WO1992014296A1 - Procede pour supprimer les vibrations torsionnelles dans un systeme de regulation de vitesse de moteur et appareil a cet effet - Google Patents

Description

明 舳 書

におけるねじり^ およ ϋ装瑟 本 ¾B月 荷脚 d¾けた じり W½oiBfttt¾frして 、ら

5 負荷^ Ε»トルク される «w½« Lた «w¾isにおいて、 m o m 度^ wる @tmm®ねじり ^およ cm置と、 m omm 荷儺ta fiiaじり ΗΚ¾0ί0Κι«( して に Elfeトルク^!し、その ®ί5^©©Ι¾ί«;¾Κ¾¾ΰ3½取り付けた における n&so回

10 を «»««»««^のねじり^ およ C¾置に関する。

m

図 1 ΗΚ^}な^ を^ ττもので、撫 5に mm.

2によりねじり W½$K CtemratOの ffiSWNを介して回転トルクが伝達され ている。

is

¾»«ΐ2ί;¾¾り付けられ: fe¾fimta器 3により検出した 信号 僂号とし η»« 2 ©¾κを鲫して、る。

図 2は公知のねじり 系を^ 御プロックダイアグラムを ₀同図 において、 its i lttit例ゲイン Aおよ 魏て， の積 を持ち、 1

と を馳し、 トルク指合 0 信号 Τ«,を出: Wる。そのトルク指^!号 T_R„

ΛΛされると «»«トルク i¾¾Illl 7は 12¾^U^@»r_Tにて のトルク を »Τる。なお、 信号 N_M,_B (i, «8Μ»ΟΙΚ6¾ΚΝ_Μ ^^要 素 16 (τ_Ρ ^フィルタ を介して したものである。

I ^のトルク ^^号 T_R„に従って トルク T_Mカ<癩脚される。

5 1

13はねじり時^:て _vを 表すプロック、 1

また 151*«6»5{：^る負荷トルク T"、 NLは負荷D¾S ある。 図 2のブロックダイアグラムにおいて、 ΛΛにラン:^ (^iw ^) o . 齢 Ν«'を^^

と負? ¾»KN_t ち ±Λ<るとき 瞬軸 じ じると、 Kiwiのねじり ra^と イナーシャと と負 荷^^イナーシャから される ®¾»»©eMTO^ ^tにて

ゲイン?^常 することか 図 3〖:^ΤΤように

{ となる馬膨 する。

こ ©!¾®D)^Sとして、 mvi. as^©¾f^®¾gfi¾なゲイン るため ί 図 よう 1の ΗίΛ ί^じり^ 制 フィルタ 18を禪人してい; feeこのねじり iawnwフィルタ 18の は次

¾rc¾される。

(1)

(— )* +2ir (——） +1

ωτ 0)r

但し ω,はフィルタによる ««ゲイ: HSSWteft馬職、 δ はフィルタ離 鋭、 sはラプラ 子である。

フィルタの角 ^ ω'とフィルタ

t m i

なるフィル夕; ^でい io

ところ^ はフィルタ^ ω'と xm^v^ ?>†£ けで フィル夕を入れることによって 令と ¾©¾s信号と

©iwsi角^に大きくなつてしまうことから、 カ坏^となる。 このた《>¾¾efflf¾©顾ゲイン Aを に下げな fchixばならな ^^^く、 これで の ί&§性を: Sに低下させて することになり、

要とする られないという問 ®&<ある。

さらに図 5 it

観 5に

S¾S2により ffiiaじり ffi¾K】 して醜トルクが fS さ

«Sf@ の践荷倒 omi:6に «»^2によりねじり ffif^K_s

7 し TIIHSトルク さ そ ©Ι315{*:6©Θ1Β«|に^そ ©0総 6の st^mi-^ 3 り付けられて、る。

に^ iia^Hi器 8により棚した信号を le^i ^

っフィルタ^^して^した A号 信号 N"として «I» 2 ©¾κを制 御している。

図 6 5 ねじり ¾Κ^½ϋ«Κ^¾Ιプロックダイアグラムを^"も のである。同図において、 m i 批例ゲィン入ぉょ 趨て！の積

し、 トルク指^?号 T を出 wる。そのトルク指 号 τ„, トルク制 mi 7に λ*されると トルク «ο»¾ι 7は liis ^て τにて漏 トルク^ fflr る。なお、 僑号 N" ¾β¾¾Β器 3により検出し た信号《→ε!*τ^1 9 (r"«¾ffi ^フィルタ ¾ 時^を介して した のである。

