JP7212243B2 - Rotating machine control device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、回転機のモデル予測制御を行うにあたり、指令値の更新に即応することで無駄時間の発生を回避した、回転機の制御装置及び制御方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control apparatus and control method for a rotating machine that avoids the occurrence of wasted time by immediately responding to update of command values when performing model predictive control of the rotating machine.
一般的に３相回転機の制御装置としては、ＰＩ補償器を用いた三角波比較ＰＷＭ制御（以後、ＰＩ制御という）を行うものが提案され実用化されている。このＰＩ制御では、現在の電流値と指令値に対する差分から電圧指令を算出し、差分が０になるように比例積分制御を行うが、制御の応答遅れ（制御周期のムダ時間）により、３相回転機の電流応答性が悪化するという問題がある。制御の応答遅れとして、現在の電流値と指令値の差分から電圧指令を算出するまでの遅れや電圧指令に基づいた操作量（出力電圧）により、変化する電流値を検出するまでの遅れなどが考えられる。 Generally, as a control device for a three-phase rotating machine, one that performs triangular wave comparison PWM control (hereinafter referred to as PI control) using a PI compensator has been proposed and put into practical use. In this PI control, the voltage command is calculated from the difference between the current current value and the command value, and proportional integral control is performed so that the difference becomes 0. There is a problem that the current responsiveness of the rotating machine is deteriorated. Control response delays include the delay before the voltage command is calculated from the difference between the current current value and the command value, and the delay until the current value that changes due to the manipulated variable (output voltage) based on the voltage command is detected. Conceivable.
こうした問題を解決するために、モデル予測制御を採用することが有効とされている。
モデル予測制御は、一般的に、制御対象を模したモデルを策定し、このモデルにおける予測値と制御対象の制御量との関係を利用して、操作量を決定するものである。例えば、回転機の特性を模した数学モデルを策定し、この数学モデルにおける電圧と電流の関係を利用して予測した電流値が、電流指令に近くなるように操作量を決定するもので、ＰＩ制御に比べて、制御の応答性において 改善を期待することができる。
Adopting model predictive control is effective in solving these problems.
In model predictive control, a model that imitates a controlled object is generally developed, and the relationship between the predicted value in this model and the controlled variable of the controlled object is used to determine the manipulated variable. For example, a mathematical model that simulates the characteristics of a rotating machine is formulated, and the operation amount is determined so that the current value predicted using the relationship between voltage and current in this mathematical model is close to the current command. Improvement can be expected in control responsiveness compared to control.
特許文献１、２は、モデル予測制御の一例を示している。特許文献１は、空間ベクトルを用いた電圧ベクトル制御において、インバータの操作量をさまざまに設定した場合に３相回転機を流れる電流を予測し、この電流予測値と電流指令値との偏差が最小となる操作量を決定するものである。このモデル予測制御は操作量を決定する際に電流予測値を用いることにより、上記ＰＩ制御のムダ時間のうち、電圧指令に基づいた操作量により、変化する電流値を検出するまでの遅れを削減することができる。
また、特許文献２は、特許文献１のデメリットとして演算負荷が大きいことを問題点として上げ、独自に設定する座標系を用いて、電圧ベクトルをゼロベクトルまたは非電圧ベクトルに分けることで演算負荷を低減している。
In addition,
従来のモデル予測制御は、制御周期毎に電流指令の更新を行っているため、ある制御周期から次の制御周期の間で電流指令の変更が要求された場合、電流応答が低下するという課題がある。具体的には、このような状態で電流指令の変更が要求された場合、変更が要求された制御周期での電流制御に用いる電流指令値は、変更前の指令値を用いており次の制御周期で電流指令値が更新される。そのため、変更が要求された制御周期では、変更後の電流指令値が、電流制御に用いられずムダ時間が生じ電流応答が低下する。 In conventional model predictive control, the current command is updated every control cycle, so if a change in the current command is requested between one control cycle and the next, the problem is that the current response drops. be. Specifically, when a change of the current command is requested in such a state, the current command value used for current control in the control cycle for which the change is requested is the command value before the change, and the next control is performed. The current command value is updated periodically. Therefore, in the control period in which a change is requested, the current command value after change is not used for current control, resulting in wasted time and reduced current response.
本発明は、以上のような課題に着眼してなされたものであって、電流制御のムダ時間を削減して、これによりモデル予測制御の本来の効果を実効あるものにした、新たな制御装置および制御方法を実現することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a new control device that reduces the waste time of current control and thereby makes the original effect of model predictive control effective. and control method.
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。 In order to achieve this object, the present invention takes the following means.
すなわち、本発明に係る回転機の制御装置は、回転機を制御するための電流指令値の入力を受けて当該回転機に接続されたインバータに電圧指令値を出力するにあたり、制御周期ごとに、前記回転機から検出される電流値と前記インバータに出力している現在の電圧指令値とに基づいて次の制御周期で回転機を流れる電流値を予測する電流予測部と、少なくともこの電流予測部が予測する電流予測値と前記電流指令値とに基づいて前記インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を演算して出力する第１電圧指令生成部とを備えたものにおいて、ある制御周期から次の制御周期の間において前記電流指令値の変更が要求された場合に、変更の要求時に、少なくとも前記電流予測部が予測した電流予測値と変更後の電流指令値とに基づいて前記インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を再度演算する第２電圧指令生成部を更に備え、前記電流指令値の変更が要求された場合には、電圧指令値として、前記第２電圧指令生成部で再度演算された電圧指令値を選択することを特徴とする。
That is, the controller for a rotating machine according to the present invention receives an input of a current command value for controlling the rotating machine and outputs a voltage command value to an inverter connected to the rotating machine. a current prediction unit for predicting the value of current flowing through the rotating machine in the next control cycle based on the current value detected from the rotating machine and the current voltage command value output to the inverter; and at least the current predicting unit a first voltage command generator that calculates and outputs a voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter based on the predicted current value and the current command value predicted by a control When a change in the current command value is requested between one control cycle and the next control cycle, at the time of the change request, at least the current prediction value predicted by the current prediction unit and the changed current command value are used as the basis for the current command value. It further comprises a second voltage command generator for calculating again the voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter, and when a change in the current command value is requested, the second voltage command value is generated as the voltage command value. It is characterized by selecting the voltage command value calculated again by the command generation unit .
