繰り返して実行される作動サイクルを持つ制御対象のフィードバック制御を行うための方法および制御配列
繰り返して実行される作動サイクルを持つ配列のフィードバック制御に際しては、例えばエンジン・テストスタンドにおいては、被験体（例えばエンジン）により、前記配列の作動周波数域で共振が励振されることがたびたびあるが、これは、フィードバック制御により減衰することができる。そのために本発明により、フィードバック制御の一つの現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔと、以前に行われたいずれか一回の作動サイクルにおける実際値に基づいて、間近に生じるシステム・ディレイを随伴しない一つの実際値を予測した一つの値とから、一つの修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄを算出して、これを制御にフィードバックする制御コンセプトが提案される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで対象としている発明は、繰り返して実行される作動サイクルを持つ一つの被験体と、この被験体に一本の連結シャフトにより連結された一台の負荷試験機とを有するテストスタンドのフィードバック制御を行うための方法および制御配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジン・テストスタンドまたはドライブトレイン・テストスタンドなどのテストスタンド上では、被験体、例えばエンジン、車両駆動装置、ドライブトレインなどが、一本の連結シャフトにより一台の負荷試験機（ダイナモメータ）、通例は電動機に連結されることによって、被験体に所望の負荷トルクを加えられるようにしているが、この負荷試験機は、多くは駆動機械としても動作できるようになっている。一般に従来の連結シャフトは、テストスタンド構成の固有振動周波数が、アイドル回転時の共振周波数（アイドル回転周波数）を下回るように、例えば四気筒エンジンである場合は約２０Ｈｚのアイドル回転周波数に対して固有振動周波数が１７Ｈｚとなるように、選定されるようになっている。それにより、被験体の作動周波数域における共振は回避されることになるが、しかし、この連結シャフトが一種のローパスフィルタのように作用して、例えば＞約１５Ｈｚの限界振動周波数を上回るトルク成分が減衰されてしまうために、負荷トルクまたは駆動トルクの動特性には制約を受けることになる。しかし、特定のテストランにとっては、それよりも格段と高い、例えば６０Ｈｚの周波数成分を持つトルクを伝達できることが重要となるかもしれない。しかしながらこれは、例えば点火時の共振周波数（点火周波数）が連結部の固有振動周波数と等しいシステムでは、システムがきわどい周波数域で動作されることになるために、連結部がエンジンの作動周波数域において励振されて、望ましくない共振を来たしかねないことを意味している。固有振動周波数が６０Ｈｚである場合は、例えば四気筒エンジンであると、１８００ｒｐｍ台で共振が発生するかもしれない。したがって、そのような連結シャフトが導入される場合には、このときに発生する共振を減衰できるようにするフィードバック制御が不可欠となる。現時点の測定値に基づいて制御が行われる従来方式のフィードバック制御は、この問題を一部解消することができるが、しかしそのようなフィードバック制御は、常に一定のディレイタイムを置いてからでないと、現時点の実際値に応答できるようにはならないため、一般には、それに適したものとはなっていない。このディレイタイムは、システムに内在する不感時間以外にも、各種測定装置や調整装置のローパス特性に起因して生じるものであり、以下ではこれをシステム・ディレイと呼ぶ。このシステム・ディレイは、周波数が高くなると、もはや無視できなくなり、テストスタンド上では、ディレイタイムを置かない限り、目標トルクの急速な変化に調整を伴わせるのが不可能となってしまう。
【０００３】
固有振動周波数が一段と高くなっている連結シャフトが導入される場合に、発生する共振を減衰することができる適切なフィードバック制御方式の一例が、非特許文献１に説明されている。そこでは、公知であるフィードバック制御コンセプトに基づいて、具体的には、エイチ・インフィニティ（Ｈ∞）制御理論のコントローラを使用して、制御が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K. Shirotaら、「Development of ,Virtual and Real Simulator’ for Engine」、SAE 2001 World Congress、SAE Technical Paper Series 2001-01-1355
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のような背景から、ここで対象としている発明は、反復式の作動サイクルを持つ配列、特に、被験体とダイナモメータとの間に、被験体の作動周波数域にあたる固有振動周波数を有する連結部が使用されるテストスタンド配列のフィードバック制御をタイムベースで行う際に、上述の共振問題を少なくとも低減することができる制御方法および制御配列を提示することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、方法・制御配列ともに、本発明にしたがって、フィードバック制御の現時点の一つの実際値と、以前に行われたいずれか一回の作動サイクルにおける実際値に基づいて、間近に生じることになるであろうシステム・ディレイを随伴しない一つの実際値を予測した一つの値とから、一つの修正後の実際値を算出して、これを制御にフィードバックすることにより、解決される。それにより、現時点の実際値だけではなく、以前の作動サイクルの実際値に基づいて、間近に生じることになるであろうシステム・ディレイを随伴しない実際値を予測した一つの値もまた、フィードバック制御のために使用されることになり、またそれに伴い、内在するシステム・ディレイを補償することが可能となる。システム・ディレイが補償されることにより、フィードバック制御によって、システム・ディレイが一切存在しないように、実際値の変化に応答することが可能となり、それにより高周波数域の共振についても、同位相で減衰することが可能となる。
【０００７】
これは、フィードバック制御の現時点の一つの実際値を、先行して行われたいずれか一回の作動サイクルに対する現時点の作動サイクルの変化を表している、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分と、ある一つの繰り返されている同じ成分を表している、システム・ディレイの分だけ補償された一つの予測成分とに分割して、このシステム・ディレイを随伴した一過性成分と、システム・ディレイを随伴しない予測成分とから、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値が算出されるようにすることで、実行できるようにすると有利である。予測成分については、例えば、何らかの反復モデル作成法に基づいて作成される一つのモデルから、これを算出できるようにするか、あるいは、反復制御の原理にしたがって生成される信号から、これを直接算出できるようにすると有利である。現時点の実際値の一過性成分については、万一信号の中になおも反復成分が存在している場合に、それを取り除けるようにするために、ほかにも作動サイクルと同期で行われる平均値フィルタリングにより、これを前処理できるようにすると有利である。
【０００８】
修正後の実際値については、システムのいずれか一回の先行作動サイクルにおけるさまざまな実際値を、時間で分解して、または角度で分解して、一つの記憶ユニットに記憶して、一つの演算ユニットに、現時点の実際値とあわせて、これらの記憶済み先行作動サイクルの実際値を供給すること、これらの記憶済み先行作動サイクルの実際値に内在するシステム・ディレイを、そのシステム・ディレイの分だけ過去に遡ったところに位置している記憶済み先行作動サイクルの実際値を、実際値の予測相当分として使用することによって、補償すること、演算ユニットにおいて、これらの記憶済みのディレイを随伴した先行作動サイクルの実際値と、ディレイを随伴した現時点の実際値との差分を形成すること、さらに、実際値の予測相当分と実際値の一過性相当分とを加算して修正後の実際値とすることによって、実際値の一過性相当分を求められるようにすると、極めて有利である。
