特表 2022-537918 同期機の電圧レギュレータのための制御パラメータを自動的に決定する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-31

(54)【発明の名称】同期機の電圧レギュレータのための制御パラメータを自動的に決定する方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/30 20060101AFI20220824BHJP

   H02P 103/20 20150101ALN20220824BHJP

【ＦＩ】

H02P9/30 K

H02P103:20

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021572464

(86)(22)【出願日】2019-06-06

(85)【翻訳文提出日】2022-01-20

(86)【国際出願番号】 EP2019064887

(87)【国際公開番号】W WO2020244769

(87)【国際公開日】2020-12-10

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】505056845

【氏名又は名称】アーベーベー・シュバイツ・アーゲー

【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢ Ｓｃｈｗｅｉｚ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｕｇｇｅｒｓｔｒａｓｓｅ ６６， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100219542

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 郁治

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】ルンガー、マティアス

(72)【発明者】

【氏名】アル－ホカイェム、ペーター

(72)【発明者】

【氏名】ストライフ、ファビアン

(72)【発明者】

【氏名】クナツキンス、ファレレイス

【テーマコード（参考）】

5H590

【Ｆターム（参考）】

5H590CA01

5H590CA08

5H590CA11

5H590CD01

5H590DD33

5H590DD64

5H590EB21

5H590HA02

5H590JA02

5H590JA12

5H590JA13

5H590JA14

5H590JA19

(57)【要約】

同期機（１２）は、固定子端子（２０）によって配電網（１６）に接続された固定子巻線（１８）を有する固定子（２２）と、固定子（２２）内に回転可能に取り付けられた回転子巻線（２６）を有する回転子（２４）とを備え、同期機（１２）の電圧レギュレータ（１４）は、同期機（１２）を制御するために回転子巻線（２６）の電流を調整するための励磁信号（ｕ）を出力するように適合されている。電圧レギュレータ（１４）のための制御パラメータ（５４）を決定するための方法は、励磁信号（ｕ）の値の第１の時系列と、固定子端子（２０）における端子電圧（ｙ）の測定値の第２の時系列とを受け取ることであって、第１の時系列及び第２の時系列は、ある時間間隔にわたって取得される、ことと、同期機（１２）のシステム伝達関数（Ｇ（ｓ））の係数（５２）を決定することであって、システム伝達関数（Ｇ（ｓ））は有理関数であり、システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の係数（５２）は、システム入力としての第１の時系列及びシステム出力としての第２の時系列に基づく操作変数を用いた回帰分析によって再帰的に決定される、ことと、電圧レギュレータ（１４）のコントローラ伝達関数（Ｃ（ｓ））及びシステム伝達関数（Ｇ（ｓ））から形成される閉ループ伝達関数を所望の閉ループ伝達関数と比較することによって、システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の係数（５２）から電圧レギュレータ（１４）のための制御パラメータ（５４）を決定することとを含む。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

同期機（１２）の電圧レギュレータ（１４）のための制御パラメータ（５４）を決定するための方法であって、前記同期機（１２）は、固定子端子（２０）によって配電網（１６）に接続された固定子巻線（１８）を有する固定子（２２）と、前記固定子（２２）内に回転可能に取り付けられた回転子巻線（２６）を有する回転子（２４）とを備え、前記電圧レギュレータ（１４）は、前記同期機（１２）を制御するために前記回転子巻線（２６）の電流を調整するための励磁信号（ｕ）を出力するように適合されており、
前記方法は、
前記励磁信号（ｕ）の値の第１の時系列と、前記固定子端子（２０）における端子電圧（ｙ）の測定値の第２の時系列とを受け取ることと、ここで、前記第１の時系列及び前記第２の時系列は、ある時間間隔にわたって取得されるものであり、
前記同期機（１２）のシステム伝達関数（Ｇ（ｓ））の係数（５２）を決定することと、ここで、前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））は有理関数であり、前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の前記係数（５２）は、システム入力としての前記第１の時系列及びシステム出力としての前記第２の時系列に基づく操作変数を用いた回帰分析によって再帰的に決定されるものであり、
前記電圧レギュレータ（１４）のコントローラ伝達関数（Ｃ（ｓ））及び前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））から形成される閉ループ伝達関数を所望の閉ループ伝達関数と比較することによって、前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の前記係数（５２）から前記電圧レギュレータ（１４）のための前記制御パラメータ（５４）を決定することと、
を含む方法。

【請求項2】

前記操作変数を用いた回帰分析において、前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の前記係数（５２）は、
実ステップ係数を有する前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の分母で前ステップ励磁信号（ｕ）をフィルタリングすることによって実ステップ励磁信号（ｕ）を計算すること、
前記実ステップ係数を有する前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の前記分母で前ステップ端子電圧（ｙ）をフィルタリングすることによって実ステップ端子電圧（ｙ）を計算すること、
実ステップ係数を有する前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））で前記励磁信号（ｕ）の測定値の前記第１の時系列をフィルタリングすることによって実ステップ応答を計算すること、
前記実ステップ端子電圧（ｙ）のｎ次導関数と、係数ベクトルと操作変数ベクトルとの積との間の差を最小化することによって、次ステップ係数を決定すること、ここで、ｎは、前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））の分母の次数であり、前記係数ベクトルは、前記次ステップ係数から形成され、前記操作変数ベクトルは、前記実ステップ応答及び前記実ステップ励磁信号（ｕ）の導関数から形成されるものであり、
によって再帰的に決定される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ハイパスフィルタを用いて前記励磁信号（ｕ）の測定値の前記第１の時系列をフィルタリングすることによって初期ステップ励磁信号（ｕ）を形成することと、
前記ハイパスフィルタを用いて前記端子電圧（ｙ）の測定値の前記第２の時系列をフィルタリングすることによって初期ステップ端子電圧（ｙ）を形成することと
を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

