JP5610002B2

JP5610002B2 - Electric motor control device

Info

Publication number: JP5610002B2
Application number: JP2013014770A
Authority: JP
Inventors: 苅込　卓明; 卓明苅込; 大久保　孝仁; 孝仁大久保
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2027-10-22
Also published as: JP2013085474A

Description

本発明は、非干渉制御を行う電動機の制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that performs non-interference control.

従来、モータのｄ軸の制御系とｑ軸の制御系に生じる干渉を打ち消すような伝達関数を持つ非干渉制御部を備えた電動パワーステアリングシステムがある（特許文献１参照）。これにより、モータの電流応答を向上させている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electric power steering system including a non-interference control unit having a transfer function that cancels interference generated in a d-axis control system and a q-axis control system of a motor (see Patent Document 1). Thereby, the current response of the motor is improved.

特開２００５−８２０３４号公報JP 2005-82034 A

しかしながら、非干渉制御を行うと電流応答が良好になるものの、非干渉制御を行わない場合に比べて振動が起こりやすくなる。そこで、従来の電動パワーステアリングシステムでは、トルク指令値を操作することで振動を抑制している。しかし、制御対象のアンモデルや状態変化等により振動を抑制することができない場合があるという問題があった。 However, when non-interference control is performed, the current response is improved, but vibration is more likely to occur than when non-interference control is not performed. Therefore, in a conventional electric power steering system, vibration is suppressed by operating a torque command value. However, there has been a problem that vibration may not be suppressed due to an unmodel or state change of the controlled object.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、非干渉制御を行っても、振動をより低減させることができる電動機の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a motor control device that can further reduce vibration even when non-interference control is performed.

上記目的達成のため、本発明に係る電動機の制御装置では、電動機の回転子角速度の振動周波数におけるゲインが小さくなるように、上記回転子角速度をゲイン調整後角速度に変換するゲイン調整手段を備える。また、非干渉制御を行うために、ゲイン調整後角速度にｑ軸磁束を乗じたものを前記ｄ軸電圧指令値から減算することにより求める非干渉ｄ軸電圧指令値と、前記ゲイン調整後角速度にｄ軸磁束を乗じたものを前記ｑ軸電圧指令値に加算することにより求める非干渉ｑ軸電圧指令値と、を求める非干渉制御手段を備える。非干渉ｄ軸電圧指令値と非干渉ｑ軸電圧指令値から変換された三相電圧指令値に基づいて、インバータを制御するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the motor control apparatus according to the present invention includes gain adjusting means for converting the rotor angular speed into a gain-adjusted angular speed so that the gain at the vibration frequency of the rotor angular speed of the motor is reduced. Further, in order to perform non-interference control, the non-interference d-axis voltage command value obtained by subtracting the gain-adjusted angular velocity multiplied by the q-axis magnetic flux from the d-axis voltage command value, and the gain-adjusted angular velocity Non-interference control means for obtaining a non-interfering q-axis voltage command value obtained by adding a product of the d-axis magnetic flux to the q-axis voltage command value is provided. PWM signal generating means for generating a PWM signal for controlling the inverter based on the three-phase voltage command value converted from the non-interfering d-axis voltage command value and the non-interfering q-axis voltage command value is provided.

本発明により、ゲイン調整手段で変換したゲイン調整後角速度に基づいて非干渉制御を行っているので非干渉制御を行っても制御対象のアンモデルや状態変化等に関わらず振動をより低減させることができる。 According to the present invention, since non-interference control is performed based on the angular velocity after gain adjustment converted by the gain adjustment means, even if non-interference control is performed, vibration can be further reduced regardless of the unmodel or state change of the control target. Can do.

本発明の実施例１に係るインバータシステムの全体構成図1 is an overall configuration diagram of an inverter system according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示すコントローラの内部構成図Figure 1 shows the internal configuration of the controller 図２に示すゲイン調整部による回転数の振動の低減効果を示す図The figure which shows the reduction effect of the vibration of the rotation speed by the gain adjustment part shown in FIG. 図２に示すゲイン調整部による、回転数一定状態におけるトルク応答を示す図The figure which shows the torque response in the rotation speed constant state by the gain adjustment part shown in FIG. 本発明の実施例２に係るゲイン調整部による、回転数振動状態におけるトルク応答を示す図The figure which shows the torque response in the rotation speed vibration state by the gain adjustment part which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例３に係るゲイン調整部の内部ブロック図The internal block diagram of the gain adjustment part which concerns on Example 3 of this invention. 図６に示すゲイン調整部で実行される制御処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the control processing performed with the gain adjustment part shown in FIG.

本発明に係る電動機の制御装置を含む装置の一例として、直流電源の直流電力をＰＷＭ変調することにより三相電力をモータに供給するインバータを備えるインバータシステムについて説明する。以下に、本発明の実施例１乃至３に係るインバータシステムについて、図１乃至図７を参照して説明する。 As an example of an apparatus including a motor control apparatus according to the present invention, an inverter system including an inverter that supplies three-phase power to a motor by PWM-modulating DC power of a DC power supply will be described. Hereinafter, inverter systems according to Embodiments 1 to 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

（実施例１）
（インバータシステムの構成）
以下、図１を参照して、インバータシステムの構成と動作について説明する。図１は、本発明の実施例１に係るインバータシステムの全体構成図である。インバータシステムは、図１に示すように、直流電源１、インバータ２、電動機であるモータ３、電流センサ４、共振特性を有する機械系要素５、位相検出器６、電圧センサ７および制御装置であるコントローラ１０を主に備える。ここで、インバータ２は、コントローラ１０のＰＷＭ信号ＰＷＭに基づいて、直流電源１から供給された直流電力を三相電力に変換してモータ３に出力する。モータ３は、インバータ２から供給された三相電力に応じたトルクを発生し、当該トルクを機械系要素５に伝達する。電流センサ４は、モータ３に流れる三相電流値ｉｕ［Ａ］、ｉｖ［Ａ］、ｉｗ［Ａ］を検出する。なお、三相電流値には、ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗ＝０の関係があり、三相のうち二相を検出すれば他の一相は演算によって求められる。これから、電流センサ４は、ｕ相電流値ｉｕ［Ａ］およびｖ相電流値ｉｖ［Ａ］を検出する。また、電圧センサ７は、直流電源１の直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］を検出する。位相検出器６は、レゾルバやエンコーダなどから構成され、モータ３の回転子位相（電気角）θ［ｒａｄ］を検出する。コントローラ１０は、演算装置（ＣＰＵ）を内蔵し、直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］、ｕ相電流値ｉｕ［Ａ］、ｖ相電流値ｉｖ［Ａ］、回転子位相（電気角）θ［ｒａｄ］、トルク指令値Ｔ^＊［Ｎ・ｍ］に基づいて、ＰＷＭ信号ＰＷＭを生成する。 Example 1
(Inverter system configuration)
Hereinafter, the configuration and operation of the inverter system will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an inverter system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the inverter system includes a DC power source 1, an inverter 2, a motor 3 as a motor, a current sensor 4, a mechanical system element 5 having resonance characteristics, a phase detector 6, a voltage sensor 7, and a control device. The controller 10 is mainly provided. Here, the inverter 2 converts the DC power supplied from the DC power source 1 into three-phase power based on the PWM signal PWM of the controller 10 and outputs it to the motor 3. The motor 3 generates a torque corresponding to the three-phase power supplied from the inverter 2 and transmits the torque to the mechanical system element 5. The current sensor 4 detects three-phase current values iu [A], iv [A], and iw [A] flowing through the motor 3. Note that the three-phase current value has a relationship of iu + iv + iw = 0, and if one of the three phases is detected, the other phase is obtained by calculation. From this, the current sensor 4 detects the u-phase current value iu [A] and the v-phase current value iv [A]. The voltage sensor 7 detects the DC voltage value Vdc [V] of the DC power supply 1. The phase detector 6 includes a resolver, an encoder, and the like, and detects the rotor phase (electrical angle) θ [rad] of the motor 3. The controller 10 incorporates an arithmetic unit (CPU), and has a DC voltage value Vdc [V], a u-phase current value iu [A], a v-phase current value iv [A], and a rotor phase (electrical angle) θ [rad]. The PWM signal PWM is generated based on the torque command value T ^* [N · m].

