能となる。
【０１９７】
先に述べた周期性外乱抑制制御装置の動作「周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達してもすぐに動作を停止せず、少しだけリミッタ６２１に沿って原点に近づくように移動した後で停止する」を図１５に基づいて証明する。
【０１９８】
係数Ｑａ，Ｑｂの自動補正機能を無効にした周期性外乱抑制制御装置では、リミッタ６２１にかかると図１５に示すような動作になる。図１５では、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの初期値を基準に取り、ｘ軸としている。（初期位相誤差θ，周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの初期振幅Ｌ，リミッタ６２１上限値ｒ，Ｌ＞ｒ）
リミッタ６２１に円形リミッタを使用した場合、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの軌跡が進もうとするベクトルの向きが円形リミッタの法線方向と一致すると、これ以上動かなくなり停止する。この点が収束点となる。すなわち、図１６に示すように、原点と収束点を結ぶ線分と収束点を通る法線により構成される角度はθとなる。この時、図１６のように円形リミッタの中心を基準にした時の原点と収束点間の角度をαとおく。
【０１９９】
初期位相誤差θを０＜θ＜１８０ｄｅｇ，収束点を０＜α＜１８０ｄｅｇで考える。また、簡略化のために周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの軌跡はリミッタ６２１の上限値に達するまでほぼ直進と考える。
【０２００】
収束点の座標は（Ｌ−ｒｃｏｓα，ｒｓｉｎα）である。このため、θをαで表すと下記（５）式となる。
【０２０１】
【数５】
0005817511.tif 000006
【０２０２】
Ｌ＞ｒのため、ｔａｎ-1項の分母は正、０＜α＜１８０ｄｅｇにより分子も正であるため、ｔａｎ-1項は正である。
【０２０３】
そのため、θ＞αが成立する。これは、初期位相誤差であるθの向きに進み最初にリミッタ６２１の上限値に接した点よりも収束点が必ず原点側になることを示している。
【０２０４】
初期位相誤差θを０＞θ＞１８０ｄｅｇ，収束点を０＞α＞−１８０ｄｅｇとした場合では、ｔａｎ-1項は負になるため、θ＜αである。この場合も、最初にリミッタ６２１の上限値に接した点よりも収束点が必ず原点側になる。
【０２０５】
以上示したように、本実施形態３によれば、実施形態２の効果に加え、以下の効果が得られる。
【０２０６】
係数Ｑａ，Ｑｂにおける位相補正量の初期値の符号を推定することが可能となる。
【０２０７】
また、係数Ｑａ，Ｑｂの誤差が大きく、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを拡大させた状態でリミッタ６２１が動作した場合、確実に周期性外乱を抑制するように係数Ｑａ，Ｑｂを補正することができる。
【０２０８】
一方、係数Ｑａ，Ｑｂの誤差が小さい場合は、最初の係数Ｑａ，Ｑｂの補正は逆向きとなるが、元々の係数Ｑａ，Ｑｂの誤差が小さいため、大半の場合は周期性外乱抑制制御装置の動作前よりも悪化することない。
【０２０９】
さらに、リミッタ６２１の上限値が高く設定されている場合は、リミッタ６２１の動作前に従来の補正機能が動作し、係数Ｑａ，Ｑｂの誤差が小さくなるため、初期値の符号を逆にすることで周期性外乱抑制までの時間を短縮することが可能となる。
【０２１０】
［実施形態４］
実施形態２，３の問題を説明する。周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが装置定格容量よりも小さいが、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの脈動が非常に大きいなどの理由により、係数Ｑａ，Ｑｂの補正が正しく動作せず、正帰還に陥り装置の周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達してしまった場合を考える。
【０２１１】
この時、係数Ｑａ，Ｑｂの初期位相誤差によっては、図１７に示すように、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが特定の点に収束しないことがある。図１７の例では、周期性外乱のベクトルが常にリミッタ６２１の上限値に沿って反時計回りに動こうとする成分を持っている。そのため、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑはリミッタ６２１の上限値に沿って反時計回りで動き続けてしまう。実施形態２，３では、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは必ずある点に収束することを前提としているため、図１７の例は対応できない。
【０２１２】
図１８は、本実施形態４における周期性外乱抑制制御装置を示す構成図であり、アクティブフィルタに適用したものである。実施形態３との相違点は係数位相変更部５００を設けた点である。