このように構成すれば、電流指令の変更が要求された際には変更の要求時に、変更された電流指令値に到達するために必要な電圧指令値が再計算される。このため、電流指令の変更が要求されてから電流指令の更新がされるまでの処理時間が削減でき、電流応答が改善される。 With this configuration, when a change of the current command is requested, the voltage command value required to reach the changed current command value is recalculated at the time of the change request. Therefore, it is possible to reduce the processing time from when the change of the current command is requested until when the current command is updated, and the current response is improved.
本発明に係る回転機の制御装置において、前記第２電圧指令生成部における電流制御の制御周期は、前記第１電圧指令生成部における電流制御の制御周期よりも長く設定されることを特徴とする。
前記第２電圧指令生成部における電圧指令値の演算は、前記電流予測部が予測した電流予測値から前記電流指令値に一致するために必要な電圧指令値を算出して直接出力するものであることが望ましい。
In the control apparatus for a rotating machine according to the present invention, a control cycle of current control in the second voltage command generator is set longer than a control cycle of current control in the first voltage command generator. .
The calculation of the voltage command value in the second voltage command generation unit is to calculate the voltage command value necessary to match the current command value from the current prediction value predicted by the current prediction unit and directly output the voltage command value. is desirable.
このようにすれば、例えば電圧ベクトル制御方式のように何通りもの電圧指令に基づいて電流値を予測する必要がない。このため、同じ制御周期であれば、電流制御の精度が改善され、演算負荷も削減できる。 In this way, there is no need to predict the current value based on several voltage commands, unlike the voltage vector control method. Therefore, if the control cycle is the same, the accuracy of current control is improved and the computational load can be reduced.
前記第２電圧指令生成部の一態様としては、前記電流予測部が予測した電流予測値から変更後の電流指令値に一致するために必要な電圧指令値を再度演算し、この電圧指令値を、先に前記第１電圧指令生成部が演算した電圧指令値に代えて電圧指令値とするものが挙げられる。
As one aspect of the second voltage command generation unit, the voltage command value required to match the changed current command value is recalculated from the current prediction value predicted by the current prediction unit, and this voltage command value is calculated. , the voltage command value is used in place of the voltage command value calculated by the first voltage command generation unit .
このようにすると、既に演算した電圧指令値に代えて新たに演算した電圧指令値を用いるため、メモリに上書きするだけで対応することができる。 With this configuration, the newly calculated voltage command value is used in place of the already calculated voltage command value, so that it is possible to cope with this by simply overwriting the memory.
また、前記第２電圧指令生成部の他の一態様としては、前記電流予測部が予測した電流予測値と変更後の電流指令値との差分を補償するための電圧指令補償値を演算し、この電圧指令補償値を、電圧指令生成部が演算した電圧指令値に加算して適用するものが挙げられる。
Further, as another aspect of the second voltage command generation unit, a voltage command compensation value for compensating for a difference between the current prediction value predicted by the current prediction unit and the changed current command value is calculated, For example, the voltage command compensation value is added to the voltage command value calculated by the voltage command generation unit and applied.
このように構成すると、電流指令の変更要求時に電圧指令値を再度演算する際、電流指令の変更分に対する演算（電圧指令補償値の演算）のみになるため、演算負荷を軽くすることができる。 With this configuration, when the voltage command value is recalculated when the current command is requested to be changed, only the calculation for the changed amount of the current command (calculation of the voltage command compensation value) is performed, so that the calculation load can be lightened.
また、前記第２電圧指令生成部における電圧指令値の演算は、空間モデルを用いた電圧ベクトル制御モデルに基づき、複数の電圧ベクトルで電流予測値を再度算出し、そのうち電流予測値が電流指令値に最も近くなる電圧指令値を採用するものであってもよい。
Further, the calculation of the voltage command value in the second voltage command generation unit is based on a voltage vector control model using a space model, and the current prediction value is recalculated using a plurality of voltage vectors. A voltage command value that is closest to may be adopted.
このような空間ベクトルを用いた電圧ベクトル制御方式のものでは、その都度複数の電圧ベクトルに対して電流予測値を算出しなければならないので、その計算が最大で１制御周期分減ることによる効果は大きい。また、これにより電流応答を改善することが可能となる。 In the voltage vector control method using such a space vector, the predicted current value must be calculated for a plurality of voltage vectors each time. big. Also, this makes it possible to improve the current response.
さらに、電流予測部が行う次の電流の予測は、次の制御周期における電流予測にとどまらず、さらにその次の制御周期である２回目の制御周期もしくは２回目以後の１または２以上の制御周期における電流予測を含み、前記第２電圧指令生成部はこれらの電流予測値を用いて次の制御周期での電圧指令値を演算するものであってもよい。
Furthermore, the prediction of the next current performed by the current prediction unit is not limited to the current prediction in the next control cycle, but also the second control cycle, which is the next control cycle, or one or more control cycles after the second time. and the second voltage command generator may use these predicted current values to calculate the voltage command value for the next control cycle.
このような場合、演算負荷は大きくなるが、高い精度の電流応答が追求されるモデル予測制御において、その効果はさらに大きい。 In such a case, the computational load increases, but the effect is even greater in model predictive control in which a highly accurate current response is pursued.