（コントローラ１０の内部構成）
次に、図２を参照して、図１に示したコントローラ１０の内部構成について説明する。図２は、図1に示すコントローラ１０の内部構成図である。図２に示すように、コントローラ１０は、微分部１０１、ｔａｂｌｅ部１０２、電圧指令値演算手段であるＰＩ制御部１０３、非干渉制御手段である非干渉制御部１０４およびゲイン調整手段であるゲイン調整部１０５を備える。更に、コントローラ１０は、第１の座標変換部１０６、進み補償部１０７、第２の座標変換部１０８およびＰＷＭ信号生成手段であるＰＷＭ変換部１０９を備える。ここで、微分部１０１は、下記（数１）式に示すように、モータ３の回転子位相（電気角）θ［ｒａｄ］を微分して、モータ３の回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］を演算する。 (Internal configuration of controller 10)
Next, the internal configuration of the controller 10 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an internal block diagram of the controller 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the controller 10 includes a differentiation unit 101, a table unit 102, a PI control unit 103 that is a voltage command value calculation unit, a non-interference control unit 104 that is a non-interference control unit, and a gain adjustment that is a gain adjustment unit. Part 105 is provided. Furthermore, the controller 10 includes a first coordinate conversion unit 106, a lead compensation unit 107, a second coordinate conversion unit 108, and a PWM conversion unit 109 which is a PWM signal generation unit. Here, the differentiating unit 101 differentiates the rotor phase (electrical angle) θ [rad] of the motor 3 as shown in the following (Equation 1) to obtain the rotor angular velocity (electrical angle) ω [ rad / s] is calculated.

ｔａｂｌｅ部１０２は、トルク指令値Ｔ^＊［Ｎ・ｍ］、モータ３の回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］および直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］に基づいて、予め格納されたｔａｂｌｅを参照する。そして、ｄ軸電流目標値ｉｄ^＊［Ａ］、ｑ軸電流目標値ｉｑ^＊［Ａ］を求める。

The table unit 102 stores a table stored in advance based on the torque command value T ^* [N · m], the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] of the motor 3 and the DC voltage value Vdc [V]. refer. Then, the d-axis current target value id ^* [A] and the q-axis current target value iq ^* [A] are obtained.

第１の座標変換部１０６は、下記（数２）式に示すように、モータ３の回転子位相（電気角）θ［ｒａｄ］により、ｕ相電流値ｉｕ［Ａ］およびｖ相電流値ｉｖ［Ａ］をｄ軸電流値ｉｄ［Ａ］およびｑ軸電流値ｉｑ［Ａ］に二相変換する。 The first coordinate conversion unit 106 uses the rotor phase (electrical angle) θ [rad] of the motor 3 to generate the u-phase current value iu [A] and the v-phase current value iv, as shown in the following equation (2). [A] is two-phase converted into a d-axis current value id [A] and a q-axis current value iq [A].

ＰＩ制御部１０３は、下記（数３）式および（数４）式に示す演算を行う。すなわち、ｄ軸電流目標値ｉｄ^＊［Ａ］と実際のｄ軸電流値ｉｄ［Ａ］との偏差（ｉｄ^＊−ｉｄ）からｄ軸電圧指令値であるｄ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｄ’［Ｖ］を演算する。また、ｑ軸電流目標値ｉｑ^＊［Ａ］と実際のｑ軸電流値ｉｑ［Ａ］との偏差（ｉｑ^＊−ｉｑ）からｑ軸電圧指令値であるｑ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｑ’［Ｖ］を演算する。

The PI control unit 103 performs calculations shown in the following formulas (3) and (4). That is, the d-axis PI output voltage command value Vd ′ [, which is the d-axis voltage command value, from the deviation (id ^* −id) between the d-axis current target value id ^* [A] and the actual d-axis current value id [A]. V] is calculated. Further, the q-axis PI output voltage command value Vq ′ [, which is the q-axis voltage command value, from the deviation (iq ^* −iq) between the q-axis current target value iq ^* [A] and the actual q-axis current value iq [A]. V] is calculated.

但し、（数３）式および（数４）式において、Ｋｐｄ：ｄ軸比例ゲイン、Ｋｐｑ：ｑ軸比例ゲイン、Ｋｉｄ：ｄ軸積分ゲイン、Ｋｉｑ：ｑ軸積分ゲイン、ｓ：ラプラス演算子、ωｃ：電流応答のカットオフ角周波数［ｒａｄ／ｓ］である。
また、Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス［Ｈ］、Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス［Ｈ］、Ｒａ：電機子抵抗［Ω］である。

However, in Equations (3) and (4), Kpd: d-axis proportional gain, Kpq: q-axis proportional gain, Kid: d-axis integral gain, Kiq: q-axis integral gain, s: Laplace operator, ωc : Cut-off angular frequency [rad / s] of the current response.
Ld: d-axis inductance [H], Lq: q-axis inductance [H], and Ra: armature resistance [Ω].

ゲイン調整部１０５は、下記（数５）式に示す演算を行う。すなわち、モータ３の回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］の振動周波数におけるゲインが小さくなるように、回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］をゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に変換する。実施例１では、ローパスフィルタを用いて、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］を演算している。これから、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］はローパスフィルタを通した後の角速度である。 The gain adjusting unit 105 performs the calculation shown in the following (Equation 5). In other words, the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] is adjusted after the gain adjustment so that the gain at the vibration frequency of the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] of the motor 3 becomes small. rad / s]. In the first embodiment, the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] is calculated using a low-pass filter. From this, the angular velocity ω ′ [rad / s] after gain adjustment is the angular velocity after passing through the low-pass filter.

但し、ωｐ’［ｒａｄ／ｓ］は、機械系要素５の共振角周波数ωｐ［ｒａｄ／ｓ］より十分に小さい値（数分の１以下）とする。なお、ローパスフィルタを次数の高いフィルタで構成する場合でも、機械系要素５の共振角周波数ωｐ［ｒａｄ／ｓ］を十分に減衰させる定数を用いる。

However, ωp ′ [rad / s] is set to a value (less than a fraction) that is sufficiently smaller than the resonance angular frequency ωp [rad / s] of the mechanical system element 5. Even when the low-pass filter is composed of a high-order filter, a constant that sufficiently attenuates the resonance angular frequency ωp [rad / s] of the mechanical system element 5 is used.

非干渉制御部１０４は、非干渉制御を行うために、下記（数６）式に示す演算を行う。すなわち、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］、ｄ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｄ’［Ｖ］およびｑ軸電流目標値ｉｑ^＊に基づいて、非干渉ｄ軸電圧指令値Ｖｄ［Ｖ］を演算する。また、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］、ｑ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｑ’［Ｖ］およびｄ軸電流目標値ｉｄ^＊に基づいて、非干渉ｑ軸電圧指令値Ｖｑ［Ｖ］を演算する。 The non-interference control unit 104 performs a calculation represented by the following (Equation 6) in order to perform non-interference control. In other words, the non-interfering d-axis voltage command value Vd [V] is calculated based on the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s], the d-axis PI output voltage command value Vd ′ [V], and the q-axis current target value iq ^* . Calculate. Further, the non-interfering q-axis voltage command value Vq [V] is obtained based on the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s], the q-axis PI output voltage command value Vq ′ [V], and the d-axis current target value id ^* . Calculate.

但し、Φａ［Ｗｂ］：磁石磁束である。
進み補償部１０７は、下記（数７）式に示すように、モータ３の回転子位相（電気角）θ［ｒａｄ］から、進み補償後のモータ３の回転子位相（電気角）θ’［ｒａｄ／ｓ］を演算する。

However, Φa [Wb]: magnet magnetic flux.
The lead compensation unit 107 calculates the rotor phase (electrical angle) θ ′ [of the motor 3 after lead compensation from the rotor phase (electrical angle) θ [rad] of the motor 3 as shown in the following equation (7). rad / s] is calculated.

但し、Δｔ：進み補償時間［ｓ］である。

However, Δt: Lead compensation time [s].

