(57)【要約】【課題】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が存在し、これらによる軸トルクの検出遅れやインバータの応答遅れ要素が存在してより高応答で安定した制御ができない。【解決手段】電気慣性制御回路のオブザーバーとＡＳＲを、一般化プラントの構築手法によって一般化プラントモデルを構築し、各一般化プラントには、それぞれ機械系モデルから出力された要素出力と入力された外乱に基づいて所定の演算を実行して制御量として出力することで高応答、安定制御を可能とした。【選択図】  図１
2008304233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラと動力計をシャフトを介して連結し、オブザーバー部、ＡＳＲ部を有する電気慣性制御回路に動力計回転数信号、軸トルク信号及びローラ回転数信号を入力してトルク電流指令値を演算し、求めたトルク電流指令値によりインバータを介して電気慣性制御を行うシャシーダイナモメータシステムにおいて、
前記オブザーバー部とＡＳＲ部は、Ｈ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法におけるオブザーバー部の一般化プラントは、それぞれ重みつけされたローラ表面駆動力信号と動力計トルク指令を入力してローラ角速度とシャフトの軸トルク及び動力計角速度を演算する機械系モデル、この機械系モデルからの軸トルク信号を入力して軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、機械系モデルからの動力計角速度を入力して動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデルを有し、
前記トルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と重み付された軸トルク検出誤差信号の和を軸トルク検出信号とし、且つ前記エンコーダ特性モデルを介して検出された動力計角速度信号と重みつけされた動力計角速度信号との和を動力計角速度の検出信号としてそれぞれコントローラへの観測信号として入力し、このコントローラの出力と前記ローラ表面駆動力信号と差信号を重みつきのローラ表面駆動力の指令信号とすると共に、
前記コントローラ設計手法におけＡＳＲ部の一般化プラントは、重みつけされたローラ表面駆動力信号と動力計トルク信号を入力してローラ角速度とシャフトの軸トルク及び動力計角速度を演算する機械系モデル、この機械系モデルからの軸トルク信号を入力して軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、機械系モデルからの動力計角速度を入力して動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデル及びコントローラの出力信号に基づくインバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
前記トルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と重み付された軸トルク検出誤差信号の和を軸トルク検出信号とし、且つ前記エンコーダ特性モデルを介して検出された動力計角速度信号と重みつけされた動力計角速度信号との和と、重みつけされた角速度指令との差信号を動力計角速度の検出信号としてそれぞれコントローラへの観測信号として入力し、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とするとすることを特徴とした動力計システムにおける電気慣性制御方法。
【請求項２】
前記オブザーバー部の一般化プラントのエンコーダ特性モデルへの入力信号は機械系モデルからのローラ角速度信号としたことを特徴とした請求項１記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
【請求項３】
前記ＡＳＲ部の一般化プラントは、前記エンコーダ特性モデルを介して検出された動力計角速度信号と重みつけされた動力計角速度信号との和と、重みつけされたローラ角速度との差信号に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした請求項１又は２記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
【請求項４】
前記ＡＳＲ部の一般化プラントは、前記重みつけされた角速度指令と前記機械系モデルからのローラ角速度との偏差に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした請求項１又は２記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
【請求項５】
