JP6737999B2 - 電圧指令値を出力する制御装置 - Google Patents
電圧指令値を出力する制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6737999B2 JP6737999B2 JP2019515192A JP2019515192A JP6737999B2 JP 6737999 B2 JP6737999 B2 JP 6737999B2 JP 2019515192 A JP2019515192 A JP 2019515192A JP 2019515192 A JP2019515192 A JP 2019515192A JP 6737999 B2 JP6737999 B2 JP 6737999B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- value
- current
- control device
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 47
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims description 24
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 16
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 12
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 37
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 17
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/048—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators using a predictor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/32—Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/05—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for damping motor oscillations, e.g. for reducing hunting
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/12—Stator flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
モータモデルはαβ座標系モデルとdq座標系モデルが知られている。ベクトル制御ではdq座標系モデルがよく用いられているが、本実施形態では、αβ座標系モデルを採用する。その理由の一つは、サンプリング間の座標変換の誤差を避けるためである。座標変換の誤差は電気角の変化から生じる。座標変換に使われる電気角はサンプリング間でゼロ次ホールドされ、一定値であるが、実際の電気角はサンプリング間で変動する。ゼロ次ホールドされた電気角と実際の電気角の差によって、座標変換の誤差を生じる。従って、PTCの場合、αβ座標系モデルを用いる。
コンピュータを用いてモータ100の制御を行うために、モータ100の連続時間系の制御モデルを離散時間系の制御モデルに変更する。
次に、演算ブロック522を詳細に説明する。
PTCブロック600は、フィードフォワード(FF)制御器602と、フィードバック(FB)FB制御器604と、離散時間作用素ブロック606aおよび606bと、スイッチS1と、加算器608とを有する。以下、各々を説明する。
図4は、FB制御器604の構成を示す。FB制御器604は、αβ/dq変換器610と、PI制御器612と、dq/αβ変換器614とを有する。
ide = iαe・cosθ+ iβe・sinθ
iqe = −iαe・sinθ+ iβe・cosθ
離散時間作用素ブロック606aは、αβ軸の電流指令値xref(k)を受け取って電圧指令値を出力する。離散時間作用素ブロック606bは、αβ軸の電流指令値xref(k)と、後述する繰り返し制御器660からの出力電流値との和である電流指令値を受け取って、電圧指令値を出力する。
加算器608は、FF制御器602からの電圧出力値u0、FB制御器604からの電圧出力値、誘起電圧補正器620からの電圧補正値、および、後述するFF電圧補正器640からのFF電圧補正値の和を出力する。加算器608から出力された和は、電圧値VαおよびVβとして演算ブロック524に送られる。
モデル誤差に対応する方法は様々挙げられる。
まず、本開示において繰り返し制御器660を設ける理由を説明する。
図8は、制御装置500の処理の手順を示すフローチャートである。制御装置500は、図8の処理を繰り返し実行し、都度、電圧指令値Vu、Vv、Vwを出力してモータ100の回転を制御する。
本発明者は、シミュレーションを行った。図9は、シミュレーション結果を示す。図9の(a)は、FF電圧補正を行わないときの、dq軸電流指令値と電流応答との差を示し、(b)はFF電圧補正を行ったときの、dq軸電流指令値と電流応答との差を示す。学習期間は「TLearn」で示されている。
Claims (9)
- 電圧指令値を出力する制御装置であって、
電流値に基づいてフィードバック制御を行い、第1電圧値を出力するフィードバック制御器と、
制御対象であるプラントの逆モデルを用いて構築されたフィードフォワード制御器と、
前記プラントのモデルと現実のプラントとの間のモデル化誤差によって生じる電圧外乱を補正するフィードフォワード電圧補正器と、
周期的な電流外乱を学習する繰り返し制御器と、
前記繰り返し制御器への入出力を制御するスイッチと
を有し、
前記スイッチは電流応答が定常状態であるときにオンされ、
前記繰り返し制御器は前記電流外乱を学習して前記電流指令値を補正し、
前記フィードバック制御器は、補正された前記電流指令値から取得された電流値に基づいて前記フィードバック制御を行って前記第1電圧値を出力し、
前記フィードフォワード制御器は、補正された前記電流指令値を前記逆モデルに入力して第2電圧値を生成し、
前記第1電圧値および前記第2電圧値の和を前記電圧指令値として出力する、制御装置。 - 前記フィードフォワード電圧補正器は、前記プラントのモデルと現実のプラントとの間のモデル化誤差によって生じる高調波成分に起因する電圧外乱を補正する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記フィードフォワード電圧補正器は、第3電圧値を出力し、
