CN104808694A - 马达控制装置及该装置的校正数据生成方法 - Google Patents
马达控制装置及该装置的校正数据生成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104808694A CN104808694A CN201510040656.0A CN201510040656A CN104808694A CN 104808694 A CN104808694 A CN 104808694A CN 201510040656 A CN201510040656 A CN 201510040656A CN 104808694 A CN104808694 A CN 104808694A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- correction data
- motor
- similitude
- rotation
- ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/007—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor wherein the position is detected using the ripple of the current caused by the commutation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/0094—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors wherein the position is detected using the ripple of the current caused by the commutator
Abstract
本发明提供一种马达控制装置及该装置的校正数据生成方法,能够高精度地生成基于从旋转变压器、编码器等传感器输出的信号来控制马达的马达控制装置中使用的校正数据,使马达控制的精度提高。一边在包含旋转轴以一定速度正转的定速区域在内的去程驱动模式下驱动马达一边在旋转轴在定速区域正转一转以上的期间对指令信号进行采样而取得正转时指令信息,一边在包含旋转轴以一定速度反转的定速区域在内的返程驱动模式下驱动马达一边取得在旋转轴在定速区域反转一转以上的期间对指令信号进行采样而得到的反转时指令信息,使用正转时指令信息及反转时指令信息来生成校正数据。
Description
技术领域
本发明涉及基于从与马达的旋转轴连接的旋转变压器、编码器等传感器输出的信号来生成旋转轴的位置检测信号、并对进一步利用校正数据校正该位置检测信号所得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制马达的马达控制装置及在该装置中使用的生成校正数据的校正数据生成方法。
背景技术
在马达控制技术中,为了得到位置指令与马达旋转轴的实际旋转位置之间的位置偏差,需要检测旋转轴的旋转位置。该位置检测单元之一是旋转变压器。在此,在使用旋转变压器的情况下,需要考虑了旋转变压器的位置检测误差的位置校正技术。因此,例如在日本专利第2541169号公报、日本专利第5281102号公报所记载的装置中,预先将校正数据存储在存储器中,在进行马达控制时,利用校正数据对基于从旋转变压器输出的信号而生成的位置检测信号进行校正而生成校正完毕位置信号,利用该校正完毕位置信号对马达进行反馈控制。
发明内容
在日本专利第2541169号公报及日本专利第5281102号公报中,根据由旋转变压器检测出的位置检测信号来生成校正数据,但是,该校正数据未必一定是高精度的校正数据,即使使用该校正数据来校正位置检测信号,也难以高精度地控制马达。
本发明是鉴于上述问题而作成的,其目的在于能够高精度地生成在基于从旋转变压器、编码器等传感器输出的信号来控制马达的马达控制装置中使用的校正数据,使马达控制的精度提高。
本发明的第一技术方案是一种校正数据生成方法,在马达控制装置中生成校正数据,该马达控制装置基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用校正数据校正位置检测信号而得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制马达,该校正数据生成方法的特征在于,一边在包含旋转轴以一定速度正转的定速区域在内的去程驱动模式下驱动马达,一边在旋转轴在定速区域正转一转以上的期间对指令信号进行采样而取得正转时指令信息,一边在包含旋转轴以一定速度反转的定速区域在内的返程驱动模式下驱动马达,一边取得在旋转轴在定速区域反转一转以上的期间对指令信号进行采样而得到的反转时指令信息,使用正转时指令信息及反转时指令信息来生成校正数据。