前記ＡＳＲ部の一般化プラントのエンコーダ特性モデルは、前記機械系モデルから動力計角速度を検出し、この検出された動力計角速度と重みつけされた動力計角速度信号との和と、重みつけされた動力計角速度との偏差に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした請求項１又は２記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
【請求項６】
前記ＡＳＲ部の一般化プラントのエンコーダ特性モデルは、前記機械系モデルからローラ角速度を検出し、この検出されたローラ角速度と重みつけされたローラ角速度信号との和と、重みつけされたローラ角速度との偏差を観測量としてコントローラに入力すると共に、重みつけされた角速度指令と前記機械系モデルからの動力計角速度との偏差に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴とした請求項１又は２記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力計システムにおける電気慣性制御方法に係り、特にシャシーダイナモシステムのローラ慣性モーメントを電気慣性制御により別の車体相当の慣性モーメントに制御する電気慣性制御方法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。この特許文献１には、設置された軸トルクメータにより車両の動力伝達軸に発生する軸トルクを検出する。動力計は、軸トルクの検出値と、機械慣性分を除いた走行抵抗分のトルク設定値と、動力計の機械慣性及び設定慣性から電気慣性トルク設定値を求め、この電気慣性トルク設定値と走行抵抗分のトルク設定値との和で吸収トルクを制御する。そして、電気慣性制御のための加速度検出を不要としたことにより、電気慣性制御の応答性を高めかつ安定化した制御を可能としたことが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３６１２５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献では、動力計の機械系モデルを共振特性を持つ２慣性系としている。特許文献のものは、機械系の共振特性が考慮されていないため、電気慣性制御応答を高めようとすると、機械系の共振特性に起因するハンチングや発散等の不安定現象が発生する。また、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やインバータのトルク応答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】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、機械系の共振特性、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を考慮した電気慣性制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１は、ローラと動力計をシャフトを介して連結し、オブザーバー部、ＡＳＲ部を有する電気慣性制御回路に動力計回転数信号、軸トルク信号及びローラ回転数信号を入力してトルク電流指令値を演算し、求めたトルク電流指令値によりインバータを介して電気慣性制御を行うシャシーダイナモメータシステムにおいて、
前記オブザーバー部とＡＳＲ部は、Ｈ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により設計され、
前記コントローラ設計手法におけるオブザーバー部の一般化プラントは、それぞれ重みつけされたローラ表面駆動力信号と動力計トルク指令を入力してローラ角速度とシャフトの軸トルク及び動力計角速度を演算する機械系モデル、この機械系モデルからの軸トルク信号を入力して軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、機械系モデルからの動力計角速度を入力して動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデルを有し、
前記トルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と重み付された軸トルク検出誤差信号の和を軸トルク検出信号とし、且つ前記エンコーダ特性モデルを介して検出された動力計角速度信号と重みつけされた動力計角速度信号との和を動力計角速度の検出信号としてそれぞれコントローラへの観測信号として入力し、このコントローラの出力と前記ローラ表面駆動力信号と差信号を重みつきのローラ表面駆動力の指令信号とすると共に、
