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ARBITRARY CHARACTERISTIC CIRCUIT SYNTHESIS METHOD

Patent code P140010767
File No. DP1513
Posted date Jul 17, 2014
Application number P2012-055303
Publication number P2013-190895A
Patent number P5979704
Date of filing Mar 13, 2012
Date of publication of application Sep 26, 2013
Date of registration Aug 5, 2016
Inventor
  • (In Japanese)加藤 利次
  • (In Japanese)井上 馨
Applicant
  • (In Japanese)学校法人同志社
Title ARBITRARY CHARACTERISTIC CIRCUIT SYNTHESIS METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arbitrary characteristic circuit synthesis method having a high versatility and capable of synthesizing a circuit having a characteristic that does not exist in reality.
SOLUTION: An arbitrary characteristic circuit synthesis method of this invention is a method for synthesizing a circuit having an arbitrary characteristic by using a system which comprises: a main circuit part including an inverter circuit and an energy storage element; a reference signal generation part which generates a reference signal regarding the terminal current/terminal voltage of the main circuit part on the basis of a measured terminal current/terminal voltage; and a control part which controls the inverter circuit so that the terminal current/terminal voltage of the main circuit part coincides with the reference signal. When measuring the terminal voltage, a reference signal regarding the terminal current is generated on the basis of the predetermined admittance characteristic of the circuit and the measured terminal voltage. On the other hand, when measuring the terminal current, a reference signal regarding the terminal voltage is generated on the basis of the predetermined impedance characteristic of the circuit and the measured terminal current.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

任意の線形1端子対回路の時間領域における特性は、図1(A)に示すように、過渡アドミタンスy(t)または過渡インピーダンスz(t)により表すことができる。同回路の端子電圧および端子電流の時間関数をそれぞれv(t)、i(t)とすると、端子電流i(t)および端子電圧v(t)の関係は相乗記号を*として次式の通りとなる。

【数1】
(省略)

また、任意の線形1端子対回路の周波数領域における特性は、図1(B)に示すように、アドミタンス関数Y(s)またはインピーダンス関数Z(s)により表すことができる。同回路の端子電圧および端子電流の周波数関数をそれぞれV(s)、I(s)とすると、端子電流I(s)および端子電圧V(s)の関係は次式の通りとなる。ただし、ωを角周波数としてs=jωである。

【数2】
(省略)

任意の特性を有する回路を合成する従来の方法としては、回路全体の特性が所望のアドミタンス特性(y(t)、Y(s))またはインピーダンス特性(z(t)、Z(s))となるように複数の回路素子(抵抗、キャパシタ、インダクタ等)を組み合わせる方法がある。しかしながら、この従来の合成方法は、特性を変更する際に具体的な回路素子を組み合わせなおす必要があるという問題があった。また、この合成方法は、現実に存在しない特性を持つ回路(例えば、負性インダクタ)を合成することができないという問題があった。

なお、負性インダクタを合成することができる合成方法としては、非特許文献1に記載の方法が知られている。しかしながら、この合成方法は、オペアンプおよびアナログ乗算器を含むアナログ部品からなる帰還回路を用いた、負性インダクタの合成に特化した合成方法であり、汎用性が高くなかった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、インバータ回路とエネルギー蓄積素子を含む主回路部を適切に制御することにより、任意の特性を有する回路を合成する方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
インバータ回路およびエネルギー蓄積素子を含む主回路部と、測定した前記主回路部の端子電圧または端子電流に基づいて前記主回路部の端子電流または端子電圧に関する基準信号を生成する基準信号生成部と、前記主回路部の端子電流または端子電圧が前記基準信号に一致するように前記インバータ回路のスイッチ素子を制御する制御部とからなるシステムを用いて任意の特性を有する回路を合成する方法であって、
合成すべき回路の周波数特性に基づいて、アドミタンス形の合成を行うのか、インピーダンス形の合成を行うのかを決定し、
アドミタンス形の合成を行う場合は、電圧型の前記インバータ回路および前記エネルギー蓄積素子としてのインダクタを有する前記主回路部と、(C1)式で表現された前記回路のアドミタンス特性Y(s)に対応するように構成された前記基準信号生成部とを準備するとともに、測定した端子電圧と前記アドミタンス特性Y(s)とに基づいて端子電流に関する前記基準信号を生成し、
【数1】
 
(省略)
(ただし、C0,G0は任意の定数であり、a11…1Nc,a01…0Nc,b11…1Nc,b01…0Nc,ar1…rNs,br1…rNsは任意の係数である)
インピーダンス形の合成を行う場合は、電流型の前記インバータ回路および前記エネルギー蓄積素子としてのキャパシタを有する前記主回路部と、(C2)式で表現された前記回路のインピーダンス特性Z(s)に対応するように構成された前記基準信号生成部とを準備するとともに、測定した端子電流と前記インピーダンス特性Z(s)とに基づいて端子電圧に関する前記基準信号を生成する
【数2】
 
(省略)
(ただし、L0,R0は任意の定数である)
ことを特徴とする任意特性回路合成方法。

【請求項2】
 
前記基準信号生成部が、前記アドミタンス特性Y(s)または前記インピーダンス特性Z(s)に対応する関数を、(C3)式で表現されるディジタルフィルタで構成したものであることを特徴とする請求項1に記載の任意特性回路合成方法。
【数3】
 
(省略)
(ただし、a1…Ni,b1…Nvは任意の係数である)

【請求項3】
 
前記ディジタルフィルタが、前記基準信号生成部および前記制御部における制御遅れを考慮したものであることを特徴とする請求項2に記載の任意特性回路合成方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012055303thum.jpg
State of application right Registered
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