また本発明に係る回転機の制御方法は、回転機を制御するための電流指令値の入力を受けて当該回転機に接続されたインバータに電圧指令値を出力するにあたり、制御周期ごとに、前記回転機から検出される電流値と前記インバータに出力している現在の電圧指令値とに基づいて次の制御周期で回転機を流れる電流値を予測する電流予測ステップと、少なくともこの電流予測ステップで予測する電流予測値と前記電流指令値とに基づいて前記インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を演算して出力する第１電圧指令生成ステップとを備えたものにおいて、ある制御周期から次の制御周期の間において前記電流指令値の変更が要求された場合に、変更の要求時に、少なくとも前記電流予測ステップで予測した電流予測値と変更後の電流指令値とに基づいて前記インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を再度演算する第２電圧指令生成ステップと、前記電流指令値の変更が要求された場合には、電圧指令値として、前記第２電圧指令生成ステップで再度演算された電圧指令値を選択する電圧指令値選択ステップとを更に備えたことを特徴とする。 Further, in a method for controlling a rotating machine according to the present invention, in receiving an input of a current command value for controlling the rotating machine and outputting a voltage command value to an inverter connected to the rotating machine, the above-described a current prediction step of predicting a current value flowing through the rotating machine in the next control cycle based on a current value detected from the rotating machine and a current voltage command value output to the inverter; and at least the current prediction step a first voltage command generating step of calculating and outputting a voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter based on the predicted current value and the current command value, wherein If a change in the current command value is requested during the next control cycle, the inverter based on at least the current prediction value predicted in the current prediction step and the changed current command value at the time of the change request a second voltage command generating step for recalculating the voltage command value in the next control cycle to be output to the second voltage command generating step as the voltage command value when a change in the current command value is requested and a voltage command value selection step of selecting the voltage command value calculated again in the step of selecting the voltage command value.
このような制御方法を採用する限り、電流指令の更新に即応して電圧指令を再計算し、最大で１制御周期分の制御遅れを解消することができ、電流応答を改善することが可能となる。 As long as such a control method is adopted, it is possible to recalculate the voltage command immediately in response to the update of the current command, eliminate the control delay of up to one control cycle, and improve the current response. Become.
以上、説明した本発明によれば、モデル予測制御に電流指令更新のタイミングに同期して再度電圧指令を算出することができるので、最大で１制御周期分の制御遅れを解消して電流応答を改善することができる、優れた制御装置及び制御方法を提供することが可能となる。 According to the present invention described above, the voltage command can be calculated again in synchronization with the timing of updating the current command in the model predictive control. It is possible to provide better control devices and control methods that can be improved.
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本実施形態に係る回転機の制御装置Ｃを示すブロック図であり、図２は、この実施形態の前提となる回転機の制御装置Ｃ´を、インバータ１及びモータ２とともに示すブロック図である。両図において共通する部分には同一符合が付してある。 FIG. 1 is a block diagram showing a control device C for a rotating machine according to this embodiment, and FIG. It is a diagram. The same reference numerals are given to common parts in both figures.
モータ２は、３相の永久磁石同期モータの１つであるＰＭモータである。モータ２は、インバータ１を介してバッテリ１ｂに接続されている。インバータ１は、３相であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対して、各相に上アームと下アームを構成する一対のスイッチング素子の直列接続部１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを備え、これらの直列接続部１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの中間点がモータ２の各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）に接続されている。本実施形態のスイッチング素子は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）であり、それぞれダイオードが逆並列に接続されている。
The
モータ２からは、エンコーダやレゾルバ等の回転角度センサを通じて電気角θが検出されてセンサ入力部３ａより制御装置Ｃ´に入力され、また、電流センサを通じて３相のうちの２相（ここではＵ相、Ｗ相）の電流Ｉｕ、Ｉｗがアナログ入力部３ｂより制御装置Ｃ´に入力されている。
From the
また制御装置Ｃ´は、ディジタル出力部３ｃから、インバータ１の制御信号を出力する。
The control device C' also outputs a control signal for the
制御装置Ｃ´は、電流予測部４において、現在の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑとモータ２からセンサ等で検出される電流値（以降、電流検出値）Ｉｄ、Ｉｑとに基づき、次の制御周期で流れるモータ電流値（以降、電流予測値） Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）を予測する。そして、第１の電圧指令生成部５において、現に電流指令入力部１０から入力される電流指令値 Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆと電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）との偏差が小さくなるような新たな電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）を決定する。新たに決定した電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）は、２／３変換部６、キャリア比較部７を経て、ディジタル出力部３ｃより出力される。「２／３変換部」とは２相／３相変換部の意で、ｄｑ／ＵＶＷ変換部のことである。また、以下に述べる「３／２変換部」とは３相／２相変換部の意で、ＵＶＷ／ｄｑ変換部のことである。
In the
なお、この明細書においてｄ軸に関するものを表すときは「ｄ」の添え字、ｑ軸に関するものを表すときは「ｑ」の添え字を付す。 In this specification, the suffix “d” is used when referring to the d-axis, and the suffix “q” is used when referring to the q-axis.
電流センサによって検出された相電流値Ｉｕ、Ｉｗは、ＡＤ変換部８を経て、３／２変換部９において モータ２の検出電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換される。その変換のために、角度センサによって検出される電気角θも、２／３変換部６や３／２変換部９に入力される。
The phase current values Iu and Iw detected by the current sensors are converted into detected current values Id and Iq of the
電流検出値Ｉｄ、Ｉｑと、現在の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑとは、電流予測部４に入力される。電流予測部４にはまた、角度センサが検出した角度θが微分部１０で微分されて角速度ωとして入力される。電流予測部４は、ＰＭモータの一般的な電圧方程式と前進差分法とから導き出された式（[数１]）を用いて、電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）を算出し、出力する。なお、本実施形態では、前進差分法を適用したが、微分要素を有限差分近似に置き換えて差分近似する手法であれば、後退差分など他の差分法も適用可能である。
Current detection values Id and Iq and current voltage command values Vd and Vq are input to
上述したように、
Ｖｄ（ｎ）、Ｖｑ（ｎ）は、現在の制御周期におけるｄ軸電圧指令値、ｑ軸電圧指令値、Ｉｄ（ｎ）、Ｉｑ（ｎ）は、現在の制御周期で検出したｄ軸電流指令値、ｑ軸電流指令値、Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）は、次の制御周期で流れると予測したｄ軸電流予測値、ｑ軸電流予測値である。また、Ｔｃは、制御周期、Ｌｄ、Ｌｑは、ｄ軸インダクタンス、ｑ軸インダクタンス、Ｒは 電機子抵抗、ωは電気角速度、ψは電機子鎖交磁束である。
As mentioned above,
Vd(n) and Vq(n) are d-axis voltage command values and q-axis voltage command values in the current control cycle, and Id(n) and Iq(n) are d-axis current commands detected in the current control cycle. A value, a q-axis current command value, Ide(n+1), and Iqe(n+1) are the d-axis current predicted value and the q-axis current predicted value predicted to flow in the next control cycle. Also, Tc is the control cycle, Ld and Lq are the d-axis inductance and the q-axis inductance, R is the armature resistance, ω is the electrical angular velocity, and ψ is the armature interlinkage magnetic flux.