前記コントローラ設計手法におけＡＳＲ部の一般化プラントは、重みつけされたローラ表面駆動力信号と動力計トルク信号を入力してローラ角速度とシャフトの軸トルク及び動力計角速度を演算する機械系モデル、この機械系モデルからの軸トルク信号を入力して軸トルクの検出特性を表すトルクメータ特性モデル、機械系モデルからの動力計角速度を入力して動力計角速度を検出するエンコーダ特性モデル及びコントローラの出力信号に基づくインバータトルク電流制御特性を表すインバータ特性モデルを有し、
前記トルクメータ特性モデルを介して生成されたトルク検出信号と重み付された軸トルク検出誤差信号の和を軸トルク検出信号とし、且つ前記エンコーダ特性モデルを介して検出された動力計角速度信号と重みつけされた動力計角速度信号との和と、重みつけされた角速度指令との差信号を動力計角速度の検出信号としてそれぞれコントローラへの観測信号として入力し、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とするとすることを特徴としたものである。
【０００６】
本発明の請求項２は、前記オブザーバー部の一般化プラントのエンコーダ特性モデルへの入力信号は機械系モデルからのローラ角速度信号としたことを特徴とした請求項１記載の動力計システムにおける電気慣性制御方法。
【０００７】
本発明の請求項３は、前記ＡＳＲ部の一般化プラントは、前記エンコーダ特性モデルを介して検出された動力計角速度信号と重みつけされた動力計角速度信号との和と、重みつけされたローラ角速度との差信号に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
【０００８】
本発明の請求項４は、前記ＡＳＲ部の一般化プラントは、前記重みつけされた角速度指令と前記機械系モデルからのローラ角速度との偏差に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の請求項５は、前記ＡＳＲ部の一般化プラントのエンコーダ特性モデルは、前記機械系モデルから動力計角速度を検出し、この検出された動力計角速度と重みつけされた動力計角速度信号との和と、重みつけされた動力計角速度との偏差に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の請求項６は、前記ＡＳＲ部の一般化プラントのエンコーダ特性モデルは、前記機械系モデルからローラ角速度を検出し、この検出されたローラ角速度と重みつけされたローラ角速度信号との和と、重みつけされたローラ角速度との偏差を観測量としてコントローラに入力すると共に、重みつけされた角速度指令と前記機械系モデルからの動力計角速度との偏差に積分特性を持つ所定の重み付けをし、このコントローラからの出力をインバータへのトルク電流指令をコントローラからの出力信号とすることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のとおり、本発明によれば、電気慣性制御回路のオブザーバー部とＡＳＲ部をＨ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法を用いて設計したことにより所望の電気慣性制御回路が設計される。このため、機械系の共振特性、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、シャシーダイナモメータシステムの電気慣性制御の応答性能に影響する各特性を考慮した電気慣性制御回路４の設計が可能となることにより、共振特性も抑制され、従来のものより高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの電気慣性制御が可能となるものである。また、電気慣性制御回路に走行抵抗（Road Load）を加算する場合や、設定慣性量を変更する場合でも容易に対応が可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、特許文献１のように電気慣性制御回路そのものを提供するものではなく、電気慣性制御を「Ｈ∞制御」「μ設計法」と呼称されるコントローラ設計手法により設計するための「一般化プラント」の構築手法に関するものである。なお、「Ｈ∞制御」「μ設計法」「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。
【００１３】
本発明は、上記手法を用いて設計された一般化プラントモデルを用いて図１で示すシャシーダイナモメータシステムに使用される。図２は電気慣性制御回路の構成図を示したものである。
図１のシャシーダイナモメータシステムにおいて、Ｄｙは動力計、Ｒは動力計Ｄｙに連結されたローラ、ＩＶはインバータ、ＥＩは電気慣性制御回路、ＴＭは軸トルクメータ、ＥＣ１は動力計の回転数を検出するためのエンコーダ、ＥＣ２はローラ回転数を検出するためのエンコーダで、これら軸トルクメータＴＭ及びエンコーダＥＣ１，ＥＣ２によって検出された各検出信号は電気慣性制御回路ＥＩに出力する。
【００１４】