【０２１３】
係数位相変更部５００は、極座標変換部５０１により、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑから複素平面上の周期性外乱の位相を検出する。周期性外乱判定部５２０のホールドブロック５０２は、リミッタ６２１の動作信号をＮＯＴ素子５１４を介してリセット信号として入力し、リミッタ６２１動作中は極座標変換部５０１の出力値を保持することにより、リミッタ６２１動作開始直後の周期性外乱の位相（極座標変換部５０１の出力）を出力し続ける。加算器５０３において、ホールドブロック５０２の出力信号にπを加算し、加算器５０３の出力と極座標変換部５０１から出力された現在の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの複素平面上の位相との差を加算器５０４により取る。ＡＢＳブロック５０５は、加算器５０４の出力の絶対値を取り、比較器５０６によりＡＢＳブロック５０５の出力がθｒ未満かどうかを判定する。
【０２１４】
以上示したように、周期性外乱位相判定部５２０は、リミッタ６２１が動作を開始してから現在までにおいて周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが複素平面上において原点を中心に半周したかどうかを検出する。
【０２１５】
また、Ｚ-1演算器５０７により、１周期前の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの位相を記憶し、減算器５０８において、現在の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの位相からＺ-1演算器５０７の出力を減算する。この減算器５０８の出力は、原点を中心とした周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの回転速度を示し、この減算器５０８の出力は、ＬＰＦ５０９によりフィルタ処理が行われ、比較器５１０により零を上回るか否かが判定される。以上までにより、原点を中心とした周期性外乱の検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの複素平面上における回転方向が、原点を基準に反時計回りか時計回りかを判定する。
【０２１６】
前記比較器５１０の出力は、スイッチ５１１に入力され、スイッチ５１１は周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが反時計回りなら＋２π／３、時計回りならば−２π／３を出力する。 次に、スイッチ５１１の出力はスイッチ５１２に入力され、スイッチ５１２は比較器５０６の出力信号により切り換えられる。すなわち、スイッチ５１２はリミッタ６２１が動作を開始してから周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの移動が半周に達していればスイッチ５１１からの入力をそのまま出力し、半周に達していなければ零を出力する。スイッチ５１２の出力は加算器５１３によりスイッチ３１１（リミッタ対策回路３００）の出力と加算される。
【０２１７】
本実施形態４は、実施形態２，３に係数位相変更部５００を追加し、以上の問題点（図１７）を解決した方法である。
【０２１８】
問題となる動作の特徴として、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑがリミッタ６２１の上限値に沿って円を描き続けてしまうことが挙げられる。そのため、この動作を検出して係数Ｑａ，Ｑｂの位相を大きく変更する機能を付け加えた。
【０２１９】
まず、リミッタ６２１が停止しているときは、ホールドブロック５０２は入力と同じ値を出力する。そのため、減算部５０４の出力はπとなる。θｒは零に近い値に設定するため、減算器５０４の出力はθｒを上回りスイッチ５１２は零を出力する。よって、係数位相変更部５００は動作を停止した状態となる。
【０２２０】
一方、リミッタ６２１が動作すると、ホールドブロック５０２は、その直後の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの位相を保持する。周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑがリミッタ６２１の上限値に沿って動き始め、リミッタ６２１動作開始直後との位相がπ、つまり原点に対して半周以上するとスイッチ５１２は上側に切り替わる。
【０２２１】
また、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの位相は微分し、ＬＰＦ５０９によりＬＰＦ処理を行うことで、角速度に相当した信号に変換する。これが、正（つまり回転方向が反時計回り）であれば２π／３を出力し、負（つまり回転方向が時計周り）であれば−２π／３を出力する。周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの回転方向は位相誤差の符号によって決まるため、回転方向を見て適切な向きに係数Ｑａ，Ｑｂの位相を補正する。