第２の座標変換部１０８は、下記（数８）式に示す演算を行う。すなわち、進み補償後のモータ３の回転子位相（電気角）θ’［ｒａｄ］により、非干渉ｄ軸電圧指令値Ｖｄ［Ｖ］および非干渉ｑ軸電圧指令値Ｖｑ［Ｖ］を三相電圧指令値Ｖｕ［Ｖ］、Ｖｖ［Ｖ］、Ｖｗ［Ｖ］に変換する。 The second coordinate conversion unit 108 performs the calculation shown in the following (Equation 8). That is, the non-interfering d-axis voltage command value Vd [V] and the non-interfering q-axis voltage command value Vq [V] are converted into a three-phase voltage based on the rotor phase (electrical angle) θ ′ [rad] of the motor 3 after the lead compensation. The command values are converted into Vu [V], Vv [V], and Vw [V].

ＰＷＭ変換部１０９は、三相電圧指令値Ｖｕ［Ｖ］、Ｖｖ［Ｖ］、Ｖｗ［Ｖ］に基づいて、インバータ２を制御するＰＷＭ信号ＰＷＭを生成する。すなわち、下記（数９）式に示すように、直流電圧値Ｖｄｃおよび三相電圧指令値Ｖｕ［Ｖ］、Ｖｖ［Ｖ］、Ｖｗ［Ｖ］からＰＷＭ信号ＰＷＭ（ｏｎｄｕｔｙ）であるｔｕ［％］、ｔｖ［％］、ｔｗ［％］を演算する。

The PWM converter 109 generates a PWM signal PWM for controlling the inverter 2 based on the three-phase voltage command values Vu [V], Vv [V], and Vw [V]. That is, as shown in the following (Equation 9), the PWM signal PWM (on duty) tu [%] from the DC voltage value Vdc and the three-phase voltage command values Vu [V], Vv [V], Vw [V]. ], Tv [%], and tw [%].

上記のように求められたＰＷＭ信号ＰＷＭによって、インバータ２が制御され、モータ３がトルク指令値Ｔ^＊［Ｎ・ｍ］で指示された所望のトルクで駆動される。このようにして、モータ３に対して電流フィードバックによるベクトル制御が行われわれる。

The inverter 2 is controlled by the PWM signal PWM obtained as described above, and the motor 3 is driven with a desired torque indicated by the torque command value T ^* [N · m]. In this manner, vector control is performed on the motor 3 by current feedback.

（ゲイン調整部１０５による特性の変化）
次に、ゲイン調整部１０５による回転数の振動の低減効果とトルク応答について、図３および図４を参照して説明する。図３は、図２に示すゲイン調整部１０５による回転数の振動の低減効果を示す図、図４は、図２に示すゲイン調整部１０５による、回転数一定状態におけるトルク応答を示す図である。ここで、図３は、機械系要素５にステップ状にトルクを発生させた場合の回転数を表している。図３に示すように、非干渉制御を行わない場合に比べて、従来の非干渉制御を行った場合、回転数の振動が大きくなっている。しかし、実施例１では、ゲイン調整部１０５で変換したゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に基づいて非干渉制御を行っているので、回転数の振動を低減させることができる。具体的には、図３に示したように、非干渉制御を行わない場合の回転数の振動と同程度にすることができる。よって、非干渉制御を行っても制御対象のアンモデルや状態変化等に関わらず振動をより低減させることができる。 (Change in characteristics by the gain adjusting unit 105)
Next, the effect of reducing the vibration of the rotational speed and the torque response by the gain adjusting unit 105 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the effect of reducing the vibration of the rotational speed by the gain adjusting unit 105 shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram showing the torque response by the gain adjusting unit 105 shown in FIG. is there. Here, FIG. 3 represents the rotational speed when torque is generated in the mechanical system element 5 in steps. As shown in FIG. 3, when the conventional non-interference control is performed, the vibration of the rotational speed is larger than when the non-interference control is not performed. However, in the first embodiment, the non-interference control is performed based on the post-gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] converted by the gain adjusting unit 105, so that the vibration of the rotational speed can be reduced. Specifically, as shown in FIG. 3, it can be set to the same level as the vibration of the rotational speed when the non-interference control is not performed. Therefore, even if non-interference control is performed, vibrations can be further reduced regardless of the unmodel or state change of the control target.

また、図４は、回転数が一定の状態でステップ状にトルクを発生させた場合における実際のトルクを表している。図４に示すように、非干渉制御を行わない場合に比べて、従来の非干渉制御を行った場合、トルク応答（電流応答）が良好になっている。実施例１では、ゲイン調整部１０５で変換したゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に基づいて非干渉制御を行っているので、同様に、トルク応答（電流応答）を良好にすることができる。これから、トルク応答（電流応答）を良好にするために非干渉制御を行った場合でも、回転数の振動をより低減させることができる。 FIG. 4 shows the actual torque when the torque is generated stepwise with the rotation speed being constant. As shown in FIG. 4, the torque response (current response) is better when the conventional non-interference control is performed than when the non-interference control is not performed. In the first embodiment, since the non-interference control is performed based on the post-gain adjustment angular velocity ω ′ [rad / s] converted by the gain adjustment unit 105, similarly, the torque response (current response) can be improved. it can. Thus, even when non-interference control is performed in order to improve the torque response (current response), the vibration of the rotational speed can be further reduced.

以上より、コントローラ１０では、トルク指令値Ｔ^＊［Ｎ・ｍ］、回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］および直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］に基づいてｄｑ軸電流目標値ｉｄ^＊［Ａ］、ｉｑ^＊［Ａ］を求めるｔａｂｌｅ部１０２を備える。また、モータ３に流れるｕ相電流値ｉｕ［Ａ］およびｖ相電流値ｉｖ［Ａ］を二相変換し、ｄ軸電流値ｉｄ［Ａ］およびｑ軸電流値ｉｑ［Ａ］を求める第１の座標変換部１０６を備えている。更に、ｄｑ軸電流値ｉｄ［Ａ］、ｉｑ［Ａ］とｄｑ軸電流目標値ｉｄ^＊［Ａ］、ｉｑ^＊［Ａ］との偏差（ｉｄ^＊−ｉｄ）、（ｉｑ^＊−ｉｑ）からｄｑ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｄ’［Ｖ］、Ｖｑ’［Ｖ］を求めるＰＩ制御部１０３を備える。また、回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］の振動周波数におけるゲインが小さくなるように、回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］をゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に変換するゲイン調整部１０５を備える。 As described above, in the controller 10, the dq-axis current target value id ^* [] is based on the torque command value T ^* [N · m], the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s], and the DC voltage value Vdc [V]. A] and iq ^* [A] are provided. The u-phase current value iu [A] and the v-phase current value iv [A] flowing through the motor 3 are two-phase converted to obtain a d-axis current value id [A] and a q-axis current value iq [A]. The coordinate conversion unit 106 is provided. Furthermore, the deviation (id ^* −id) and (iq ^* −iq) between the dq axis current values id [A] and iq [A] and the dq axis current target values id ^* [A] and iq ^* [A] are determined from dq A PI control unit 103 is provided for determining axis PI output voltage command values Vd ′ [V] and Vq ′ [V]. Further, the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] is changed to the angular velocity ω ′ [rad / s after gain adjustment so that the gain at the vibration frequency of the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] becomes small. ] Is provided.