前記第1電圧値、前記第2電圧値および前記第3電圧値の和を前記電圧指令値として出力する、請求項2に記載の制御装置。 - 前記プラントは永久磁石同期モータであり、
前記フィードフォワード電圧補正器は、前記永久磁石同期モータの電気角速度、電気角および前記電流指令値に基づいて、前記第3電圧値を算出する、請求項3に記載の制御装置。 - 前記プラントは永久磁石同期モータであり、
前記フィードフォワード電圧補正器は、前記永久磁石同期モータの電気角速度、電気角および補正された前記電流指令値に基づいて、前記第3電圧値を算出する、請求項3に記載の制御装置。 - 前記電気角速度、前記電気角および誘起電圧定数に基づき、電圧補正を行う誘起電圧補正器をさらに備え、
前記誘起電圧補正器は、第4の電圧値を出力し、
前記第1電圧値、前記第2電圧値および前記第4電圧値の和を前記電圧指令値として出力する、請求項4または5に記載の制御装置。 - 前記誘起電圧補正器は、αβ座標系において電圧補正を行う、
請求項6に記載の制御装置。 - 前記プラントは永久磁石同期モータであり、
前記フィードバック制御器は、
αβ軸の電流値をdq軸の電流値に変換して前記フィードバック制御に使用する第1変換器と、
前記フィードバック制御から得られたdq軸の電圧値をαβ軸の電圧値に変換する第2変換器と
をさらに備え、
前記高調波成分は、前記永久磁石同期モータのインダクタンスおよびマグネット磁束に起因して発生し、
前記フィードフォワード電圧補正器は、前記高調波成分をαβ座標系の電圧外乱として補正する、請求項2から7のいずれかに記載の制御装置。 - 前記永久磁石同期モータは、
ロータと、
内部に磁石を保持するステータコアと
を有する、請求項8に記載の制御装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017088414 | 2017-04-27 | ||
JP2017088414 | 2017-04-27 | ||
PCT/JP2018/014374 WO2018198694A1 (ja) | 2017-04-27 | 2018-04-04 | 電圧指令値を出力する制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018198694A1 JPWO2018198694A1 (ja) | 2020-04-09 |
JP6737999B2 true JP6737999B2 (ja) | 2020-08-12 |
Family
ID=63919061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019515192A Active JP6737999B2 (ja) | 2017-04-27 | 2018-04-04 | 電圧指令値を出力する制御装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11366435B2 (ja) |
JP (1) | JP6737999B2 (ja) |
CN (1) | CN110546880B (ja) |
DE (1) | DE112018001626T5 (ja) |
WO (1) | WO2018198694A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110134010B (zh) * | 2019-04-17 | 2022-05-03 | 浙江工业大学 | 一种采用等效扰动补偿伺服***的幂次吸引重复控制方法 |
DE102022207931A1 (de) | 2022-08-01 | 2024-02-01 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Betreiben einer Aktuatoreinrichtung mit einer elektrischen Maschine, Vorrichtung zum Betreiben einer Aktuatoreinrichtung mit einer elektrischen Maschine, Aktuatoreinrichtung mit einer elektrischen Maschine |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2566033B2 (ja) | 1990-02-08 | 1996-12-25 | 三菱電機株式会社 | 外乱抑圧制御システム |
JP2005267762A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ディスク装置 |
JP2005304120A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電動機の制御装置 |
JP4566725B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2010-10-20 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石同期電動機の制御装置 |
US7969106B2 (en) * | 2006-10-19 | 2011-06-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Vector controller for permanent-magnet synchronous electric motor |
JPWO2009031654A1 (ja) * | 2007-09-07 | 2010-12-16 | 国立大学法人横浜国立大学 | 駆動制御方法、駆動制御装置、ステージ制御方法、ステージ制御装置、露光方法、露光装置及び計測装置 |
JP2010272686A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Yokohama National Univ | 移動体制御装置、露光装置、及び移動体制御方法 |
JP5434369B2 (ja) * | 2009-08-25 | 2014-03-05 | 株式会社明電舎 | 電動機のトルク脈動抑制システム |
JP5446988B2 (ja) * | 2010-02-25 | 2014-03-19 | 株式会社明電舎 | 回転電気機械のトルクリプル抑制制御装置および制御方法 |