図２で示すように、電気慣性制御回路は、オブザーバー（ローラ表面駆動力推定）部、ＡＳＲ（速度制御）部及び慣性部［1/(EICーJ*s)］を有し、電気慣性制御の設定慣性量はEICーJである。
【００１５】
本発明は、このようなシャシーダイナモメータシステムの電気慣性制御回路におけるオブザーバー部と、ＡＳＲ部にＨ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法により車体相当の慣性モーメントを設計し、この慣性モーメントに基づいた電気慣性制御を実行するものである。
以下、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
実施例１では、オブザーバー一般化プラントとＡＳＲ一般化プラントに基づき、各一般化プラントを「Ｈ∞制御」または、「μ設計法」にて設計したものである。
図３は、本発明の実施例を示す電気慣性制御回路におけるオブザーバーの一般化プラントモデル図、図４は、この一般化プラントモデル内の機械系モデルの伝達関数を示し、また、図５はＡＳＲの一般化プラントモデル図を、図６ではこの一般化プラントモデル内の機械系モデルの伝達関数をそれぞれ示したものである。
【００１７】
図３で示す電気慣性制御のためのオブザーバーの一般化プラントモデルには、その外乱としてローラ表面駆動力ｗ１、動力計トルク指令ｗ２、軸トルク観測ノイズｗ３、及び動力計角速度観測ノイズｗ４が入力され、観測量Ａ，Ｂが検出されてコントローラ１０に入力される。外乱信号は、実際にシャシーダイナモメータシステムが駆動されていることを想定し、その時の制御ループに発生するノイズが外乱信号となり、ここではｗ１〜ｗ４の４つになっている。コントローラ１０では、電気慣性の状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようアルゴリズムに基づいてパラメータを決定する。また、一般化プラントモデルでは、制御量としてｚ１〜ｚ４が生成される。
【００１８】
入力された外乱には、それぞれは重み係数付加手段１（Ow1(s)）〜４（Ow4(s)）、及び１１（Oz1(s)）〜１４（Oz4(s)）において各別に重み付けされ、求める特性が得られるようになっている。すなわち、手段１では、車両駆動力にかける重みで、ある定数がかけられてローラの回転モーメントトルクJ1.Tとし機械系モデル２０（Omec(s)）に出力されると共に、減算手段７に出力される。手段２では、動力計のトルク指令にかける重みで、ある定数がかけられてその出力はJ2.Tとして機械系モデル２０に出力される。手段３では、軸トルクの検出誤差にかける重みで、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされ、加算手段５に出力される。手段４では、動力計角速度検出誤差にかける重みで、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされて、加算手段６に出力される。
【００１９】
８（Otm(s)）は軸トルクを検出するトルクメータ特性生成手段（トルクメータ特性モデル）で、機械モデル２０からの結合シャフトの軸トルクK12.Tを入力して所定のトルクメータ特性として加算手段５に出力する。加算手段５では、重み付けされた軸トルクの検出誤差信号とトルクメータ特性を加算して軸トルク検出値を生成して観測量Ａとしてコントローラ１０に入力される。９（Oenc(s)）はエンコーダ特性生成手段（エンコーダ特性モデル）で、機械モデル２０からの動力計角速度Ｊ2.wを入力して所定のエンコーダ特性を生成し、加算部６に出力する。加算部６では、重み付けされた動力計角速度検出誤差信号とエンコーダ特性を加算して動力計角速度検出値を生成し、観測量Ｂとしてコントローラ１０に出力する。コントローラ１０では入力された信号に基づいて所定の演算を実行する。その演算信号は減算手段７に出力してローラの回転モーメントトルクJ1.Tとの減算が行われ、手段１１に出力される。
【００２０】
手段１１（Oz1(s)）は、ローラ表面駆動力推定の偏差値に重み付けをする手段で、積分特性、または、高域でゲインが低くなるような所定の特性にして重みつきローラ表面駆動力推定値ｚ１とし出力する。手段１２（Oz2(s)）は、軸トルクに重みをかける手段で、機械系モデル２０からの軸トルクK12.Tを入力してある定数、または、高域でゲインが高くなるような所定の特性にして軸トルク制御指令ｚ２とし出力する。手段１３（Oz3(s)）は、機械系モデル２０からの動力計角速度J2.wに重みをかける手段で、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような所定の特性にして重み付けされた動力計角速度指令ｚ3とし出力する。手段１４（Oz4(s)）は機械系モデル２０からのローラ角速度検出に重みをかける手段で、ある定数、または、高域でゲインが高くなる特性として重みつきローラ角速度指令ｚ４として出力する。