更に、非干渉制御を行うために、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］、ｄｑ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｄ’［Ｖ］、Ｖｑ’［Ｖ］に基づいて、非干渉ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ［Ｖ］、Ｖｑ［Ｖ］を求める非干渉制御部１０４を備える。また、非干渉ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ［Ｖ］、Ｖｑ［Ｖ］から変換された三相電圧指令値Ｖｕ［Ｖ］、Ｖｖ［Ｖ］、Ｖｗ［Ｖ］に基づいて、インバータ２を制御するＰＷＭ信号ＰＷＭを生成するＰＷＭ変換部１０９を備えている。これから、ゲイン調整部１０５で変換したゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に基づいて非干渉制御を行っているので、非干渉制御を行っても制御対象のアンモデルや状態変化等に関わらず振動をより低減させることができる。また、ゲイン調整部１０５で変換されるゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］は、ローパスフィルタを通した後の角速度である。これから、振動時、非干渉制御を行わない場合の振動と同程度にすることができる。よって、トルク応答（電流応答）を良好に保持したまま、電流フィードバックによるベクトル制御において振動を低減させることができる。 Further, in order to perform non-interference control, the non-interference dq-axis voltage command is based on the angular speed ω ′ [rad / s] after gain adjustment and the dq-axis PI output voltage command values Vd ′ [V] and Vq ′ [V]. A non-interference control unit 104 for obtaining values Vd [V] and Vq [V] is provided. Further, the inverter 2 is controlled based on the three-phase voltage command values Vu [V], Vv [V], and Vw [V] converted from the non-interference dq-axis voltage command values Vd [V] and Vq [V]. A PWM converter 109 that generates the PWM signal PWM is provided. Since the non-interference control is performed based on the post-gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] converted by the gain adjustment unit 105, even if the non-interference control is performed, the unmodeling of the control target, the state change, etc. The vibration can be further reduced. The gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] converted by the gain adjusting unit 105 is an angular velocity after passing through a low-pass filter. From this, at the time of vibration, it can be made to be the same level as vibration when non-interference control is not performed. Therefore, vibration can be reduced in vector control by current feedback while maintaining a good torque response (current response).

（実施例２）
次に、実施例２に係るインバータシステムについて、実施例１に係るインバータシステムと異なる点を中心に図３乃至図５を参照して説明する。また、実施例２に係るインバータシステムについて、実施例１に係るインバータシステムと同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。実施例２に係るインバータシステムは、実施例１とほとんど同じである。実施例２に係るインバータシステムが、実施例１に係るインバータシステムと異なる点は、ゲイン調整手段であるゲイン調整部が異なることだけである。実施例２に係るゲイン調整部も、モータ３の回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］の振動周波数におけるゲインが小さくなるように、回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］をゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に変換する。 (Example 2)
Next, the inverter system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5 with a focus on differences from the inverter system according to the first embodiment. Moreover, about the inverter system which concerns on Example 2, the same number is attached | subjected to the structure similar to the inverter system which concerns on Example 1, and description is abbreviate | omitted. The inverter system according to the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment. The only difference between the inverter system according to the second embodiment and the inverter system according to the first embodiment is that a gain adjusting unit that is a gain adjusting unit is different. Also in the gain adjusting unit according to the second embodiment, the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] is reduced so that the gain at the vibration frequency of the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] of the motor 3 becomes small. Is converted into an angular velocity ω ′ [rad / s] after gain adjustment.

実施例２では、下記（数１０）式に示すように、実施例１に係るゲイン調整部１０５と異なり、ノッチフィルタを用いて、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］を演算している。これから、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］はノッチフィルタを通した後の角速度である。 In the second embodiment, as shown in the following (Equation 10), unlike the gain adjustment unit 105 according to the first embodiment, the post-gain adjustment angular velocity ω ′ [rad / s] is calculated using a notch filter. . From this, the angular velocity ω ′ [rad / s] after gain adjustment is the angular velocity after passing through the notch filter.

但し、ｋ≧１、０≦ｋ’＜（ｋ＋１）／ｋとし、ｋ’は機械系要素５の共振角周波数ωｐ［ｒａｄ／ｓ］を十分に減衰させる値、ωｐ”［ｒａｄ／ｓ］は機械系要素５の共振角周波数ωｐ［ｒａｄ／ｓ］近傍の値とする。なお、ノッチフィルタを次数の高いフィルタで構成する場合も同様に、機械系要素５の共振角周波数ωｐ［ｒａｄ／ｓ］を十分に減衰させる定数を用いる。その後、実施例２に係る非干渉制御部１０４は、実施例１と同様に、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］、ｄ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｄ’［Ｖ］およびｑ軸電流目標値ｉｑ^＊に基づいて、非干渉ｄ軸電圧指令値Ｖｄ［Ｖ］を演算する。更に、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］、ｑ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｑ’［Ｖ］およびｄ軸電流目標値ｉｄ^＊に基づいて、非干渉ｑ軸電圧指令値Ｖｑ［Ｖ］を演算する。

However, k ≧ 1, 0 ≦ k ′ <(k + 1) / k, where k ′ is a value that sufficiently attenuates the resonance angular frequency ωp [rad / s] of the mechanical system element 5, and ωp ″ [rad / s] is The value is in the vicinity of the resonance angular frequency ωp [rad / s] of the mechanical system element 5. It should be noted that the resonance angular frequency ωp [rad / s] of the mechanical system element 5 is similarly applied when the notch filter is configured by a high-order filter. The non-interference control unit 104 according to the second embodiment then uses the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s], the d-axis PI output voltage command value, as in the first embodiment. Based on Vd ′ [V] and the q-axis current target value iq ^* , the non-interference d-axis voltage command value Vd [V] is calculated, the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s], and the q-axis PI output based on voltage command value Vq '[V] and d-axis current target value id ^*, a non-interfering q Calculating a voltage command value Vq [V].

次に、実施例２のゲイン調整部による回転数の振動の低減効果とトルク応答について、図３乃至図５を参照して説明する。図３に示したように、実施例２でも、実施例１と同様に、ゲイン調整部で変換したゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に基づいて非干渉制御を行っているので、回転数の振動を低減させることができる。これから、非干渉制御を行わない場合の回転数の振動と同程度にすることができる。よって、非干渉制御を行っても制御対象のアンモデルや状態変化等に関わらず振動をより低減させることができる。また、図４に示したように、実施例２でも、実施例１と同様に、ゲイン調整部で変換したゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］に基づいて非干渉制御を行っているので、同様に、トルク応答（電流応答）を良好にすることができる。これから、実施例１と同様に、トルク応答（電流応答）を良好にするために非干渉制御を行った場合でも、回転数の振動をより低減させることができる。 Next, the effect of reducing the vibration of the rotational speed and the torque response by the gain adjusting unit according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, in the second embodiment as well, as in the first embodiment, the non-interference control is performed based on the post-gain adjustment angular velocity ω ′ [rad / s] converted by the gain adjustment unit. Number of vibrations can be reduced. From this, it can be made the same level as the vibration of the rotational speed when non-interference control is not performed. Therefore, even if non-interference control is performed, vibrations can be further reduced regardless of the unmodel or state change of the control target. Also, as shown in FIG. 4, in the second embodiment, as in the first embodiment, the non-interference control is performed based on the post-gain adjustment angular velocity ω ′ [rad / s] converted by the gain adjustment unit. Similarly, the torque response (current response) can be improved. Thus, similarly to the first embodiment, even when non-interference control is performed to improve the torque response (current response), the vibration of the rotational speed can be further reduced.

図５は、本発明の実施例２に係るゲイン調整部による、回転数振動状態におけるトルク応答を示す図である。図５は、回転数が振動する状態でステップ状にトルクを発生させた場合における実際のトルクを表している。図５に示すように、従来の非干渉制御を行った場合に比べて、実施例１の場合、トルク応答（電流応答）が悪化している。しかし、実施例２では、実施例１と異なり、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］として、ノッチフィルタを通した後の角速度を用いているので、実施例１よりも、回転数振動状態におけるトルク応答（電流応答）を若干改善できる。 FIG. 5 is a diagram illustrating a torque response in a rotational frequency vibration state by the gain adjusting unit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the actual torque when the torque is generated in a step shape with the rotational speed oscillating. As shown in FIG. 5, the torque response (current response) is worse in the case of Example 1 than in the case where the conventional non-interference control is performed. However, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the angular velocity after passing through the notch filter is used as the angular velocity ω ′ [rad / s] after gain adjustment. The torque response (current response) can be slightly improved.