【０００９】
記憶ユニットから演算ユニットに向け、記憶済み先行作動サイクルの実際値とあわせて、システム・ディレイの分だけ角度または時間がずれている記憶済み実際値が転送される場合は、上述の補償を非常に簡単に実行することができる。
【００１０】
優れた動的応答性能を示すハイ・ダイナミック型のダイナモメータを使用しない、一般のエンジン・テストスタンドまたはドライブトレイン・テストスタンドでは、テストスタンド配列、例えばエンジン−連結シャフト−ダイナモメータからなる配列の固有振動周波数が、アイドル回転中の点火周波数と、クランクキング時の点火周波数との間に位置するように選定されることが多い。この固有振動周波数は通常、エンジンの気筒数により１５〜３０Ｈｚに位置している。点火周波数（＝卓越励振周波数）は、例えば４サイクルエンジンである場合は、回転周波数の２倍に相当する。この点火周波数（＝卓越励振周波数）は、エンジンの点火挙動の誤差により、被験体の作動周波数域に位置することもあれば、固有振動周波数域に位置することもある。例えば４サイクル四気筒エンジンにおいて、作動中であるのが二つの気筒だけである場合は、卓越励振周波数が、その二分の一の回転周波数となるために、ある一定の回転数（これは、このときにはアイドル回転数を上回っていてもよい）のときには、固有振動周波数域に位置することになる。その結果、最悪のケースではシステムの損傷につながりかねない共振現象（固有振動周波数での振動）を来たすことになる。したがってこの場合も、適切な制御介入により、このような振動を減衰することが不可欠となる。そのような従来型テストスタンドの、ハイ・ダイナミック型ではないダイナモメータの動的応答性能には限りがあるために、ここで対象としている方法をそこで使用する場合には、追加対策を講じなければ、操作変量の限界値が守られないという事態を来たし、ダイナモメータは過負荷で運転されることになり、その結果、システムのシャットダウンを来たすことになりかねない。その代わりに、何か別のフィードバック制御方案を実現する必要性を回避するためにも、現時点の実際値をフィルタリングにかけ、そこから、固有振動周波数の１．４倍、好適には
【００１１】
【数１】
倍を超える周波数成分を取り除いて、このフィルタリング後の現時点の実際値を用いて、修正後の実際値が算出されるようにしている。このようにフィルタリングを追加することによって、ここで対象としている制御方法を、従来型のテストスタンド上においても導入することが可能となる。同時にそれにより、既存のテストスタンドに、本発明にしたがった制御方法をいわば後付けすることが可能となるわけだが、その暁には、これらの既存のテストスタンドは、ハイ・ダイナミック試験にも、また通常の動特性で行われる試験にも、適したものとなる。
【００１２】
以下では、ここで対象としている発明を、有利な構成形態の具体的な例を幾つか概略図で示した図１〜５に基づき説明するが、本発明はこれらの構成形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】フィードバック・ブランチに本発明にしたがった実際値演算ユニットが備えられている、フィードバック制御の構成図である。
【図２】制御対象の一例を示す図である。
【図３】修正後の実際値を算出するための演算ユニットの概略的な回路図である。
【図４】本発明にしたがったフィードバック制御の構成図の別の構成形態を示す図である。
【図５】本発明にしたがったフィードバック制御の構成図のさらに別の構成形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には、フィードバック制御のシンプルな構成図が、フィードバック制御の対象である制御対象Ｇ、ここでは図２に示されるように、一つの被験体１（例えばエンジン、ドライブトレイン等）と、一本の連結シャフト３に接続された一台の負荷試験機２（例えば電動機）とを有するテストスタンド配列と、一つのコントローラＲとともに示されている。この制御対象Ｇは、公然周知であるように、フィードバック制御の対象である配列、ここではテストスタンド配列の制御理論モデルであって、またコントローラＲは、この制御対象Ｇのある一つの所定の被制御変数ｒ、ここでは例えば連結シャフトのトルクまたは回転数のフィードバック制御を行うようになっている。このフィードバック制御には、一つの目標値ｒｓｏｌｌが前もって設定されており、ほかにも一つの実際値ｒｉｓｔが検出（例えば測定）されるが、これは、公然周知であるようにフィードバック・ループでフィードバックされて、目標値ｒｓｏｌｌから差し引かれるようになっている。
【００１５】
しかしながら、現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔが使用に供されるのは、測定および演算処理にかかる時間により、決まって一定のディレイタイムを置いた後となる。ほかにも、制御にかかる時間や、システム自体の応答能力によっても、ディレイタイムがもたらされる。こうした演算、制御、およびシステムに固有のディレイタイムもしくは不感時間を、以下では一般にシステム・ディレイと呼ぶ。このシステム・ディレイは、コントローラＲおよびシステムが持つ知識により、前もって算出することが可能であり、既知であると看做すことができるものである。このシステム・ディレイのために、実際値の変化ｒｉｓｔに応答できるのは、例外なく一定のディレイタイムを置いてからとなっている。この問題を軽減するために、これからは、将来の（予測される）システム・ディレイを随伴しない実際値が算出されて、これがフィードバック制御に送られることになる。当然ながら、将来の実際値を正確に予測することは不可能であるために、算出されるのは将来の実際値の近似値となる。その際には、システム・ディレイが補償もしくは軽減されるようにするために、このシステム・ディレイの分だけ先の将来に生じるであろうと予測される実際値もしくは実際値の予測成分が算出されることが好ましい。
【００１６】
制御対象Ｇにおいて発生する怖れのある共振を減衰できるようにするために、このフィードバック・ブランチに、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄを、以下で詳述するように実際値ｒｉｓｔから演算するようになっている、一つの実際値演算ユニットＦが備えられている。
【００１７】
同一作動サイクル、例えばエンジンである場合は、全気筒の一回の完全な燃焼サイクル（例えば４サイクルエンジンの場合は、クランク角７２０°）は、反復して出現する。本発明にしたがった方法では、この事情が利用される。そのために実際値演算ユニットＦの内部には、一つの記憶ユニットＭが備えられるが、これには、現時点の作動サイクルに先行して行われた少なくとも一回の作動サイクルにおける複数の実際値ｒｉｓｔが記憶されている。すなわちこの記憶ユニットＭには、過去のいずれか一回の、好ましくは直前に行われた作動サイクルが、常に記憶されているのである。その際には、この記憶が、離散系の工程において、例えばクランク角１度あたりの値、または１ミリ秒あたりの値など、角度分解もしくは時間分解を行った上で行われることが好ましい。このメモリＭは、周期性のメモリとして実施される、すなわち、分解が行われて新たな値が記憶される都度、記憶されている値が一つずつ移動されて、ついにはメモリから押し出されて失われるようにすることが好ましい。
【００１８】
先行作動サイクルの実際値ｒｉｓｔ＿ｉｔは、時間同期方式（または角度同期方式）で演算ユニットＳに供給される、すなわち、現時点の時間（または角度）に対して、それぞれ同じ時間（または角度）のときに記憶された過去の値が演算ユニットＳに供給されるようになっている。演算ユニットＳには、同様に現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔも供給される。実際値ｒｉｓｔは、ある一つの作動サイクルが次の作動サイクルへと、一過性成分が出現する場合には、その分だけ変化することになる。負荷もしくは回転数が、一回の作動サイクルを経た後にも変化しない場合、システムは概ね定常な運転状態にあり、この状態が作動サイクルごとに繰り返されることになるが、この成分を反復成分と呼ぶ。この場合には、一過性成分がゼロであるかもしれない。そこでは、この一過性成分の動特性が、反復成分の動特性よりも小さくなっている。現時点の実際値のこの一過性成分については、万一その信号になおも反復成分が存在する場合に、これを取り除くために、ほかにも、作動サイクルと同期で行われる平均値フィルタリングにより、これが前処理されるようにするとよい。信号の中にこの反復成分が生じるのは、ハイ・ダイナミック成分を完全には繰り返すことができない場合である。