【００２１】
図４で示すオブザーバーの機械系モデル２０は、動力計の機械特性を伝達関数で表現したもので、２慣性機械系のモデルである。この実施例の機械系モデルは、J1.TとJ2.Tを入力として持ち、J1.w、K12.T、及びJ2.wを出力として持つ。
同図において、２１はローラ慣性モーメント要素で、その出力はローラ角速度J1.wとして一般化プラントへ出力すると共に、減算手段２６に出力する。２２はばね剛性要素で、減算手段２６により演算された動力計角速度とローラ角速度の差信号が入力されてシャフト捩れトルクK12.T信号として一般化プラントへ出力すると共に、加算手段２４と減算手段２５に出力する。加算手段２４では、ローラ表面にかかる車両駆動力によるローラの回転モーメントJ1.Tとシャフト捩れトルクK12.Tが加算されてローラ慣性モーメント要素２１に入力される。また、減算手段２５では、入力された動力計トルク信号J2.Tとシャフト捩れトルクK12.Tの差信号が求められて動力計慣性モーメント要素２３に出力され、この動力計慣性モーメント要素２３において動力計角速度J2.wを演算して一般化プラントへ出力すると共に、減算手段２６に出力される。
【００２２】
図５はＡＳＲ部の一般化プラントモデル図で、外乱としてローラ表面駆動力ｗ１、インバータトルク制御誤差ｗ２、角速度指令ｗ３、軸トルク観測ノイズｗ４、及び動力計角速度観測ノイズｗ５が入力され、観測量Ａ’，Ｂ’が検出されてコントローラ４０に入力される。外乱信号は、実際にシャシーダイナモメータシステムが駆動されていることを想定し、その時の制御ループに発生するノイズが外乱信号となり、ここではｗ１〜ｗ５の５つになっている。コントローラ４０では、電気慣性の状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようアルゴリズムに基づいてパラメータを決定する。また、このＡＳＲの一般化プラントモデルでは、制御量としてｚ１〜ｚ４が生成される。
【００２３】
入力された外乱と後述する制御量ｚ１〜ｚ４には、それぞれは重み係数付加手段３１（Gw1(s)）〜３５（Gw5(s)）、及び４４（Gz1(s)）〜４７（Gz4(s)）において各別に重み付けされ、所望の特性が得られるようになっている。すなわち、手段３１（Gw1(s)）では、車両駆動力にかける重みで、ある定数がかけられてローラの回転モーメントトルクJ1.Tとし機械系モデル５０（Gmec(s)）に出力される。手段３２（Gw2(s)）はインバータトルク制御誤差ｗ２にある定数、または、高域でゲインが高くなる特性とされ、加算手段４３に出力される。手段３３（Gw3(s)）は角速度指令ｗ３にある定数、または、高域でゲインが高くなる特性とされ、減算手段４１に出力される。手段３４（Gw4(s)）は軸トルクの検出誤差ｗ４にかける重みで、ある定数、または、高域でゲインが高くなるような特性にされ、加算手段３９に出力される。手段３５（Gw6(s)）は動力計角速度の検出誤差にある定数、または、高域でゲインが高くなる特性とされて加算手段４２に出力される。
手段３７（Gtm(s)）は軸トルクを検出するトルクメータ特性生成手段（トルクメータ特性モデル）で、機械モデル５０からの結合シャフトの軸トルクK12.Tを入力して所定のトルクメータ特性として加算手段３９に出力する。加算手段３９では、重み付けされた軸トルクの検出誤差信号とトルクメータ特性を加算して軸トルク検出値を生成して観測量Ａ‘としてコントローラ４０に入力される。手段３８（Genc(s)）はエンコーダ特性生成手段（エンコーダ特性モデル）で、機械モデル５０からの動力計角速度Ｊ2.wを入力して所定のエンコーダ特性を生成し、加算部４２に出力する。加算部４２では、重み付けされた動力計角速度検出誤差信号とエンコーダ特性を加算し、この加算信号は減算手段４１において角速度指令と差演算が実行されて動力計角速度制御の偏差信号を生成し、観測量Ｂ‘としてコントローラ4０と手段４８に出力する。手段４８では動力計角速度制御の偏差信号に積分特性を持つ重み関数が付加され、手段４６を介して動力計角速度制御信号ｚ３として出力される。
コントローラ４０では、入力された軸トルク検出値Ａ'と動力計角速度検出値Ｂ'とを基に電気慣性の状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行し、手段４４を介してトルク電流指令ｚ１として出力すると共に、手段３６に出力する。
手段３６はインバータのトルク指令に対して実際に発生するトルク出力の応答特性を表すインバータ特性生成手段（インバータ特性モデル）で、応答特性としては、ある定数、または、高域でゲインが低くなるような特性にされ、そのトルク指令は加算手段４３において重み付インバータのトルク制御誤差と加算された後、機械系モデル５０へ動力計トルク信号J2.Tとして出力される。
【００２４】