以上より、実施例２に係るゲイン調整部で変換されるゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］は、ノッチフィルタを通した後の角速度である。これから、振動時、非干渉制御を行わない場合の振動と同程度にすることができる。よって、トルク応答（電流応答）を良好に保持したまま、電流フィードバックによるベクトル制御において振動を低減させることができる。更に、実施例１よりも、回転数振動状態におけるトルク応答（電流応答）を若干改善することができる。よって、速度が急変した場合のトルクの遅れが少ないため、速度急変時の電流応答をより良好に保持することができる。 As described above, the post-gain angular velocity ω ′ [rad / s] converted by the gain adjusting unit according to the second embodiment is the angular velocity after passing through the notch filter. From this, at the time of vibration, it can be made to be the same level as vibration when non-interference control is not performed. Therefore, vibration can be reduced in vector control by current feedback while maintaining a good torque response (current response). Furthermore, the torque response (current response) in the rotational frequency vibration state can be slightly improved as compared with the first embodiment. Therefore, since there is little torque delay when the speed changes suddenly, the current response at the time of sudden speed change can be better maintained.

（実施例３）
次に、実施例３に係るインバータシステムについて、実施例１に係るインバータシステムと異なる点を中心に図３乃至図７を参照して説明する。また、実施例３に係るインバータシステムについて、実施例１に係るインバータシステムと同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。実施例３に係るインバータシステムは、実施例１とほとんど同じである。実施例３に係るインバータシステムが、実施例１に係るインバータシステムと異なる点は、ゲイン調整手段であるゲイン調整部が異なることだけである。図６は、本発明の実施例３に係るゲイン調整部３０５の内部ブロック図である。図６に示すように、実施例３に係るゲイン調整部３０５は、判定手段である判定部３０５１、計時部３０５２および出力手段である出力部３０５３を備えている。 (Example 3)
Next, an inverter system according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 7 focusing on differences from the inverter system according to the first embodiment. Moreover, about the inverter system which concerns on Example 3, the same number is attached | subjected to the structure similar to the inverter system which concerns on Example 1, and description is abbreviate | omitted. The inverter system according to the third embodiment is almost the same as that of the first embodiment. The only difference between the inverter system according to the third embodiment and the inverter system according to the first embodiment is that a gain adjusting unit that is a gain adjusting unit is different. FIG. 6 is an internal block diagram of the gain adjustment unit 305 according to the third embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 6, the gain adjustment unit 305 according to the third embodiment includes a determination unit 3051 that is a determination unit, a timer unit 3052, and an output unit 3053 that is an output unit.

ここで、判定部３０５１は、モータ３の回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］から振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］を検知する。判定部３０５１における振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］の検知は、例えば、下記（数１１）式に示すように、バンドパスフィルタを用いて行う。 Here, the determination unit 3051 detects the vibration frequency component ω ″ [rad / s] from the rotor angular velocity (electrical angle) ω [rad / s] of the motor 3. The vibration frequency component ω ″ [rad in the determination unit 3051. / S] is detected using a band-pass filter, for example, as shown in the following equation (11).

但し、ｋ≧１、ｋ’は任意の値、ωｐ”［ｒａｄ／ｓ］は機械系要素５の共振角周波数ωｐ［ｒａｄ／ｓ］近傍の値とする。また、判定部３０５１は、所定の閾値を持ち、振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたか否かを判定する。

However, k ≧ 1, k ′ is an arbitrary value, and ωp ″ [rad / s] is a value in the vicinity of the resonance angular frequency ωp [rad / s] of the mechanical system element 5. Further, the determination unit 3051 has a predetermined value. It has a threshold value, and it is determined whether or not the vibration frequency component ω ″ [rad / s] exceeds a predetermined threshold value.

振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えていないと判定部３０５１が判定した場合、出力部３０５３は、モータ３の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］を非干渉制御部１０４に出力する。この場合、非干渉制御部１０４は、回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］、ｄ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｄ’［Ｖ］およびｑ軸電流目標値ｉｑ^＊に基づいて、非干渉ｄ軸電圧指令値Ｖｄ［Ｖ］を演算する。更に、回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］、ｑ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｑ’［Ｖ］およびｄ軸電流目標値ｉｄ^＊に基づいて、非干渉ｑ軸電圧指令値Ｖｑ［Ｖ］を演算する。 When the determination unit 3051 determines that the vibration frequency component ω ″ [rad / s] does not exceed the predetermined threshold, the output unit 3053 outputs the rotor angular velocity ω [rad / s] of the motor 3 to the non-interference control unit 104. In this case, the non-interference control unit 104 performs non-interference based on the rotor angular velocity ω [rad / s], the d-axis PI output voltage command value Vd ′ [V], and the q-axis current target value iq ^*. The d-axis voltage command value Vd [V] is calculated, and based on the rotor angular velocity ω [rad / s], the q-axis PI output voltage command value Vq ′ [V], and the d-axis current target value id ^* The interference q-axis voltage command value Vq [V] is calculated.

一方、振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたと判定部３０５１が判定した場合、出力部３０５３は、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］を演算し、非干渉制御部１０４に出力する。ここで、上記ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］を、現在の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］で固定した角速度とする。または、現在の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］をレートリミッタで制限した角速度とする。または、現在の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］をローパスフィルタやノッチフィルタを通した後の角速度とする。ローパスフィルタやノッチフィルタの場合、現在の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］を定常状態としてスタートする。この場合、非干渉制御部１０４は、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］、ｄ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｄ’［Ｖ］およびｑ軸電流目標値ｉｑ^＊に基づいて、非干渉ｄ軸電圧指令値Ｖｄ［Ｖ］を演算する。更に、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］、ｑ軸ＰＩ出力電圧指令値Ｖｑ’［Ｖ］およびｄ軸電流目標値ｉｄ^＊に基づいて、非干渉ｑ軸電圧指令値Ｖｑ［Ｖ］を演算する。 On the other hand, when the determination unit 3051 determines that the vibration frequency component ω ″ [rad / s] exceeds a predetermined threshold, the output unit 3053 calculates the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] and performs non-interference control. The gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] is set to the angular velocity fixed at the current rotor angular velocity ω [rad / s], or the current rotor angular velocity ω [ rad / s] is the angular velocity limited by the rate limiter, or the current rotor angular velocity ω [rad / s] is the angular velocity after passing through the low-pass filter or notch filter. In this case, the non-interference control unit 104 starts the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] and the d-axis PI output voltage command value V. Based on d ′ [V] and the q-axis current target value iq ^* , the non-interference d-axis voltage command value Vd [V] is calculated, the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s], and the q-axis PI output Based on the voltage command value Vq ′ [V] and the d-axis current target value id ^* , the non-interference q-axis voltage command value Vq [V] is calculated.

その後、振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値より小さくなったと判定部３０５１が判定した場合、出力部３０５３は、ある一定時間経過後にレートリミッタを用いて回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］まで戻す。計時部３０５２は、振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値より小さくなったと判定部３０５１が判定した時点からの時間を計測する。判定部３０５１は、計時部３０５２で計測している時間がある一定時間以上か否か判定する。なお、上記の場合に用いられるレートリミッタは、振動周波数成分ω”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたと判定部３０５１が判定した場合に用いられるレートリミッタより大きいリミット値とする。出力部３０５３は、回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］まで戻ったら、レートリミッタ自体を使わないようにする。 After that, when the determination unit 3051 determines that the vibration frequency component ω ″ [rad / s] has become smaller than a predetermined threshold, the output unit 3053 uses the rate limiter after a certain period of time to output the rotor angular velocity ω [rad / s]. s] The time measuring unit 3052 measures the time from when the determination unit 3051 determines that the vibration frequency component ω ″ [rad / s] is smaller than a predetermined threshold. The determination unit 3051 determines whether the time measured by the time measuring unit 3052 is equal to or longer than a certain time. Note that the rate limiter used in the above case is a limit value larger than the rate limiter used when the determination unit 3051 determines that the vibration frequency component ω ″ [rad / s] exceeds a predetermined threshold. When 3053 returns to the rotor angular velocity ω [rad / s], the rate limiter itself is not used.