【００１９】
（将来生じることになるであろう）実際値の予測相当分を算出してシステム・ディレイを補償するために、好ましい手法の一例において、先行作動サイクルの記憶済みの値ｒｉｓｔ＿ｉｔが援用されるようになっている。そのために、演算ユニットＳにおいてはまず、図３に示されるように、記憶済みの先行作動サイクルの実際値ｒｉｓｔ＿ｉｔから、現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔを、時間に関して同期（または角度に関して同期）で差し引くことにより、一つの一過性成分が、実際値の一過性相当分ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓとして演算されるようになっている。しかし、この一過性成分ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓには、いまだにシステム・ディレイが含まれている。ほかにも、一つの補正ユニットＫにおいては、記憶済みの先行作動サイクルの実際値ｒｉｓｔ＿ｉｔに含まれているシステム・ディレイが補償されることよって、例えば、現時点のクランク角（または時間）に付属している記憶済みの値ではなく、既知であるシステム・ディレイの分だけ、時間的に遡ったところに位置している記憶済みの値が転送されることによって、−すなわち、過去に記憶された値ｒｉｓｔ＿ｉｔから、将来を展望することによって−、実際値の予測相当分が算出されるようになっている。続いて、そのようにして補正された（システム・ディレイを随伴しない）実際値（の予測相当分）ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ、および（システム・ディレイを随伴した）実際値の一過性相当分ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓを加算することによって、一つの修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄを求め、これが最終的に制御にフィードバックされるようになっている。すなわちこの修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄは、システム・ディレイを随伴しない一つの予測成分と、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分とをミックスしたものとなっている。同位相制御のために不可欠な、高い動特性を示す情報は、システム・ディレイを随伴しないこの予測成分の中に潜んでいる。一過性成分の動特性は、この予測成分の動特性と比べて格段と劣るために、そこではシステム・ディレイが問題とはならない。
【００２０】
図４に示されるように、記憶ユニットＭに二つの出力を持たせ、一方の出力から、現時点の角度（または時間）に付属する値が出力され、他方の出力から、システム・ディレイの分だけ時間がずれている値が出力されるようにした場合には、演算ユニットＳの内部のこの補正ユニットＫを廃止することができる。あるいはその代わりに、二つの周期性記憶ユニットを備え、一方の記憶ユニットに、それぞれ一回の全作動サイクルが、例えば４サイクルエンジンである場合はクランク角７２０°が、時間分解または角度分解を行った上で記憶され、他方の記憶ユニットに、システム・ディレイの分だけ短縮した作動サイクルが、例えば４サイクルエンジンであり、かつシステム・ディレイが３０°である場合は、クランク角６９０°が記憶されるようにしてもよい。それにより第２の出力には常に、システム・ディレイの分だけ「将来の」値が印可されることになる。
【００２１】
図５には、本発明のさらにもう一つの構成形態が示されている。そこでは制御対象Ｇと実際値演算ユニットＦとの間に、現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔから、配列の固有振動周波数の１．４倍、好適には
【００２２】
【数２】
倍を超える周波数成分を取り除くようになっている、一つのローパスフィルタＡが接続されている。その後は、このフィルタリングにかけられた現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔ＿ｆｉｌｔを用いて、上述の例と同様にして、修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄが算出される。
【００２３】
コントローラＲがどのように実施されるのか、また、制御対象Ｇがどのようにモデル化されるかは、ここで対象としている発明にとっては重要ではない。ここで一言付言しておくが、実際値演算ユニットＦが備えられている、本発明にしたがったフィードバック制御の構成図は、共振の減衰を最優先で狙ったものであるにもかかわらず、この実際値演算ユニットは、当然ながら共振を一切予想できないフィードバック制御にも、−そのケースにおいてはまさに補助的な減衰対策として−、導入することができる。
【技術分野】
【０００１】
ここで対象としている発明は、繰り返して実行される作動サイクルを持つ一つの被験体と、この被験体に一本の連結シャフトにより連結された一台の負荷試験機とを有するテストスタンドのフィードバック制御を行うための方法および制御配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジン・テストスタンドまたはドライブトレイン・テストスタンドなどのテストスタンド上では、被験体、例えばエンジン、車両駆動装置、ドライブトレインなどが、一本の連結シャフトにより一台の負荷試験機（ダイナモメータ）、通例は電動機に連結されることによって、被験体に所望の負荷トルクを加えられるようにしているが、この負荷試験機は、多くは駆動機械としても動作できるようになっている。一般に従来の連結シャフトは、テストスタンド構成の固有振動周波数が、アイドル回転時の共振周波数（アイドル回転周波数）を下回るように、例えば四気筒エンジンである場合は約２０Ｈｚのアイドル回転周波数に対して固有振動周波数が１７Ｈｚとなるように、選定されるようになっている。それにより、被験体の作動周波数域における共振は回避されることになるが、しかし、この連結シャフトが一種のローパスフィルタのように作用して、例えば＞約１５Ｈｚの限界振動周波数を上回るトルク成分が減衰されてしまうために、負荷トルクまたは駆動トルクの動特性には制約を受けることになる。しかし、特定のテストランにとっては、それよりも格段と高い、例えば６０Ｈｚの周波数成分を持つトルクを伝達できることが重要となるかもしれない。しかしながらこれは、例えば点火時の共振周波数（点火周波数）が連結部の固有振動周波数と等しいシステムでは、システムがきわどい周波数域で動作されることになるために、連結部がエンジンの作動周波数域において励振されて、望ましくない共振を来たしかねないことを意味している。固有振動周波数が６０Ｈｚである場合は、例えば四気筒エンジンであると、１８００ｒｐｍ台で共振が発生するかもしれない。したがって、そのような連結シャフトが導入される場合には、このときに発生する共振を減衰できるようにするフィードバック制御が不可欠となる。現時点の測定値に基づいて制御が行われる従来方式のフィードバック制御は、この問題を一部解消することができるが、しかしそのようなフィードバック制御は、常に一定のディレイタイムを置いてからでないと、現時点の実際値に応答できるようにはならないため、一般には、それに適したものとはなっていない。このディレイタイムは、システムに内在する不感時間以外にも、各種測定装置や調整装置のローパス特性に起因して生じるものであり、以下ではこれをシステム・ディレイと呼ぶ。このシステム・ディレイは、周波数が高くなると、もはや無視できなくなり、テストスタンド上では、ディレイタイムを置かない限り、目標トルクの急速な変化に調整を伴わせるのが不可能となってしまう。