なお、重み付けを実行する手段４４〜４７のうち、手段４６のみはある定数、または、高域でゲインが低くなる特性にされているが、他の手段はある定数、又は、高域でゲインが高くなる特性にされている。
【００２５】
図６で示すＡＳＲの機械系モデル５０は、図４で示すオブザーバーの機械系モデルと同様の機能のものが使用されるため、便宜上同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
この実施例によれば、電気慣性制御回路のオブザーバー部とＡＳＲ部をＨ∞制御、μ設計法と呼称されるコントローラ設計手法を用いて設計したことにより所望の電気慣性制御回路が設計される。このため、機械系の共振特性、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、シャシーダイナモメータシステムの電気慣性制御の応答性能に影響する各特性を考慮した電気慣性制御回路４の設計が可能となることにより、共振特性も抑制され、従来のものより高応答で安定なシャシーダイナモメータシステムの電気慣性制御が可能となるものである。また、電気慣性制御回路に図２で示すような走行抵抗（Road Load）を加算する場合や、設定慣性量を変更する場合でも容易に対応が可能となるものである。
【実施例２】
【００２７】
図７は第２の実施例を示す電気慣性制御のためのＡＳＲ部の一般化プラントモデルである。この実施例で図５と相違するところは、ローラ角速度の制御指令偏差に積分特性を持つ重み関数が付加される手段４８ａの入力側に減算手段４９を設けたことと、ローラ角速度制御の重み係数をかける手段４６と、動力計角速度検出に重み係数をかける手段４７にかける関数を異にして手段４６ａ、４７ａとしたことである。すなわち、手段３３において重み係数が付加された角速度指令は、減算手段４１に出力されると共に減算手段４９にも出力され、この減算手段４９において機械系モデル５０からのローラ角速度J1.wとの差が求められて手段４８ａに出力される。
【００２８】
手段４６ａでは、ある定数、または、高域でゲインが低くなるような出力特性にされる。また、手段４７ａはある定数、または、高域でゲインが高くなるような出力特性にされる。手段４８ａではローラ角速度制御の偏差信号に積分特性を持つ重み関数が付加され、それぞれは重みつきローラ角速度ｚ３ａ、重みつき動力計角速度ｚ４ａとして出力する。
なお、この実施例で使用される機械系モデル５０は第１の実施例と同じものが使用され、また、オブザーバーの一般化プラントも図３で示すものが使用されて電気慣性制御回路４が構成される。
【００２９】
この実施例によれば、電気慣性制御のためのＡＳＲ一般化プラントにてローラ角速度制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、実施例１と同等の効果が得られる。
【実施例３】
【００３０】
図８は第３の実施例を示す電気慣性制御のためのＡＳＲ部の一般化プラントモデルである。この実施例で図５と相違するところは、エンコーダ特性を生成する手段の入力には機械系モデル５０からのローラ角速度信号が入力されてローラ角速度を検出するエンコーダ特性生成手段３８ａとなっていることと、手段３５ａはローラ角速度の検出誤差になっている。これに伴ってコントローラ４０への観測量Ｂ'がローラ角速度制御偏差Ｂ''となって手段４８ｂへもＢ''が出力されること、及び手段４７ｂには動力計角速度検出J2.wが出力されることである。手段４８ｂの出力は、手段４６ｂによってある定数、または、高域でゲインが低くなるような出力特性にされ、重みつきローラ角速度ｚ３ｂとして出力する。また、手段４７ａはある定数、または、高域でゲインが高くなるような出力特性にされて重みつき動力計角速度ｚ４ａとして出力する。手段３５ａはある定数、または、高域でゲインが高くなる特性とされて加算手段４２に出力される。
【００３１】
すなわち、この実施例は、機械系モデル５０からのローラ角速度信号を基に手段３８ａにおいてエンコーダ特性を生成し、その出力は加算手段４２において重みつけローラ角速度検出誤差信号と加算されて減算手段４１に出力される。この減算手段４１では、重みつけされたローラ角速度信号との偏差演算が実行されて
ローラ角速度制御偏差Ｂ''となってコントローラ４０と手段４８ｂに出力される。
手段４８ｂは入力されたローラ角速度制御の制御偏差に積分特性を持つ重み関数にされ、手段４６ｂを介して重みつきローラ角速度信号ｚ３ｂとして出力される。また、機械系モデル５０から動力計角速度信号を入力した手段４７ｂからは重みつき動力計角速度ｚ４ａが出力される。
他は実施例１と同様である。
【００３２】
この実施例によれば、電気慣性制御のためのＡＳＲ一般化プラントにて観測量をローラ角速度制御の制御偏差にし、ローラ角速度制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、実施例１と同等の効果が得られる。