次に、ゲイン調整部３０５で実行される制御処理について、図７を参照して説明する。図７は、図６に示すゲイン調整部３０５で実行される制御処理を示すフローチャートである。図７に示すように、判定部３０５１は、前回の回転子角速度ω１［ｒａｄ／ｓ］の振動周波数成分（以下、振動とする。）ω１”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えていたか否か判定する（ステップＳ３０１）。前回の振動ω１”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、判定部３０５１は今回の振動ω２”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたか否か判定する（ステップＳ３０２）。今回の振動ω２”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、判定部３０５１は、計時部３０５２のタイマーの値が一定値以上になったか否か判定する（ステップＳ３０４）。なお、計時部３０５２のタイマーの初期値として、上記一定値以上の値を設定しておく。 Next, control processing executed by the gain adjustment unit 305 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a control process executed by the gain adjusting unit 305 shown in FIG. As illustrated in FIG. 7, the determination unit 3051 determines whether the vibration frequency component (hereinafter referred to as vibration) ω1 ″ [rad / s] of the previous rotor angular velocity ω1 [rad / s] has exceeded a predetermined threshold value. If it is determined that the previous vibration ω1 ″ [rad / s] does not exceed the predetermined threshold (No in step S301), the determination unit 3051 determines that the current vibration ω2 ″ [rad / s] is not exceeded. s] exceeds a predetermined threshold value (step S302) When it is determined that the current vibration ω2 ″ [rad / s] does not exceed the predetermined threshold value (step S302: No), the determination unit 3051. Determines whether or not the timer value of the timer unit 3052 has become equal to or greater than a certain value (step S304). Note that a value equal to or greater than the predetermined value is set as an initial value of the timer of the time measuring unit 3052.

計時部３０５２のタイマーの値が一定値以上になったと判定部３０５１が判定した場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、出力部３０５３は、今回の出力角速度を出力する（ステップＳ３０５）。上記の場合、出力部３０５３は、前回の入力角速度、すなわち、前回の回転子角速度ω１［ｒａｄ／ｓ］と前回の出力角速度が一致していた場合、今回の入力角速度を今回の出力角速度として出力する。一方、前回の入力角速度と前回の出力角速度が一致していなかった場合、レートリミッタで、今回の入力角速度、すなわち、今回の回転子角速度ω２［ｒａｄ／ｓ］と今回の出力角速度が一致するまで今回の出力角速度を動かす。その後、今回の出力角速度（今回の入力角速度）を出力する。 When the determination unit 3051 determines that the timer value of the time measuring unit 3052 has reached a certain value (step S304: Yes), the output unit 3053 outputs the current output angular velocity (step S305). In the above case, the output unit 3053 outputs the current input angular velocity as the current output angular velocity when the previous input angular velocity, that is, the previous rotor angular velocity ω1 [rad / s] matches the previous output angular velocity. To do. On the other hand, if the previous input angular velocity does not match the previous output angular velocity, the current input angular velocity, that is, the current rotor angular velocity ω2 [rad / s] and the current output angular velocity match with the rate limiter. Move the output angular velocity this time. Thereafter, the current output angular velocity (current input angular velocity) is output.

今回の振動ω２”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、出力部３０５３はゲイン調整後角速度ω２’［ｒａｄ／ｓ］を今回の出力角速度として出力する（ステップＳ３０３）。上記のとおり、ゲイン調整後角速度ω２’［ｒａｄ／ｓ］を、今回の回転子角速度ω２［ｒａｄ／ｓ］で固定した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω２［ｒａｄ／ｓ］をレートリミッタで制限した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω２［ｒａｄ／ｓ］をローパスフィルタやノッチフィルタを通した後の角速度とする。これから、上記ゲイン調整後角速度ω２’［ｒａｄ／ｓ］により、トルク応答（電流応答）を良好にするために非干渉制御を行った場合でも、回転子角速度ω２［ｒａｄ／ｓ］の振動ω２”［ｒａｄ／ｓ］をより低減させることができる。その後、ステップＳ３０１に戻り、以下の制御処理を順次実行する。 When it is determined that the current vibration ω2 ″ [rad / s] has exceeded a predetermined threshold (step S302: Yes), the output unit 3053 outputs the gain-adjusted angular velocity ω2 ′ [rad / s] as the current output angular velocity. (Step S303) As described above, the gain-adjusted angular velocity ω2 ′ [rad / s] is set to the angular velocity fixed at the current rotor angular velocity ω2 [rad / s], or the current rotor angular velocity ω2 [rad]. / S] is the angular velocity limited by the rate limiter, or the current rotor angular velocity ω2 [rad / s] is the angular velocity after passing through the low-pass filter or notch filter, and the gain-adjusted angular velocity ω2 ′. Even when non-interference control is performed to improve the torque response (current response) with [rad / s], the vibration ω of the rotor angular velocity ω2 [rad / s] "[Rad / s] can be further reduced. Then, it returns to step S301 and performs the following control processes sequentially.

次に、前回の振動ω２”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、判定部３０５１は今回の振動ω３”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたか否か判定する（ステップＳ３０６）。今回の振動ω３”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、出力部３０５３は、ゲイン調整後角速度ω３’［ｒａｄ／ｓ］を今回の出力角速度として出力する（ステップＳ３０８）。ここで、ゲイン調整後角速度ω３’［ｒａｄ／ｓ］を、前回の回転子角速度ω２［ｒａｄ／ｓ］で固定した角速度である出力角速度を維持した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω３［ｒａｄ／ｓ］をレートリミッタで制限した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω３［ｒａｄ／ｓ］をローパスフィルタやノッチフィルタを通した後の角速度とする。その後、ステップＳ３０１に戻り、以下の制御処理を順次実行する。 Next, when it is determined that the previous vibration ω2 ″ [rad / s] has exceeded a predetermined threshold (step S301: Yes), the determination unit 3051 has the current vibration ω3 ″ [rad / s] exceeds the predetermined threshold. It is determined whether or not (step S306). When it is determined that the current vibration ω3 ″ [rad / s] has exceeded a predetermined threshold (step S306: Yes), the output unit 3053 outputs the gain-adjusted angular velocity ω3 ′ [rad / s] as the current output angular velocity. Here, the gain-adjusted angular velocity ω3 ′ [rad / s] is set to an angular velocity that maintains the output angular velocity that is the angular velocity fixed at the previous rotor angular velocity ω2 [rad / s], or The current rotor angular velocity ω3 [rad / s] is the angular velocity limited by the rate limiter, or the current rotor angular velocity ω3 [rad / s] is the angular velocity after passing through a low-pass filter or notch filter. Returning to step S301, the following control processes are sequentially executed.

次に、今回の振動ω４”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、判定部３０５１は、計時部３０５２のタイマーをクリアする。更に、判定部３０５１は、計時部３０５２のタイマーをスタートさせる（ステップＳ３０７）。出力部３０５３は、ゲイン調整後角速度ω４’［ｒａｄ／ｓ］を出力角速度として出力する（ステップＳ３０８）。同様に、ゲイン調整後角速度ω４’［ｒａｄ／ｓ］を、前回の回転子角速度ω３［ｒａｄ／ｓ］で固定した角速度である出力角速度を維持した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω４［ｒａｄ／ｓ］をレートリミッタで制限した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω４［ｒａｄ／ｓ］をローパスフィルタやノッチフィルタを通した後の角速度とする。その後、ステップＳ３０１に戻り、以下の制御処理を順次実行する。 Next, when it is determined that the current vibration ω4 ″ [rad / s] does not exceed the predetermined threshold (step S306: No), the determination unit 3051 clears the timer of the time measuring unit 3052. Further, the determination unit. 3051 starts the timer of the time measuring unit 3052 (step S307), and the output unit 3053 outputs the angular velocity ω4 ′ [rad / s] after gain adjustment as the output angular velocity (step S308) Similarly, the angular velocity after gain adjustment. Let ω4 ′ [rad / s] be the angular velocity that maintains the output angular velocity, which is the angular velocity fixed at the previous rotor angular velocity ω3 [rad / s], or the current rotor angular velocity ω4 [rad / s] is the rate. Angular speed limited by the limiter, or angular speed after passing the current rotor angular speed ω4 [rad / s] through a low-pass filter or notch filter To. After that, the process returns to step S301, sequentially executes a control process described below.