【０００３】
固有振動周波数が一段と高くなっている連結シャフトが導入される場合に、発生する共振を減衰することができる適切なフィードバック制御方式の一例が、非特許文献１に説明されている。そこでは、公知であるフィードバック制御コンセプトに基づいて、具体的には、エイチ・インフィニティ（Ｈ∞）制御理論のコントローラを使用して、制御が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K. Shirotaら、「Development of ,Virtual and Real Simulator’ for Engine」、SAE 2001 World Congress、SAE Technical Paper Series 2001-01-1355
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のような背景から、ここで対象としている発明は、反復式の作動サイクルを持つ配列、特に、被験体とダイナモメータとの間に、被験体の作動周波数域にあたる固有振動周波数を有する連結部が使用されるテストスタンド配列のフィードバック制御をタイムベースで行う際に、上述の共振問題を少なくとも低減することができる制御方法および制御配列を提示することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、方法・制御配列ともに、本発明にしたがって、フィードバック制御の現時点の一つの実際値と、以前に行われたいずれか一回の作動サイクルにおける実際値に基づいて、間近に生じることになるであろうシステム・ディレイを随伴しない一つの実際値を予測した一つの値とから、一つの修正後の実際値を算出して、これを制御にフィードバックすることにより、解決される。それにより、現時点の実際値だけではなく、以前の作動サイクルの実際値に基づいて、間近に生じることになるであろうシステム・ディレイを随伴しない実際値を予測した一つの値もまた、フィードバック制御のために使用されることになり、またそれに伴い、内在するシステム・ディレイを補償することが可能となる。システム・ディレイが補償されることにより、フィードバック制御によって、システム・ディレイが一切存在しないように、実際値の変化に応答することが可能となり、それにより高周波数域の共振についても、同位相で減衰することが可能となる。
【０００７】
これは、フィードバック制御の現時点の一つの実際値を、先行して行われたいずれか一回の作動サイクルに対する現時点の作動サイクルの変化を表している、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分と、ある一つの繰り返されている同じ成分を表している、システム・ディレイの分だけ補償された一つの予測成分とに分割して、このシステム・ディレイを随伴した一過性成分と、システム・ディレイを随伴しない予測成分とから、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値が算出されるようにすることで、実行できるようにすると有利である。予測成分については、例えば、何らかの反復モデル作成法に基づいて作成される一つのモデルから、これを算出できるようにするか、あるいは、反復制御の原理にしたがって生成される信号から、これを直接算出できるようにすると有利である。現時点の実際値の一過性成分については、万一信号の中になおも反復成分が存在している場合に、それを取り除けるようにするために、ほかにも作動サイクルと同期で行われる平均値フィルタリングにより、これを前処理できるようにすると有利である。
【０００８】
修正後の実際値については、システムのいずれか一回の先行作動サイクルにおけるさまざまな実際値を、時間で分解して、または角度で分解して、一つの記憶ユニットに記憶して、一つの演算ユニットに、現時点の実際値とあわせて、これらの記憶済み先行作動サイクルの実際値を供給すること、これらの記憶済み先行作動サイクルの実際値に内在するシステム・ディレイを、そのシステム・ディレイの分だけ過去に遡ったところに位置している記憶済み先行作動サイクルの実際値を、実際値の予測相当分として使用することによって、補償すること、演算ユニットにおいて、これらの記憶済みのディレイを随伴した先行作動サイクルの実際値と、ディレイを随伴した現時点の実際値との差分を形成すること、さらに、実際値の予測相当分と実際値の一過性相当分とを加算して修正後の実際値とすることによって、実際値の一過性相当分を求められるようにすると、極めて有利である。
【０００９】
記憶ユニットから演算ユニットに向け、記憶済み先行作動サイクルの実際値とあわせて、システム・ディレイの分だけ角度または時間がずれている記憶済み実際値が転送される場合は、上述の補償を非常に簡単に実行することができる。
【００１０】
優れた動的応答性能を示すハイ・ダイナミック型のダイナモメータを使用しない、一般のエンジン・テストスタンドまたはドライブトレイン・テストスタンドでは、テストスタンド配列、例えばエンジン−連結シャフト−ダイナモメータからなる配列の固有振動周波数が、アイドル回転中の点火周波数と、クランクキング時の点火周波数との間に位置するように選定されることが多い。この固有振動周波数は通常、エンジンの気筒数により１５〜３０Ｈｚに位置している。点火周波数（＝卓越励振周波数）は、例えば４サイクルエンジンである場合は、回転周波数の２倍に相当する。この点火周波数（＝卓越励振周波数）は、エンジンの点火挙動の誤差により、被験体の作動周波数域に位置することもあれば、固有振動周波数域に位置することもある。例えば４サイクル四気筒エンジンにおいて、作動中であるのが二つの気筒だけである場合は、卓越励振周波数が、その二分の一の回転周波数となるために、ある一定の回転数（これは、このときにはアイドル回転数を上回っていてもよい）のときには、固有振動周波数域に位置することになる。その結果、最悪のケースではシステムの損傷につながりかねない共振現象（固有振動周波数での振動）を来たすことになる。したがってこの場合も、適切な制御介入により、このような振動を減衰することが不可欠となる。そのような従来型テストスタンドの、ハイ・ダイナミック型ではないダイナモメータの動的応答性能には限りがあるために、ここで対象としている方法をそこで使用する場合には、追加対策を講じなければ、操作変量の限界値が守られないという事態を来たし、ダイナモメータは過負荷で運転されることになり、その結果、システムのシャットダウンを来たすことになりかねない。その代わりに、何か別のフィードバック制御方案を実現する必要性を回避するためにも、現時点の実際値をフィルタリングにかけ、そこから、固有振動周波数の１．４倍、好適には
【００１１】
【数１】
倍を超える周波数成分を取り除いて、このフィルタリング後の現時点の実際値を用いて、修正後の実際値が算出されるようにしている。このようにフィルタリングを追加することによって、ここで対象としている制御方法を、従来型のテストスタンド上においても導入することが可能となる。同時にそれにより、既存のテストスタンドに、本発明にしたがった制御方法をいわば後付けすることが可能となるわけだが、その暁には、これらの既存のテストスタンドは、ハイ・ダイナミック試験にも、また通常の動特性で行われる試験にも、適したものとなる。
【００１２】
以下では、ここで対象としている発明を、有利な構成形態の具体的な例を幾つか概略図で示した図１〜５に基づき説明するが、本発明はこれらの構成形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】フィードバック・ブランチに本発明にしたがった実際値演算ユニットが備えられている、フィードバック制御の構成図である。
【図２】制御対象の一例を示す図である。
【図３】修正後の実際値を算出するための演算ユニットの概略的な回路図である。
【図４】本発明にしたがったフィードバック制御の構成図の別の構成形態を示す図である。
