JP2008175660A - Abnormality detecting device and position detector equipped with abnormality detecting part - Google Patents

Abnormality detecting device and position detector equipped with abnormality detecting part Download PDF

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Kenji Mitaki
顕治 三滝
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abnormality detecting device for accurately detecting the abnormality of a detection signal in a simple processing circuit, and to provide a position detector provided with the abnormality detecting device. <P>SOLUTION: A Hilbert transformer 100 generates COS data, Hilbert-transformed SIN data from the SIN data which is the A/D-transformed sin signal output from a sensor 70. A data shift unit 101 generates COS' data giving delay corresponding to a delay part of the Hilbert transformer 100 to the COS data, the A/D-transformed cos signal output from the sensor 70. A judgement unit 103 calculates a deference between the COS data and the COS' data, and judges whether it is in a prescribed range or not. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、位置検出器の検出信号の異常を検出する異常検出装置に関し、特に移動体の変位に応じてセンサから位置検出器に送出されるsin信号およびcos信号の異常を検出する異常検出装置および異常検出部を備えた位置検出器に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device that detects an abnormality of a detection signal of a position detector, and more particularly, to an abnormality detection device that detects an abnormality of a sin signal and a cos signal sent from a sensor to a position detector according to displacement of a moving body. And a position detector including an abnormality detector.

図7は、従来の異常検出装置のブロック図である。
図において、30はレゾルバ、40は回転センサ信号処理回路である。
レゾルバ30において、31はロータ軸に固定された回転部分、32は励磁巻線、33はsin巻線、34はcos巻線である。また、回転センサ信号処理回路40において、42、43、44は配線、45は発振回路、46はR/Dコンバータ、47はコンパレータ、48、49はA/Dコンバータ、50は制御CPUである。
FIG. 7 is a block diagram of a conventional abnormality detection device.
In the figure, 30 is a resolver, and 40 is a rotation sensor signal processing circuit.
In the resolver 30, 31 is a rotating portion fixed to the rotor shaft, 32 is an excitation winding, 33 is a sin winding, and 34 is a cos winding. In the rotation sensor signal processing circuit 40, reference numerals 42, 43 and 44 denote wirings, 45 denotes an oscillation circuit, 46 denotes an R / D converter, 47 denotes a comparator, 48 and 49 denote A / D converters, and 50 denotes a control CPU.

以下、図7を用いて従来技術の動作を説明する。
回転センサ信号処理回路40のコンパレータ47は、発信回路45からのリファレンス信号のピークを検出すると、このピークタイミングにてレゾルバ30からのsin信号およびcos信号をA/D変換し、A/Dコンバータ48からSIN信号を、A/Dコンバータ49からCOS信号を制御CPU50に入力する。
Hereinafter, the operation of the prior art will be described with reference to FIG.
When the comparator 47 of the rotation sensor signal processing circuit 40 detects the peak of the reference signal from the transmission circuit 45, the comparator 47 performs A / D conversion on the sin signal and the cos signal from the resolver 30 at this peak timing, and an A / D converter 48. And the COS signal from the A / D converter 49 are input to the control CPU 50.

制御CPU50は、sinθ及びcosθとθとを対応付けたテーブルを内蔵しており、入力したSIN信号及びCOS信号の値にてこのテーブルを参照することにより、角度θを推定する。その一方、制御CPU50は、R/Dコンバータ46より求められた角度信号Θも入力する。制御CPU50は、テーブルを参照することにより得られた角度θとR/Dコンバータ46より求められた角度Θの差の絶対値を求め、これにより得られた角度差が所定の異常検出しきい値を上回っているか否かを判定する。異常検出しきい値を上回っていると判定した場合には、R/Dコンバータ46から正確な角度信号Θが得られていないと判定していた。   The control CPU 50 has a built-in table in which sin θ and cos θ and θ are associated with each other, and estimates the angle θ by referring to this table with the values of the input SIN signal and COS signal. On the other hand, the control CPU 50 also receives an angle signal Θ obtained from the R / D converter 46. The control CPU 50 obtains the absolute value of the difference between the angle θ obtained by referring to the table and the angle Θ obtained from the R / D converter 46, and the obtained angle difference is a predetermined abnormality detection threshold value. It is determined whether or not it exceeds. When it is determined that the abnormality detection threshold value is exceeded, it is determined that an accurate angle signal Θ is not obtained from the R / D converter 46.