そして、電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）と、電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆとが、電圧指令生成部５に入力され、次の[数２]の２つの式に基づいて、電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）を生成する。
Then, the predicted current values Ide(n+1), Iqe(n+1) and the current command values Idref, Iqref are input to the
上述したように、Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）は次の制御周期におけるｄ軸電圧指令値、ｑ軸電圧指令値、ｉｄｒｅｆ、ｉｑｒｅｆは現在の制御周期におけるｄ軸電流指令値、ｑ軸電流指令値である。 As described above, Vd(n+1) and Vq(n+1) are d-axis voltage command values and q-axis voltage command values in the next control cycle, and idref and iqref are d-axis current command values and q-axis current values in the current control cycle. command value.
この電圧指令生成部５による制御量は、過度な指令分をカットする電圧クランプ部１１を経て、２／３変換部６に入力され、角度θに基づいて制御信号Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換された後、キャリア比較部７でＰＷＭ信号を生成して、ディジタル出力部３ｃよりインバータ１のスイッチング素子に制御信号として入力される。キャリア比較部７は、例えば三角波キャリアで電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを切り取ってＰＷＭ信号を生成するものである。勿論、キャリア比較部７はこのような三角波キャリアを用いたＰＷＭ変調方式に限定されるものではない。
The amount of control by the voltage
つまり、電圧指令生成部５において、図３（ａ）に示すように、制御周期のｎ－１周期目においてｎ周期目のｄ軸電圧値Ｖｄ（ｎ）、ｑ軸電圧値Ｖｑ（ｎ）が算出されると、これらの電圧値 が ｎ周期目で検出される検出電流値Ｉｄ（ｎ）、Ｉｑ（ｎ）や角速度ωとともに電流予測部４に入力され、ここでｎ＋１周期目で流れると予想したモータ電流である電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）が算出される。そして、ｎ周期目において、電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆとともに電圧指令生成部５に入力されて、その偏差に応じて電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）が出力される。
That is, in the voltage
このように、図２のモデル予測制御は、図３（ａ）のｎ＋１周期目で検出される電流値 をｎ周期目で予測して、電流指令値に一致するために必要な電圧指令値をｎ＋１周期目 で算出して直接出力することができる。これに対して、図３（ｂ）は先行技術文献で述べた電圧ベクトル制御によるモデル予測制御を示したものであるが、ｎ－１周期目、ｎ周期目でｎ＋１周期目で検出される電流値を予測するまでの処理は同じであるにしても、 その後の電流予測値と複数の電圧ベクトルを演算して、ｎ＋２周期目で検出される電流を予測し、そのうち電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆに最も近い電圧ベクトルを採用する方式である。このため、最大で８つの電圧ベクトルを演算すればよいが、電流指令値と最も近い電圧ベクトルを採用する際、必ずしも電流値が一致する電圧ベクトルを選択できるとは限らず、特に定常的な状態における電流制御の精度が低下すると考えられる。また、電流制御の精度を向上するために、従来のＰＩ制御における制御周期よりも短い制御周期で制御することも考えられるが、この場合、演算負荷が大きくなる。これに比べれば、図３（ａ）では予測したn + 1周期目で検出される電流値から電流指令値に一致するために必要な電圧指令値を算出して直接出力することができる。よって、同じ制御周期であれば、図３（ｂ）のモデル予測制御に比べて、電流制御の精度が改善され、演算負荷も削減できる。 In this way, the model predictive control in FIG. 2 predicts the current value detected in the n+1th cycle in FIG. It can be calculated at the n+1th cycle and output directly. On the other hand, FIG. 3(b) shows the model predictive control by the voltage vector control described in the prior art document. Even if the processing up to prediction of the value is the same, the subsequent current prediction value and a plurality of voltage vectors are calculated to predict the current detected in the n+2 cycle. This method adopts the closest voltage vector. For this reason, it is sufficient to calculate a maximum of eight voltage vectors. It is considered that the accuracy of current control in Also, in order to improve the accuracy of current control, it is conceivable to perform control with a control cycle shorter than the control cycle of conventional PI control, but in this case the computational load increases. In comparison, in FIG. 3A, the voltage command value required to match the current command value can be calculated from the current value detected in the predicted n+1 cycle and output directly. Therefore, if the control period is the same, the accuracy of the current control is improved and the computational load can be reduced as compared with the model predictive control of FIG. 3(b).
しかしながら、この制御は、ある制御周期から次の制御周期の間において電流指令の変更が要求された場合、電流制御の応答性が悪くなる可能性がある。従来のモデル予測制御は、制御周期毎に電流指令の更新を行っているが、例えば、図４に示すように、制御周期のｎ周期目からｎ＋１周期目の間で電流指令値の変更（ｉｄｒｅｆＡ、ｉｑｒｅｆＡ → ｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢ）が要求された場合、電流指令値は、ｎ＋１周期目まで更新されず、ｉｄｒｅｆＡ、ｉｑｒｅｆＡのままである。よって、電流指令値ｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢに基づくモデル予測制御は、ｎ＋１周期目から始まるため、電流指令値の変更が要求されてから更新されるまでの処理時間が、電流制御のムダ時間となり、電流応答（特に位相特性）が悪くなる可能性がある。 However, this control may deteriorate the responsiveness of the current control when a change in the current command is requested between one control cycle and the next control cycle. In the conventional model predictive control, the current command is updated every control cycle. For example, as shown in FIG. 4, the current command value is changed (idrefA , iqrefA→idrefB, iqrefB) is requested, the current command value is not updated until the n+1 cycle and remains at idrefA and iqrefA. Therefore, since the model predictive control based on the current command values idrefB and iqrefB starts from the (n+1)th cycle, the processing time from when the change of the current command value is requested to when it is updated becomes the waste time of the current control, and the current response (especially phase characteristics) may deteriorate.
これは、図３（ｂ）に示した電圧ベクトル制御によるモデル予測制御を行う場合であっても同様である。 This is the same even in the case of performing the model predictive control by the voltage vector control shown in FIG. 3(b).