【０２２２】
実施形態４により周期性外乱が抑制される様子を図１９に示す。この図１９では、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが装置定格容量よりも小さく、初期位相誤差が３π／４であることを想定している。
【０２２３】
周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは初期値から増加する方向に動き、何らかの理由で係数Ｑａ，Ｑｂの補正機能が動作せず、点Ａに移動し、リミッタ６２１が動作する。その後、リミッタ６２１の上限値に沿って反時計回りに動き始める。しかし、点Ｂの地点で周期性外乱位相判定部５２０により原点を基準に半周したことが検出されるため、係数Ｑａ，Ｑｂの位相は２π／３減算される。その結果、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差はπ／１２に減少するため、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑは原点に向かって移動し、零に抑制される。
【０２２４】
ここで、係数Ｑａ，Ｑｂの補正量を±２π／３とした理由を説明する。本実施形態４の係数位相変更部５００により、係数Ｑａ，Ｑｂの位相は「変更なし」，「＋２π／３の補正が加わる」，「−２π／３の補正を加える」の３通りをとることができる。これにより、初期位相誤差がどんな大きさであっても、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差をπ／３以内に抑えることができる。この位相誤差であれば、周期性外乱抑制制御装置単独で周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを抑制することができる。
【０２２５】
本実施形態４で追加した初期位相変更部５００は、実施形態２や実施形態３のリミッタ対策回路３００や初期位相誤差判定部４００と同時に動作させることを想定している。これは、初期位相誤差が大きすぎると、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが装置定格容量よりも小さい場合でも周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが特定の点に収束することがあり、この時は係数Ｑａ，Ｑｂの位相を適当に変化させて図１７の状態にする必要がある。これは実施形態２や実施形態３により実現できる。
【０２２６】
周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが原点に対して半周以上回る条件は、図１７に示すように周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが装置定格容量よりも小さい場合に限られる。逆に、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが装置定格容量よりも大きい場合は、図１０に示すように、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが変化する位相は原点から見て半周未満に限られる。また、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが装置定格容量よりも大きい場合は実施形態２や実施形態３が正常に動作する。
【０２２７】
以上の特徴により、実施形態２や実施形態３が有効な条件では係数位相変更部５００は動作しない。また、本実施形態４で追加した係数位相変更部５００単独では、不十分な点は実施形態２や実施形態３により補うことができる。よって、これらの機能は互いに競合を起こさない。
【０２２８】
図２０は、本実施形態４の処理ステップを示すフローチャートである、これは、図１１，図１４に示すフローチャートの終わり（Ｓ２６）に続けて処理されることを想定している。
【０２２９】
Ｓ６０：極座標変換部５０１により、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを検出する。
【０２３０】
Ｓ６１：Ｚ-1演算器５０７，加算器５０８により、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの位相差分を検出する。
【０２３１】
Ｓ６２：ＬＰＦ５０９により、前記位相差分をＬＰＦ処理し、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの回転方向を検出する。
【０２３２】
Ｓ６３：リミッタ６２１により、周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値に達しているか否かを判定し、達している場合はＳ６４へ、達していない場合はＳ６５へ移行する。
【０２３３】
Ｓ６４：ホールドブロック５０２は、ＮＯＴ素子５１４を介して入力されるリセット信号が０レベルであるため、極座標変換部５０１から入力される信号を保持して出力する。
【０２３４】