また、制御CPU50は、SIN信号の二乗とCOS信号の二乗の和を求め、SINθ+ COSθ=1を満たすときには正常、そうではないときにはレゾルバ周辺の配線又はレゾルバ内部に異常が発生したと判定していた。(たとえば、特許文献1を参照)
特開平9−72758号公報
Further, the control CPU 50 obtains the sum of the square of the SIN signal and the square of the COS signal, and when SIN 2 θ + COS 2 θ = 1 is satisfied, it is normal. It was judged. (For example, see Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 9-72758

従来の異常検出装置で行なわれていた、RDコンバータより求められた角度信号と、sin信号およびcos信号の値でテーブルを参照した角度信号との角度差が所定のしきい値を上回っているか否かを判定する方法は、テーブル作成用のメモリを必要とし、また処理回路が複雑になるという問題があった。また、検出信号の二乗の和を演算する方法は検出電圧の変動の影響を受けやすく精度の高い検出が出来ないというような問題があった。   Whether the angle difference between the angle signal obtained from the RD converter and the angle signal referring to the table with the values of the sin signal and the cos signal, which has been performed in the conventional abnormality detection device, exceeds a predetermined threshold value. This method requires a memory for creating a table and has a problem that the processing circuit becomes complicated. In addition, the method of calculating the sum of squares of detection signals has a problem that it is easily affected by fluctuations in detection voltage and cannot be detected with high accuracy.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な処理回路で、センサ信号の異常を精度良く検出出来る異常検出装置および異常検出装置を備えた位置検出器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and provides an abnormality detection device capable of accurately detecting an abnormality of a sensor signal with a simple processing circuit and a position detector including the abnormality detection device. Objective.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項1に記載の発明は、移動体の変位に応じてセンサから出力されるsin信号およびcos信号の異常を検出する異常検出装置であって、前記異常検出装置は、前記sin信号をSINデータにA/D変換する第1のA/D変換器と、前記cos信号をCOSデータにA/D変換する第2のA/D変換器と、前記SINデータの位相をπ/2シフトしたCOS~データを算出するヒルベルト変換器と、前記COSデータに前記ヒルベルト変換器の遅延時間に対応する遅延を与えたCOS´データを算出するデータシフト器と、前記COS~データとCOS´データ間の差異の有無を判定する判定器を備えたことを特徴としている。
また、請求項2に記載の発明は、前記異常検出装置は前記COS´データの反転した−COS´を算出する符号反転器を備え、前記判定器は、前記COS~データおよびCOS´データ間の差異の有無を判別する第1の一致判別器と、前記COS~データおよび−COS´データ間の差異の有無を判別する第2の一致判別器と、前記第1の一致判別器の出力と第2の一致判別器の論理和を算出するORゲートを備えたことを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明は、前記判定器は、前記論理和の出力から複数回連続して異常信号を検出した場合、異常であると判定することを特徴としている。
また、請求項4に記載の発明は、移動体の変位に応じてセンサから出力されるsin信号およびcos信号から移動体の変位を検出する位置検出器において、前記位置検出器は、位置信号処理部と異常検出部を備え、前記異常検出部は、前記sin信号をSINデータにA/D変換する第1のA/D変換器と、前記cos信号をCOSデータにA/D変換する第2のA/D変換器と、前記SINデータの位相をπ/2シフトしたCOS~データを算出するヒルベルト変換器と、前記COSデータに前記ヒルベルト変換器の遅延時間に対応する遅延を与えたCOS´データを算出するデータシフト器と、前記COS~データとCOS´データ間の差異の有無および前記COS~データと−COS´データ間の差異の有無から異常を判定する判定器とを備えたことを特徴としている。
また、請求項4に記載の発明は、サーボモータが請求項4記載の位置検出器を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is an abnormality detection device for detecting an abnormality in a sin signal and a cos signal output from a sensor in accordance with displacement of a moving body, wherein the abnormality detection device converts the sin signal into SIN data. A first A / D converter that performs A / D conversion, a second A / D converter that performs A / D conversion of the cos signal into COS data, and a COS obtained by shifting the phase of the SIN data by π / 2. A Hilbert transformer for calculating data, a data shifter for calculating COS ′ data obtained by adding a delay corresponding to the delay time of the Hilbert converter to the COS data, and a difference between the COS data and the COS ′ data. It is characterized by having a determination device for determining the presence or absence of the.
According to a second aspect of the present invention, the anomaly detection device includes a sign inverter that calculates -COS 'obtained by inverting the COS' data, and the determination unit includes between the COS ~ data and the COS 'data. A first coincidence discriminator for discriminating the presence or absence of a difference; a second coincidence discriminator for discriminating the presence or absence of a difference between the COS ~ data and -COS 'data; An OR gate for calculating a logical sum of two coincidence discriminators is provided.
The invention according to claim 3 is characterized in that the determination unit determines that an abnormality is detected when an abnormality signal is detected a plurality of times consecutively from the output of the logical sum.
According to a fourth aspect of the present invention, in the position detector for detecting the displacement of the moving body from the sin signal and the cos signal output from the sensor in accordance with the displacement of the moving body, the position detector includes position signal processing. A first A / D converter for A / D converting the sin signal into SIN data, and a second for A / D converting the cos signal into COS data. A / D converter, a Hilbert converter that calculates COS ~ data obtained by shifting the phase of the SIN data by π / 2, and a COS ′ that gives a delay corresponding to the delay time of the Hilbert converter to the COS data A data shifter that calculates data, and a determination unit that determines abnormality from the presence / absence of a difference between the COS ~ data and the COS 'data and the presence / absence of a difference between the COS ~ data and -COS' data. It is characterized in that was example.
According to a fourth aspect of the present invention, a servo motor includes the position detector according to the fourth aspect.

