[發(fā)明專利]測(cè)力計(jì)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380011117.3
• 申請(qǐng)日: 2013-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104137413A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋利道
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社明電舍
• 主分類號(hào): H02P29/00
• 分類號(hào): H02P29/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 于麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)力計(jì)系統(tǒng)(dynamometer?system)。更詳細(xì)而言涉及如下測(cè)力計(jì)系統(tǒng)：具備檢測(cè)測(cè)力計(jì)的旋轉(zhuǎn)位置或者角速度的編碼器、和檢測(cè)負(fù)載設(shè)備以及測(cè)力計(jì)之間的軸轉(zhuǎn)矩的軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)，根據(jù)這些檢測(cè)值來(lái)控制測(cè)力計(jì)。

背景技術(shù)

在測(cè)力計(jì)系統(tǒng)中，將電動(dòng)機(jī)、引擎、輥等負(fù)載設(shè)備、和吸收在該負(fù)載設(shè)備產(chǎn)生的動(dòng)力的測(cè)力計(jì)用共用的軸連結(jié)，并且根據(jù)編碼器、軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)信號(hào)控制測(cè)力計(jì)的速度、位置，在對(duì)負(fù)載設(shè)備提供適當(dāng)?shù)呢?fù)載的同時(shí)控制負(fù)載設(shè)備的輸出，從而進(jìn)行其各種性能試驗(yàn)。

作為這樣的測(cè)力計(jì)(電動(dòng)機(jī))的速度控制裝置，例如專利文獻(xiàn)1是公知的。更具體而言，專利文獻(xiàn)1的速度控制裝置為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于指令值的響應(yīng)和對(duì)于干擾的響應(yīng)，由對(duì)I-P速度控制附加了前饋補(bǔ)償?shù)?自由度控制系構(gòu)成。特別地，在該專利文獻(xiàn)1中，示出了在這樣的2自由度控制系中，唯一地設(shè)定比例增益、積分增益等多個(gè)控制參數(shù)的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2011-152005號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

根據(jù)專利文獻(xiàn)1的速度控制裝置，能夠易于調(diào)整控制參數(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)偏差少的速度控制，但是對(duì)于與測(cè)力計(jì)連接的負(fù)載的慣性，沒(méi)有充分研究。因此，在將專利文獻(xiàn)1的速度控制裝置原樣地應(yīng)用于上述測(cè)力計(jì)系統(tǒng)的情況下，如果想要提高例如控制響應(yīng)，則起因于由測(cè)力計(jì)和負(fù)載設(shè)備構(gòu)成的機(jī)械系的共振特性，有產(chǎn)生振蕩、發(fā)散等不穩(wěn)定現(xiàn)象的擔(dān)心，穩(wěn)定的速度控制變得困難。特別是，負(fù)載設(shè)備的慣性力矩越大，其傾向越顯著。

本發(fā)明是鑒于以上那樣的課題而完成的，其目的在于提供一種即使負(fù)載的慣性變大也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的速度控制、位置控制的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)。

解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案

(1)為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種測(cè)力計(jì)系統(tǒng)(例如后述測(cè)力計(jì)系統(tǒng)1)，具備：測(cè)力計(jì)(例如后述測(cè)力計(jì)2)，與負(fù)載設(shè)備(例如后述電動(dòng)機(jī)9)通過(guò)共用的軸(例如后述的軸S)連結(jié)；逆變器(例如后述逆變器3)，向該測(cè)力計(jì)供給電力；編碼器(例如后述編碼器4)，檢測(cè)所述測(cè)力計(jì)的旋轉(zhuǎn)位置或者角速度；軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)(例如后述的軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)5)，檢測(cè)所述負(fù)載設(shè)備以及所述測(cè)力計(jì)之間的軸轉(zhuǎn)矩；和控制裝置(例如后述速度控制裝置6、6A、6A′、6B、6B′、6C、6D或者位置控制裝置)，根據(jù)所述編碼器的檢測(cè)值以及所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值，控制所述測(cè)力計(jì)。其特征在于：所述控制裝置具備：主控制部(例如后述速度控制電路部61A)，根據(jù)外部輸入的對(duì)從所述編碼器的檢測(cè)值(ωM)的指令值(ωref)以及所述編碼器的檢測(cè)值(ωM)，計(jì)算成為對(duì)所述逆變器的輸入(Tdyref)的轉(zhuǎn)矩電流指令值(T1、T2)；以及軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部(例如后述的軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部62A、62A′、62B、62B′)，將對(duì)所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值乘以濾波器傳遞函數(shù)(G_BPF、G_LPF·G_HPF)以及抑制增益(K1)而得到的結(jié)果加到由所述主控制部計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩電流指令值(T1、T2)，校正該轉(zhuǎn)矩電流指令值，所述軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部的濾波器傳遞函數(shù)被設(shè)定為僅將由所述負(fù)載設(shè)備以及所述測(cè)力計(jì)構(gòu)成的機(jī)械系的共振頻率及其附近作為通過(guò)頻帶。

根據(jù)(1)本發(fā)明，通過(guò)利用軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部，用對(duì)軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值乘以抑制增益而得到的結(jié)果，校正根據(jù)編碼器的檢測(cè)值和其指令值由主控制部計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩電流指令值，從而能夠抑制由負(fù)載設(shè)備和測(cè)力計(jì)構(gòu)成的機(jī)械系的共振增益，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的測(cè)力計(jì)的速度控制、位置控制。

但是，如果考慮軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的噪聲，則僅用使用了軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值的上述軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部，遍及全部頻率區(qū)域的恰當(dāng)?shù)男Ｕ兊美щy，還設(shè)想優(yōu)選與其它補(bǔ)償器組合的情況。因此，在本發(fā)明中，在軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部中，對(duì)軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值乘以僅將由負(fù)載設(shè)備以及測(cè)力計(jì)構(gòu)成的機(jī)械系的共振頻率及其附近設(shè)定為通過(guò)頻帶的濾波器傳遞函數(shù)。即，在軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部中，通過(guò)僅補(bǔ)償機(jī)械系的共振頻率頻帶，在與其它補(bǔ)償器組合而使用的情況下，抑制與其的干涉，結(jié)果能夠在全部頻率區(qū)域中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的速度控制、位置控制。

(2)在該情況下，優(yōu)選所述測(cè)力計(jì)系統(tǒng)還具備干擾觀測(cè)補(bǔ)償部(例如后述干擾觀測(cè)補(bǔ)償部63C)，該干擾觀測(cè)補(bǔ)償部根據(jù)所述編碼器的檢測(cè)值(ωM)以及由所述主控制部計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩電流指令值(T1)計(jì)算干擾觀測(cè)(observer)(Tobs)，從由所述主控制部計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩電流指令值(T2)減去該計(jì)算出的干擾觀測(cè)，校正該轉(zhuǎn)矩電流指令值。