次に、計時部３０５２のタイマーの値が一定値以上になっていないと判定部３０５１が判定した場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、出力部３０５３は、ゲイン調整後角速度ω５’［ｒａｄ／ｓ］を出力角速度として出力する（ステップＳ３０８）。同様に、ゲイン調整後角速度ω５’［ｒａｄ／ｓ］を、前回の回転子角速度ω４［ｒａｄ／ｓ］で固定した角速度である出力角速度を維持した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω５［ｒａｄ／ｓ］をレートリミッタで制限した角速度とする。または、今回の回転子角速度ω５［ｒａｄ／ｓ］をローパスフィルタやノッチフィルタを通した後の角速度とする。その後、ステップＳ３０１に戻り、以下の制御処理を順次実行する。 Next, when the determination unit 3051 determines that the timer value of the time measuring unit 3052 is not equal to or greater than a predetermined value (step S304: No), the output unit 3053 sets the gain-adjusted angular velocity ω5 ′ [rad / s]. The output angular velocity is output (step S308). Similarly, the gain-adjusted angular velocity ω5 ′ [rad / s] is an angular velocity that maintains the output angular velocity that is the angular velocity fixed at the previous rotor angular velocity ω4 [rad / s]. Alternatively, the current angular velocity of the rotor ω5 [rad / s] is set to an angular velocity limited by a rate limiter. Alternatively, the current rotor angular velocity ω5 [rad / s] is the angular velocity after passing through a low-pass filter or a notch filter. Then, it returns to step S301 and performs the following control processes sequentially.

次に、計時部３０５２のタイマーの値が一定値以上になったと判定部３０５１が判定した場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、出力部３０５３は、今回の出力角速度を出力する（ステップＳ３０５）。上記の場合、出力部３０５３は、前回の入力角速度、すなわち、前回の回転子角速度ω５［ｒａｄ／ｓ］と前回の出力角速度が一致していた場合、今回の入力角速度を今回の出力角速度として出力する。一方、前回の入力角速度と前回の出力角速度が一致していなかった場合、レートリミッタで、今回の入力角速度、すなわち、今回の回転子角速度ω６［ｒａｄ／ｓ］と今回の出力角速度が一致するまで今回の出力角速度を動かす。その後、今回の出力角速度（今回の入力角速度）を出力する。以降、ステップＳ３０１〜Ｓ３０８の制御処理を順次、繰り返し実行する。 Next, when the determination unit 3051 determines that the timer value of the time measuring unit 3052 is equal to or greater than a certain value (step S304: Yes), the output unit 3053 outputs the current output angular velocity (step S305). In the above case, the output unit 3053 outputs the current input angular velocity as the current output angular velocity when the previous input angular velocity, that is, the previous rotor angular velocity ω5 [rad / s] matches the previous output angular velocity. To do. On the other hand, if the previous input angular velocity does not match the previous output angular velocity, the current input angular velocity, that is, the current rotor angular velocity ω6 [rad / s] and the current output angular velocity coincide with the rate limiter. Move the output angular velocity this time. Thereafter, the current output angular velocity (current input angular velocity) is output. Thereafter, the control processes of steps S301 to S308 are repeatedly executed sequentially.

このようにして、ゲイン調整部３０５は、回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］の振動ω”［ｒａｄ／ｓ］を検知している間、および、検知しなくなってから一定時間だけ、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］を出力する。よって、実施例３では、上記の時間、実施例１または実施例２と同様の効果（図３乃至図５参照）を取得できる。一方、上記の時間以外、ゲイン調整部３０５は、回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］を出力する。よって、上記の時間以外では、従来の非干渉制御を行った場合と同様の効果（図４および図５参照）を取得できる。 In this way, the gain adjustment unit 305 performs the gain adjustment while detecting the vibration ω ″ [rad / s] of the rotor angular velocity ω [rad / s] and for a certain time after the detection is stopped. The angular velocity ω ′ [rad / s] is output, so that in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment or the second embodiment (see FIGS. 3 to 5) can be obtained. Except for the time, the gain adjusting unit 305 outputs the rotor angular velocity ω [rad / s], so that the same effect as in the case of performing the conventional non-interference control is performed except for the above time (see FIGS. 4 and 5). ) Can be obtained.

以上より、実施例３に係るゲイン調整部３０５は、回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］から振動ω”［ｒａｄ／ｓ］を検知する判定部３０５１を備える。また、振動ω”［ｒａｄ／ｓ］が所定の閾値を超えたと判定部３０５１が判定した場合に、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］を出力する出力部を備えている。ここで、ゲイン調整後角速度ω’［ｒａｄ／ｓ］を、現在の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］で固定した角速度とする。または、現在の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］をレートリミッタで制限した角速度とする。または、現在の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］をローパスフィルタやノッチフィルタを通した後の角速度とする。これより、振動ω”［ｒａｄ／ｓ］を検知している間、非干渉制御を行っても、非干渉制御を行わない場合の振動と同程度にすることができる。よって、トルク応答（電流応答）を良好に保持したまま、電流フィードバックによるベクトル制御において振動を低減させることができる。また、振動ω”［ｒａｄ／ｓ］を検知しない間、従来の非干渉制御を行った場合と同様の効果を取得できる。よって、速度が急変した場合の遅れがないため、速度急変時の電流応答をより良好に保持することができる。 As described above, the gain adjustment unit 305 according to the third embodiment includes the determination unit 3051 that detects the vibration ω ″ [rad / s] from the rotor angular velocity ω [rad / s]. Also, the vibration ω ″ [rad / s]. ], When the determination unit 3051 determines that the value exceeds a predetermined threshold, the output unit outputs an angular velocity ω ′ [rad / s] after gain adjustment. Here, the gain-adjusted angular velocity ω ′ [rad / s] is set to an angular velocity fixed at the current rotor angular velocity ω [rad / s]. Alternatively, the current rotor angular velocity ω [rad / s] is set to an angular velocity limited by a rate limiter. Alternatively, the current rotor angular velocity ω [rad / s] is the angular velocity after passing through a low-pass filter or a notch filter. Thus, even when non-interference control is performed while the vibration ω ″ [rad / s] is being detected, the vibration can be made comparable to the vibration when non-interference control is not performed. The vibration can be reduced in the vector control based on the current feedback while maintaining the response) well. The same as the case where the conventional non-interference control is performed while the vibration ω ″ [rad / s] is not detected. The effect can be acquired. Therefore, since there is no delay when the speed changes suddenly, the current response at the time of sudden speed change can be better maintained.

なお、以上に述べた実施例は、本発明の実施の一例であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、他の様々な実施例に適用可能である。例えば、実施例１乃至３に係るコントローラでは、微分部１０１、ｔａｂｌｅ部１０２、第１の座標変換部１０６、第２の座標変換部１０８を含むが、特にこれに限定されるものでなく、含まなくても良い。微分部１０１、ｔａｂｌｅ部１０２、第１の座標変換部１０６、第２の座標変換部１０８を備える他の装置と伝送できれば良い。 The embodiment described above is an example of the implementation of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these, and other various embodiments are within the scope described in the claims. It is applicable to. For example, the controller according to the first to third embodiments includes the differentiating unit 101, the table unit 102, the first coordinate converting unit 106, and the second coordinate converting unit 108, but is not particularly limited to this. It is not necessary. What is necessary is just to be able to transmit with another apparatus provided with the differentiation part 101, the table part 102, the 1st coordinate transformation part 106, and the 2nd coordinate transformation part 108. FIG.

また、実施例１乃至３に係るコントローラでは、進み補償部１０７を備えているが、特にこれに限定されるものでなく、無くても同様の効果を取得できる。 In addition, the controller according to the first to third embodiments includes the advance compensation unit 107. However, the controller is not particularly limited thereto, and the same effect can be obtained even without the advance compensation unit 107.

また、実施例３では、判定部３０５１で回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］から振動ω”［ｒａｄ／ｓ］を検知しているが、特にこれに限定されるものでなく、検知しなくても良い。この場合、振動ω”［ｒａｄ／ｓ］検出時の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］は制限するが、振動ω”［ｒａｄ／ｓ］不検出時の回転子角速度ω［ｒａｄ／ｓ］は制限しないレートリミッタを設定できれば良い。 In the third embodiment, the determination unit 3051 detects the vibration ω ″ [rad / s] from the rotor angular velocity ω [rad / s]. However, the present invention is not limited to this, and the vibration is not detected. In this case, the rotor angular velocity ω [rad / s] when the vibration ω ″ [rad / s] is detected is limited, but the rotor angular velocity ω [rad / s] when the vibration ω ″ [rad / s] is not detected. It is only necessary to set an unrestricted rate limiter for [s].