ΙίΙ¾のトルク に従って トルク される。

1

ロック、 荷側 轆のねじり^ GKr"«¾ ^/ロック、 1 4は負荷 すブ ロック、 1 5«»«5に跡る負荷トルク τ 、 NL ある。 また

2 (H±TO»©Sft荷側 c¾gKtt7のねじり^ ¾τ " すブロック、 2 1は、

ロックである。

06のブロックダイアグラムにおいて、 ΑΛにラン: ^ (ί^&Π^ m. 指令 N»"を与元るとき、 ««»¾K _mと食荷 ¾KN_L J«Sち ± ^るときに、 s 2 o^ m iにねじれが生じると各 nra分のィナーシャと駆

¾¾7のねじり H!WK,によって される [に より なゲイン 常 することから、図 7 ( ように

«smi»中 に體な周期的な a^^^ る。

4にねじれ

^じると、 ΕίΒδδ&©イナ一シャと IBIWNのねじり Rf^K,によって決 定される により 的なゲイン碟 常 irj^することから、 07ί ^ように負 や! ^な こ ©f¾gの) として、 vi ゲイン

¾g¾Tるため 図 δί¾^Τよう^ ¾¾¾f¾Sll 1の出力側 f:¾aじり纖抑制 フィルタ 22€»人してい; toこのねじり 制フィルタ 22©fe¾¾数は次

¾rr?¾される。

¹ 一 .... (2)

(——）' +25F, (— ) +1

6>re Jrt

但し ω,_βはフィルタによる ゲイン ism 赚、 5"はフィルタ難 m sはラブラ:^子である。

にお 、て ί ¾9¾ί:¾^·フィル夕の角 ¾»6>„とフィクレ夕 4Φ¾¾¾5

1の ifcwゲイン Α¾¾Λβα«してねじり繊 ゝさく なるようにフィルタ 、

ところ^

†d!} フィルタを人れることによって 令と ¾©i ^信号との ί¾¾^ι角^に大きくなつてしまうことから、 ^^となる。 こ のた ¾>a¾¾»Dit3ゲイン Aを： «5に下げな ϊ;τばならな く、 こ れで》¾gsw^oi ^性を ΛΙΒに させて飾することになり、 m± とする ¾¾»»s? ^ 6 ¾いという P¾S^あつ

そこ ^ ¾Κϋ¾^の 性 下さ i "に SiWD 荷側または ®

¾st®負荷側および 荷側に^するねじり »¾ίί ·τる; るこ とを 的とする o

翻 ©w^

この目的 るた ¾\本翻の第 ねじりバネ系 $wる^ stt^h

るねじり ¾¾»©¾¾において、

wsm ^^ -mmm &m それによつて得ら

JtWゲインおよ ϋ¾分 器また ゲインの によりトルク指^ t号 T_R,_Aを離し、 そのトルク街^^ T»,_Aを トルク^ とし、そ 余に対し、 t TOfiPF^aK僂号 Ν_ΜΑΤβ««^した僂号に «»©««ή¾^» ΐΓ_Μ じた 信号を «δ«ιη¾トルク oflKwr号として、そ ©<¾ίΐ¾^ら比例ゲインおよび ^^mm トルク により 繊トルクに対 w乱トル クとなっている 荷トルク ち トルク f^flHR信号

し、そのトルク街会 »Λ ^Τ,れを i5Ea«ag¾H力のトルク指^ OT ,M に加えた信号 τ»™を raa®トルク指令として を行うこと^ m とする。

、展 sg»®w¾( 号 んでおり、 こ ©¾K«ttIM号を fi^しても《»efc¾K<Z¾iW:M¾ る «号 ¾ ^ることは できな ^— ^器 (z^w^eを することによ つて、 ^ ^t そ ら me^sの変^ $を離 すること^能となる。

