[发明专利]测力计系统

说明书

技术领域

本发明涉及测力计系统(dynamometer system)。更详细而言涉及如下测力计系统：具备检测测力计的旋转位置或者角速度的编码器、和检测负载设备以及测力计之间的轴转矩的轴转矩测量计，根据这些检测值来控制测力计。

背景技术

在测力计系统中，将电动机、引擎、辊等负载设备、和吸收在该负载设备产生的动力的测力计用共用的轴连结，并且根据编码器、轴转矩测量计的检测信号控制测力计的速度、位置，在对负载设备提供适当的负载的同时控制负载设备的输出，从而进行其各种性能试验。

作为这样的测力计(电动机)的速度控制装置，例如专利文献1是公知的。更具体而言，专利文献1的速度控制装置为了同时实现对于指令值的响应和对于干扰的响应，由对I-P速度控制附加了前馈补偿的2自由度控制系构成。特别地，在该专利文献1中，示出了在这样的2自由度控制系中，唯一地设定比例增益、积分增益等多个控制参数的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-152005号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

根据专利文献1的速度控制装置，能够易于调整控制参数，同时实现稳态偏差少的速度控制，但是对于与测力计连接的负载的惯性，没有充分研究。因此，在将专利文献1的速度控制装置原样地应用于上述测力计系统的情况下，如果想要提高例如控制响应，则起因于由测力计和负载设备构成的机械系的共振特性，有产生振荡、发散等不稳定现象的担心，稳定的速度控制变得困难。特别是，负载设备的惯性力矩越大，其倾向越显著。

本发明是鉴于以上那样的课题而完成的，其目的在于提供一种即使负载的惯性变大也能够实现稳定的速度控制、位置控制的测力计系统。

解决技术问题的技术方案

(1)为了达成上述目的，本发明提供一种测力计系统(例如后述测力计系统1)，具备：测力计(例如后述测力计2)，与负载设备(例如后述电动机9)通过共用的轴(例如后述的轴S)连结；逆变器(例如后述逆变器3)，向该测力计供给电力；编码器(例如后述编码器4)，检测所述测力计的旋转位置或者角速度；轴转矩测量计(例如后述的轴转矩测量计5)，检测所述负载设备以及所述测力计之间的轴转矩；和控制装置(例如后述速度控制装置6、6A、6A′、6B、6B′、6C、6D或者位置控制装置)，根据所述编码器的检测值以及所述轴转矩测量计的检测值，控制所述测力计。其特征在于：所述控制装置具备：主控制部(例如后述速度控制电路部61A)，根据外部输入的对从所述编码器的检测值(ωM)的指令值(ωref)以及所述编码器的检测值(ωM)，计算成为对所述逆变器的输入(Tdyref)的转矩电流指令值(T1、T2)；以及轴转矩检测补偿部(例如后述的轴转矩检测补偿部62A、62A′、62B、62B′)，将对所述轴转矩测量计的检测值乘以滤波器传递函数(G_BPF、G_LPF·G_HPF)以及抑制增益(K1)而得到的结果加到由所述主控制部计算出的转矩电流指令值(T1、T2)，校正该转矩电流指令值，所述轴转矩检测补偿部的滤波器传递函数被设定为仅将由所述负载设备以及所述测力计构成的机械系的共振频率及其附近作为通过频带。

根据(1)本发明，通过利用轴转矩检测补偿部，用对轴转矩测量计的检测值乘以抑制增益而得到的结果，校正根据编码器的检测值和其指令值由主控制部计算出的转矩电流指令值，从而能够抑制由负载设备和测力计构成的机械系的共振增益，实现稳定的测力计的速度控制、位置控制。

但是，如果考虑轴转矩测量计的噪声，则仅用使用了轴转矩测量计的检测值的上述轴转矩检测补偿部，遍及全部频率区域的恰当的校正变得困难，还设想优选与其它补偿器组合的情况。因此，在本发明中，在轴转矩检测补偿部中，对轴转矩测量计的检测值乘以仅将由负载设备以及测力计构成的机械系的共振频率及其附近设定为通过频带的滤波器传递函数。即，在轴转矩检测补偿部中，通过仅补偿机械系的共振频率频带，在与其它补偿器组合而使用的情况下，抑制与其的干涉，结果能够在全部频率区域中实现稳定的速度控制、位置控制。

(2)在该情况下，优选所述测力计系统还具备干扰观测补偿部(例如后述干扰观测补偿部63C)，该干扰观测补偿部根据所述编码器的检测值(ωM)以及由所述主控制部计算出的转矩电流指令值(T1)计算干扰观测(observer)(Tobs)，从由所述主控制部计算出的转矩电流指令值(T2)减去该计算出的干扰观测，校正该转矩电流指令值。