【図５】本発明にしたがったフィードバック制御の構成図のさらに別の構成形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には、フィードバック制御のシンプルな構成図が、フィードバック制御の対象である制御対象Ｇ、ここでは図２に示されるように、一つの被験体１（例えばエンジン、ドライブトレイン等）と、一本の連結シャフト３に接続された一台の負荷試験機２（例えば電動機）とを有するテストスタンド配列と、一つのコントローラＲとともに示されている。この制御対象Ｇは、公然周知であるように、フィードバック制御の対象である配列、ここではテストスタンド配列の制御理論モデルであって、またコントローラＲは、この制御対象Ｇのある一つの所定の被制御変数ｒ、ここでは例えば連結シャフトのトルクまたは回転数のフィードバック制御を行うようになっている。このフィードバック制御には、一つの目標値ｒｓｏｌｌが前もって設定されており、ほかにも一つの実際値ｒｉｓｔが検出（例えば測定）されるが、これは、公然周知であるようにフィードバック・ループでフィードバックされて、目標値ｒｓｏｌｌから差し引かれるようになっている。
【００１５】
しかしながら、現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔが使用に供されるのは、測定および演算処理にかかる時間により、決まって一定のディレイタイムを置いた後となる。ほかにも、制御にかかる時間や、システム自体の応答能力によっても、ディレイタイムがもたらされる。こうした演算、制御、およびシステムに固有のディレイタイムもしくは不感時間を、以下では一般にシステム・ディレイと呼ぶ。このシステム・ディレイは、コントローラＲおよびシステムが持つ知識により、前もって算出することが可能であり、既知であると看做すことができるものである。このシステム・ディレイのために、実際値の変化ｒｉｓｔに応答できるのは、例外なく一定のディレイタイムを置いてからとなっている。この問題を軽減するために、これからは、将来の（予測される）システム・ディレイを随伴しない実際値が算出されて、これがフィードバック制御に送られることになる。当然ながら、将来の実際値を正確に予測することは不可能であるために、算出されるのは将来の実際値の近似値となる。その際には、システム・ディレイが補償もしくは軽減されるようにするために、このシステム・ディレイの分だけ先の将来に生じるであろうと予測される実際値もしくは実際値の予測成分が算出されることが好ましい。
【００１６】
制御対象Ｇにおいて発生する怖れのある共振を減衰できるようにするために、このフィードバック・ブランチに、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄを、以下で詳述するように実際値ｒｉｓｔから演算するようになっている、一つの実際値演算ユニットＦが備えられている。
【００１７】
同一作動サイクル、例えばエンジンである場合は、全気筒の一回の完全な燃焼サイクル（例えば４サイクルエンジンの場合は、クランク角７２０°）は、反復して出現する。本発明にしたがった方法では、この事情が利用される。そのために実際値演算ユニットＦの内部には、一つの記憶ユニットＭが備えられるが、これには、現時点の作動サイクルに先行して行われた少なくとも一回の作動サイクルにおける複数の実際値ｒｉｓｔが記憶されている。すなわちこの記憶ユニットＭには、過去のいずれか一回の、好ましくは直前に行われた作動サイクルが、常に記憶されているのである。その際には、この記憶が、離散系の工程において、例えばクランク角１度あたりの値、または１ミリ秒あたりの値など、角度分解もしくは時間分解を行った上で行われることが好ましい。このメモリＭは、周期性のメモリとして実施される、すなわち、分解が行われて新たな値が記憶される都度、記憶されている値が一つずつ移動されて、ついにはメモリから押し出されて失われるようにすることが好ましい。
【００１８】
先行作動サイクルの実際値ｒｉｓｔ＿ｉｔは、時間同期方式（または角度同期方式）で演算ユニットＳに供給される、すなわち、現時点の時間（または角度）に対して、それぞれ同じ時間（または角度）のときに記憶された過去の値が演算ユニットＳに供給されるようになっている。演算ユニットＳには、同様に現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔも供給される。実際値ｒｉｓｔは、ある一つの作動サイクルが次の作動サイクルへと、一過性成分が出現する場合には、その分だけ変化することになる。負荷もしくは回転数が、一回の作動サイクルを経た後にも変化しない場合、システムは概ね定常な運転状態にあり、この状態が作動サイクルごとに繰り返されることになるが、この成分を反復成分と呼ぶ。この場合には、一過性成分がゼロであるかもしれない。そこでは、この一過性成分の動特性が、反復成分の動特性よりも小さくなっている。現時点の実際値のこの一過性成分については、万一その信号になおも反復成分が存在する場合に、これを取り除くために、ほかにも、作動サイクルと同期で行われる平均値フィルタリングにより、これが前処理されるようにするとよい。信号の中にこの反復成分が生じるのは、ハイ・ダイナミック成分を完全には繰り返すことができない場合である。
【００１９】
（将来生じることになるであろう）実際値の予測相当分を算出してシステム・ディレイを補償するために、好ましい手法の一例において、先行作動サイクルの記憶済みの値ｒｉｓｔ＿ｉｔが援用されるようになっている。そのために、演算ユニットＳにおいてはまず、図３に示されるように、記憶済みの先行作動サイクルの実際値ｒｉｓｔ＿ｉｔから、現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔを、時間に関して同期（または角度に関して同期）で差し引くことにより、一つの一過性成分が、実際値の一過性相当分ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓとして演算されるようになっている。しかし、この一過性成分ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓには、いまだにシステム・ディレイが含まれている。ほかにも、一つの補正ユニットＫにおいては、記憶済みの先行作動サイクルの実際値ｒｉｓｔ＿ｉｔに含まれているシステム・ディレイが補償されることよって、例えば、現時点のクランク角（または時間）に付属している記憶済みの値ではなく、既知であるシステム・ディレイの分だけ、時間的に遡ったところに位置している記憶済みの値が転送されることによって、−すなわち、過去に記憶された値ｒｉｓｔ＿ｉｔから、将来を展望することによって−、実際値の予測相当分が算出されるようになっている。続いて、そのようにして補正された（システム・ディレイを随伴しない）実際値（の予測相当分）ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ、および（システム・ディレイを随伴した）実際値の一過性相当分ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓを加算することによって、一つの修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄを求め、これが最終的に制御にフィードバックされるようになっている。すなわちこの修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄは、システム・ディレイを随伴しない一つの予測成分と、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分とをミックスしたものとなっている。同位相制御のために不可欠な、高い動特性を示す情報は、システム・ディレイを随伴しないこの予測成分の中に潜んでいる。一過性成分の動特性は、この予測成分の動特性と比べて格段と劣るために、そこではシステム・ディレイが問題とはならない。
【００２０】
図４に示されるように、記憶ユニットＭに二つの出力を持たせ、一方の出力から、現時点の角度（または時間）に付属する値が出力され、他方の出力から、システム・ディレイの分だけ時間がずれている値が出力されるようにした場合には、演算ユニットＳの内部のこの補正ユニットＫを廃止することができる。あるいはその代わりに、二つの周期性記憶ユニットを備え、一方の記憶ユニットに、それぞれ一回の全作動サイクルが、例えば４サイクルエンジンである場合はクランク角７２０°が、時間分解または角度分解を行った上で記憶され、他方の記憶ユニットに、システム・ディレイの分だけ短縮した作動サイクルが、例えば４サイクルエンジンであり、かつシステム・ディレイが３０°である場合は、クランク角６９０°が記憶されるようにしてもよい。それにより第２の出力には常に、システム・ディレイの分だけ「将来の」値が印可されることになる。