請求項1に記載の発明によると、異常検出装置が、SINデータをヒルベルト変換するヒルベルト変換器と、COSデータにヒルベルト変換器の遅延時間に対応する遅延を与えるデータシフト器と、ヒルベルト変換器およびデータシフト器から出力の差異の有無を判定する判定器を備えているので、簡単な構成で精度の良い異常検出装置が実現できる。
請求項2に記載の発明によると、符号反転器を備えれば、sin信号とcos信号の進み遅れに関係なく、異常検出ができる。
請求項3に記載の発明によると、論理和の出力が複数回連続して異常信号を検出した場合、異常であると判定すれば、ノイズの影響を受けにくい異常検出装置が実現できる。
請求項4に記載の発明によると、位置検出器が、位置信号処理部と異常検出部を備え、前記異常検出部がSINデータをヒルベルト変換するヒルベルト変換器と、COSデータにヒルベルト変換器の遅延時間に対応する遅延を与えるデータシフト器と、ヒルベルト変換器およびデータシフト器から出力の差異の有無を判定する判定器を備えているので、簡単な構成で精度の良い異常検出ができる位置検出器が実現できる。
請求項5に記載の発明によると、サーボモータが請求項4記載の位置検出器を備えているので、異常時に異常信号を素早く送出でき、このサーボモータを用いた制御システムの信頼性が向上する。
According to the invention described in claim 1, the anomaly detection apparatus includes a Hilbert transformer that performs Hilbert transform on SIN data, a data shifter that gives a delay corresponding to the delay time of the Hilbert transformer to COS data, a Hilbert transformer, and Since the determination device for determining whether there is a difference in output from the data shifter is provided, a highly accurate abnormality detection device can be realized with a simple configuration.
According to the second aspect of the present invention, if a sign inverter is provided, an abnormality can be detected regardless of the advance and delay of the sin signal and the cos signal.
According to the third aspect of the present invention, when an abnormality signal is detected continuously several times, the abnormality detection device that is less susceptible to noise can be realized if it is determined to be abnormal.
According to the invention described in claim 4, the position detector includes a position signal processing unit and an anomaly detection unit, and the anomaly detection unit performs a Hilbert transformer that converts the SIN data into a Hilbert transform, and a delay of the Hilbert transformer into the COS data. Since it has a data shifter that gives a delay corresponding to time, and a determiner that determines whether there is a difference in output from the Hilbert transformer and the data shifter, a position detector that can detect anomalies with high accuracy with a simple configuration Can be realized.
According to the invention described in claim 5, since the servo motor is provided with the position detector described in claim 4, an abnormal signal can be quickly sent out in the event of an abnormality, and the reliability of the control system using this servo motor is improved. .

以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施例を示す異常検出装置のブロック図である。
図において11はセンサ部70から送出されたsin信号を一定のサンプリング周期でSINデータへ変換する第1のA/D変換器、12はcos信号をCOSデータへ変換する第2のA/D変換器である。また、100はSINデータをヒルベルト変換するヒルベルト変換器、101はCOSデータの時間的なシフトを行なうデータシフト器、103は判定器である。ヒルベルト変換器100、データシフト器101および判定器103は制御CPU50で構成されている。
FIG. 1 is a block diagram of an abnormality detection apparatus showing a first embodiment of the present invention.
In the figure, 11 is a first A / D converter that converts the sin signal sent from the sensor unit 70 into SIN data at a constant sampling period, and 12 is a second A / D converter that converts the cos signal into COS data. It is a vessel. Reference numeral 100 denotes a Hilbert transformer that performs Hilbert transform on SIN data, 101 denotes a data shifter that performs temporal shift of COS data, and 103 denotes a determination unit. The Hilbert converter 100, the data shifter 101, and the determination unit 103 are configured by a control CPU 50.

先ず、ヒルベルト変換器100の構成および動作について説明する。
図2は、本実施例におけるヒルベルト変換器の構成図である。
図において、104は遅延器、105は乗算器、106は加算器である。
入力されたSINデータの時刻tにおけるデジタル信号値をXt[0]と表記し、また、遅延器104にて1サンプルずつ遅延し、遅延器総数n−1だけ遅延したデジタル信号値をXt[n−1]と表記する。また、ヒルベルト変換用係数列をそれぞれK[0]..K[n−1]と表記する。
First, the configuration and operation of the Hilbert transformer 100 will be described.
FIG. 2 is a configuration diagram of the Hilbert transformer in this embodiment.
In the figure, 104 is a delay unit, 105 is a multiplier, and 106 is an adder.
The digital signal value of the input SIN data at time t is expressed as Xt [0], and the digital signal value delayed by one sample by the delay unit 104 and delayed by the total number of delay units n−1 is Xt [n. -1]. Also, the Hilbert transform coefficient sequences are denoted as K [0] .. K [n-1], respectively.

ヒルベルト変換器100は、乗算器105と加算器106を使用し、デジタル信号値Xt[0].. Xt[n−1]とヒルベルト変換用係数K[0]..K[n−1]から(1)式の演算を行なう。
Yt=ΣK[i]×Xt[i] ,i=0 〜(n−1) ・・・(1)
出力Ytは、SINデータに対して直線位相特性をもつデータで、以下COS~データと記す。
The Hilbert transformer 100 uses a multiplier 105 and an adder 106, and from the digital signal values Xt [0]... Xt [n-1] and the Hilbert transform coefficients K [0] .. K [n-1]. (1) The equation is calculated.
Yt = ΣK [i] × Xt [i], i = 0 to (n−1) (1)
The output Yt is data having linear phase characteristics with respect to the SIN data, and is hereinafter referred to as COS˜data.

次に、データシフト器の構成および動作について説明する。
図3は、本実施例における異常検出装置のデータシフト器の構成図である。
図において、104は遅延器である。入力されたCOSデータをN=(n−1)/2サンプルだけ遅延する。ただし、(n:ヒルベルト変換器のフィルタタップ長)である。
Next, the configuration and operation of the data shifter will be described.
FIG. 3 is a configuration diagram of a data shifter of the abnormality detection device in this embodiment.
In the figure, reference numeral 104 denotes a delay device. The input COS data is delayed by N = (n−1) / 2 samples. However, (n: filter tap length of the Hilbert converter).