US9419553B2 (en) * | 2014-07-25 | 2016-08-16 | Denso Corporation | Apparatus for controlling rotary machine |
BR112018076923A2 (pt) * | 2016-07-20 | 2019-04-02 | Nsk Ltd. | aparelho de direção elétrica |
JP6930150B2 (ja) * | 2017-03-14 | 2021-09-01 | オムロン株式会社 | 制御装置、制御プログラムおよび制御システム |
-
2018
- 2018-04-04 DE DE112018001626.9T patent/DE112018001626T5/de active Pending
- 2018-04-04 JP JP2019515192A patent/JP6737999B2/ja active Active
- 2018-04-04 US US16/608,291 patent/US11366435B2/en active Active
- 2018-04-04 CN CN201880027211.0A patent/CN110546880B/zh active Active
- 2018-04-04 WO PCT/JP2018/014374 patent/WO2018198694A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110546880A (zh) | 2019-12-06 |
US20210103258A1 (en) | 2021-04-08 |
JPWO2018198694A1 (ja) | 2020-04-09 |
US11366435B2 (en) | 2022-06-21 |
DE112018001626T5 (de) | 2020-01-16 |
CN110546880B (zh) | 2022-07-05 |
WO2018198694A1 (ja) | 2018-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5492192B2 (ja) | 交流モータの制御装置 | |
Wang et al. | FPGA-based continuous control set model predictive current control for PMSM system using multistep error tracking technique | |
Kim et al. | Microstepping using a disturbance observer and a variable structure controller for permanent-magnet stepper motors | |
JP6867267B2 (ja) | モータ制御装置およびモータシステム | |
TWI466432B (zh) | 馬達控制裝置 | |
JPWO2018230141A1 (ja) | インパクト電動工具 | |
JP2011004506A (ja) | モータ制御装置 | |
JP5322534B2 (ja) | 制御装置およびモータ制御装置 | |
Janiszewski | Extended kalman filter based speed sensorless pmsm control with load reconstruction | |
JP2014050172A (ja) | 電動機制御装置 | |
CN112271970B (zh) | 永磁同步电机矢量控制方法、设备及存储介质 | |
JP6206767B2 (ja) | モータ制御装置及び発電機制御装置 | |
JP6737999B2 (ja) | 電圧指令値を出力する制御装置 | |
JP2016052166A (ja) | 位置推定装置、モータ駆動制御装置、位置推定方法及びプログラム | |
JP6789459B1 (ja) | モータインダクタンス測定装置、モータ駆動システム、及びモータインダクタンス測定方法 | |
JP6183554B2 (ja) | 周期外乱自動抑制装置 | |
Kim et al. | Current Measurement Offset Error Compensation Scheme Considering Saturation of Current Controller in SPMSM Drives | |
Kim et al. | A learning approach to precision speed control of servomotors and its application to a VCR | |
JP2019221105A (ja) | モータ駆動装置 | |
JP7163640B2 (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
Tsai et al. | A transputer-based adaptive speed controller for AC induction motor drives with load torque estimation | |
JP2014204489A (ja) | 回転機制御装置 | |
JP5186352B2 (ja) | 電動機の磁極位置推定装置 | |
Belov et al. | Sensorless Vector Control of a Permanent-Magnet Synchronous Motor Based on an Extended Adaptive Kalman Filter | |
CN110601629B (zh) | 一种提高pmsm伺服***电流环响应速度并且减小震荡的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191018 |
|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20200121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200526 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200625 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6737999 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |