測(cè)力計(jì)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供在具備軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)與具備測(cè)壓元件的系統(tǒng)相同價(jià)值的評(píng)價(jià)的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)。測(cè)力計(jì)系統(tǒng)具備：編碼器，檢測(cè)測(cè)力計(jì)角速度；軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)，檢測(cè)負(fù)載設(shè)備以及測(cè)力計(jì)之間的軸轉(zhuǎn)矩；以及控制裝置6A，根據(jù)所述測(cè)力計(jì)角速度ωM以及軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)檢測(cè)值Tsh來控制測(cè)力計(jì)。轉(zhuǎn)矩控制裝置6A具備：運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部61A，通過將對(duì)測(cè)力計(jì)的角加速度ωM·s乘以慣性力矩JM而得到的值、和軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)檢測(cè)值Tsh進(jìn)行合計(jì)，計(jì)算運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值Tcal；以及運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器62A，根據(jù)從外部輸入的指令值Tref和運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值Tcal，計(jì)算成為對(duì)逆變器的輸入的轉(zhuǎn)矩電流指令值Tdyref。
【專利說明】測(cè)力計(jì)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)力計(jì)系統(tǒng)(dynamometer system)。更詳細(xì)而言,涉及如下的測(cè)力計(jì)系統(tǒng):具備檢測(cè)測(cè)力計(jì)的角速度的編碼器、和檢測(cè)負(fù)載設(shè)備以及測(cè)力計(jì)之間的軸轉(zhuǎn)矩的軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)，根據(jù)這些檢測(cè)值控制測(cè)力計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]在測(cè)力計(jì)系統(tǒng)中，將電動(dòng)機(jī)、引擎、輥等負(fù)載設(shè)備、和吸收在該負(fù)載設(shè)備產(chǎn)生的動(dòng)力的測(cè)力計(jì)以共用的軸連結(jié)，并且根據(jù)檢測(cè)角速度、轉(zhuǎn)矩等的各種傳感器的檢測(cè)信號(hào)控制測(cè)力計(jì)，在對(duì)負(fù)載設(shè)備提供適當(dāng)?shù)呢?fù)載的同時(shí)進(jìn)行負(fù)載設(shè)備的輸出，從而進(jìn)行其各種性能試驗(yàn)。
[0003]這樣的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元的差異被大體分成兩個(gè)種類。
[0004]一種是專利文獻(xiàn)I所示那樣的具備搖動(dòng)式的測(cè)力計(jì)的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，構(gòu)筑如下的控制系統(tǒng):設(shè)置于測(cè)力計(jì)的搖桿在基臺(tái)上經(jīng)由浮起軸承搖動(dòng)自如地被支撐，將該搖桿的轉(zhuǎn)矩臂的前端與基臺(tái)之間通過測(cè)壓元件(load cell)連結(jié)，根據(jù)用該測(cè)壓元件檢測(cè)了的變形檢測(cè)轉(zhuǎn)矩，將其作為控制量。
[0005]另一種是非搖動(dòng)式、即并非如上所述以使測(cè)力計(jì)搖動(dòng)的方式設(shè)置于基臺(tái)上的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，由于使用了上述測(cè)壓元件的轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)變得困難，所以如專利文獻(xiàn)2所示構(gòu)筑如下的控制系統(tǒng):用軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)檢測(cè)測(cè)力計(jì)與負(fù)載設(shè)備之間的軸轉(zhuǎn)矩，并將其作為控制量。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-109309號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-257205號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0011]如以上那樣，在使用了測(cè)壓元件的系統(tǒng)和使用了軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的系統(tǒng)中，起因于轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元的相異，有時(shí)在加速、減速中的性能試驗(yàn)結(jié)果中產(chǎn)生差，存在在兩個(gè)系統(tǒng)中統(tǒng)一的評(píng)價(jià)變得困難這樣的課題。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種在具備軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)與具備測(cè)壓元件的系統(tǒng)相同價(jià)值的評(píng)價(jià)的系統(tǒng)。
[0013]解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0014](I)為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，具備:測(cè)力計(jì)(例如后述測(cè)力計(jì)2)，與負(fù)載設(shè)備(例如后述電動(dòng)機(jī)9)以共用的軸(例如后述軸S)連結(jié)；逆變器(例如后述逆變器3)，對(duì)該測(cè)力計(jì)供給電力；編碼器(例如后述編碼器4)，檢測(cè)該測(cè)力計(jì)的角速度；軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)(例如后述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)5)，檢測(cè)所述負(fù)載設(shè)備以及所述測(cè)力計(jì)之間的軸轉(zhuǎn)矩；以及控制裝置(例如后述轉(zhuǎn)矩控制裝置6、6A、6B、6B'、6C、6C')，根據(jù)所述編碼器的檢測(cè)值以及所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值控制所述測(cè)力計(jì)。所述控制裝置具備:運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部(例如后述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部61A)，通過將對(duì)根據(jù)所述編碼器的檢測(cè)值(ωΜ)計(jì)算出的所述測(cè)力計(jì)的角加速度(ωΜ -s)乘以該測(cè)力計(jì)的慣性力矩(JM)而得到的值、和所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值(Tsh)進(jìn)行合計(jì)，來計(jì)算運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值(Tcal);以及運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器(例如后述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器62A)，根據(jù)從外部輸入的針對(duì)所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值的指令值(Tref)和所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值(Tcal)，計(jì)算成為對(duì)所述逆變器的輸入的轉(zhuǎn)矩電流指令值(Tdyref、Tl)。
[0015](I)根據(jù)本發(fā)明，通過將對(duì)根據(jù)編碼器的檢測(cè)值計(jì)算出的測(cè)力計(jì)的角加速度乘以測(cè)力計(jì)的慣性力矩而得到的值、和軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值進(jìn)行合計(jì)，計(jì)算與上述測(cè)壓元件的檢測(cè)值相當(dāng)?shù)倪\(yùn)算轉(zhuǎn)矩值，在運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器中，通過從外部輸入的指令值，將上述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值作為控制量，計(jì)算轉(zhuǎn)矩電流指令值。由此，能夠在具備軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的系統(tǒng)中進(jìn)行與將測(cè)壓元件的檢測(cè)值作為控制量的轉(zhuǎn)矩控制等同的控制(運(yùn)算發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制)，所以能夠進(jìn)行與具備測(cè)壓元件的系統(tǒng)相同價(jià)值的評(píng)價(jià)。
[0016](2)在該情況下，優(yōu)選的是，在所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部中，將Tsh設(shè)為所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值，將JM設(shè)為所述測(cè)力計(jì)的慣性力矩，將ω M設(shè)為所述編碼器的檢測(cè)值，將s設(shè)為拉普拉斯算子，將《CL設(shè)為截止頻率，將η設(shè)為I以上的任意的正的常數(shù)，將Bn設(shè)為規(guī)定的低通濾波器特性常數(shù)，通過下述式(I)計(jì)算運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值。
[0017][式I]

【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，具備: 測(cè)力計(jì)，與負(fù)載設(shè)備以共用的軸連結(jié)； 逆變器，向該測(cè)力計(jì)供給電力； 編碼器，檢測(cè)該測(cè)力計(jì)的角速度； 軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)，檢測(cè)所述負(fù)載設(shè)備以及所述測(cè)力計(jì)之間的軸轉(zhuǎn)矩；以及 控制裝置，根據(jù)所述編碼器的檢測(cè)值以及所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值，控制所述測(cè)力計(jì)， 所述測(cè)力計(jì)系統(tǒng)的特征在于， 所述控制裝置具備: 運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部，通過將對(duì)根據(jù)所述編碼器的檢測(cè)值而計(jì)算出的所述測(cè)力計(jì)的角加速度乘以該測(cè)力計(jì)的慣性力矩而得到的值、和所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值進(jìn)行合計(jì)，來計(jì)算運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值；以及 運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器，根據(jù)從外部輸入的針對(duì)所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值的指令值和所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值，計(jì)算成為對(duì)所述逆變器的輸入的轉(zhuǎn)矩電流指令值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，其特征在于， 在所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部中，將Tsh設(shè)為所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值，將JM設(shè)為所述測(cè)力計(jì)的慣性力矩，將ωΜ設(shè)為所述編碼器的檢測(cè)值，將s設(shè)為拉普拉斯算子，將《CL設(shè)為截止頻率，將η設(shè)為I以上的任意的正的常數(shù)，將an設(shè)為規(guī)定的低通濾波器特性常數(shù)，通過下述式計(jì)算運(yùn)算轉(zhuǎn)矩值， [式I]
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，其特征在于， 所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器具有以比例增益KP以及積分時(shí)間常數(shù)Ti為特征的PI控制構(gòu)造，使用所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部的截止頻率《CL、以及在O至所述截止頻率《CL之間所決定的任意的頻率響應(yīng)設(shè)定值《c，通過下述式?jīng)Q定所述比例增益KP以及積分時(shí)間常數(shù)Ti，[式2]
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，其特征在于， 所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器具有以比例增益KP以及積分時(shí)間常數(shù)Ti為特征的PI控制構(gòu)造，在從向所述逆變器的輸入至所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算部的輸出的頻率響應(yīng)特性與以所述截止頻率《CL為特征的I次延遲低通濾波器的頻率響應(yīng)特性等價(jià)、并且開環(huán)傳遞函數(shù)具有以在O至所述截止頻率《CL之間所決定的任意的頻率響應(yīng)設(shè)定值為特征的積分特性這樣的條件下，通過所述截止頻率《CL以及所述頻率響應(yīng)設(shè)定值《c，決定所述比例增益KP以及積分時(shí)間常數(shù)Ti。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制裝置還具備軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部，該軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部將對(duì)所述軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量計(jì)的檢測(cè)值乘以濾波器傳遞函數(shù)以及抑制增益而得到的補(bǔ)償量加到由所述運(yùn)算轉(zhuǎn)矩控制器計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩電流指令值，校正該轉(zhuǎn)矩電流指令值， 所述軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部的濾波器傳遞函數(shù)是通過僅將由所述負(fù)載設(shè)備以及所述測(cè)力計(jì)構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的共振頻率及其附近設(shè)為通過頻帶來設(shè)定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，其特征在于， 所述軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部的濾波器傳遞函數(shù)是以在其頻帶寬度內(nèi)包含所述機(jī)械系統(tǒng)的共振頻率的方式而設(shè)定的帶通濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，其特征在于， 所述軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部的濾波器傳遞函數(shù)是將具有比所述共振頻率高的截止頻率的低通濾波器和具有比所述共振頻率低的截止頻率的高通濾波器串聯(lián)地結(jié)合而構(gòu)成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的測(cè)力計(jì)系統(tǒng)，其特征在于， 所述軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)補(bǔ)償部是對(duì)于所述機(jī)械系統(tǒng)的多個(gè)共振頻率，將針對(duì)該共振頻率的每一個(gè)而設(shè)定的濾波器傳遞函數(shù)及其抑制增益并聯(lián)地連接多個(gè)而構(gòu)成的。
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK104204760SQ201380011609
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】高橋利道 申請(qǐng)人:株式會(huì)社明電舍