【００２１】
図５には、本発明のさらにもう一つの構成形態が示されている。そこでは制御対象Ｇと実際値演算ユニットＦとの間に、現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔから、配列の固有振動周波数の１．４倍、好適には
【００２２】
【数２】
倍を超える周波数成分を取り除くようになっている、一つのローパスフィルタＡが接続されている。その後は、このフィルタリングにかけられた現時点の実際値ｒｉｓｔ＿ａｋｔ＿ｆｉｌｔを用いて、上述の例と同様にして、修正後の実際値ｒｉｓｔ＿ｍｏｄが算出される。
【００２３】
コントローラＲがどのように実施されるのか、また、制御対象Ｇがどのようにモデル化されるかは、ここで対象としている発明にとっては重要ではない。ここで一言付言しておくが、実際値演算ユニットＦが備えられている、本発明にしたがったフィードバック制御の構成図は、共振の減衰を最優先で狙ったものであるにもかかわらず、この実際値演算ユニットは、当然ながら共振を一切予想できないフィードバック制御にも、−そのケースにおいてはまさに補助的な減衰対策として−、導入することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰り返して実行される作動サイクルを持つ一つの被験体（１）と、前記被験体（１）に一本の連結シャフト（３）により連結された一台の負荷試験機（２）とを有するテストスタンド配列のフィードバック制御方法において、
フィードバック制御の一つの現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）と、前もって行われたいずれか一回の作動サイクルにおける実際値に基づいて、間近に生じるシステム・ディレイを随伴しない一つの実際値を予測した一つの値とから、一つの修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出して、これを制御にフィードバックする工程からなることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）が、先行して行われたいずれか一回の作動サイクルに対する現時点の作動サイクルの変化を表している、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と、ある一つの繰り返されている同じ成分を表している、システム・ディレイの分だけ補償された一つの予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とに分割され、前記システム・ディレイを随伴した一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と、前記システム・ディレイを随伴しない予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とから、前記修正後の実際値実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出して、これを制御にフィードバックする工程を特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）の前記一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を、作動サイクルと同期で行われる平均値フィルタリングにより前処理する工程を特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
システムのある一回の先行作動サイクルにおける実際値（ｒｉｓｔ）を時間または角度で分解して、一つの記憶ユニット（Ｍ）に記憶して、一つの演算ユニット（Ｓ）に、前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）と、前記記憶済みの先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）とを供給する工程、
前記記憶済みの先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）に内在するシステム・ディレイを、前記システム・ディレイの分だけ過去に遡ったところに位置している記憶済み先行作動の実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）を実際値の予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）として使用することによって、補償する工程、
前記演算ユニット（Ｓ）において、前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を算出するために、前記記憶済みのディレイを随伴した先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）と、前記ディレイを随伴した現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）との差分を形成する工程、および、
前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を得るために、前記実際値の予測相当分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）と前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）とが加算される工程と
を備える特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記記憶ユニット（Ｍ）が前記演算ユニット（Ｓ）に向け、前記記憶済み先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）と、前記システム・ディレイの分だけ角度または時間がずれている記憶済み実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とを転送する工程を特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）をフィルタリングにかけ、そこから、固有振動周波数の１．４倍、好適には
【数１】
倍を超える周波数成分を取り除いて、前記フィルタリング後の現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ＿ｆｉｌｔ）を用いて前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出する工程を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
一本の連結シャフト（３）により一台の負荷試験機（２）に連結された、繰り返して実行される作動サイクルを持つ一つの被験体（１）からなる一つのテストスタンド配列のフィードバック制御を行うための、一つのコントローラ（Ｒ）と、一つの実際値演算ユニット（Ｆ）とを備えた制御配列であって、前記実際値演算ユニット（Ｆ）が一つのフィードバック・ブランチに配置されている、制御配列において、
前記実際値演算ユニット（Ｆ）において、フィードバック制御の一つの現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）と、以前に行われたいずれか一回の作動サイクルにおける実際値に基づいて、間近に生じるシステム・ディレイを随伴しない一つの実際値を予測した一つの値とを、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）へと演算処理可能であることを特徴とする、制御配列。
【請求項８】