初期ステップ端子電圧（ｙ）のｎ次導関数と、係数ベクトルと回帰ベクトルのとの積とを最小化することによって、前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））のための初期ステップ係数を決定することを更に含み、前記係数ベクトルは、前記初期ステップ係数から形成され、回帰ベクトルは、前記初期ステップ端子電圧（ｙ）及び初期ステップ励磁信号（ｕ）の導関数から形成される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記閉ループ伝達関数は、前記コントローラ伝達関数と前記システム伝達関数（Ｇ（ｓ））との積から決定される、及び／又は
前記所望の閉ループ伝達関数は、所望の整定時間（Ｔ_ｓ）及び／又は所望のオーバーシュート（ＯＳ）を有する二次伝達関数である
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記コントローラ伝達関数（Ｃ（ｓ））は、ＰＩＤコントローラの伝達関数であり、
前記制御パラメータ（５４）は、比例制御部、積分制御部、及び微分制御部のための係数を設定する
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記閉ループ伝達関数と前記コントローラ伝達関数（Ｃ（ｓ））とを比較することによって、所望の定常状態誤差が設定される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記コントローラ伝達関数（Ｃ（ｓ））は、リードラグコントローラの伝達関数である、
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記励磁信号（ｕ）の値の前記第１の時系列を生成し、前記第１の時系列を前記同期機に印加することによって、前記回転子巻線（２６）に印加される電圧を生成することと、
前記端子電圧（ｙ）の前記第２の時系列を測定することと
を更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記制御パラメータ（５４）は、前記同期機（１２）の試運転中に決定される、及び／又は
前記制御パラメータ（５４）は、前記同期機（１２）の連続運転中に周期的に決定される、
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

同期機（１２）を制御するための方法であって、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法に従って制御パラメータ（５４）を決定することと、
前記決定された制御パラメータ（５４）を前記同期機（１０）の前記電圧レギュレータ（１４）に印加することと、
前記電圧レギュレータ（１４）を用いて前記同期機（１２）を制御することと
を含む方法。

【請求項12】

電圧レギュレータ（１４）のための制御パラメータ（５４）を決定するためのコンピュータプログラムであって、プロセッサ上で実行されると、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合されている、コンピュータプログラム。

【請求項13】

電圧レギュレータ（１４）のための制御パラメータ（５４）を決定するためのコンピュータ可読媒体であって、請求項１２に記載のコンピュータプログラムが記憶されている、コンピュータ可読媒体。

【請求項14】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合されている、同期機（１２）の電圧レギュレータ（１４）のコントローラ（４０）。

【請求項15】

端子（２０）を介して配電網（１６）に接続された固定子巻線（１８）を有する固定子（２２）と、回転子巻線（２６）を有する回転子（２４）とを備えた同期機（１２）であって、前記回転子（２４）が前記固定子（２２）内に回転可能に取り付けられている、同期機（１２）と、
前記回転子巻線（２４）に電圧を供給するための電圧レギュレータ（１４）と
を備え、
前記電圧レギュレータ（１４）は、前記回転子巻線（２６）のための前記電圧を生成するように適合された電気コンバータ（３６）を備え、
前記電圧レギュレータ（１４）は、前記電気コンバータ（３６）を制御し、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコントローラ（４０）を備える、
同期機システム（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、同期電気機械の分野に関する。特に、本発明は、同期電気機械の電圧レギュレータのための制御パラメータを決定するための方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ可読媒体、並びにそのような電圧レギュレータを有する同期電気機械に関する。

【背景技術】

【0002】

励磁機によって界磁巻線が通電される可能性がある同期発電機の端子における三相交流電圧の大きさを調整する自動電圧レギュレータは、通常、ＰＩＤコントローラを備える。ＰＩＤコントローラの制御パラメータは、同期発電機の試運転中に調整される必要がある場合がある。

【0003】

同期発電機の試運転手順を簡略化するために、データ及び大まかな仕様から制御パラメータを自動的に決定する自動調整方法が開発されてきた。利用可能な手順は、おおよそ３つのステップで進行する。第１に、システムを励磁して、励磁信号、例えば界磁電圧と共に端子電圧を記録する。第２に、記録されたデータを使用して、所与の動作点の周りのシステムの小信号挙動の伝達関数モデルを同定する。第３に、伝達関数モデルを使用して、レギュレータのパラメータを計算する。

【0004】

残念ながら、第２のステップにおける伝達関数モデル同定に現在利用可能な方法には問題がある可能性がある。例えば、最小二乗アプローチでは、制御パラメータの推定値に偏りが生じ、モデル品質が損なわれる可能性がある。粒子群最適化を使用することも知られている。しかしながら、粒子群最適化法では、パラメータの推定値が不正確になり得るため、初期値問題の多数の解を必要としたり、アルゴリズムのパラメータ、例えば、粒子の数、サンプル更新規則におけるパラメータを調整するための専門知識を必要としたりする可能性がある。

【0005】

第３のステップにおける制御パラメータ計算に利用可能な方法にも問題がある可能性がある。制御パラメータを計算する方法は、達成可能なコントローラ性能に関して非常に制限的であり得るか、面倒で時間を消費する試行錯誤アプローチに再び帰着し得るかのいずれかである。

【0006】

国際公開第２００９／０９７６０５号には、デジタル励磁制御システムが記載されており、ここでは、伝達関数モデルが最小二乗法で決定され、そこから制御パラメータが極零点消去（pole zero cancellation）で導出される

【発明の概要】

【0007】

本発明の目的は、同期機のための自動電圧レギュレータの制御パラメータを、使用し易くかつ自動的な方法で決定することである。

【0008】

この目的は、独立請求項の主題によって達成される。更なる例示的な実施形態は、従属請求項及び以下の説明から明らかである。

【0009】

本発明の一態様は、同期機の電圧レギュレータのための制御パラメータを決定するための方法に関する。この方法を用いて、自動電圧レギュレータの制御パラメータが自動的に計算され得る。電圧レギュレータは、同期発電機の三相交流端子電圧の大きさを所望のレベルで調整するために使用され得る。

【0010】

同期機は、固定子端子により配電網に接続された固定子巻線を有する固定子と、固定子内に回転可能に取り付けられた回転子巻線を有する回転子とを備え得る。（自動）電圧レギュレータは、固定子端子の端子電圧が制御されるように、同期機を制御するために回転子巻線の電流を調整するための励磁信号を出力するように適合され得る。例えば、励磁信号は、回転子巻線自体に印加される電圧信号、又は回転子に結合された励磁システムに印加される電圧信号であり得る。