また、実施例３では、判定部３０５１は、計時部３０５２のタイマーの値が一定値以上となったか否か判定しているが、特にこれに限定されるものでなく、判定部３０５１の上記判定処理および計時部３０５２は無くても良い。 In the third embodiment, the determination unit 3051 determines whether or not the timer value of the timer unit 3052 is equal to or greater than a certain value. However, the determination unit 3051 is not particularly limited thereto, and the determination unit 3051 determines the above-described determination. The processing and timing unit 3052 may be omitted.

１…直流電源、２…インバータ、３…電動機であるモータ、４…電流センサ、
５…機械系要素、６…位相検出器、７…電圧センサ、１０…コントローラ、
１０１…微分部、１０２…ｔａｂｌｅ部、
１０３…電圧指令値演算手段であるＰＩ制御部、
１０４…非干渉制御手段である非干渉制御部、
１０５…ゲイン調整手段であるゲイン調整部、１０６…第１の座標変換部、
１０７…進み補償部、１０８…第２の座標変換部、
１０９…ＰＷＭ信号生成手段であるＰＷＭ変換部、
３０５…ゲイン調整手段であるゲイン調整部、
３０５１…判定手段である判定部、３０５２…計時部、
３０５３…出力手段である出力部、
Ｖｄｃ…直流電圧値、ｉｕ…ｕ相電流値、ｉｖ…ｖ相電流値、
ｉｄ…ｄ軸電流値、ｉｑ…ｑ軸電流値、ｉｄ^＊…ｄ軸電流目標値、
ｉｑ^＊…ｑ軸電流目標値、
Ｖｄ’ …ｄ軸電圧指令値であるｄ軸ＰＩ出力電圧指令値、
Ｖｑ’ …ｑ軸電圧指令値であるｑ軸ＰＩ出力電圧指令値、
Ｖｄ…非干渉ｄ軸電圧指令値、Ｖｑ…非干渉ｑ軸電圧指令値、
Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ…三相電圧指令値、
Ｔ^＊…トルク指令値、
θ…回転子位相（電気角）、θ’…進み補償後の回転子位相（電気角）、
ω…回転子角速度（電気角）、ω’…ゲイン調整後角速度、
ＰＷＭ…ＰＷＭ信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC power supply, 2 ... Inverter, 3 ... Motor which is an electric motor, 4 ... Current sensor,
5 ... Mechanical system element, 6 ... Phase detector, 7 ... Voltage sensor, 10 ... Controller,
101 ... differentiating part, 102 ... table part,
103... PI controller that is a voltage command value calculation means,
104: Non-interference control unit as non-interference control means,
105... Gain adjusting unit which is a gain adjusting unit, 106... First coordinate converting unit,
107: Advance compensation unit, 108: Second coordinate conversion unit,
109... PWM conversion unit which is a PWM signal generation means,
305... Gain adjusting unit that is a gain adjusting unit,
3051... Determination unit as determination means, 3052.
3053 ... an output unit as output means,
Vdc ... DC voltage value, iu ... u-phase current value, iv ... v-phase current value,
id: d-axis current value, iq: q-axis current value, id ^* : d-axis current target value,
iq ^* ... q-axis current target value,
Vd ′: d-axis PI output voltage command value that is a d-axis voltage command value;
Vq ′: q-axis PI output voltage command value that is a q-axis voltage command value;
Vd: non-interfering d-axis voltage command value, Vq: non-interfering q-axis voltage command value,
Vu, Vv, Vw ... three-phase voltage command value,
T ^* : Torque command value,
θ: rotor phase (electrical angle), θ ′: rotor phase (electrical angle) after lead compensation,
ω ... rotor angular velocity (electrical angle), ω '... gain adjusted angular velocity,
PWM ... PWM signal

Claims

電動機の回転子角速度とトルク指令値に基づいて求められたｄ軸電流目標値と、前記電動機に流れる三相電流値から二相変換されたｄ軸電流値との偏差からｄ軸電圧指令値を、
前記回転子角速度と前記トルク指令値に基づいて求められたｑ軸電流目標値と、前記三相電流値から二相変換されたｑ軸電流値との偏差からｑ軸電圧指令値を、求める電圧指令値演算手段と、
前記回転子角速度の振動周波数におけるゲインが小さくなるように、前記回転子角速度をゲイン調整後角速度に変換するゲイン調整手段と、
非干渉制御を行うために、前記ゲイン調整後角速度にｑ軸磁束を乗じたものを前記ゲイン調整手段により調整されていない前記ｄ軸電圧指令値から減算することにより求める非干渉ｄ軸電圧指令値と、前記ゲイン調整後角速度にｄ軸磁束を乗じたものを前記ゲイン調整手段により調整されていない前記ｑ軸電圧指令値に加算することにより求める非干渉ｑ軸電圧指令値と、を求める非干渉制御手段と、
前記非干渉ｄ軸電圧指令値と前記非干渉ｑ軸電圧指令値から変換された三相電圧指令値に基づいて、インバータを制御するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、を備えることを特徴とする電動機の制御装置。 The d-axis voltage command value is calculated from the deviation between the d-axis current target value obtained based on the rotor angular speed and torque command value of the motor and the d-axis current value converted from the three-phase current value flowing through the motor into the two-phase. ,
A voltage for obtaining a q-axis voltage command value from a deviation between a q-axis current target value obtained based on the rotor angular velocity and the torque command value and a q-axis current value obtained by two-phase conversion from the three-phase current value. Command value calculation means;
Gain adjusting means for converting the rotor angular velocity into a gain-adjusted angular velocity so that the gain at the vibration frequency of the rotor angular velocity is reduced;
Non-interfering d-axis voltage command value obtained by subtracting the gain-adjusted angular velocity multiplied by q-axis magnetic flux from the d-axis voltage command value not adjusted by the gain adjusting means to perform non-interference control And non-interfering q-axis voltage command value obtained by adding the gain-adjusted angular velocity multiplied by d-axis magnetic flux to the q-axis voltage command value not adjusted by the gain adjusting means. Control means;
PWM signal generation means for generating a PWM signal for controlling the inverter based on the three-phase voltage command value converted from the non-interference d-axis voltage command value and the non-interference q-axis voltage command value. An electric motor control device.

前記ゲイン調整後角速度は、ローパスフィルタを通した後の角速度であることを特徴とする請求項１に記載の電動機の制御装置。 2. The motor control device according to claim 1, wherein the gain-adjusted angular velocity is an angular velocity after passing through a low-pass filter.

前記ゲイン調整後角速度は、ノッチフィルタを通した後の角速度であることを特徴とする請求項１に記載の電動機の制御装置。 The motor control device according to claim 1, wherein the angular speed after gain adjustment is an angular speed after passing through a notch filter.

前記ゲイン調整手段は、前記回転子角速度から振動周波数成分を検知する判定手段と、
前記判定手段が前記振動周波数成分である回転子角速度が所定の閾値を超えたと判定した場合に、現在の前記回転子角速度で固定した角速度、現在の前記回転子角速度をレートリミッタで制限した角速度、または、現在の前記回転子角速度をローパスフィルタやノッチフィルタを通した後の角速度である前記ゲイン調整後角速度を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動機の制御装置。 The gain adjusting means includes a determining means for detecting a vibration frequency component from the rotor angular velocity;
When the determination means determines that the rotor angular velocity, which is the vibration frequency component, exceeds a predetermined threshold, the angular velocity fixed at the current rotor angular velocity, the angular velocity at which the current rotor angular velocity is limited by a rate limiter, The motor control device according to claim 1, further comprising an output unit that outputs the gain-adjusted angular velocity which is an angular velocity after passing the current rotor angular velocity through a low-pass filter or a notch filter.