時刻tでのCOSデータをDt[0]、1サンプル遅れたCOSデータをDt[1]、Nサンプル遅れたデータをDt[N]と表記すると、データシフト器101の出力であるデータをDt[N]は、COSデータにフィルタタップ長nのヒルベルト変換器の遅延分に対応する遅延を与えたデータとなる。以下このデータをCOS´データと記す。   When COS data at time t is expressed as Dt [0], COS data delayed by one sample is expressed as Dt [1], and data delayed by N samples is expressed as Dt [N], data output from the data shifter 101 is expressed as Dt [ N] is data obtained by adding a delay corresponding to the delay of the Hilbert transformer having the filter tap length n to the COS data. Hereinafter, this data is referred to as COS ′ data.

このように、データシフト器は、COSデータに対して、SINデータがヒルベルト変換器100を通ることによる遅れと同じ遅れを持たすことによって、COS~データとCOS´データが同位相になるようにしている。   As described above, the data shifter has the same delay as the delay due to the SIN data passing through the Hilbert transformer 100 with respect to the COS data so that the COS ~ data and the COS ′ data have the same phase. Yes.

次に、異常判定動作について説明する。
図1において、ヒルベルト変換器100で得られたCOS~データ及びデータシフト器101で得られたCOS´データは、判定器103に入力される。判定器103では、COS~データとCOS´データとの差を演算し、所定の範囲内であるか否かを判定する。
所定の範囲を超える場合は少なくともsin信号またはcos信号のいずれか一方に異常が発生したと判定する。なお、ノイズによる誤動作を避けるために、複数回連続して、所定の範囲内を超えたとき異常が発生したと判定しても良い。
Next, the abnormality determination operation will be described.
In FIG. 1, COS data obtained by the Hilbert transformer 100 and COS ′ data obtained by the data shifter 101 are input to the determination unit 103. The determiner 103 calculates the difference between the COS ~ data and the COS ′ data, and determines whether or not it is within a predetermined range.
If it exceeds the predetermined range, it is determined that an abnormality has occurred in at least one of the sin signal and the cos signal. In order to avoid malfunction due to noise, it may be determined that an abnormality has occurred when a predetermined range has been exceeded a plurality of times.

このように本実施例では、異常検出に角度演算を伴わないので簡単な処理回路で異常検出が実現できる。また、単にsin信号とcos信号の二乗の和を演算するのではなく、sin信号を基に生成されたCOS~データとcos信号を基に生成されたCOS´データ間の差異の有無を判定しているので、検出電圧の変動の影響を受けにくい精度の高い異常検出が実現できる。   As described above, in this embodiment, since abnormality detection is not accompanied by angle calculation, abnormality detection can be realized with a simple processing circuit. Also, rather than simply calculating the sum of the squares of the sin signal and the cos signal, it is determined whether there is a difference between the COS ~ data generated based on the sin signal and the COS ′ data generated based on the cos signal. Therefore, it is possible to realize highly accurate abnormality detection that is not easily affected by fluctuations in the detection voltage.

図4は、本発明の第2実施例を示す異常検出装置のブロック図、図5は本実施例における判定器のブロック図である。
図4において102は符号反転器、103’は判定器である。また、図5において、108aは第1の一致判別器、108bは第2の一致判別器である。本実施例が第1実施例と異なる点は、異常検出装置10がCOS´データの反転した−COS´を算出する符号反転器102を備えている点と、判定器103’が、COS~データ、COS´データ間の差異の有無を判別する第1の一致判別器108aと、COS~データ、−COS´データ間の差異の有無を判別する第2の一致判別器108bとを備えている点である。
FIG. 4 is a block diagram of an anomaly detection apparatus showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of a determiner in the present embodiment.
In FIG. 4, reference numeral 102 denotes a sign inverter, and 103 ′ denotes a determiner. In FIG. 5, 108a is a first coincidence discriminator, and 108b is a second coincidence discriminator. This embodiment is different from the first embodiment in that the abnormality detection apparatus 10 includes a sign inverter 102 that calculates −COS ′ obtained by inverting COS ′ data, and that the determiner 103 ′ includes COS˜data. , A first coincidence discriminator 108a for discriminating whether or not there is a difference between COS ′ data, and a second coincidence discriminator 108b for discriminating the presence or absence of a difference between COS˜data and −COS ′ data. It is.