【0011】

電圧レギュレータを用いて、固定子端子における端子電圧が調整及び／又は制御され得る。電圧レギュレータの更なる制御対象は、同期機の無効電力及び／又は力率であり得る。

【0012】

方法は、電圧レギュレータの一部であり得るコントローラによって自動的に実行され得る。制御パラメータは、電圧レギュレータの更なるコントローラ及び／又は制御部のパラメータであり得る。

【0013】

この方法を用いて、制御パラメータは３つのステップで決定され得る。

【0014】

本発明の一実施形態によれば、方法は、第１のステップにおいて、励磁信号の値の第１の時系列及び端子電圧の測定値の第２の時系列を受け取ることであって、第１の時系列及び第２の時系列は、ある時間間隔にわたって取得される、ことを含む。第１に、発電機などの同期機は、場合によっては励磁システムによって励磁され得る。例えば、同期機は固定の動作点で励磁され得、励磁信号と共に端子電圧が記録され得る。第１及び第２の時系列は、連続した時刻及び／又は等しく離れた時刻で取得された値を含み得る。

【0015】

本発明の一実施形態によれば、方法は、第２のステップにおいて、同期機のシステム伝達関数の係数を決定することであって、システム伝達関数は有理関数であり、システム伝達関数の係数は、操作変数を用いた回帰分析によって再帰的に決定される、ことを含む。回帰分析では、第１の時系列がシステム入力と見なされ得、第２の時系列がシステム出力と見なされ得る。

【0016】

システム伝達関数、並びに後述される他の伝達関数は、ラプラス変換システムにおいて提供され得る。第１及び第２の時系列は、回帰分析に入力される前にラプラス変換され得る。

【0017】

例えば、ＳＲＩＶ（simply refined instrumental variable）法が使用され得る。この操作変数法を用いて、連続時間伝達関数が同定され得る。システム伝達関数は、第１のステップから記録されたデータを使用して、所与の動作点の周りのシステムの小信号挙動について決定され得る。

【0018】

操作変数法では、（再帰的）最小二乗アプローチのようにパラメータの推定値に偏りが生じることはないであろう。更に、アルゴリズムを手動で調整する際に専門知識を必要としないであろう。更に、操作変数法では、システム伝達関数の係数を見つけるために必要となる初期値問題の解はほんのわずかであり得る。例えば、アルゴリズムが終了するまで解かなければならない初期値問題は２５個未満であり得る。

【0019】

本発明の一実施形態によれば、方法は、第３のステップにおいて、電圧レギュレータのコントローラ伝達関数及びシステム伝達関数から形成される閉ループ伝達関数を所望の閉ループ伝達関数と比較することによって、システム伝達関数の係数から電圧レギュレータのための制御パラメータを決定することを含む。

【0020】

コントローラ伝達関数は、制御係数が決定される電圧レギュレータのコントローラの伝達関数であり得る。従って、コントローラ伝達関数は、コントローラパラメータに依存し得る。コントローラ伝達関数及びシステム伝達関数から、例えばこれら２つの伝達関数を乗じることによって、開ループ伝達関数が決定され得る。開ループ伝達関数から、閉ループ伝達関数が決定され得る。最後に、閉ループ伝達関数が、一次又は二次システムの伝達関数などの既知の係数を有する所望の閉ループ伝達関数に等しいと仮定し得る。例えば、所望の伝達関数の所望の係数は、所望の整定時間及び／又は所望のオーバーシュートであり得る。このことから、制御パラメータは、所望の閉ループ伝達関数の所望の係数及びシステム伝達関数の係数から計算され得る。

【0021】

本発明の一実施形態によれば、操作変数を用いた回帰分析において、システム伝達関数の係数は、実ステップ係数を有するシステム伝達関数の分母で前ステップ励磁信号をフィルタリングすることによって実ステップ励磁信号を計算することと、実ステップ係数を有するシステム伝達関数の分母で前ステップ端子電圧をフィルタリングすることによって実ステップ端子電圧を計算することとによって再帰的に決定される。

【0022】

既に述べたように、これらの関数及び信号はすべて、ラプラス領域で評価され得る。特に、励磁信号及び端子電圧の高次導関数は、相応に指数化されたラプラス変数を乗じることによって決定され得る。励磁信号の場合、分母の次数ｎ－１までのすべての導関数が決定され得、及び／又は端子電圧の場合、システム伝達関数の分子の次数ｍまでのすべての導関数が決定され得る。

【0023】

本発明の一実施形態によれば、操作変数を用いた回帰分析において、システム伝達関数の係数は、実ステップ係数を有するシステム伝達関数で励磁信号の測定値の第１の時系列をフィルタリングすることによって実ステップ応答を計算することと、実ステップ端子電圧のｎ次導関数と、係数ベクトルと操作変数ベクトルとの積との間の差を最小化することによって次ステップ係数を決定することとによって再帰的に決定される。既に述べたように、ｎは、システム伝達関数の分母の次数である。

【0024】

係数ベクトルは、次ステップ係数から形成され得る。そのような係数がｎ＋ｍ－１個ある、すなわち分子にｍ個、分母にｎ－１個あることに留意されたい。

【0025】

操作変数ベクトルは、実ステップ応答のｎ－１導関数及び実ステップ励磁信号のｍ導関数から形成される。

【0026】

本発明の一実施形態によれば、方法は、ハイパスフィルタを用いて励磁信号の測定値の第１の時系列をフィルタリングすることによって初期ステップ励磁信号を形成すること、及び／又はハイパスフィルタを用いて端子電圧の測定値の第２の時系列をフィルタリングすることによって初期ステップ端子電圧を形成することを更に含む。フィルタリングは、フィルタ係数を乗じることによってラプラス領域で実行され得る。フィルタ係数は、カットオフ周波数を、そのカットオフ周波数にラプラス変数を足したもので割った指数分数であり得る。フィルタ係数は、ｎ＋１で指数化され得る。

【0027】

本発明の一実施形態によれば、方法は、初期ステップ端子電圧のｎ次導関数と、係数ベクトルと回帰ベクトルとの積とを最小化することによって、システム伝達関数のための初期ステップ係数を決定することを更に含み、係数ベクトルは、初期ステップ係数から形成され、回帰ベクトルは、初期ステップ端子電圧のｎ－１導関数及び初期ステップ励磁信号のｍ導関数から形成される。

