周期性干擾自動抑制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及自動地抑制例如馬達(dá)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)等那樣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波紋的周 期性干擾自動抑制裝置，特別是設(shè)及預(yù)先針對每個轉(zhuǎn)矩脈動頻率分量學(xué)習(xí)補(bǔ)償電流、對所 學(xué)習(xí)的補(bǔ)償值進(jìn)行表格化的補(bǔ)償表格。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為周期性干擾的產(chǎn)生抑制控制，存在利用機(jī)器人的定位控制、測力計(jì)系統(tǒng)的軸 轉(zhuǎn)矩共振抑制、馬達(dá)框體的振動抑制等，期望高精度地抑制運(yùn)些各個產(chǎn)品中的周期性干擾。 例如，馬達(dá)在原理上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波紋，引起振動、噪音、對乘坐感覺的不利影響、電氣/機(jī)械共 振等各種問題。特別是，嵌入磁鐵形的PM(永磁）馬達(dá)復(fù)合地產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩波紋和磁阻轉(zhuǎn) 矩波紋。作為抑制該轉(zhuǎn)矩波紋的控制方式，專利文獻(xiàn)1等成為公知。
[0003] 圖13是專利文獻(xiàn)1中記載的馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩脈動抑制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，是示出通過電流 矢量控制方式的逆變器對電動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩/速度控制的情況的圖。在逆變器1的電流矢量 控制部11中，通過坐標(biāo)變換部13,從由電流傳感器12檢測出的馬達(dá)驅(qū)動電流i。、iy、 馬達(dá)2的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度0，變換為與馬達(dá)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)同步的dq軸正交旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電流，通 過變換而得的tq軸電流檢測值與指令值的比較，進(jìn)行馬達(dá)電流的控制。通過速度/相位 檢測部14,根據(jù)由旋轉(zhuǎn)位置傳感器3得到的編碼器波形油Z，與速度CO-起求出轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 角度0。
[0004] 轉(zhuǎn)矩八(1、iq變換部15從來自控制器5的轉(zhuǎn)矩指令值Tref和馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度《，變 換為矢量控制中的旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系的d軸W及q軸電流指令值i/、iq。％對運(yùn)些電流指令值 中的q軸電流指令值1。<；重疊轉(zhuǎn)矩脈動補(bǔ)償電流i。。加作為電流矢量控制指令值?？刂破?5搭載轉(zhuǎn)矩波紋抑制控制單元5A和學(xué)習(xí)單元5B，將轉(zhuǎn)矩脈動抑制中所需的補(bǔ)償電流作為傅 立葉系數(shù)表格保存到存儲器。
[0005]之后，構(gòu)成圖14所示的裝載了補(bǔ)償表格16的轉(zhuǎn)矩脈動抑制系統(tǒng)，進(jìn)行W前饋方式 抑制轉(zhuǎn)矩脈動的轉(zhuǎn)矩脈動抑制控制。圖14的系統(tǒng)與圖13不同的部分在于，省略控制器5 W及轉(zhuǎn)矩計(jì)4,在逆變器1中搭載抑制轉(zhuǎn)矩脈動的補(bǔ)償電流生成單元，并且直接提供轉(zhuǎn)矩指 令值Tf。/。作為該補(bǔ)償電流生成單元，具備振幅/相位補(bǔ)償電流表格16和補(bǔ)償電流生成部 17。
[0006] 在專利文獻(xiàn)1中，在上位具有產(chǎn)生控制指令值的控制器，針對產(chǎn)生周期性干擾的 控制對象，通過使用周期性干擾觀察器而獲取的振動抑制用補(bǔ)償表格來抑制振動。目P，設(shè)置 了轉(zhuǎn)矩脈動抑制單元，該轉(zhuǎn)矩脈動抑制單元為了針對控制對象進(jìn)行前饋控制，提取馬達(dá)的 轉(zhuǎn)矩脈動分量，求出為了抑制提取出的轉(zhuǎn)矩脈動分量而所需的補(bǔ)償電流并反饋給控制對象 的控制裝置來抑制轉(zhuǎn)矩脈動。學(xué)習(xí)該轉(zhuǎn)矩脈動抑制單元所得出的轉(zhuǎn)矩抑制運(yùn)轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩脈 動補(bǔ)償電流，對補(bǔ)償電流進(jìn)行表格化并裝載到控制裝置。然后，在馬達(dá)的控制運(yùn)轉(zhuǎn)時通過從 表格所讀出的補(bǔ)償電流W前饋方式補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩脈動。
[0007]專利文獻(xiàn)1:作為日本的公開專利的日本特開2011-50118號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在為了前饋控制而利用補(bǔ)償表格的情況下，在轉(zhuǎn)速獲取部中獲取控制對象的轉(zhuǎn) 速，將該轉(zhuǎn)速N(CO)和可變地設(shè)定的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值Tf。/作為輸入變量而輸入到補(bǔ)償表格，通過 各點(diǎn)處的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值Tc。的輸出與轉(zhuǎn)矩設(shè)定值Tf。/的偏差來進(jìn)行補(bǔ)償，所W能夠使抑制響 應(yīng)性提高、控制裝置的結(jié)構(gòu)簡化。然而，在控制對象由于某種原因而發(fā)生了變動的情況下， 基本上會產(chǎn)生與前饋表格的偏差而W補(bǔ)償誤差的方式出現(xiàn)，根據(jù)情況會產(chǎn)生振動比控制前 還放大的擔(dān)憂。