Ｓ６５：ホールドブロック５０２は、ＮＯＴ素子５１４を介して入力されるリセット信号が１レベルであるため、極座標変換部５０１から入力される信号を更新して出力する。
【０２３５】
Ｓ６６：比較器５０６において、ホールドブロック５０２の位相と現在の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの位相の差がπ±θｒ以内か否かを判定し、π±θｒ以内の場合はＳ６７へ移行し、π±θｒ以内でない場合はＳ６８へ移行する。
【０２３６】
Ｓ６７：Ｓ５１２により位相補正量を０に設定し、加算器５１３によりリミット対策回路３００の位相補正量に加算する。
【０２３７】
Ｓ６８：比較器５１０により、位相の回転方向（Ｓ６２の回転方向）が０か否かを判定し、回転方向が０よりも大きい場合はＳ６９へ移行し、回転方向が０以下の場合はＳ７０へ移行する。
【０２３８】
Ｓ６９：スイッチ５１１により位相補正量を２π／３設定し、加算器５１３によりリミッタ対策回路３００の位相補正量に加算する。
【０２３９】
Ｓ７０；スイッチ５１１により位相補正量を−２π／３設定し、加算器５１３によりリミッタ対策回路３００の位相補正量に加算する。
【０２４０】
すなわち、リミッタ６２１が動作したら、その時の周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを記憶し、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが原点に対して半周したら、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの回転方向に応じた符号で係数Ｑａ，Ｑｂの位相を補正する。
【０２４１】
次に、「周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが装置定格容量よりも小さい時、初期位相誤差によっては周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが特定の点に収束しないことがある」を証明する。
【０２４２】
前記（５）式は、Ｌ＜ｒにおいても成立する。前記（５）式を微分すると、下記（６）式となり、α＝ｃｏｓ-1（Ｌ／ｒ）で零となる。
【０２４３】
【数６】
0005817511.tif 000007
【０２４４】
Ｌ＞ｒではこれを満たすαは存在しないが、Ｌ＜ｒでは存在し、この時前記（５）式は下記（７）式となり極小となる。
【０２４５】
【数７】
0005817511.tif 000008
【０２４６】
よって、０≦θ＜ｃｏｓ-1（Ｌ／ｒ）＋π／２となる収束点αは存在しない。
【０２４７】
以上示したように、本実施形態４によれば、実施形態２，３の効果に加え、以下の効果が得られる。
【０２４８】
周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑがリミッタ６２１の上限値よりも小さく、係数Ｑａ，Ｑｂの位相誤差がある程度大きい場合、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑが特定の収束点を持たず、延々と変化し続ける現象に陥る。実施形態２，３では対処不可能であったが、実施形態４では周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを抑制することができる。
【０２４９】
周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑの脈動や過大なノイズの重畳などにより、係数Ｑａ，Ｑｂの補正が動作しない、または、誤動作して正帰還に陥り周期性外乱抑制指令値Ｉｄｎ，Ｉｑｎがリミッタ６２１の上限値まで増加した場合でも、確実に係数Ｑａ，Ｑｂの位相を補正して正帰還を抜け出し、周期性外乱検出値Ｉｈｄ，Ｉｈｑを抑制する方法を提供できる。
【０２５０】
また、実施形態２，３とは競合しないため、実施形態２，３の効果は、そのまま得られる。
【０２５１】
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。
【０２５２】
以上の実施形態１〜４は、三相用アクティブフィルタ装置に限らず、種々の学習機能付き周期性外乱抑制制御装置に適用できる。また、以上の周期性外乱抑制制御装置を複数並列にすることで複数の周波数に渡る周期性外乱の抑制が可能である。
【０２５３】
また、実施形態２，３では、位相補正量の初期値をπ／６、周期性外乱を検出する間隔を１［ｓｅｃ］としたが、この数値は一例であり、異なる値を設定してもよい。
【符号の説明】
【０２５４】
１００…係数補正量演算部
２００…係数補正部
３００…リミッタ対策回路
４００…初期位相誤差判定部
５００…係数位相変換部
６１３…周期外乱オブザーバ
６１８…ＤＦＴ（離散フーリエ変換）演算部（周期性外乱検出部）
６２０…リミッタ対策部
６２１…リミッタ
【図１】
0005817511.tif 000009
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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