そこで本実施形態は、ある制御周期から次の制御周期の間で電流指令の変更が要求された場合、変更の要求時に電圧指令値 を再度演算する構成を新たに採用している。 Therefore, the present embodiment newly adopts a configuration in which, when a change in the current command is requested between one control cycle and the next control cycle, the voltage command value is recalculated at the time of the change request.
図１は、図２の構成に新たに第２の電圧指令生成部１０５を設けたものである。図１において、図２と共通する部分には同一符合を付して、説明を省略する。この電圧指令生成部１０５は、電流制御の制御周期とは切り離して、電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆの変更を検知し、電圧指令生成部５と同様の演算を行う。ここで、電流指令の変更の周期は、電流制御の制御周期よりも長くなることが多いため、電圧指令生成部１０５における電流制御の制御周期は、電圧指令生成部５における電流制御の制御周期よりも長くしてある。なお、図１において「Ｚ－１」と表記してあるところは、電流指令値ｉｄｒｅｆ、ｉｑｒｅｆが電圧指令生成部１０５に入力される際に、電圧指令生成部５に入力される時に比べ、最大で１制御周期分遅れることを表している。
FIG. 1 is obtained by newly providing a second
具体的には、電圧指令生成部１０５は、電圧指令生成部５と同様に、電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）が電流予測部４から入力されており、図５の制御周期のｎ周期目からｎ＋１周期目の間で、電流指令値がｉｄｒｅｆＡ、ｉｑｒｅｆＡからｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢに変更されると、変更された電流指令値に到達するために必要な電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）を直ちに演算する。この演算には、電圧指令生成部５と同様の式（[数１]）を用いるが、電流指令値は変更された値を使用する。すなわち、ｎ周期目からｎ＋１周期目の間で変更した電流指令値をｉｄ_ｒｅｆＢ、ｉｑ_ｒｅｆＢ、変更された電流指令値に基づいて算出された電圧指令値をＶｄ_ｄｘ（ｎ＋１）、Ｖｑ_ｄｘ（ｎ＋１）とした場合、以下の式（[数３]）に沿って演算を行う。
Specifically, similarly to the voltage
ここで、図１のように、電圧指令生成部５から出力された電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑは、フラグ選択部Ｆ１に入力される。同様に、電圧指令生成部１０５から出力された電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘも、フラグ選択部Ｆ１に入力される。フラグ選択部Ｆ１は、通常、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを選択して、電流予測部４に出力している。しかし、電流指令値ｉｄｒｅｆ、ｉｑｒｅｆの変更が要求された場合、電流指令値の変更に伴う選択フラグが立ち、電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｄ_ｄｘを選択して、電流予測部４に出力する。
Here, as shown in FIG. 1, the voltage command values Vd and Vq output from the
電圧指令生成部５から出力された電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑは、２／３変換部６を通って３相変換された値が、フラグ選択部Ｆ２に入力される。同様に、電圧指令生成部１０５から出力された電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘは、２／３変換部１０６を通って３相変換された値が、フラグ選択部Ｆ２に入力される。フラグ選択部Ｆ２は、通常、電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを３相変換された値を選択して、キャリア比較部７に出力している。しかし、電流指令値ｉｄｒｅｆ、ｉｑｒｅｆの変更が要求された場合、電流指令値の変更に伴う選択フラグが立ち、電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｄ_ｄｘを３相変換された値を選択して、キャリア比較部７に出力している。
The voltage command values Vd and Vq output from the voltage
このように、図５において、ｎ周期目からｎ＋１周期目の間で電流指令の変更が要求された場合、電圧指令生成部１０５において、変更の要求時に、変更された電流指令値ｉｄ_ｒｅｆＢ、ｉｑ_ｒｅｆＢに到達するために必要な電圧指令値を再度演算する。よって、電流指令の変更が要求されてからｎ＋１周期目に電流指令の更新がされるまでの処理時間が削減でき、電流応答が改善される。
As described above, in FIG. 5, when a change of the current command is requested between the n-th cycle and the n+1-th cycle, the voltage
図６は、ある制御周期から次の制御周期の間において電流指令の変更が要求された場合、図１の構成と図２の構成において、電流制御の応答性を比較した場合の一例である。この例においては、図１の構成は、図２の構成に比べて、ゲイン特性に影響を及ぼすことなく、位相特性すなわち位相遅れを略９０°改善されていることがわかる。 FIG. 6 is an example of comparing the responsiveness of current control between the configuration of FIG. 1 and the configuration of FIG. 2 when a change in current command is requested from one control cycle to the next control cycle. In this example, it can be seen that the configuration of FIG. 1 improves the phase characteristic, that is, the phase delay by approximately 90 degrees, without affecting the gain characteristic, as compared with the configuration of FIG.
以上のように、本実施形態に係る回転機の制御装置は、モータ２を制御するための電流指令Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆの入力を受けてモータ２に接続されたインバータ１に電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを出力するにあたり、制御周期Ｔｃごとに、モータ２から検出される電流値Ｉｄ、Ｉｑとインバータ１に出力している現在の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑとに基づいて次の制御周期Ｔｃでモータ２を流れる電流値を予測する電流予測部４と、少なくともこの電流予測部４が予測する電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、ｑｅ（ｎ＋１）と電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆとに基づいてインバータ１に出力する次の制御周期Ｔｃでの電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）を演算して出力する電圧指令生成部５とを備えたものである。そして、電流指令値が制御周期のｎ周期目とｎ＋１周期目の間においてｉｄｒｅｆＡ、ｉｑｒｅｆＡからｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢへの変更が要求された場合に、変更の要求時に、少なくとも電流予測部４が予測した電流予測値Ｉｄ（ｎ＋１）、Ｉｑ（ｎ＋１）と変更後の電流指令値ｉｄｒｅｆＢ、ＩｑｒｅｆＢとに基づいてインバータ１に出力する次の制御周期での電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを再度演算する電圧指令生成部１０５を付加している。
As described above, the controller for a rotating machine according to the present embodiment receives input of current commands Idref and Iqref for controlling the
このように構成すれば、電流指令Ｉｄｒｅｆ、Iｑｒｅｆの変更が要求された際には変更の要求時に、変更された電流指令値に到達するために必要な電圧指令Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘが再計算される。このため、電流指令の変更が要求されてから電流指令の更新がされるまでの処理時間が削減でき、電流応答が改善される。 With this configuration, voltage commands Vd_dx and Vq_dx required to reach the changed current command values are recalculated when a change of the current commands Idref and Iqref is requested. Therefore, it is possible to reduce the processing time from when the change of the current command is requested until when the current command is updated, and the current response is improved.