另外,本发明的第二技术方案是一种马达控制装置,基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用校正数据校正位置检测信号而得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制马达,该马达控制装置的特征在于,具备:马达驱动部,驱动马达;及校正数据生成部,生成校正数据,在生成校正数据时,马达驱动部执行:在包含旋转轴以一定速度正转的定速区域在内的去程驱动模式下驱动马达的去程驱动;及在包含旋转轴以一定速度反转的定速区域在内的返程驱动模式下驱动马达的返程驱动,校正数据生成部在去程驱动过程中在旋转轴在定速区域正转一转以上的期间对指令信号进行采样而取得正转时指令信息,在返程驱动过程中取得在旋转轴在定速区域反转一转以上的期间对指令信号进行采样而得到的反转时指令信息,使用正转时指令信息及反转时指令信息来生成校正数据。
另外,本发明的第三技术方案是一种校正数据生成方法,在马达控制装置中生成校正数据,该马达控制装置基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用校正数据校正位置检测信号而得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制马达,该校正数据生成方法的特征在于,具备:第一工序,一边在包含旋转轴以一定速度旋转的定速区域在内的驱动模式下驱动马达,一边根据在旋转轴在定速区域旋转一转以上的期间对指令信号进行采样而得到的采样数据来取得旋转时指令信息;及第二工序,对旋转时指令信息乘以相似比而生成校正数据。
另外,本发明的第四技术方案是一种马达控制装置,基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用校正数据校正位置检测信号而得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制马达,该马达控制装置的特征在于,具备:马达驱动部,驱动马达;及校正数据生成部,生成校正数据,在生成校正数据时,马达驱动部在包含旋转轴以一定速度旋转的定速区域在内的驱动模式下驱动马达,校正数据生成部基于在旋转轴在定速区域旋转一转以上的期间对指令信号进行采样而得到的采样数据来取得旋转时指令信息,对旋转时指令信息乘以相似比而生成校正数据。
附图说明
图1A是表示为了得到成为本发明的基础的见解而使用的马达控制装置的构成的图。
图1B是表示由图1A所示的装置检测出的动态实际误差与电流纹波的关系的图。
图2是表示在图1A所示的装置中得到的静态实际误差与正转时的动态实际误差的关系的图。
图3是表示在图1A所示的装置中得到的静态实际误差与反转时的动态实际误差的关系的图。
图4是表示静态实际误差、正转时的动态实际误差及反转时的动态实际误差的关系的图。
图5A是表示由图1A所示的装置检测出的动态实际误差与电流纹波的关系的坐标图。
图5B是表示静态实际误差的坐标图。
图6是表示本发明的马达控制装置的第一实施方式的电气构成的图。
图7是表示图6所示的马达控制装置中的校正数据生成动作的流程图。
图8是表示校正数据生成期间的马达的转速模式的图。
图9是表示正转及反转的电流纹波的一个例子的坐标图。
图10是表示相位调整动作的一个例子的坐标图。
图11是表示相似比调整动作的一个例子的坐标图。
图12是表示偏移调整动作的坐标图。
图13是表示通过使用校正数据而带来的静态实际误差的改善的坐标图。
图14是表示本发明的马达控制装置的第一实施方式的电气构成的图。
图15是表示图14所示的马达控制装置中的校正数据生成动作的流程图。
图16是表示第一实施方式中的校正数据生成期间的马达的转速模式的图。
图17是表示正转电流纹波的一个例子的坐标图。
图18是表示偏移调整动作的坐标图。
图19是表示相似比调整动作的一个例子的坐标图。
具体实施方式
A.旋转变压器的位置检测误差与电流指令的相似关系
本申请的发明人利用具有图1A所示的构成的马达控制装置进行各种实验,得到了在旋转变压器的位置检测误差与电流指令之间存在相似关系这种见解。在此,实验中所使用的马达控制装置100是机器人控制器,利用该马达控制装置100驱动马达M旋转。如图1A所示,在该马达M的旋转轴上不仅安装有旋转变压器Re,还安装有能够比旋转变压器Re更高精度地检测位置的基准位置检测器E,旋转变压器Re及基准位置检测器E的检测信号分别被输出至马达控制装置100。此外,图1A中的附图标记PC是经由串行通信接口(RS232C)而与马达控制装置100连接的个人计算机。
另外,图1B是表示使用了旋转变压器Re时的动态实际误差与电流指令的关系的图。该实验结果是在使马达M以30[rps]的一定速度旋转的期间进行采样而得到的。图1B中的动态实际误差是指在一定速度动作状态下计测出的旋转变压器与基准位置检测器的检测位置之差,在本实施方式中,使用从各旋转角度处的旋转变压器Re的检测位置减去基准位置检测器E的检测位置而得到的值,利用该动态实际误差来表示旋转变压器Re的位置检测误差。另外,电流指令表示一定速度动作状态下的电流指令值的AC分量、即电流纹波,在本实施方式中,求出在一转区间的期间进行采样而得到的电流指令信号的区间平均值(直流分量),并且从该区间的电流指令信号减去上述区间平均值而求出电流纹波。此外,图1B的横轴、即旋转角度是对基准位置检测器E的检测位置进行角度换算而得到的。
