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p rop o s ed: M PC cu r rent c ontrolle r)
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3 .3 計算機シ ミュ レ ー シ ョ ンに よるM P C 電 流 制 御の有 効 性の検証
3 .3 .3 ス イッ チン
グ 周 波 数
の検 証
第 3.3.2 節で は, 従 来手法と全 く 異なる制 御 手 法である提 案手法を 比較 する 一 手 法と して, 平 均スイ ッ チ ング周 波数 を 一 致 させ た場 合の検 証を行 っ た. しか しなが ら, 第
3 .3.1 節 で示 し た ように, 本 手 法では, 陽にスイ ッチン グ周 波数 を決 定すること ができ ない*2
そこ で, こ こ では前 節で の計 算機シミュ レ ー シ ョ ン結 果, F ig . 3.4 (F i g. 3 .6) 中の平 均
スイッ チング周 波 数につ いて考 察しておく. F i g. 3 .1 1 に, 上述の計算機シミ ュ レ ー シ ョ ン
に お い て 1 0 Ts
[
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毎に平 均スイッチン グ周波数を求め たものを 実線で, ま た1 0 0 Ts[
s e c]
毎に求め たもの を 点線で示す.
F ig . 3 .1 1 よ り, 動 作 点の ス テップ遷 移 前の平 均スイ ッチ ング周波 数が遷 移 後に 比 べ大 き く なって い ること が分か る. これ は, 駆 動 状況に依 ら ずリンク電 圧が 一 定である場 合, 比較 的 負 荷の軽い P oint l では, 重 負 荷 と なる P oint 2 に 比 べ, 指 令 値に追 従 させ る た め に Vo お よ び 咋 ベ ク トルを 多 用 する 必要がある た めである. ま た, F i g . 3 .4 (F i g . 3 .6) に お い て過 渡 時となる0
[
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か ら0 ･0 0 1[
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, お よ び0 .0 0 5[
s]
か ら0 .0 0 7[
s]
の間は, スイ ッチン グ 周 波 数が定 常 時に 比 べ そ れ ぞ れ低 減 さ れて い る が, こ の理由 も上述の通り説 明
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F i g･ 3 ･1 1 A verage s witch ing frequ ency for prop o s ed m et hod
(
M PC c ur rent c ontroller)
*2
制 約条件を適切 に 設 定 す る, あ るいは 文 献【1 6】において提案さ れて いるス ロ ッ トの概 念を本 提案手 法に適用 す ることで, 陽にスイッチン グ周 波 数の管理 が 可 能にな る.
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: 研究 科
3 .3 計 算 機シ ミ ュ レ ー ショ ンに よる M P C 電 流 制 御の有 効 性の検 証
がつ く･ す なわち, 過 渡 時に おいては 比較 的 大 き な 電圧 が要 求 され る た め Vo お よ び 咋
ベ ク トルが選 択 される割 合が低 く なる. それに よ り, 定 常 時に 比 べ過 渡 時の ス イ ッチ ング 周 波 数は自 動 的に低 く なる.
以上 を まとめ る と, 提 案 手 法では, 式
(
3.6)
に 示す, 電 流の誤 差 を 最小化 する よう な評 価 関 数 のみを 用い る場 合, そ の スイ ッ チ ング 周 波数は, 高 速, 重 負 荷にな れ ば なる ほ ど自 動 的に低 く なる た めスイッ チン グ に とも な う 損 失は低 減 され る. し た が っ て, 例 え ば 新 幹 線の ように重 負 荷 状 態が維 持 さ れる よう なア プ リ ケ ー シ ョ ンに本 提 案 手 法 を 適 用 する場 合, 特 別か つ複雑 な 例 外 処理 を 必要としない にも 関 わ ら ず 高い制 御 性 能と 低ス イ ッ チン グ損 失の 両立 が期 待できる.
最 後に, 本 章では電 流誤 差に基づく 評 価 関 数 ( 式
(
3.6)
) を 用い て, 予測 区 間 を1 とし, ま た平 均の スイ ッ チング 周波 数 を試 行錯誤 的に従 来 手 法 と 一 致 させ た場 合の計算 機シミ ュ レ ー シ ョ ン を通して有 効 性を 示 し た が, 将 来 的に は最 適 な予測 区 間の設 定 や, 評 価 関 数にスイ ッ チン グ損 失や 制約 条件を積 極 的に組み 込 むこと に よ り, スイ ッ チン
グ周 波 数 ( スイ ッ チング 損失) と制 御 性 能とい っ た, 本 来トレ ー ド オフ の関 係にある 両 性 能を よ り詳 細に駆 動 状況に合 わせて設 計 可 能と考 えら れ る. 本 節に お け る平 均ス イッ チ ン グ周 波 数に関 する考 察は, そ の際の設 計 材 料となる と考え られる.
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