特に、電圧指令生成部５、１０５における電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘの演算は、電流予測部４が予測した電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）から電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆに一致するために必要な電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを算出して直接出力するものである。
In particular, the calculation of the voltage command values Vd_dx and Vq_dx in the voltage
このようにすることで、例えば電圧ベクトル制御方式のように何通りもの電圧指令に基づいて電流値を予測する必要がない。このため、同じ制御周期であれば、電流制御の精度が改善され、演算負荷も削減できる。 By doing so, there is no need to predict the current value based on several voltage commands, unlike the voltage vector control method, for example. Therefore, if the control cycle is the same, the accuracy of current control is improved and the computational load can be reduced.
より具体的には、電圧指令生成部１０５は、電流予測部４が予測した電流予測値Ｉｄ（ｎ＋１）、Ｉｑ（ｎ＋１）から変更後の電流指令値ｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢに一致するために必要な電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを再度演算し、この電圧指令値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを、先に演算した電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑに代えて適用するものである。
More specifically, the voltage
このため、計算結果をメモリに上書きするだけで処理を終わらせることができる。 Therefore, the process can be completed simply by overwriting the calculation result in the memory.
次に、本発明の第２実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the invention will be described.
第１実施形態では、電流指令の変更が要求された時に、変更後の電流指令に対する電圧指令値を再度演算したが、図８に示すように、変更前の電流指令値と変更後の電流指令値の差分に基づいて電圧指令の補償値を算出し、電圧指令生成部５で算出した変更前の電流指令に対する電圧指令値に加算する形で再度演算しても良い。
In the first embodiment, when a change of the current command is requested, the voltage command value for the changed current command is calculated again. A compensation value for the voltage command may be calculated based on the difference in values, and may be added to the voltage command value for the current command before change calculated by the voltage
そのための構成を図７に示す。電流指令値の変更要求時、差分器２０５ａは、変更後の電流指令値として、ｉｄ_ｒｅｆＢ、ｉｑ_ｒｅｆＢが入力されるとともに、「Ｚ－１」と表記した側から変更前の電流指令値であるｉｄ_ｒｅｆＡ、ｉｑ_ｒｅｆＡが入力されて、これらの差分を算出する。電圧指令生成部２０５では、その差分に対応する電圧指令の補償値（以降、電圧指令補償値）Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘが生成される。そして、加算器２０５ｂにおいて、電圧指令生成部５で生成した電流指令値ｉｄ_ｒｅｆＡ、ｉｑ_ｒｅｆＡに基づく電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）と電圧指令生成部２０５で生成した電圧指令補償値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを加算した値を、変更後の電流指令値ｉｄ_ｒｅｆＢ、ｉｑ_ｒｅｆＢに対する電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）として出力するように構成されている。
A configuration for that purpose is shown in FIG. When requesting to change the current command value, the
電圧指令生成部５は、図８に示すように、制御周期のｎ＋１周期目での電流検出値から電流指令値ｉｄｒｅｆＡ、ｉｑｒｅｆＡに到達するために必要な電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）を[数２]の式に基づいて算出する。
As shown in FIG. 8, the
一方、電圧指令生成部２０５は、電流指令値ｉｄｒｅｆＡ、ｉｑｒｅｆＡから電流指令値ｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢに到達するために必要な電圧指令補償値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを[数４]の式に基づいて算出する。
On the other hand, the voltage
算出された電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）と電圧指令補償値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを加算することで、ｎ＋１周期目において、更新後の電流指令値ｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢに到達するために必要な電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）を算出することができる。 By adding the calculated voltage command values Vd(n+1), Vq(n+1) and the voltage command compensation values Vd_dx, Vq_dx, the values required to reach the updated current command values idrefB, iqrefB in the n+1 cycle are obtained. Voltage command values Vd(n+1) and Vq(n+1) can be calculated.
このように、電圧指令生成部２０５は、電流予測部４が予測する電流予測値と変更前後の電流指令値の差分とに基づいて、次の制御周期での電圧指令補償値Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘを演算し、この補償値を電圧指令生成部５が演算した電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）に加算して適用するものである。
In this manner, the voltage
このように構成すると、電流指令の変更要求時に電圧指令値を再度演算する際、電流指令の変更分に対する演算（電圧指令補償値の演算）のみになるため、演算負荷を軽くすることができる。 With this configuration, when the voltage command value is recalculated when the current command is requested to be changed, only the calculation for the changed amount of the current command (calculation of the voltage command compensation value) is performed, so that the calculation load can be lightened.
以上、本発明の第１、第２実施形態について説明したが、制御周期のｎ＋１周期目における電流予測値や電圧指令値の演算を簡易化するために、ｄ軸、ｑ軸を非干渉化することも有効である。図９に、非干渉化するための構成を示す As described above, the first and second embodiments of the present invention have been described. is also valid. FIG. 9 shows a configuration for non-interfering
非干渉補償部３００は、[数２]の電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）を算出する式において、干渉項（右辺第３項）をキャンセルするため、加算器３００ａで、電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）に電流予測値Ｉｑｅ（ｎ＋１）にωＬｑを乗算した値を加算する。
また、同様に、Ｖｑ（ｎ＋１）を算出する式において、干渉項（右辺第３項と第４項）をキャンセルするため、加算器３００ｂで、電圧指令値Ｖｑ（ｎ＋１）に電流予測値Ｉｑｅ（ｎ＋１）にωＬｄを乗じた値とωφをそれぞれ減算する。
In order to cancel the interference term (the third term on the right side) in the equation for calculating the voltage command value Vd(n+1) in [Equation 2], the
Similarly, in the equation for calculating Vq(n+1), in order to cancel the interference terms (the third and fourth terms on the right side), the
このような非干渉化を行うことにより、ｎ＋１周期目における電圧指令値Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）の算出式を、[数５]の式の様に簡易化できる。 By performing such non-interference, the calculation formulas for the voltage command values Vd(n+1) and Vq(n+1) in the (n+1)th period can be simplified as shown in [Formula 5].