次に本実施例の動作について説明する。
図5において、一致判別器108aは、COS~データとCOS´データの差を演算し、所定の値以内であれば、両信号が一致しているとして、 “1”を出力する。また、一致判別器108bは、COS~データと−COS´データの差を演算し、所定の値以内であれば、両信号が一致しているとして、“1”を出力する。109はORゲートで一致判別器108aおよび一致判別器108bの出力信号のOR信号を出力する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In FIG. 5, the coincidence discriminator 108 a calculates the difference between the COS˜ data and the COS ′ data, and if it is within a predetermined value, outputs “1” because both signals coincide with each other. Further, the coincidence discriminator 108b calculates the difference between the COS ~ data and the -COS 'data, and if it is within a predetermined value, it outputs "1" because both signals coincide. An OR gate 109 outputs an OR signal of the output signals of the coincidence discriminator 108a and the coincidence discriminator 108b.

sin信号およびcos信号の正常時において、sin信号がcos信号より90度進んでいる場合は、COS~データとCOS´データは同相となり、一致判別器108aは“1”を出力する。また、sin信号がcos信号より90度遅れている場合は、COS~データと−COS´データは同相となり、一致判別器108bは“1”を出力する。ORゲート109は、一致判別器108aおよび一致判別器108bのOR信号を出力しているので、sin信号およびcos信号の進み遅れに係らず“1”が出力される。従って、本実施例ではsin信号およびcos信号の進み遅れに係らず異常を検出できる。   When the sine signal is 90 degrees ahead of the cosine signal when the sine signal and the cosine signal are normal, the COS ~ data and the COS ′ data are in phase, and the coincidence discriminator 108a outputs “1”. When the sin signal is delayed by 90 degrees from the cos signal, the COS ~ data and the -COS 'data are in phase, and the coincidence discriminator 108b outputs "1". Since the OR gate 109 outputs the OR signals of the coincidence discriminator 108a and the coincidence discriminator 108b, "1" is output regardless of the advance and delay of the sin signal and the cos signal. Therefore, in this embodiment, an abnormality can be detected regardless of the advance and delay of the sin signal and the cos signal.

図6は本発明の第3実施例を示す位置検出器のブロック図である。
図において、13は位置信号処理部、10’は異常検出部である。位置検出器20は位置信号処理部13と異常検出部10’で構成されている。
位置信号処理部13は、センサ部70で検出された図示しない移動体の変位に応じて出力されるsin信号およびcos信号から、移動体の変位に応じた位置検出信号θを図示しない上位の制御装置に出力する。また、異常検出部10’は、第2実施例で示した異常検出装置を備えており、sin信号およびcos信号が正常であるか否かを判定し、その判定信号eを上位の制御装置(図示せず)に出力する。
FIG. 6 is a block diagram of a position detector showing a third embodiment of the present invention.
In the figure, 13 is a position signal processing unit, and 10 'is an abnormality detection unit. The position detector 20 includes a position signal processing unit 13 and an abnormality detection unit 10 ′.
The position signal processing unit 13 controls the position detection signal θ according to the displacement of the moving body from the sin signal and the cos signal output according to the displacement of the moving body (not shown) detected by the sensor unit 70. Output to the device. Further, the abnormality detection unit 10 ′ includes the abnormality detection device shown in the second embodiment, determines whether the sin signal and the cos signal are normal, and uses the determination signal e as an upper control device ( (Not shown).