[0009] 如果作為應(yīng)用前饋表格的控制對象之一，考慮電動車的馬達(dá)等W電池為主電源的 裝置，則在該情況下，根據(jù)負(fù)載電力，由于電池的內(nèi)部電阻，輸入到控制裝置的電壓會變動。 另外，在電池自身的充電的狀況、并聯(lián)地連接了負(fù)載的情況等，馬達(dá)控制裝置自身產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 矩波紋、電流控制響應(yīng)會發(fā)生變動。由此，如果在應(yīng)用在特定的電池電壓時獲取的前饋表格 來進(jìn)行抑制控制的狀態(tài)下發(fā)生電池電壓變動，則會產(chǎn)生上述擔(dān)憂的補(bǔ)償表格誤差。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的在于，通過考慮在對控制裝置應(yīng)用前饋表格時的電壓變動，補(bǔ) 償電壓變動所致的誤差，從而提供更高性能的周期性干擾自動抑制裝置。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個觀點(diǎn)，其特征在于，在將用于提取控制對象的轉(zhuǎn)矩脈動頻率分 量而抑制轉(zhuǎn)矩脈動的補(bǔ)償值預(yù)先表格化為補(bǔ)償表格、通過所輸入的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值和檢測出的 轉(zhuǎn)速來求出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值、將求出的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值與轉(zhuǎn)矩設(shè)定值的偏差量輸入到控制對象來抑 制每個頻率分量的轉(zhuǎn)矩脈動的結(jié)構(gòu)中，
[0012] 構(gòu)成為：針對每個電壓設(shè)置多個所述補(bǔ)償表格，檢測所述控制對象的主電源電壓 并輸入到與電壓對應(yīng)的補(bǔ)償表格，針對補(bǔ)償表格輸出與主電源電壓的變動值連動的轉(zhuǎn)矩補(bǔ) 償值。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，其特征在于，在將用于提取控制對象的轉(zhuǎn)矩脈動頻率分 量而抑制轉(zhuǎn)矩脈動的補(bǔ)償值預(yù)先表格化為補(bǔ)償表格、通過所輸入的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值和檢測出的 控制對象的轉(zhuǎn)速來求出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值、將求出的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值與轉(zhuǎn)矩設(shè)定值的偏差量輸入到控 制對象來抑制每個頻率分量的轉(zhuǎn)矩脈動的結(jié)構(gòu)中，
[0014] 構(gòu)成為：所述補(bǔ)償表格具備校正實(shí)數(shù)部的實(shí)部補(bǔ)償表格和校正虛數(shù)部的虛部補(bǔ)償 表格，并且設(shè)置輸入所述控制對象的主電源電壓的檢測值V的補(bǔ)償值校正部，在該補(bǔ)償值 校正部中，針對基于所述實(shí)部補(bǔ)償表格的輸出化與虛部補(bǔ)償表格j化之和的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值 Tc。，通過與主電源電壓的變動值連動的特定的表格或者比例式來進(jìn)行校正。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的其它觀點(diǎn)，其特征在于，用于校正所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值Tc。的比例式是利 用基于下式的一次多項(xiàng)式來校正的，
[0016] TCn=化n/ (a/V+b) +jT/ (c/V+d)，
[0017] 其中，下標(biāo)n表示n次分量。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的又一其它觀點(diǎn)，其特征在于，構(gòu)成為：設(shè)置輸入轉(zhuǎn)矩設(shè)定值和控制對 象的轉(zhuǎn)速檢測值并輸出取決于轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速的多項(xiàng)式用的系數(shù)的系數(shù)表格，將該系數(shù)表格的 輸出輸入到所述補(bǔ)償值校正部，在該補(bǔ)償值校正部中，通過取決于轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速的表格或者 比例式，進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值Tc。的校正。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的其它觀點(diǎn)，其特征在于，用于校正所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值Tc。的比例式是利 用基于下式的一次多項(xiàng)式來校正的，
[0020]TCn=化n/Ifa燈cmd，腳 /V+fb燈cmd，腳} +JTbn/Ifc燈cmd，腳 /V+fda?d，腳}，
[002U其中，化~fd是系數(shù)，r-d是轉(zhuǎn)矩設(shè)定值，N是轉(zhuǎn)速，V是電壓檢測值，n是n次分 量。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的其它觀點(diǎn)，其特征在于，構(gòu)成為：設(shè)置輸入轉(zhuǎn)矩設(shè)定值并輸出取決于 轉(zhuǎn)矩的多項(xiàng)式用的系數(shù)的系數(shù)表格，將該系數(shù)表格的輸出輸入到所述補(bǔ)償值校正部，在該 補(bǔ)償值校正部中，通過取決于轉(zhuǎn)矩的表格或者比例式，進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值Tc。的校正。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的又一其它觀點(diǎn)，其特征在于，用于校正所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值Tc。的比例式 是利用基于下式的一次多項(xiàng)式來校正的，
[0024] TCn=化n/Ifa燈cmd) /V+fb燈cmd) } +JTbn/{fc燈cmd) /V+fda?d) }，
[002引其中，化~fd是系數(shù)，r-d是轉(zhuǎn)矩設(shè)定值、V是電壓檢測值、n是n次分量。
[00%] 根據(jù)本發(fā)明的其它觀點(diǎn)，其特征在于，構(gòu)成為：設(shè)置輸入所述控制對象的轉(zhuǎn)速檢測 值并輸出取決于轉(zhuǎn)速的多項(xiàng)式用的系數(shù)的系數(shù)表格，將該系數(shù)表格的輸出輸入到所述補(bǔ)償 值校正部，在該補(bǔ)償值校正部中，通過取決于轉(zhuǎn)速的表格或者比例式，進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值Tc。 的校正。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的其它觀點(diǎn)，其特征在于，用于校正所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值T