【実施例４】
【００３３】
図９は第４の実施例を示す電気慣性制御のためのＡＳＲ部の一般化プラントモデルである。この実施例で図５と相違するところは、エンコーダ特性を生成する手段の入力には機械系モデル５０からのローラ角速度信号が入力されてローラ角速度を検出するエンコーダ特性生成手段３８ａとなっていることと、手段３５ａはローラ角速度の検出誤差になっている。これに伴って観測量がローラ角速度制御偏差Ｂ''となっていること、及び手段４８ｃの入力側に減算手段４９ａを設けたことである。
【００３４】
この実施例は、機械系モデル５０からのローラ角速度信号を基に手段３８ａにおいてエンコーダ特性を生成し、その出力は加算手段４２において重みつけローラ角速度誤差信号と加算され、減算手段４１に出力される。この減算手段４１では、重みつけされた角速度指令との差演算が実行されてローラ角速度制御偏差Ｂ''となってコントローラ４０に出力される。また、重みつけされたローラ角速度指令は減算手段４９ａにも出力され、機械系モデル５０からの動力計角速度信号J2.wとの偏差が演算され、手段４８ｃに出力される。
【００３５】
手段４８ｃでは入力された動力計角速度制御の制御偏差に積分特性を持つ重み関数が付加され、手段４６ｃを介して重みつき動力計角速度信号ｚ３ｃとして出力される。また、機械系モデル５０からローラ角速度信号を入力した手段４７ａからは重みつきローラ角速度ｚ４ａが出力される。
他は実施例１と同様である。
【００３６】
この実施例によれば、電気慣性制御のためのＡＳＲ一般化プラントにて観測量をローラ角速度制御の制御偏差にし、動力計角速度制御の制御偏差に積分特性を持たせたことにより、実施例１と同等の効果が得られる。
【実施例５】
【００３７】
図１０は第５の実施例を示す電気慣性制御のためのオブザーバーの一般化プラントモデルである。この実施例で、図３で示すオブザーバーの一般化プラントモデルと相違するところは、コントローラ１０に入力される観測量が、ローラ角速度偏差となっていることと、加算手段６ａに印加される信号が相違する。すなわち、外乱ｗ４ａはローラ角速度で、手段４ａ（Ow4(s)）はこのローラ角速度の検出誤差に重みをかけるもので、ある定数、または、高域でゲインが高くなる特性にされる。また、手段９ａ(Oenc(s))は機械系モデル２０からのローラ角速度を入力してエンコーダ特性を生成するもので、このエンコーダ特性信号と重みつけされたローラ角速度の検出誤差が加算手段６ａで加算され、観測量Ｂとしてコントローラ１０に出力される。
【００３８】
コントローラ１０では、入力された軸トルク検出値Ａとローラ角速度検出値Ｂとを基に電気慣性の状態方程式のパラメータを設定し、ゲインが小さくなるようアルゴリズムに基づいてパラメータを決定するための所定の演算を実行する。その演算信号出力は減算手段７に出力される。減算手段７ではローラの回転モーメントトルクJ1.Tとの減算が行われ、手段１１を介して重みつきローラ表面駆動力推定値ｚ１として出力される。
他は実施例１と同様である。
【００３９】
この実施例によれば、オブザーバー一般化プラントにて、観測量をローラ角速度偏差にし、ＡＳＲ一般化プラントと組み合わせることにより、実施例１と同様の効果が得られる。
【００４０】
なお、上記各実施例では、オブザーバーの一般化プラントとＡＳＲの一般化プラントの特定の組み合わせについて説明したが、図３と図１０で示した、オブザーバーの一般化プラントモデルと、図５〜図９で示すＡＳＲの一般化プラントモデルの組み合わせは適宜選択できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明が適用される電気慣性制御システムの構成図
【図２】電気慣性制御回路の構成図
【図３】本発明のオブザーバーの一般化プラントモデルの模式図
【図４】オブザーバーの一般化プラントモデルに適用される機械系モデル図
【図５】本発明のＡＳＲの一般化プラントモデルの模式図
【図６】ＡＳＲの一般化プラントモデルに適用される機械系モデル図
【図７】本発明の他の実施例によるＡＳＲの一般化プラントモデルの模式図
【図８】本発明の他の実施例によるＡＳＲの一般化プラントモデルの模式図
【図９】本発明の他の実施例によるＡＳＲの一般化プラントモデルの模式図
【図１０】本発明の他の実施例によるオブザーバーの一般化プラントモデルの模式図
【符号の説明】
【００４２】
１…  動力計
２…  ローラ
３…  インバータ
４…  電気慣性制御回路
５…  軸トルクメータ
６、７…  エンコーダ
【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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【図１０】
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