同様に、ｎ＋１周期目における電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）の算出式を、[数６]の式の様に簡易化できる。 Similarly, the calculation formulas for the predicted current values Ide(n+1) and Iqe(n+1) in the (n+1)th cycle can be simplified as shown in [Math. 6].
非干渉補償部３００は、図９に示すように、電圧指令生成部５の電圧指令値に対して適用したが、図１の電圧指令生成部１０５の電圧指令値に対して適用してもよい。また、図７に示す電圧指令生成部５の電圧指令値と電圧指令生成部２０５の電圧指令値に対して適用してもよい。
The
また本発明は、電圧指令に外乱オブザーバを適用することも有効である。図１０は、図２の電圧指令生成部５に外乱オブザーバ４００を適用した例であるが、図１の電圧指令生成部５、１０５や図７の電圧指令生成部５、２０５にも適用することができる。
It is also effective in the present invention to apply a disturbance observer to the voltage command. FIG. 10 shows an example in which the
外乱オブザーバ４００を構成する場合、ｄ軸、ｑ軸の双方を考慮した構成にする必要があるが、ＰＭモータの電圧方程式ではｄ軸とｑ軸が相互に干渉しているため、複雑な制御系になってしまう。そこで、図１０に示すように、外乱オブザーバ４００の手前に非干渉補償部３００を設けて、ｄ軸とｑ軸を非干渉化している。外乱オブザーバ４００の概略図を図１１に示す。
When configuring the
図１１は、非干渉化したｑ軸について示したものである。電圧指令ＶｑにインバータゲインＧを乗算した後に、加算器ａにおいて外乱Ｖｑ_ｄｉｓが加わり、モータコイル（１／（Ｒ＋ｐＬｑ）を通してモータ電流ｉｑが流れる。一方、外乱オブザーバ４００は、インバータを模したゲインＧ´を電圧指令Ｖｑに乗算した値と、モータ電流ｉｑにモータコイルを模した特性（Ｒ＋ｐＬｑ）´を乗じることによって逆算で求められる電圧とを、差分器ｂに入力し、その差分がローパスフィルタ１／（τｓ＋１）を通り、インバータゲイン逆数Ｇ－１を乗じられてフィードバックされている。
FIG. 11 shows the decoupled q-axis. After multiplying the voltage command Vq by the inverter gain G, a disturbance Vq_dis is added in the adder a, and the motor current iq flows through the motor coil (1/(R+pLq). multiplied by the voltage command Vq, and the voltage obtained by inverse calculation by multiplying the motor current iq by the characteristic (R+pLq)' that simulates the motor coil, are input to the difference calculator b, and the difference is the low-
すなわち、外乱が無い場合、差分器ｂの出力は０になる。外乱が有る場合、それを打ち消す方向に電圧指令Ｖｑが修正される。 That is, when there is no disturbance, the output of the differentiator b is 0. If there is a disturbance, the voltage command Vq is corrected in the direction of canceling it.
この構成にすれば、モデル誤差による外乱の影響を打ち消す方向にフィードバック制御され、モデル予測制御を採用するにあたって制御性能が落ちることを有効に防止することができる。 With this configuration, feedback control is performed in the direction of canceling out the influence of disturbance due to model errors, and it is possible to effectively prevent deterioration of control performance when adopting model predictive control.
さらに、このようなモデル予測制御を行う場合、モデル予測制御は、現在の電圧値と制御周期のｎ＋１周期目の電流予測値の算出に使用する電圧指令値が一致していることが好ましい。しかし、外乱オブザーバは制御周期より十分に遅い周期で更新されているので、図１２のように、外乱オブザーバ４００を適用する前の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを電流予測部４で用いても問題はない。
Furthermore, when performing such model predictive control, it is preferable that the current voltage value and the voltage command value used to calculate the current predicted value in the (n+1)th cycle of the control cycle match. However, since the disturbance observer is updated at a period sufficiently slower than the control period, there is no problem even if the voltage command values Vd and Vq before applying the
また本発明は、モデル予測制御を行う際、図１３に示すような空間ベクトルを用いた電圧ベクトル制御も適用することができる。 The present invention can also apply voltage vector control using space vectors as shown in FIG. 13 when performing model predictive control.
すなわち、図３（ｂ）の制御周期のｎ周期目において、各電圧ベクトルＶ０～Ｖ７で電流予測値を演算し、このうち電流指令値に最も近い電圧指令値を採用するが、制御周期のｎ周期目からｎ＋１周期目の間で電流指令の変更が要求された場合、次の制御周期のｎ＋１周期目からｎ＋２周期目が始まる前に各電圧ベクトルＶ０～Ｖ７で電流予測値を再度演算し、このうち電流予測値が電流指令値に最も近くなる電圧指令値を採用するようにしてもよい。 That is, in the n-th cycle of the control cycle in FIG. When a change in the current command is requested between the n+1th cycle and the n+1th cycle, the current prediction value is recalculated with each of the voltage vectors V0 to V7 before the n+1th cycle to the n+2th cycle of the next control cycle starts, Among them, the voltage command value whose predicted current value is closest to the current command value may be adopted.
このようにしても、上記実施形態と同様に、最大で１制御周期分の遅れを解消することができ、電流応答を改善することが可能となる。 Even in this way, as in the above embodiment, it is possible to eliminate a delay of at most one control cycle and improve the current response.
さらにまた、電流予測部が行う次の電流の予測は、次の制御周期における電流予測にとどまらず、さらにその次の制御周期である２回目の制御周期もしくは２回目以後の１または２以上の制御周期における電流予測を含み、電圧指令生成部はこれらの電流予測値を用いて次の制御周期での電圧指令値を演算するような制御装置にも適用することができる。このような制御装置において、電流指令値の変更が要求された場合に、次の制御周期が開始されるまでの間に、少なくとも電流予測部が予測した電流予測値と変更後の電流指令値とに基づいて、インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を再度演算する電圧指令生成部を構成すればよい。 Furthermore, the prediction of the next current performed by the current prediction unit is not limited to the current prediction in the next control cycle, but also in the second control cycle, which is the next control cycle, or one or more controls after the second time. It can also be applied to a control device in which current prediction is included in a cycle, and the voltage command generator uses these current prediction values to calculate the voltage command value in the next control cycle. In such a control device, when a change of the current command value is requested, at least the current prediction value predicted by the current prediction unit and the current command value after the change are changed until the next control cycle is started. Based on, a voltage command generation unit may be configured to re-calculate the voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter.