フィードバック制御の一つの現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）を、先行して行われたいずれか一回の作動サイクルに対する現時点の作動サイクルの変化を表している、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と、システム・ディレイの分だけ補償された一つの予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とに分割可能であり、前記一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と前記予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とから、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出可能であることを特徴とする、請求項７に記載の制御配列。
【請求項９】
前記実際値演算ユニット（Ｆ）に、一つの記憶ユニット（Ｍ）と一つの演算ユニット（Ｓ）とが備えられること、またその際には前記実際値演算ユニット（Ｆ）に、現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）を供給可能であり、また前記記憶ユニット（Ｍ）には、システムの先行して行われたいずれか一回の作動サイクルにおける複数の実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）を時間または角度で分解して記憶可能であること、
前記演算ユニット（Ｓ）において、前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を算出するために、前記記憶ユニット（Ｍ）に記憶済みのシステム・ディレイを随伴した先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）と、システム・ディレイを随伴した現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）との差分を算出可能であること、
前記実際値演算ユニット（Ｆ）において、前記記憶済み先行作動サイクルの実際値に内在するシステム・ディレイを、このシステム・ディレイの分だけ過去に遡ったところに位置する記憶済み先行作動サイクルの実際値を、実際値の予測相当分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）として転送することにより、補償可能であること、および、
前記演算ユニット（Ｓ）において、前記実際値の予測相当分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）および前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を、前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）へと加算可能であること
を特徴とする、請求項８に記載の制御配列。
【請求項１０】
前記記憶ユニット（Ｍ）に二つの出力が備えられ、一方の出力から、前記記憶済み先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）を、他方の出力から、前記システム・ディレイの分だけ角度または時間がずれている記憶済み実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）を出力可能であることを特徴とする、請求項９に記載の制御配列。
【請求項１１】
現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）から、固有振動周波数の１．４倍、好適には
【数２】
倍を超える周波数成分を取り除く一つのローパスフィルタ（Ａ）が備えられ、前記実際値演算ユニット（Ｆ）においては、このフィルタリング後の現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ＿ｆｉｌｔ）を用いて前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出可能であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一つに記載の制御配列。
【請求項１】
繰り返して実行される作動サイクルを持つ一つの被験体（１）と、前記被験体（１）に一本の連結シャフト（３）により連結された一台の負荷試験機（２）とを有するテストスタンド配列のフィードバック制御方法において、
フィードバック制御の一つの現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）と、前もって行われたいずれか一回の作動サイクルにおける実際値に基づいて、間近に生じるシステム・ディレイを随伴しない一つの実際値を予測した一つの値とから、一つの修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出して、これを制御にフィードバックする工程からなることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）が、先行して行われたいずれか一回の作動サイクルに対する現時点の作動サイクルの変化を表している、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と、ある一つの繰り返されている同じ成分を表している、システム・ディレイの分だけ補償された一つの予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とに分割され、前記システム・ディレイを随伴した一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と、前記システム・ディレイを随伴しない予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とから、前記修正後の実際値実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出して、これを制御にフィードバックする工程を特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）の前記一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を、作動サイクルと同期で行われる平均値フィルタリングにより前処理する工程を特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
システムのある一回の先行作動サイクルにおける実際値（ｒｉｓｔ）を時間または角度で分解して、一つの記憶ユニット（Ｍ）に記憶して、一つの演算ユニット（Ｓ）に、前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）と、前記記憶済みの先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）とを供給する工程、
前記記憶済みの先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）に内在するシステム・ディレイを、前記システム・ディレイの分だけ過去に遡ったところに位置している記憶済み先行作動の実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）を実際値の予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）として使用することによって、補償する工程、
前記演算ユニット（Ｓ）において、前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を算出するために、前記記憶済みのディレイを随伴した先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）と、前記ディレイを随伴した現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）との差分を形成する工程、および、
前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を得るために、前記実際値の予測相当分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）と前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）とが加算される工程と