【0028】

初期ステップ信号は、それぞれの時系列をラプラス変換することによって決定され得る。これらの信号の導関数は、相応に累乗されたラプラス変数を乗じることによって決定され得る。この場合も同様に、上で説明したようにフィルタ係数を乗じ得る。

【0029】

第３のステップにおいて、制御パラメータ計算は、結果として生じる閉ループ伝達関数の極及び／又は零点が所望の閉ループ伝達関数の極及び／又は零点に整合される極零点消去手順に基づき得る。特に、所望の整定時間及び／又はオーバーシュートを強制する極消去手順が適用され得る。一変形形態では、所望の定常状態誤差も所望のパラメータとして使用され得る。

【0030】

このようにして、時間領域挙動への閉ループ極のマッピングが必要なくなり得、及び／又は目的関数及びアルゴリズムの調整が必要なくなり得る。所望の設定、すなわち閉ループにおいて強制される整定時間、オーバーシュート、及び場合によっては定常状態誤差、は、コミッショニングエンジニアによる解釈が容易なものであり、面倒で時間のかかる間接的なパラメータ調整が回避される。

【0031】

本発明の一実施形態によれば、所望の閉ループ伝達関数は、例えば、所望の整定時間及び／又は所望のオーバーシュートを有する二次伝達関数である。このようにして、閉ループの性能は、一次システムに制限される必要がない。

【0032】

本発明の一実施形態によれば、所望の閉ループ伝達関数は、例えば、所望の整定時間を有する一次伝達関数である。既に述べたように、制御パラメータを決定するために一次伝達関数を使用することもできる。一般に、より高次の伝達関数も可能であり得る。

【0033】

本発明の一実施形態によれば、コントローラ伝達関数は、ＰＩＤコントローラの伝達関数である。ＰＩＤコントローラは、比例制御部、積分制御部、及び微分制御部を備え得る。制御パラメータがこれらの部分の係数であり得るか、又はこれらの部分の係数は制御パラメータに依存し得る。制御パラメータは、比例制御部、積分制御部、及び微分制御部の係数の係数を設定し得る。

【0034】

本発明の一実施形態によれば、所望の定常状態誤差は、閉ループ伝達関数とコントローラ伝達関数とを比較することによって設定される。自動で定常状態誤差を０にしないコントローラの場合、この誤差の最大の大きさもまた、制御パラメータを固定するための設定として使用され得る。

【0035】

本発明の一実施形態によれば、コントローラ伝達関数は、リードラグコントローラの伝達関数である。そのような伝達関数は、少なくとも２つの係数を含み得、各係数は極及び零点を有する。一方の係数については、極は、零点よりも高い位置にあり得、他方の係数については、極は、零点よりも低い位置にあり得る。

【0036】

更に、リードラグコントローラは、定常状態誤差を自動的にゼロに調整する必要はない。このようにして、リードラグコントローラは、所望の整定時間、所望のオーバーシュート、及び所望の定常状態誤差が達成されるように決定され得る少なくとも４つの制御パラメータを有し得る。

【0037】

本発明の一実施形態によれば、方法は、励磁信号の値の第１の時系列を生成し、第１の時系列を同期機に印加することによって、回転子巻線に印加される電圧を生成することと、端子電圧の第２の時系列を測定することとを更に含む。例えば、第１の時系列は、特定のステップ関数又はランダム信号などの特殊な形態を有し得る。また、第１の時系列は、同期機システムの通常動作中に決定され得、すなわち、第１の時系列は、制御パラメータの別のセットを用いて電圧レギュレータによって生成され得る。

【0038】

本発明の一実施形態によれば、制御パラメータは、同期機の試運転中に決定される。この方法は、同期機が設置されるときに一度実行され得る。その後、同期機の動作中、以前決定された制御パラメータが使用され得る。

【0039】

本発明の一実施形態によれば、制御パラメータは、同期機の連続動作中に周期的に決定される。この場合、第１及び第２の時系列が一定間隔で決定され得、そこから制御パラメータが決定され得る。換言すると、決定された制御パラメータは、時間と共に変化し得る。この場合、同期機システムの動作中に２つの時系列が決定され得ることに留意されたい。

【0040】

一般に、３ステップ手順は、電圧レギュレータの試運転中にコントローラパラメータを一度決定するために、及び／又は同期機システムが動作している間制御パラメータを更新するために周期的に適用され得る。

【0041】

本発明の更なる態様は、同期機を制御するための方法に関する。この方法は、制御パラメータを設定及び／又は決定するためだけでなく、同期機の動作中に制御パラメータを使用するためにも使用され得る。

【0042】

同期機を制御するための方法は、上記及び下記で説明される制御パラメータを決定することと、決定された制御パラメータを同期機の電圧レギュレータ、特に電圧レギュレータのコントローラに印加することと、電圧レギュレータを用いて同期機を制御することとを含み得る。特に、同期機は、電圧レギュレータを用いて端子電圧を調整することによって制御され得る。

【0043】

本発明の更なる態様は、電圧レギュレータのための制御パラメータを決定するためのコンピュータプログラムに関し、コンピュータプログラムは、プロセッサ上で実行されると、上記及び下記で説明される方法を実行するように適合されている。

【0044】

本発明の更なる態様は、そのようなコンピュータプログラムが記憶された電圧レギュレータのための制御パラメータを決定するためのコンピュータ可読媒体に関する。コンピュータ可読媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ストレージデバイス、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、又はＦＬＡＳＨ（登録商標）メモリであり得る。コンピュータ可読媒体はまた、プログラムコードのダウンロードを可能にするデータ通信ネットワーク、例えばインターネットであり得る。一般に、コンピュータ可読媒体は、非一時的又は一時的媒体であり得る。

【0045】

本発明の更なる態様は、同期機の電圧レギュレータのコントローラに関し、コントローラは、上記及び下記で説明される方法を実行するように制御される。コントローラは、プロセッサと、コンピュータプログラムが記憶されるメモリとを備え得る。しかしながら、方法は、部分的に又は完全にハードウェアに実装されてもよい。

【0046】

本発明の更なる態様は、端子を介して配電網に接続された固定子巻線を有する固定子と、固定子内に回転可能に取り付けられた回転子巻線を有する回転子とを有する同期機と、回転子巻線に電圧を供給するための電圧レギュレータとを備える同期機システムに関する。電圧レギュレータは、配電網から電力を供給可能であり、かつ、回転子巻線のための電圧を発生させるように適合された電気コンバータを備え得る。電圧レギュレータはまた、永久磁石発電機（ＰＭＧ）及び／又はバッテリによって給電され得る。更に、電圧レギュレータは、コンバータを制御し、上記及び下記で説明される方法を実行するためのコントローラを備え得る。

【0047】

上記及び下記で説明される方法の特徴が、上記及び下記で説明される同期機システム、コントローラ、コンピュータプログラム、及び／又はコンピュータ可読媒体の特徴であり得ることは理解されるべきである。

【0048】

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかであり、それらを参照して説明される。

【0049】

本発明の主題は、添付の図面に例示される例示的な実施形態を参照して、以下の本文においてより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】図１は、本発明の一実施形態による同期機システムを概略的に示す。

【図2】図２は、図１のシステムを制御するために使用される応答関数を有する図を示す。

【図3】図３は、本発明の一実施形態によるコントローラを含む図１のシステムの一部のブロック図を概略的に示す。

【図4】図４は、本発明の一実施形態による電圧レギュレータの制御パラメータを決定するための方法のフロー図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0051】

図面で使用される参照記号及びそれらの意味は、参照記号のリストに要約形式で列挙されている。原理上、図において同一の部分には同一の参照記号が付されている。

【0052】

図１は、同期機１２及び電圧レギュレータ１４を有する同期機システム１０を示す。同期発電機及び／又は同期モータなどの同期機１２は、その固定子巻線１８、特に固定子端子２０を介して配電網１６に接続される。固定子巻線は、同期機１２の固定子２２に取り付けられ、同期機１２の回転子２４は、固定子２０内に回転可能に取り付けられ、電圧レギュレータ１４によって給電される回転子巻線２６を担持する。

【0053】

図１に示されるように、回転子巻線２６は、励磁システム２８によって給電され得、励磁システム２８は、回転子２４と共に回転する励磁巻線３０を備え、電圧レギュレータ１４に電気的に接続された静的電圧レギュレータ巻線３２によって給電される。電圧レギュレータ１４からの電圧は、励磁巻線３０に電圧を誘起し、この電圧は、励磁整流器３４で整流されて回転子巻線２６に供給される。

【0054】

電圧レギュレータ１４は、配電網１６に接続された変圧器３８を介して給電されるコンバータ３６を備える。同期機１２の端子２０の端子電圧ｙ及び端子電流ｉを測定するコントローラ４０は、コンバータ３６を制御する。

【0055】

例えば、同期発電機１２は、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換することによって配電網１６内の電力に寄与し得る。機械的エネルギーは、蒸気タービン、ガスタービン、又は水力タービンによって供給され得る。タービンは、回転子２４に取り付けられたワイヤのコイルなどの回転子巻線２６を通って流れる電流によって発生する磁場を保持する同期発電機１２の回転子２４に電力供給し得る。固定子２２に取り付けられたワイヤのコイルなどの固定子巻線１８に対する回転子２４上の磁場の回転運動は、固定子巻線１８に電圧を誘起する。通常、定常状態条件下では、固定子巻線１８の端子２０において測定される誘起電圧ｙが、１２０度ずつ位相シフトされた同一の振幅及び周波数を有する３つの正弦波形をもたらすように、３つの固定子巻線１８が固定子２２に幾何学的に取り付けられている。端子電圧ｙの周波数及び振幅は、主に、回転子２４の角速度及び界磁電流の大きさにそれぞれ影響される。

【0056】

配電網１６の安定した動作には、同期発電機１２の（通常は三相の）端子電圧ｙの大きさが、ほぼ一定であり、かつ、所与の目標値からわずかしか逸脱しないことが必要であり得る。しかしながら、グリッド接続された発電機１２の端子電圧ｙは、電気負荷、再生可能な電源、他の発電機などの、配電網１６内に存在する他のすべてのエンティティに非局所的に依存し得、その所望の波形から大幅に逸脱する可能性がある。従って、界磁電流及び回転子速度をそれぞれ適切に調整することによって、端子電圧ｙの大きさ及び周波数を目標値に調整する必要があり得る。多くの場合、回転子巻線２６の電流は、第２の発電機３０，３２と見なされ得る励磁システム２８によって供給される。励磁システム２８の巻線３０は、整流器３４を通して同期発電機１２の回転子巻線２６に接続され得るため、同期発電機１２の端子電圧ｙの大きさは、励磁システム２８の界磁電流を操作することによって調整され得る。

【0057】

（自動）電圧レギュレータ（ＡＶＲ）１４は、同期機１２の端子電圧ｙ（ｔ）の実際の大きさを調整するために使用される。一般に、その出力は、同期機１２の回転子巻線２６に直接接続されるか、又は励磁システム２８の巻線３２に接続される。電圧レギュレータ１４の出力信号ｕ_ａｖｒ（ｔ）は、端子電圧ｒ（ｔ）の所望の大きさと端子電圧ｙ（ｔ）の測定された大きさとの間の誤差ｅ（ｔ）＝ｒ（ｔ）－ｙ（ｔ）に基づいて決定され得る。

【0058】

例えば、ＰＩＤコントローラの場合、出力信号は、３つの項から構成され得る：

【数1】

電圧レギュレータ１４の出力は、誤差、誤差の積分、及び誤差の導関数の線形結合によって形成され得る。線形結合の一定の係数ｋ_ｐ、ｋ_ｉ、及びｋ_ｄは、コントローラパラメータ又はコントローラゲインと呼ばれ得る。制御パラメータは、電圧レギュレータ１４を備える動的システムによって形成される閉ループの性能に影響を及ぼし、同期機１２は、場合によっては、励磁システム２８を含む。

【0059】

図２は、通常ステップ応答と呼ばれる、コントローラ４０の制御下での初期目標値ｒ_ｉから最終目標値ｒ_ｆへのステップ中の端子電圧ｙ_ｍ（ｔ）の実際の大きさの例を有する図を示す。

【0060】

更に、図２は、ステップ応答の性能指数を示す。一般に、端子電圧ｙ（ｔ）の実際の大きさができるだけ速く新しい目標値ｒ_ｆに近づくように、閉ループが基準信号の変化に迅速に反応することが望ましいであろう。ステップ応答に関連する立ち上がり時間Ｔ_ｒ、整定時間Ｔ_ｓ、及びオーバーシュートＯＳは、コントローラの性能指数として使用され得る。例えば、立ち上がり時間Ｔ_ｒは、端子電圧ｙ（ｔ）の大きさが初期目標値ｒ_ｉと最終目標値ｒ_ｆとの間の基準ステップの１０％から９０％に増加するのに必要な時間間隔を指し得る。整定時間Ｔ_ｓは、基準ステップが発生した瞬間からｙ（ｔ）がｒ（ｔ）の＋２％内に留まるまでの時間間隔を指し得る。オーバーシュートＯＳは、最終目標値ｒ_ｆに対するｙ（ｔ）の最大超過を指し得、及び／又は、例えば、以下のように％で記述され得る：

【数2】

【0061】

整定時間Ｔ_ｓ及びオーバーシュートＯＳを有する端子電圧ｙ（ｔ）の曲線の形は、二次システムに典型的である。以下では、コントローラ４０及び同期機１２から構成される閉ループは、整定時間Ｔ_ｓ及びオーバーシュートＯＳの特定値を達成するようにコントローラ３０の制御パラメータを設定するための二次システムであると仮定する。

【0062】

図３は、コントローラ４０のコントローラ部４２，４４，４６，４８と、コントローラ４０の励磁機信号ｕ（ｔ）に反応する同期機１２及び励磁システム２８などのシステム１０の部分を図示するブロック５０とを有するブロック図を示す。図４は、コントローラ部４２，４４，４６，４８によって実行され得る方法のフロー図を示す。

【0063】

ステップＳ１０において、同期機１２及びオプションで励磁システム２８を含むシステムを特定の時間間隔［０，Ｔ］にわたって励磁し、信号の２つの時系列、巻線３２又は２６に印加される電圧などの励磁信号ｕ_ｃ、及び端子電圧ｙ_ｍの大きさを特定のサンプリング時間ｈで記録し得る。

【0064】

例えば、励磁信号ｕは、信号発生器４２によって生成され得、及び／又はステップ信号若しくは疑似ランダムバイナリ信号のいずれかであり得る。信号発生器４２は、励磁信号ｕの値の第１の時系列を生成し、それらを同期機１２に印加することによって、回転子巻線に印加されるべき電圧を発生させ得る。

【0065】

しかしながら、励磁信号ｕ_ｃは、コントローラ４８によって、すなわち同期機１２の動作中に生成されてもよい。

【0066】

第２の時系列は、端子電圧ｙ_ｍを測定することによって決定され得る。

【0067】

次いで、励磁信号ｕの値の第１の時系列及び端子電圧ｙの測定値の第２の時系列がシステム同定ブロック４０において受け取られ得る。

【0068】

ステップＳ１２において、システム同定器４４は、ブロック５０によって示されるシステムのシステム伝達関数Ｇ（ｓ）の係数５２を決定する。システム伝達関数Ｇ（ｓ）は、ラプラス変数ｓにおける有理関数である。

【数3】

【0069】

一般に、システム伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ｂ_０，．．．，ｂ_ｍｂ_０，．．．，ｂ_ｍ，ａ_１，．．．，ａ_ｎ（図３及び図４において参照番号５２として示される）は、以下で説明されるように、システム入力としての第１の時系列及びシステム出力としての第２の時系列に基づく操作変数を用いた回帰分析によって再帰的に決定される。

【0070】

特定の用途に応じて、モデル構造（ｎ，ｍ）、すなわち、分子ｍの次数及び分母ｎの次数は変化し得る。同期機１２の巻線２６が励磁システム２８によって通電され、同期機１２が配電網１６から切り離されている間の端子電圧ｙの小信号挙動が重要である典型的な用途では、この構造は（２，１）に固定され得る。分母の次数を増やすことで、より良好なフィッティングモデルを得るためにダイナミクスを考慮に入れることも可能であり得る。同様に、（ｎ，ｍ）は、異なる状況、例えば、同期機１２の巻線２６が静的励磁システムによって通電されるときに適合され得る。

【0071】

ＳＲＩＶ（simply refined instrumental variable）法
システム伝達関数Ｇ（ｓ）の係数５２ ｂ_０，．．．，ｂ_ｍ，ａ_１，．．．，ａ_ｎを計算して、同期機１２及び場合によっては励磁システム２８を含むシステム５０の小信号挙動をモデル化するために、ＳＲＩＶ（simply refined instrumental variable）アプローチを使用し得る。

【0072】

計算の基礎は、データセット
（ｕ，ｙ）
であり、ここで、ｕ及びｙは、離散間隔｛１，２，．，Ｔ｝から実数にマッピングする離散時間信号である。ここでは、ｙは、端子電圧の測定された大きさであり、ｕは、同期機１２又は励磁システム２８のいずれかの巻線２６，３２の電圧である。定数ｈは、信号が記録されるサンプリング時間である。データは、基準ステップによってシステムを励磁することによって、又は疑似ランダムバイナリ信号を界磁巻線電圧に印加することによって収集され得る。

【0073】

続いて、係数５２を係数ベクトル

【数4】

とし、それぞれ信号ｕ及びｙのゼロ次ホールド補間から得られる連続時間信号をｕ_ｃ及びｙ_ｃと表記する。パラメータθは、反復的に計算される。

【0074】

初期パラメータ計算
以下では、すべての信号がラプラス変換されていることに留意されたい。最初に、信号ｕ_ｃ及びｙ_ｃは、カットオフ周波数λ＝１０／（２πｈ）のフィルタを用いてフィルタリングされる：

【数5】

【0075】

具体的には、ｉ∈｛１，．．．，ｎ｝、ｊ∈｛０，．．．，ｍ｝について、ｙ_ｆ＝ｙ_ｃ及びｕ_ｆ＝ｕ_ｃとして、以下のフィルタ応答が計算される：

【数6】

【数7】

ハイパスフィルタを用いて励磁信号ｕの測定値の第１の時系列をフィルタリングすることによって初期ステップ励磁信号ｕ_ｆが形成され得、及び／又はハイパスフィルタを用いて端子電圧ｙの測定値の第２の時系列をフィルタリングすることによって初期ステップ端子電圧ｙｆが形成され得る。

【0076】

【数8】

がｙ_ｆの導関数であり、ｙ_ｆがｕ_ｆに対するＧ（ｓ）の応答であるとすると、すべてのｔ＝∈［０，ｈ（Ｔ－１）］について以下の式が成り立つ：

【数9】

【0077】

回帰ベクトル

【数10】

を使用すると、

【数11】

となる。ｉ∈｛１，．．．，Ｔ｝として、サンプリング時間ｔ_ｉ＝（ｉ－１）ｈにわたって要約された

【数12】

からの

【数13】

の偏差を最小化することによって初期パラメータ推定が得られる。目的関数は、以下によって得られる：

【数14】

【0078】

一般に、システム伝達関数Ｇ（ｓ）のための初期ステップ係数θ_０は、初期ステップ端子電圧ｙ_ｆのｎ次導関数と、係数ベクトルθ_０と回帰ベクトルφ^Ｔとの積とを最小化することによって得ることができ、ここで、係数ベクトルは、初期ステップ係数から形成され、回帰ベクトルは、初期ステップ端子電圧ｙ及び初期ステップ励磁信号ｕの導関数から形成される。

【0079】

初期ステップ係数θ_０は、次式によって明示的に計算され得る：

【数15】

【0080】

パラメータ更新
パラメータ更新手順では、本質的に初期化手順を繰り返し、係数θを再帰的に決定する。しかしながら、著しい違いが２つある。第１に、高次導関数を計算するためのフィルタ

【数16】

【0081】

ここでは、

【数17】

は、実際の反復ｋにおける係数５２である。ここで、フィルタ応答は、次式によって計算される：

【数18】

【数19】

実ステップ励磁信号ｕ_ｆは、実ステップ係数θ_ｋを有するシステム伝達関数Ｇ（ｓ）の分母Ａで前ステップ励磁信号ｕ_ｆをフィルタリングすることによって計算される。同様に、実ステップ端子電圧ｙ_ｆは、実ステップ係数θ_ｋを有する分母Ａで前ステップ端子電圧ｙ_ｆをフィルタリングすることによって計算される。

【0082】

第２の違いは、係数更新の計算の際に操作変数を使用することによるものである。この目的のために、システム伝達関数Ｇ（ｓ）を使用して、以下のノイズのない応答を計算する：

【数20】

【0083】

実ステップ応答ｘは、実ステップ係数θ_ｋを有するシステム伝達関数Ｇ（ｓ）で励磁信号の測定値ｕ_ｃの第１の時系列をフィルタリングすることによって計算される。

【0084】

続いて、ｘの導関数ｉ∈｛１，．．．，ｎ－１｝が、

【数21】

によって計算され、以下の操作変数ベクトルが定義される：

【数22】

【0085】

次ステップ係数θ_ｋ＋１は、実ステップ端子電圧ｙ_ｆのｎ次導関数と、係数ベクトルθ_ｋと操作変数ベクトルζ^Tとの積との間の差を最小化することによって決定され得る。操作変数ベクトルζ^Ｔは、実ステップ応答ｘ及び実ステップ励磁信号ｕ_ｆの導関数から形成される。

【0086】

特に、次ステップ係数θ_ｋ＋１は、次式によって計算され得る：

【数23】

【0087】

反復は、|θ_ｋ＋１－θ_ｋ|が十分に小さくなるまで、及び／若しくは閾値よりも小さくなる、例えば０．０１未満になるまで、又は反復の回数が特定の数、例えば１０を超えるまで、繰り返され得る。

【0088】

この方法は調整が不要であること、すなわち、データセット（ｕ，ｙ）と仮定すると、計算の結果に影響を及ぼすパラメータは本質的に存在しないことに留意されたい。

【0089】

更に、フィルタ応答

【数24】

は、１つの初期値問題を解くことによってすべてのｉ∈｛１，．．．，ｎ｝について一度に計算される。同様のことが

【数25】

及び

【数26】

にも当てはまる。従って、

【数27】

及び

【数28】

にも当てはまる。従って、フィルタ応答を計算するためには、初期パラメータ計算において２つの初期値問題を解かなければならない可能性があり、各係数更新反復において３つの初期値問題を解かなければならない可能性がある。例えば、初期値問題を解くために、固定のステップサイズを有する四次ルンゲ－クッタ方式を使用することができる。

【0090】

制御パラメータの計算
ステップＳ１４において、パラメータコンピュータ４６は、制御パラメータ５４を決定するために使用される更なる仕様５６と共に、モデルＧ（ｓ）の係数５２を使用する。

【0091】

一般に、コントローラ伝達関数Ｃ（ｓ）を有するコントローラ４８を設計するための様々な方法が存在する。以下では、システム伝達モデル関数がｎ＝２及びｍ＝１の構造を有し、以下の形式であると仮定する：

【数29】

【0092】

同定された伝達関数Ｇ（ｓ）は、２つの複素共役極を有するものであり、２つの実数極でＧ（ｓ）を表すことができない場合があり得る。この場合、Ｇ（ｓ）の分母多項式の係数ａ_１を

【数30】

で修正して、修正後の伝達関数

【数31】

が２つの実数極で表されることができることを保証するようにする。

【0093】

特に、以下に説明されるように、コントローラ４８のコントローラ伝達関数Ｃ（ｓ）及びシステム伝達関数Ｇ（ｓ）から形成される閉ループ伝達関数は、コントローラパラメータ５４を決定するために、図２に示されるような所望の閉ループ伝達関数と比較される。

【0094】

以下では、２つの異なるコントローラ４８の制御パラメータ計算についての２つの実施形態について説明する。第１のコントローラは、いわゆる直列／カスケード式のＰＩＤコントローラである。第２のコントローラは、ダブルリードラグコントローラである。

【0095】

ＰＩＤコントローラパラメータ計算
ＰＩＤコントローラのパラメータを計算するための仕様５６は、所望の整定時間Ｔ_ｓ及び所望のオーバーシュートＯＳである（図２参照）。

【0096】

ＰＩＤコントローラ４８の伝達関数は、次式で与えられる：

【数32】

上述したように、制御パラメータＴ_ａ、Ｔ_ｂ、及びＫ_ｂを用いて、比例制御部、積分制御部、及び微分制御部の係数ｋ_ｐ、ｋ_ｉ、及びｋ_ｄを設定し得ることに留意されたい。

【0097】

制御パラメータ５４、Ｔ_ａ、Ｔ_ｂ及びＫ_ｂは、コントローラ伝達関数Ｃ（ｓ）とシステム伝達関数Ｇ（ｓ）との積である開ループ伝達関数が、以下をもたらすように決定される：

【数33】

ここで、α∈］０，１［は、第２のステップで決定されるべきパラメータである。明示的に、制御パラメータ５４は、次式で与えられる：

【数34】

【0098】

開ループ伝達関数から、閉ループ伝達関数が、以下によって得られる：

【数35】

【0099】

この閉ループ伝達関数は、二次伝達関数（図２参照）と比較され、ここで、二次伝達関数の標準形式は、

【数36】

によって与えられ、これについて、ヒューリスティック

【数37】

は、減衰係数θを整定時間Ｔ_ｓに正確に関連付ける。閉ループ伝達関数の係数と二次伝達関数の標準形式とを比較することによって、パラメータ

【数38】

及び

【数39】

を得ることができる。減衰係数θは、オーバーシュート仕様ＯＳから導出され得る。ＯＳ＞０の場合、減衰係数は、

【数40】

によって得られ、ＯＳ＝０の場合は、θ＝１となる。パラメータαが区間］０，１［に制限されることに留意されたい。しかしながら、所望の整定時間Ｔ_ｓが大きすぎる場合、αは、１よりも大きくなる可能性がある。この場合、所望の整定時間Ｔ_ｓは、α∈］０，１［となるように単純に低減され得る。

【0100】

リードラグコントローラパラメータ計算
リードラグコントローラ４８の制御パラメータ５４を計算するための仕様５６は、所望の整定時間Ｔ_ｓ、所望のオーバーシュートＯＳ、及び所望の定常状態誤差ｅ_ｓｓである。

【0101】

コントローラ４８のコントローラ伝達関数Ｃ（ｓ）は、次式で与えられる：

【数41】

【0102】

コントローラの分子時定数は

【数42】

に設定され、その結果、開ループ伝達関数は、以下のようになる：

【数43】

【0103】

Ｔ_Ｂ１＝Ｔ及びＴ_Ｂ２＝ｃＴとすると、閉ループは、以下によって得られる：

【数44】

【0104】

ゲインＫ_Ｒは、所望の定常状態誤差ｅ_ｓｓが閉ループにおいて強制されるように、すなわち以下になるように選択される：

【数45】

【0105】

残りのパラメータＴ_Ｂ１及びＴ_Ｂ２（又は同等にｃ及びＴ）は、実際の閉ループ伝達関数を厳密に近似する伝達関数

【数46】

において所望の整定時間及びオーバーシュートを強制するように選択され得る。第１のステップにおいて、減衰係数θは、ＰＩＤコントローラの１つのようなオーバーシュート仕様から導出される。これらの係数を、二次伝達関数の標準形式

【数47】

と比較すると、以下がもたらされる：

【数48】

【0106】

ｃについて方程式を解くと、以下となる：

【数49】

【0107】

ｃが複素数になる場合、ゲインＫ_Ｒを増加させて、ｃが実数になることを保証し得る。時定数Ｔは、整定時間ヒューリスティック

【数50】

によって決定され、これは、以下をもたらす：

【数51】

及び

【数52】

【0108】

同期機の制御
ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４のための３ステップ手順は、コントローラパラメータ５４を決定するために電圧レギュレータ１４の試運転中に、及び／又はシステム１０が動作している間コントローラパラメータ５４を更新するために定期的に適用され得る。この場合、ステップＳ１０におけるデータは、システム１０が動作している間に所望の信号ｕ，ｙを測定することによって得ることができる。

【0109】

ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４の後、制御パラメータ５４は、電圧レギュレータ１４のコントローラ４８に印加され得る。

【0110】

ステップＳ１６において、コントローラ４８は、時間依存している可能性がある基準信号ｒ（ｔ）に向けて端子電圧ｙを調整し得る。コントローラ４８は、基準信号ｒ（ｔ）を受け取り得、この基準信号ｒ（ｔ）に向けて端子電圧ｙ_ｍ（ｔ）の大きさを制御し得る。

【0111】

本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されたが、そのような図示及び説明は、限定的ではなく実例的又は例示的と見なされるべきであり、本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の研究から、特許請求される発明を実施する当業者によって理解され達成され得る。特許請求の範囲において、「含む／備える（comprising）」という語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ若しくはコントローラ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載されているいくつかの項目の機能を発揮し得る。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実だけでは、これらの手段の組合せを有利に使用することができないことを示すことにはならない。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0112】

[参照記号のリスト]
１０ 同期機システム
１２ 同期機
１４ 電圧レギュレータ
１６ 配電網
１８ 固定子巻線
２０ 固定子端子
２２ 固定子
２４ 回転子
２６ 回転子巻線
２８ 励磁システム
３０ 励磁巻線
３２ 電圧レギュレータ巻線
３４ 励磁整流器
３６ コンバータ
３８ 変圧器
４０ コントローラ
４２ 信号発生器
４４ システム同定
４６ パラメータ計算
４８ 電圧コントローラ
５０ システムを表すブロック
ｔ 時間
ｙ，ｙ（ｔ） 端子電圧の大きさ
Ｔ_ｒ 立ち上がり時間
Ｔ_ｓ 整定時間
ＯＳ オーバーシュート
Ｇ（ｓ） システム伝達関数
５２ システム伝達モデルの係数
Ｃ（ｓ） コントローラ伝達関数
５４ 制御パラメータ
ｕ，ｕ（ｔ） 励磁信号
ｒ（ｔ） 基準信号
５６ 仕様

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】