本発明において «»« 1W¾トルク指令 ¾fleWffiglの出力冊によつ て与えら： T W«0繊トルク となっている Wf«©^荷トルクに対し m

トルク 出力のトルク措 合補償僭号によつ "m ¾«Fi¾に される 加速中^ 負 ¾ι&時 の負荷、 のねじれによって姓する «»«©^¾Lトルク ¾Tち消 に 作用して、ねじり 制さ した^! られる。

さら tr*発明の第 2! «δβ^荷側 ©fifeじり を介して負荷 momsi jmトルク ¾^ "る «ι»と w&ao^荷側 ©®¾じり剛性の 軸 して S^W8©SMS»〖:^II£トルク * ^し、そ ©ΕΒ£ί*:©¾Κを検出す る赚 えナ f «»0*¾«1¾)¾におけるねじり^ »$11¾¾にぉ 、て、

«f¾t©Sft難 り付 器により検出した信号

それによゥ^ られた平均 ¾¾N_may。と ¾sm 令 Ν_Μ' と ^ら、比 ゲインと また 例ゲインの

によりトルク ffr^t号 T„_Aを «»レそのトルク ^ ^号 を《 トルク齢と Is

した信号

ルタを介じ 生成される信号 i m 数 τ«錄じた信号を ϋδβθΠ速トルク 号として、そ ©iSlig^ら比 例ゲインおよ C«»»^ S»»¾トルク ¾¾¾¾により雜1^られた信号 を更に 2ί¾¾Τ3®^ フィルタ し、 脑トルク { トル

し、 そのトルク f ^債僂号 T»"を i¾a¾9ses»gffi力のトルク措 ^^号 τ»,_Αに 加えた信号を トルク掛令として TOtt wwを行うこと とする。

^^において トルク指令 の出力信号によつ x^(btu 号 し 僂^こ ^じること によって得られた トルク儂号 レそ ©«βΤ ら、比繊分

により した トルク^ ¾lflWt によつ" OTち消 ·Τ¾Ϊ¾Ιに繊 される

によっ

に^践荷 のねじり繊 け、 i¾V、周灘の]!^号 ん t?v、るた こ 僑号¾« ^すると とする «»8½β£¾Κの変 ^t^Wる信号とこ 、 職 ©W»J3¾3S¾^ま :信号となり、大き ん 、る力 本発明において トルク W¾の出力 側に挿入された 22¾s s素^)フィルタ ¾hして ¾^ ^の »により生 じた i¾、周腿の 9®^号を: Sに させて、蘭の ^を小さくしてい る ₀

これによつて、 した電 ftwgトルク ίί«僂 られ、 nm mm と 荷 ねじり iSfc^l制さ した^ られる。 図 1 ： ft荷側に じり pm^»m^^i^mism∞である。 図 2 図

ックダイアグラム である。

図 3

である。

図 4 ¾Sf¾il50ねじり swi制フィルタ^ ΙΛΛΜΙΚ^のプロックダ ィアグラムである。

図 5 負荷 fiiと 荷《9に (^じり mt^^m^tr^^謹 s∞ 図である。

図 6 図 50¾i:Wる ^ロックダイアグラム である。

図 7〖 ねじり織 く受け d^( i^M^Eの加速離と負荷 である。

図 8tt «&ΪΦ¾Ι5©ねじり! ¾WP制フィルタ え のブロックダ ィアグラムである。

図 9li>本娜の第 1¾Μ0«Κζを プロックダイ了グラムである。 図 10{ 本翻の第 2¾»|©«1¾½^プロックダイアグラムである。 図 11〖 第 2¾ISfi¾における のフローチャートである。