从图1B显而易见,旋转变压器Re的位置检测误差即动态实际误差与电流指令值的AC分量(电流纹波)具有相似关系。因此,本申请的发明人得到了如下的见解:能够根据电流纹波来推断动态实际误差,根据该推断误差生成校正数据,并利用该校正数据校正旋转变压器Re的位置检测信号,从而能够使位置精度提高。而且,本申请的发明人一边使马达M以各种一定速度(15[rps]、30[rps]、60[rps])正转一边计测动态实际误差,将该计测结果与静态实际误差一起汇总到图2中。另外,也计测了使马达M反转的情况下的动态实际误差,将该计测结果与静态实际误差一起汇总到图3中。此外,该“静态实际误差”是指在静止状态下计测出的旋转变压器Re与基准位置检测器E的检测角度之差。
图2是表示在图1A所示的装置中得到的静态实际误差与正转时的动态实际误差的关系的图。另外,图3是表示在图1A所示的装置中得到的静态实际误差与反转时的动态实际误差的关系的图。而且,图4是表示在图1A所示的装置中以相同的一定速度驱动马达往返时正转时动态实际误差、反转时动态实际误差及静态实际误差的关系的图。此外,在这些图中,“静止”表示在静止状态下计测出的旋转变压器Re与基准位置检测器E的检测角度之差即静态实际误差。
在正转时,如图2所示,随着速度的上升,相位延迟,并且(-)侧的误差增加。相对于此,在反转时,由于如图3所示那样横轴的旋转角度从360°扫描到0°方向,因此,随着速度的上升,相位延迟,并且(+)侧的误差增加。其主要的理由之一被认为是因内置于马达控制装置100中的RD转换器引起的。该“RD转换器”是旋转变压器-数字转换器,具有将旋转变压器的输出信号转换处理为数字的角度数据的功能。因而,考察到:由于RD转换器的延迟,相对于没有延迟的基准位置检测器E的检测结果,在旋转变压器Re的检测结果中处于误差增大并且相位也延迟的倾向。
另外,若将使马达M以一定速度、例如60[rps]正转时的动态实际误差、以相同速度反转时的动态实际误差及静态实际误差标绘在同一坐标图中,则如图4所示,误差的增加方向及相位的变化方向在正转及反转中正相反,正转时的动态实际误差与反转时的动态实际误差的平均值近似于静态实际误差。即,本申请的发明人得到了如下的见解(以下称作“第一见解”):一边以相同的一定速度驱动马达M往返一边求出正转时的动态实际误差和反转时的动态实际误差,进而对应每个旋转角度对两者的值进行平均化,从而能够近似地求出静态实际误差。此外,在图2至图4中,仅表示了15~60[rps]的计测结果,但是,对于60~100[rps]也得到了同样的计测结果,上述第一见解成立。
并且,基于这样的第一见解,本申请的发明人得到了如下的结论:能够在一边在包含马达M的旋转轴以一定速度正转的定速区域在内的去程驱动模式和包含以相同速度反转的定速区域在内的返程驱动模式下驱动马达M往返一边取得了正转时动态实际误差和反转时动态实际误差后,根据这些误差来高精度地生成校正数据。
另外,本申请的发明人利用具有图1A所示的构成的马达控制装置进行了进一步的实验,得到了以下的见解。
图5A是表示使用了旋转变压器Re时的动态实际误差与电流指令的关系的图。该实验结果是在使马达M以30[rps]的一定速度旋转的期间进行采样而得到的。图5A中的动态实际误差是指在一定速度动作状态下计测出的旋转变压器与基准位置检测器的检测位置之差,在本实施方式中,使用从各旋转角度处的旋转变压器Re的检测位置减去基准位置检测器E的检测位置而得到的值,利用该动态实际误差来表示旋转变压器Re的位置检测误差。另外,电流指令表示一定速度动作状态下的电流指令值的AC分量、即电流纹波,在本实施方式中,将在一转区间的期间进行采样而得到的电流指令信号作为采样数据,求出该区间平均值(直流分量),并且从该区间中的电流指令信号减去上述区间平均值而求出电流纹波。此外,图5A的横轴、即旋转角度是对基准位置检测器E的检测位置进行角度换算而得到的。
从图5A显而易见,旋转变压器Re的位置检测误差即动态实际误差与电流指令值的AC分量(电流纹波)具有相似关系。因此,本申请的发明人得到了如下的见解(以下称作“第二见解”):能够根据电流纹波来推定动态实际误差,根据该推断误差来生成校正数据,并利用该校正数据来校正旋转变压器Re的位置检测信号,从而能够使位置精度提高。此外,在此,基于在使马达M以30[rps]的一定速度旋转的期间进行采样而得到的采样结果得到了上述见解,但是,本申请的发明人确认到:在包含该30[rps]的速度范围内,具体而言在15[rps]~100[rps]的速度范围内,与上述相同的第二见解也成立。
