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リニアシンクロナスモータ式車両の制御装置

国内特許コード P07A012041
整理番号 /NO33022
掲載日 2007年12月7日
出願番号 特願平11-339963
公開番号 特開2001-161005
登録番号 特許第4136234号
出願日 平成11年11月30日(1999.11.30)
公開日 平成13年6月12日(2001.6.12)
登録日 平成20年6月13日(2008.6.13)
発明者
  • 古賀 俊作
  • 北野 淳一
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 リニアシンクロナスモータ式車両の制御装置
発明の概要 【課題】 従来の安定した制御特性を示している制御系を有効に利用してオーバーシュート等を防止すると共に速応性の優れた制御を行う。
【解決手段】 LSM式車両の制御装置は速度制御器を含んで構成されているが、この速度制御器は、前回のタイミングにおいて電流演算値が許容範囲外と判定されていたならば(S200でNO)、今回のタイミングにおける速度偏差が前回に比べてゼロに近づいており、且つ、その速度偏差が所定範囲内にあるという条件を満たすか否かを判定し(S210,S211)、前記条件を満たさないならば、電流演算値を求める際の積分値Ynとして、電流演算値が許容範囲外になる直前の積分値(直前積分値という)から速度偏差の比例項を削除した値を用いるという処理を実行し(S214)、前記条件を満たすならば、上述の積分値Ynとして、直前積分値を用いるという処理(S213)を速度偏差が実質ゼロになるまで実行する。
従来技術、競合技術の概要


従来より、リニアシンクロナスモータ(以下LSMともいう)式車両の制御装置として、図6に示すように、地上側の軌道に沿って配置された推進コイル101と、この推進コイル101に対向するように車両側に搭載された界磁コイル102と、速度指令値V*と実速度Vとの偏差即ち速度偏差△Vを比例・積分演算した電流指令値I*を出力する速度制御部103と、この電流指令値I*と位相基準信号とから正弦波状の電流パターンを出力する乗算器104と、この乗算器104から出力された電流パターンに応じた三相交流電流を推進コイル101へ供給する電力変換器105と、推進コイル101と界磁コイル102との相対位置を検出して位置位相信号を出力する位置検出器106と、この位置位相信号を安定化させると共に電力変換器105に指令する位相基準信号や速度制御のための実速度を演算して出力する位相同期制御部107とを備えたものが知られている。



LSM式車両は、超電導コイルである界磁コイル102によって発生する磁界と、電力変換器105から供給される三相交流電流によって推進コイル101に発生する磁界との相互作用により、推進力を得て駆動される。ここで、速度制御部103は速度偏差△Vがゼロになるように電流指令値I*を出力するが、具体的には図7のブロック図に示すように、速度指令値V*と実速度Vとの速度偏差△Vを求め、この速度偏差△Vを比例・積分演算して両者を加算し、更に実速度Vを比例演算した分をそこから減算することにより電流演算値Iを求め、この電流演算値Iを電流リミッタ108に通すことにより、電流演算値Iが電流リミッタ108の範囲内であれば電流演算値Iをそのまま電流指令値I*として出力し、電流演算値Iが電流リミッタ108の範囲外であればリミッタ値ILmを電流指令値I*として出力する。この処理は所定サンプリング時間Tsごとに実行され、第n番目に実行された場合の電流演算値Inは下記式(1)で表される。なお、添字のnは第n番目のサンプリング時の値を表す。



【数2】


産業上の利用分野


本発明は、リニアシンクロナスモータ式車両の制御装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
推進コイルが地上側の軌道に沿って配置され、界磁コイルが前記推進コイルに対向するように車両側に搭載され、速度制御器が電流指令値を出力し、電力変換器がこの電流指令値に応じた電流を推進コイルへ供給して前記推進コイルに磁界を発生させることにより前記界磁コイルを搭載した車両を推進させるリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置において、
前記速度制御器は、
所定タイミングごとに速度指令値と実速度との速度偏差を比例・積分演算することにより電流演算値を求める電流演算手段と、
前記電流演算手段により求められた電流演算値が許容範囲内か否かを判定する電流演算値判定手段と、
前記電流演算値判定手段により肯定判定されたならば電流演算値をそのまま電流指令値として出力し、前記電流演算値判定手段により否定判定されたならば所定のリミッタ値を電流指令値として出力する電流指令値出力手段と
を備え、
前記電流演算手段は、
前回のタイミングにおいて前記電流演算値判定手段により否定判定されていたならば、今回のタイミングにおける速度偏差が前回に比べてゼロに近づいており、且つ、その速度偏差が所定範囲内にあるという条件を満たすか否かを判定し、
前記条件を満たさないならば、電流演算値を求める際の積分値として、電流演算値が許容範囲外になる直前の積分値(直前積分値という)から速度偏差の比例項を削除した値を用いるという処理を実行し、
前記条件を満たすならば、電流演算値を求める際の積分値として、前記直前積分値を用いるという処理を、速度偏差が実質ゼロになるまで実行する
ことを特徴とするリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置。

【請求項2】
前記電流演算手段は、
所定タイミングごとに下記式(1)により電流演算値を求めるものであり、
前回のタイミングにおいて前記電流演算値判定手段により肯定判定されていたならば、電流演算値を求める際の積分値を下記式(2)とし、
前回のタイミングにおいて前記電流演算値判定手段により否定判定されていたならば、今回のタイミングにおける速度偏差が前回に比べてゼロに近づいており、且つ、その速度偏差が所定範囲内にあるという条件を満たすか否かを判定し、
前記条件を満たさないならば、電流演算値を求める際の積分値を下記式(3)とする処理を実行し、
前記条件を満たすならば、電流演算値を求める際の積分値を下記式(4)とする処理を速度偏差が実質ゼロになるまで実行する
ことを特徴とする請求項1記載のリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置。
【数1】



【請求項3】
前記電流演算手段は、K1をゼロとして演算することを特徴とする請求項2記載のリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置。

【請求項4】
速度偏差が所定範囲内にあるという条件を満たすか否かを判定する際の所定範囲につき、速度指令値と実速度とが一致する直前に、電流指令値が前記リミッタ値から所定の電流値に達するように定められていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1999339963thum.jpg
出願権利状態 登録
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