図 12 ^ m ^m- m t ^mm-c ある。

図 13{ 機明の第 3¾½fi¾を^ ブロックダイアグラムである。

Ell (±. 明の第 4¾ ^を Wブロックダイアグラムである。

図 15 第 4^½¾における^ フローチャートである。

図 1 ^ ^ - ^m t ^m 発明を^ Tるた MftgO^S

β 、

^る araift^toブロックダイアグラム 91 ₀なお、 を示 ττ®2と同 、て i调 wg^を用い τ»κ½¾¾する。

19によって 付け^^出 mi >

均億を^する。

こ 魏 の雜の細 例え ルス信号 器であ 器 3より ώ力されるパルス僭^周期 t,間の tH¾値 を t,で «ることによって t.面のパルスの平均周波 として、 t.面©¥均速 度を^ 6ること きる。

- t ,

,間 ί¾¾¾とすること きる。

まず 1の雌に つい "Oiffiする。

1に す ると、そ SR(¾|ff号 idfcWゲイン A じた信号と、更にそ 号を時魏 r,に した信号とを加えた儍号をトルク指^?号 T_MAとして出力する。 m i 1が ゲイン の½ *^1 そ 0aa¾¾i 号に A¾¾じ た信号を Τ,'_Αとして HfcWる。

次 トルク ¾d*¾2

4に ΛΛされ る

号 T_MAFB を出力する。 こ 号 τ_ΚΑ"は 脑トルク信号となる。

なお、 «SWS¾i¾rg24における 12¾Sh^^アナ口 で

^となることによって生じる ^Kr"である。

次に トルク «κ»»2

i 1のトルク指^ OT I"を 繊トルク指令とし、その i b トルク 24の出力倌号 τ_ΜΑ "を 加速トルク 信号として腿し、その 2 ©flT^0^を «»«anaトルク «U¾ISI25に すると、 その トルク <WaS 25^その 2 ig^¾KZ>^号に比例 ゲイン G じた信号 T»",とそ 号^^ にて^して得られた信号

T"_l1を加えた信号 τ, を出力 «M$トルク儍号 TM_A"力、 mm 器 11の出力のトルク指^号 Τ„_Αに HBrTるように «dWる。

smi 1の出力のトルク指令償号 T_r"と電»»1速トルク«1器25 の出力信 τ» を加えた信号をトルグ指会 τ_ΜΜとして霞 のトルク制御を 行うことにより 加速トルク 0^となっている負荷トルク τ "に対して は、 トルク制 »¾25の出力のトルク措^ «Τ儍信号 T»,_Lによって打 ち消 «向に纖される結 トルク指^^^加速中^ 、 変 のねじ ίこよって ¾ ^する «βίθ^トルク ¾Τち消 向に作 用して、ねじり StoW制される。

これを更 明すれ 図 9において T

mm (P. u) ¾されており、次の "る。

TtfL— Ttm一 Tn * · " ' · · · (4)

TO«トルク *o¾i¾i 7によるトルク $«ag «jゝさいの" «すれ τ« ΤΜΜとなる。 トルク $!Ι»»2

に制 る。 （

ると T»,_Lは次のようになる。

(5)式に（3)式の T_M -T_MA^f すると T, -Τ となり、負荷外乱ト ルクが Τ,,ι·により打ち消されることになる。

次 ディジタル 3»¾により構成された を る 離置へ の本発明の第 2¾Sfe ^のブロックダイアグラムを図 10{ し、図 9のアナログ

図 10において、一^ に τ¾まれている 11、 m m.

トルク^^ 2 5は一定 JS期 t,毎に新される。

図 9 アナログ によるブロック 0である ディジタル離によつ すること き、ディジタル^ 0の.プロック図 そのフローチャートを図 1 Π¾τΤο

図 9の ¾3¾ これらの ¾»Λ<Τナロ eあるのに対 図 1 0の: ¾¾rei このアナログ¾^ディジタル ¾«cとなっているのみである。その ¾¾t例として sm> トルク 24につ、τκ¾する。

いま、 t = t.において、平 によって雜された平均 ¾κ信号を NMATOCD) とすると、 t = t , -i = t. " t ,において離された平均舰は