このように、本実施例では位置検出器が、位置信号処理部と、ヒルベルト変換器を用いた異常検出部を備えているので、構成が簡単で精度の良い異常検出機能を備えた位置検出器が実現できる。   As described above, in the present embodiment, the position detector includes the position signal processing unit and the abnormality detection unit using the Hilbert transformer, so that the position detector has a simple structure and a highly accurate abnormality detection function. Can be realized.

また、従来技術で示したRDコンバータより求められた角度信号と、sin信号およびcos信号の値でテーブルを参照した角度信号との角度差を検出する方法は、角度信号の異常を検出する方法であるので、異常検出信号を出力するのに時間がかかっていた。本実施例では位置検出器は、SINデータとCOSデータからヒルベルト変換器およびデータシフト器を用いた簡単な演算によって異常検出信号が生成できるので、演算時間も短く素早く異常検出信号を送出できる。従って、本実施例の位置検出器をサーボモータに適用すると、異常時に異常信号を素早く送出でき、このサーボモータを用いた制御装置の信頼性が向上するという特徴がある。   The method of detecting the angle difference between the angle signal obtained from the RD converter shown in the prior art and the angle signal referring to the table with the values of the sin signal and the cos signal is a method of detecting an abnormality of the angle signal. As a result, it took time to output the abnormality detection signal. In the present embodiment, the position detector can generate an abnormality detection signal from SIN data and COS data by a simple calculation using a Hilbert transformer and a data shifter, so that the abnormality detection signal can be transmitted quickly with a short calculation time. Therefore, when the position detector of the present embodiment is applied to a servo motor, an abnormal signal can be quickly transmitted in the event of an abnormality, and the reliability of a control device using this servo motor is improved.

レゾルバやエンコーダといった角度測定装置の断線検出または短絡検出、および正弦波信号、余弦波信号の2相信号を検出情報とするセンサの断線検出または短絡検出にも適用できる。   The present invention can also be applied to disconnection detection or short circuit detection of an angle measuring device such as a resolver or encoder, and to detection of disconnection or short circuit of a sensor using two-phase signals of a sine wave signal and a cosine wave signal as detection information.

本発明の第1実施例を示す異常検出装置のブロック図である。1 is a block diagram of an abnormality detection apparatus showing a first embodiment of the present invention. 本実施例におけるヒルベルト変換器の構成図である。It is a block diagram of the Hilbert converter in a present Example. 本実施例における異常検出装置のデータシフト器の構成図である。It is a block diagram of the data shifter of the abnormality detection apparatus in a present Example. 本発明の第2実施例を示す異常検出装置のブロック図である。It is a block diagram of the abnormality detection apparatus which shows 2nd Example of this invention. 本実施例における判定器のブロック図である。It is a block diagram of the determination device in a present Example. 本発明の第3実施例を示す位置検出器のブロック図である。It is a block diagram of the position detector which shows 3rd Example of this invention. 従来の異常検出装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional abnormality detection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 異常検出装置
10’ 異常検出部
100 ヒルベルト変換器
101 データシフト器
102 符号反転器
103、103’ 判定器
104 遅延器
105 乗算器
106 加算器
108a、108b 一致判別器
109 ORゲート
11、12 A/D変換器
13 位置信号処理部
20 位置検出器
30 回転センサ信号処理回路
31 ロータ軸に固定された回転部分
32 励磁巻線
33 sin巻線
34 cos巻線
42、43、44 配線
45 発信回路
46 R/Dコンバータ
47 コンパレータ
48、49 A/Dコンバータ
50 制御CPU
70 センサ部
72 位置信号処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Abnormality detection apparatus 10 'Abnormality detection part 100 Hilbert transformer 101 Data shifter 102 Sign inverter 103, 103' Judgment device 104 Delay device 105 Multiplier 106 Adder 108a, 108b Match discrimination device 109 OR gate 11, 12 A / D converter 13 Position signal processing unit 20 Position detector 30 Rotation sensor signal processing circuit 31 Rotating portion 32 fixed to the rotor shaft Excitation winding 33 Sin winding 34 Cos windings 42, 43, 44 Wiring 45 Transmission circuit 46 R / D converter 47 Comparator 48, 49 A / D converter 50 Control CPU
70 Sensor part 72 Position signal processing part