を備える特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記記憶ユニット（Ｍ）が前記演算ユニット（Ｓ）に向け、前記記憶済み先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）と、前記システム・ディレイの分だけ角度または時間がずれている記憶済み実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とを転送する工程を特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）をフィルタリングにかけ、そこから、固有振動周波数の１．４倍、好適には
【数１】
倍を超える周波数成分を取り除いて、前記フィルタリング後の現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ＿ｆｉｌｔ）を用いて前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出する工程を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
一本の連結シャフト（３）により一台の負荷試験機（２）に連結された、繰り返して実行される作動サイクルを持つ一つの被験体（１）からなる一つのテストスタンド配列のフィードバック制御を行うための、一つのコントローラ（Ｒ）と、一つの実際値演算ユニット（Ｆ）とを備えた制御配列であって、前記実際値演算ユニット（Ｆ）が一つのフィードバック・ブランチに配置されている、制御配列において、
前記実際値演算ユニット（Ｆ）において、フィードバック制御の一つの現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）と、以前に行われたいずれか一回の作動サイクルにおける実際値に基づいて、間近に生じるシステム・ディレイを随伴しない一つの実際値を予測した一つの値とを、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）へと演算処理可能であることを特徴とする、制御配列。
【請求項８】
フィードバック制御の一つの現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）を、先行して行われたいずれか一回の作動サイクルに対する現時点の作動サイクルの変化を表している、システム・ディレイを随伴した一つの一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と、システム・ディレイの分だけ補償された一つの予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とに分割可能であり、前記一過性成分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）と前記予測成分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）とから、制御にフィードバックされる一つの修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出可能であることを特徴とする、請求項７に記載の制御配列。
【請求項９】
前記実際値演算ユニット（Ｆ）に、一つの記憶ユニット（Ｍ）と一つの演算ユニット（Ｓ）とが備えられること、またその際には前記実際値演算ユニット（Ｆ）に、現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）を供給可能であり、また前記記憶ユニット（Ｍ）には、システムの先行して行われたいずれか一回の作動サイクルにおける複数の実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）を時間または角度で分解して記憶可能であること、
前記演算ユニット（Ｓ）において、前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を算出するために、前記記憶ユニット（Ｍ）に記憶済みのシステム・ディレイを随伴した先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）と、システム・ディレイを随伴した現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）との差分を算出可能であること、
前記実際値演算ユニット（Ｆ）において、前記記憶済み先行作動サイクルの実際値に内在するシステム・ディレイを、このシステム・ディレイの分だけ過去に遡ったところに位置する記憶済み先行作動サイクルの実際値を、実際値の予測相当分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）として転送することにより、補償可能であること、および、
前記演算ユニット（Ｓ）において、前記実際値の予測相当分（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）および前記実際値の一過性相当分（ｒｉｓｔ＿ｔｒａｎｓ）を、前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）へと加算可能であること
を特徴とする、請求項８に記載の制御配列。
【請求項１０】
前記記憶ユニット（Ｍ）に二つの出力が備えられ、一方の出力から、前記記憶済み先行作動サイクルの実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ）を、他方の出力から、前記システム・ディレイの分だけ角度または時間がずれている記憶済み実際値（ｒｉｓｔ＿ｉｔ＿ｋｏｍｐ）を出力可能であることを特徴とする、請求項９に記載の制御配列。
【請求項１１】
現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ）から、固有振動周波数の１．４倍、好適には
【数２】
倍を超える周波数成分を取り除く一つのローパスフィルタ（Ａ）が備えられ、前記実際値演算ユニット（Ｆ）においては、このフィルタリング後の現時点の実際値（ｒｉｓｔ＿ａｋｔ＿ｆｉｌｔ）を用いて前記修正後の実際値（ｒｉｓｔ＿ｍｏｄ）を算出可能であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一つに記載の制御配列。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５０１４３４（Ｐ２０１２−５０１４３４Ａ）
【公表日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２４３６８（Ｐ２０１１−５２４３６８）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６１００９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２３２２８
【国際公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（３９８０５５２５５）アー・ファウ・エル・リスト・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング (30)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６１００９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２３２２８
【国際公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（３９８０５５２５５）アー・ファウ・エル・リスト・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング (30)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]