NMATGOI-Dである^ こ 号はブロック図で《NMA と Z赚 Z-¹の稜とし て表されている。

速トルク ¾¾Β 24 t = "において CNM"。CD)— NM _O0H)〕 /t .の雜 つて の変 <ί ^求める。

こ じた信号 { CNMAYoCn) -NHAVC

OH)〕 - ΓΜ /Ι . } JWO&SKHI速トルク: ¾a儍号 T»u"である。

図 1 2〖 本発明のディジタル:^ ¾1することにより 制された した^ 離を示している。

図 1 本発明の第

のブロック図である。なお、 ¾¾5 ¾を^ 06と同 I ^^については、同じ を用い説明 ¾¾¾する。 BIW^荷 «[の I¾«K0|3IEtti: ^り付けられ

それによつて得られた平均蔵

N_mayoとして、 まず 1の Kmこつい 月する。

¾ ^合 Ν„, と平 ί ^信号 ΝΜΑ とそ 1に ΑΛする と、 ^ ^im^ン A綠じた信号と、更にそ oit号を時繊 τ , に^¾ ^した信号とを加えた信号をトルク指^号 T»"として Hi力する。

mmi 1が比例ゲイン Aのみ^^^そ 号に A じた信 号を T„_Aとして出力する。

速トルク idiS 2 4 l 図 9のブロック 2 4と全く同«½>^¾ *¾^を ものであるた 説明 &する。

次に《»¾eiD速トルク «»¾2 6の«^にっぃ 明する₀

m 1 1のトルク措 号 τ»"を s»«oai¾トルク指令とし、 その 接合に対し 速トルク SdtS 2 4の出力信号 TIUMを 加速トルク 信号として聽し、その2 0信号(2>1^1»¾¾0速トルク$«2 6に入カ すると、その トルク 6〖 その

ゲイン G じた信号 T«,_t,とそ^号^^ ,に Τβ^して得られた信号 丁„"も加ぇた僂号1^ を2^>~2½1*15^^ «^1：", τ"と比例ゲ イン G,にょって«¾した2¾^要素*^っフィルタ2 7を介して^した信 号 T"_tを出力

1 iの出力の トルク指 号 Τ»"に るように る。

m i 1の出力のトルク撩^ t号 τ„_Αと《»¾an速トルク »ι 2 δ の出力信号 Τ» を加えた信号をトルク i& T_RM(として《S»Dトルク制御を 行うことにより warn®加速トルク 乱となゥている負荷トルク r _L,に対して li «asan速トルク $«2 6の出カのトルク措令補偾僂号1 によって打 ち消 に される結 «の《I ^トルク措^^ 加速中^ 辦の S»»C ft荷側と践荷膨職 ttのねじれによって胜する《SW ^ 乱トルク ¾Tち消 に作用して、ねじり 制される。

図 1 3はアナログ によるブロック図である ディジタル離によつ て神脚を離すること^き、ディジタル の第 4 m 1 4に示 し、その id*のフローチャートを図 1 5( ^₀

図 1 3の:^はこれらの ^アナロ^ eあるのに対し、図 1 4の:^ reは、 このアナログ ディジタル離となっているのみである。

図 1 6 ½*¾Β月 ¾g¾することにより 負荷側と 荷側の

制された した を示して、る。 本発明〖

負荷側あるいは負荷側と 荷側 けられた ®¾ じり して に《«¾icDliH£*^¾fる ^の 卸に 利用すること きる o

Claims

請 求 の 範 囲

1. 荷《»：¾けた^じり の SSltt^して ヽら負荷^ 動トルク *m ^る ^におけるねじり^ に おいて、

それによつて得ら れた平均 ¾ΚΝΜΑ と 会 Ν»"と ©^ϋ^ら、比例ゲインおよ 0¾分 器また lil例ゲイン ©½ί#·^3Κί(»によりトルク指^^号 ^m そのトルク 号 T»"を w&eao速トルク指会とし、そ ©i令に対し、 m