Claims (5)

移動体の変位に応じてセンサから出力されるsin信号およびcos信号の異常を検出する異常検出装置であって、
前記異常検出装置は、前記sin信号をSINデータにA/D変換する第1のA/D変換器と、前記cos信号をCOSデータにA/D変換する第2のA/D変換器と、前記SINデータの位相をπ/2シフトしたCOS~データを算出するヒルベルト変換器と、前記COSデータに前記ヒルベルト変換器の遅延時間に対応する遅延を与えたCOS´データを算出するデータシフト器と、前記COS~データとCOS´データ間の差異の有無を判定する判定器を備えたことを特徴とする異常検出装置。
An abnormality detection device that detects an abnormality in a sin signal and a cos signal output from a sensor according to displacement of a moving body,
The abnormality detection device includes: a first A / D converter that A / D converts the sin signal into SIN data; a second A / D converter that A / D converts the cos signal into COS data; A Hilbert transformer that calculates COS ~ data obtained by shifting the phase of the SIN data by π / 2; a data shifter that calculates COS ′ data obtained by adding a delay corresponding to the delay time of the Hilbert transformer to the COS data; An anomaly detection apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not there is a difference between the COS ~ data and the COS ′ data.
前記異常検出装置は前記COS´データの反転した−COS´を算出する符号反転器を備え、前記判定器は、前記COS~データおよびCOS´データ間の差異の有無を判別する第1の一致判別器と、前記COS~データおよび−COS´データ間の差異の有無を判別する第2の一致判別器と、前記第1の一致判別器の出力と第2の一致判別器の論理和を算出するORゲートを備えたことを特徴とする請求項1記載の異常検出装置。   The abnormality detection apparatus includes a sign inverter that calculates −COS ′ obtained by inverting the COS ′ data, and the determination unit determines a first match determination that determines whether there is a difference between the COS˜data and the COS ′ data. A logical sum of a second match discriminator, a second match discriminator for discriminating whether or not there is a difference between the COS ~ data and -COS 'data, and a second match discriminator. 2. The abnormality detection device according to claim 1, further comprising an OR gate. 前記判定器は、前記論理和の出力から複数回連続して異常信号を検出した場合、異常であると判定することを特徴とする請求項2記載の異常検出装置。   3. The abnormality detection device according to claim 2, wherein the determination unit determines that an abnormality is detected when an abnormality signal is detected continuously a plurality of times from the output of the logical sum. 移動体の変位に応じてセンサから出力されるsin信号およびcos信号から移動体の変位を検出する位置検出器において、
前記位置検出器は、位置信号処理部と異常検出部を備え、
前記異常検出部は、前記sin信号をSINデータにA/D変換する第1のA/D変換器と、前記cos信号をCOSデータにA/D変換する第2のA/D変換器と、前記SINデータの位相をπ/2シフトしたCOS~データを算出するヒルベルト変換器と、前記COSデータに前記ヒルベルト変換器の遅延時間に対応する遅延を与えたCOS´データを算出するデータシフト器と、前記COS~データとCOS´データ間の差異の有無および前記COS~データと−COS´データ間の差異の有無から異常を判定する判定器とを備えたことを特徴とする位置検出器。
In the position detector that detects the displacement of the moving body from the sin signal and the cos signal output from the sensor according to the displacement of the moving body,
The position detector includes a position signal processing unit and an abnormality detection unit,
The abnormality detection unit includes: a first A / D converter that A / D converts the sin signal into SIN data; a second A / D converter that A / D converts the cos signal into COS data; A Hilbert transformer that calculates COS ~ data obtained by shifting the phase of the SIN data by π / 2; a data shifter that calculates COS ′ data obtained by adding a delay corresponding to the delay time of the Hilbert transformer to the COS data; A position detector comprising: a determination unit that determines whether there is a difference between the COS ~ data and the COS 'data and a difference between the COS ~ data and the -COS' data.
請求項4記載の位置検出器を備えたことを特徴とするサーボモータ。   A servo motor comprising the position detector according to claim 4.
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