このような場合、演算負荷は大きくなるが、高精度の電流応答が追求されるモデル予測制御において、その効果は更に大きいものになる。 In such a case, the computational load increases, but the effect is even greater in model predictive control in which a highly accurate current response is pursued.
さらにまた、本発明の制御ブロックも実施形態等に限定されない。すなわち、モータを制御するための電流指令の入力を受けて、モータに接続されたインバータに電圧指令を出力するにあたり、制御周期ごとに、モータから検出される電流値とインバータに出力している現在の電圧指令値とに基づいて次の制御周期でモータを流れる電流を予測する電流予測ステップと、少なくともこの電流予測ステップで予測する電流予測値と電流指令値とに基づいて、インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を演算して出力する電圧指令生成ステップとを備えたものにおいて、ある制御周期から次の制御周期の間において電流指令値の変更が要求された場合に、変更の要求時に、少なくとも電流予測ステップで予測した電流予測値と変更後の電流指令値とに基づいて、インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を再度演算する電圧指令生成ステップを更に備える方法であれば、制御ブロックの構成は、各実施形態に限定されない。 Furthermore, the control block of the present invention is also not limited to the embodiment. That is, when receiving a current command input for controlling the motor and outputting a voltage command to the inverter connected to the motor, the current value detected from the motor and the current value being output to the inverter are calculated for each control cycle. Based on the current prediction step for predicting the current flowing through the motor in the next control cycle based on the voltage command value of and at least the current prediction value predicted in this current prediction step and the current command value, the next output to the inverter and a voltage command generation step for calculating and outputting the voltage command value in the control cycle of , when a change in the current command value is requested between one control cycle and the next control cycle, the change A method further comprising a voltage command generation step of recalculating the voltage command value for the next control cycle to be output to the inverter when requested, based on at least the current prediction value predicted in the current prediction step and the changed current command value. If so, the configuration of the control block is not limited to each embodiment.
そして、このような方法を採用する限り、電流指令の更新に即応して電圧指令を再計算し、最大で１制御周期分の遅れを解消することができ、電流応答を改善することが可能となる。 As long as such a method is adopted, it is possible to recalculate the voltage command in response to the update of the current command, eliminate the delay of up to one control cycle, and improve the current response. Become.
以上、本発明の実施形態や変形例について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Although the embodiments and modifications of the present invention have been described above, the specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. be.
１…インバータ
２…回転機（モータ）
４…電流予測部
５、１０５、２０５…電圧指令生成部
Ｔｃ…制御周期
Ｉｄ、Ｉｑ…電流検出値
Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）…電流予測値
Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆ…電流指令値
ｉｄｒｅｆＡ、ｉｑｒｅｆＡ…変更前の電流指令値
ｉｄｒｅｆＢ、ｉｑｒｅｆＢ…変更後の電流指令値
Ｖｄ、Ｖｑ…インバータに出力している現在の電圧指令値
Ｖｄ（ｎ＋１）、Ｖｑ（ｎ＋１）…次の制御周期での電圧指令値
Ｖｄ_ｄｘ、Ｖｑ_ｄｘ…電圧指令補償値
1...
4
Claims (8)
ある制御周期から次の制御周期の間において前記電流指令値の変更が要求された場合に、変更の要求時に、少なくとも前記電流予測部が予測した電流予測値と変更後の電流指令値とに基づいて前記インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を再度演算する第２電圧指令生成部を更に備え、
前記電流指令値の変更が要求された場合には、電圧指令値として、前記第２電圧指令生成部で再度演算された電圧指令値を選択することを特徴とする、回転機の制御装置。 In receiving a current command value input for controlling a rotating machine and outputting a voltage command value to an inverter connected to the rotating machine, the current value detected from the rotating machine and the inverter a current prediction unit that predicts the current value flowing through the rotating machine in the next control cycle based on the current voltage command value that is being output; and at least the current prediction value predicted by the current prediction unit and the current command value. and a first voltage command generator that calculates and outputs a voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter based on
When a change of the current command value is requested between one control cycle and the next control cycle, at least based on the current prediction value predicted by the current prediction unit and the changed current command value at the time of the change request. further comprising a second voltage command generating unit that recalculates the voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter by
A control device for a rotating machine, wherein when a change of the current command value is requested, the voltage command value recalculated by the second voltage command generation unit is selected as the voltage command value.
ある制御周期から次の制御周期の間において前記電流指令値の変更が要求された場合に、変更の要求時に、少なくとも前記電流予測ステップで予測した電流予測値と変更後の電流指令値とに基づいて前記インバータに出力する次の制御周期での電圧指令値を再度演算する第２電圧指令生成ステップと、
前記電流指令値の変更が要求された場合には、電圧指令値として、前記第２電圧指令生成ステップで再度演算された電圧指令値を選択する電圧指令値選択ステップとを更に備えたことを特徴とする、回転機の制御方法。
In receiving a current command value input for controlling a rotating machine and outputting a voltage command value to an inverter connected to the rotating machine, the current value detected from the rotating machine and the inverter A current prediction step for predicting the current value flowing through the rotating machine in the next control cycle based on the current voltage command value being output, and at least the current prediction value predicted in this current prediction step and the current command value. a first voltage command generation step of calculating and outputting a voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter based on
When a change in the current command value is requested between one control cycle and the next control cycle, at the time of the change request, at least based on the current prediction value predicted in the current prediction step and the changed current command value a second voltage command generation step of recalculating the voltage command value in the next control cycle to be output to the inverter;
and a voltage command value selection step of selecting the voltage command value calculated again in the second voltage command generation step as the voltage command value when a change in the current command value is requested. and a method for controlling a rotating machine.
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