信号 Ν_ΜΑΤΒ*«^した信号に 勺時 ^じた 信号を 速トルクの «KS信号として、その ら比例ゲインおよび 接^！^ 8»«δΠ¾トルク織器により 加速トルクに対 乱トル クとなっている 荷トルク ¾frち财トルク指令補償信号 T _Lを離 し、そのトルク m^wflwr号 T„_tを «ara«ai¾«力のトルク指 ^^号 T_R" に加えた僂号 τ»,-を w&«©トルク指令として を行うこと^ ¾ とする rn^^mにおけるねじり^^ m

2. を觀する iSK^手段と、

同 段によつて得られた につ、て一魏 均値を演 算する平均 ¾®iO^S(23)と、

w mm t. (23)によって得られた平均 ¾K _mat。と 合 N_REF と ©^ϋ^らトルク指 号 T Aを雜する、比例ゲインおよ!^ ϋま た《i例ゲインのみ^ «KIW¾^¾ (11)と、

mm. (11)の出力信号であるトルク措 号 τ„_Αと、 mm ^均 ¾κ信号 is または一 2¾mi¾^した信号に «» ^の^;時定 数 絲じた信号と ©«¾^>らトルク指会補償儻号 T„_lを離する、比 例ゲインおよ C^S^ WfMl速トルク^ δΐί段（25)と、

m - (11〉の出力信号であるトルク指^号 τ _Α と HB¾®i 翻速トルク制醉段（25)の出力僂号であるトルク指令補價信号 T_RFL との 和をトルク ffrft »rMに つて トルク ¾Ι»Τる トルク «5¾1¥©：

(17) と

¾« 負荷觎 けた β¾じり WtfeZ««tt して ら負^ トルク^ る δ^^ Ο&ΰ^^ における Μ»$9∞ίο

3. W¾S (^荷儺t»:½ffiiaじり し τ¾Ι«に トルクを

<£¾る難と 荷御^けた^ aじり鹇 ©raw^frして siEff:に sueト ルク^ ¾し、そ を取り付 えた

におけるねじり^]^^において、

それによつて得られた平 ¾¾κを NKA とし、 aiet会 N_M,と ©I^OT^ら、比例ゲインと ま た{扁ゲインの によりトルク指令 τ"_Αを離し、そのト ルク接会 τ„_Αを トルク とし、そ し、

トルク信号として し、そ ©^1©号を Jti i»^»f とその出力側に 2次の

¾h3e½i^フィルタ ¾f入 した 速トルク ^により ¾i の sn¾トルク ί¾ι¾となっている 荷トルク^ frち消 速トルク補僳 信号 τ»れを satレその加速トルク補價僂号 T_Rれを蘭 速トルク指 に加えた信号を トルク指令として トルクを »るこ

. mim^ t^ ^t,

同 ¾E¾¾fJ 段によつ τ られた《»¾¾sについて一^ »i^F均値を演 算する平均 段 (23)と、

wm ^ . (23)によって得られた平;^ SSN_ma と 合 N_RBF と O^OT^らトルク指^ OT „_Aを離する、比例ゲインおよ CJ¾ ^ま た ½i例ゲインの½^¾»1¾1#段（ 11 ) と、

^ (11)の出力信号であるトルク指^ f号 T_rfaと、 m »ί¾¾κ信号 Ni_AT0¾a ^または一 2¾® as^した信号に ¾¾sicg ^時定 数 τ_Μ じた僂兮と ©^©^3 ^らトルク指令補僙侰号 T_RFtを S¾tする、比 例ゲインおよ ¾ ^ならびに 2次の a 赚^つフィルタ（27)を含む ¾

Ι«ΙΠ¾トルク (2 6) と、

am u ι )の出力儇号であるトルク 号 Ί ,_Α tws

¾ δΠ3トルク 段 (2 6)の出力信号であるトルク指令補 Λ信号 T_Xp_L との 和をトルク措合 τ«,_Μに従って《¾¾のトルクを制卸する電 κ¾トルク

(1 7) と

¾Hえ 負荷側 {：¾けた iSiaじり隱 ©®fttt¾frして に @Μ£トルク ^"る Sl»と ^荷側 けた じり ΡΙ«4(Ζ«»« して回 Ιδ»に回転トル ク^!し、

iffim^における «i&m^fio