另外,图5B是表示静态实际误差的图。该“静态实际误差”是指在静止状态下计测出的旋转变压器Re与基准位置检测器E的检测角度之差。在此,在图5B所示的静态实际误差中应当关注的点是:在旋转角度为0时,静态实际误差为0。因此,本申请的发明人得到了如下的见解(以下称作“第三见解”):在生成校正数据时,除了如上述那样根据电流纹波来推定动态实际误差之外,还进一步考虑在旋转角度为0时静态实际误差为0这一点,从而能够使校正数据的精度进一步提高。
基于这样的第二见解及第三见解,本申请的发明人得到了如下的结论:根据在马达M的旋转轴以一定速度旋转的期间对指令信号进行采样而得到的采样数据来取得电流纹波,并对电流纹波乘以适当的相似比,从而能够高精度地生成校正数据。
以下,参照附图说明使用上述的见解来生成校正数据的发明的实施方式。
B.第一实施方式
图6是表示本发明的马达控制装置的第一实施方式的电气构成的图。该马达控制装置1具备:基于位置指令信号来驱动马达M的马达驱动部2;及生成校正数据的校正数据生成部3。以下,先说明马达驱动部2的构成,后说明校正数据生成部3的构成。
在马达驱动部2中,位置控制部21基于从外部施加的位置指令信号与在后面说明的校正完毕位置信号之差来输出速度指令信号。速度控制部22基于利用微分器23对上述校正完毕位置信号进行微分而算出的马达M的驱动速度与速度指令信号之差来输出电流指令信号。该电流指令信号被输出到后述的校正数据生成部3并且被输出到电流控制部24。该电流控制部24基于电流指令信号而将驱动指令信号经由电流传感器25输出到马达M。更详细而言,电流传感器25检测从电流控制部24输出的驱动指令信号而将表示驱动指令信号的电流值的电流检测信号反馈到电流控制部24的输入侧。并且,电流控制部24基于电流检测信号与电流指令信号之差来输出驱动指令信号。并且,接收到驱动指令信号的马达M输出与该驱动指令信号对应的转矩。
另外,在马达M的旋转轴(省略图示)上连接有旋转变压器Re,检测旋转轴的旋转位置而输出表示旋转位置的模拟信号。该模拟信号被输入到RD转换器26而被转换为数字的位置检测信号,并被输出。对该位置检测信号加上在接下来说明的校正数据生成部3中生成的校正信号而进行校正所得的信号是上述校正完毕位置信号,如上述那样施加到位置控制部21及微分器23。
接着,在说明了校正数据生成部3的构成后,说明校正数据的生成方法。该校正数据生成部3具备:CPU(Central Processing Unit:中央处理器)等那样具有运算功能的运算处理部31;及具有4个存储器321~324的存储部32。在通过马达驱动部2在预定的驱动模式下驱动马达M往返移动的期间,运算处理部31根据预先存储的程序对从速度控制部22输出的电流指令信号进行采样,进而执行接下来详述的相位调整处理、相似比调整处理及偏移调整处理而生成校正数据。这样一来,在本实施方式中,运算处理部31作为电流指令值采样部311、相位调整部312、相似比调整部313及偏移调整部314发挥功能。
图7是表示图6所示的马达控制装置中的校正数据生成动作的流程图。在本实施方式中,在进行了马达M、旋转变压器Re的安装、更换等的情况下、由用户发出了生成校正数据的指令的情况下、马达M被组装于装置的状态、例如将马达M用作机器人的驱动源的情况下,在马达M的旋转轴上连接有机器人的可动部(滚珠丝杠等移动机构部)的状态下原封不动地执行以下说明的校正数据生成处理。
在步骤S101中,设定利用马达驱动部2使马达M动作而使机器人移动的距离和定速区域的速度V0+、V0-(其中,│V0+│=│V0-│)。利用这些设定来决定在进行校正数据生成处理时马达M驱动机器人而使机器人动作的动作模式、即由马达驱动部2进行的马达M的驱动模式。另外,作为马达驱动部2的动作模式,预先准备了多个动作模式,但是,在校正数据的生成处理中,最初选择不向马达驱动部2输出校正信号、即不利用校正数据进行校正而驱动马达M的“无校正动作”(步骤S102),执行相位调整处理(步骤S103~S106)。
在该相位调整处理中,开始由马达驱动部2进行的马达M的驱动而使机器人往返移动并且在该移动期间进行电流采样(步骤S103)。即,通过马达M的驱动开始,例如如图8所示,马达M正转,经过预定时间而将机器人的移动速度加速至速度V0+,在将一定速度V0+维持了与在步骤S101中设定的移动距离对应的时间后,开始减速而使马达M的正转停止。将如此使马达M正转而使机器人移动称作“去程移动”,将用于使马达M那样移动的驱动模式称作“去程驱动模式”,并且,将在该去程驱动模式下维持一定速度V0+的区域称作“定速区域”。另外,在去程移动期间的定速区域的大致中间位置,以一定的时间间隔对在马达M的一转期间从马达驱动部2的速度控制部22输出的电流指令信号进行采样而将每个旋转角度的电流指令值作为“正转的采样数据”写入到电流采样存储器321中。
若机器人的去程移动完成,则马达M反转,在使去程驱动模式反转的驱动模式下使机器人移动。即,将机器人的移动速度加速至速度V0-,在将一定速度V0-维持了与在步骤S101中设定的移动距离对应的时间后,开始减速而使马达M的反转停止。将如此使马达M反转而使机器人移动称作“返程移动”,将用于使马达M那样移动的驱动模式称作“返程驱动模式”,并且,在该返程驱动模式中,对于维持一定速度V0-的区域也称作“定速区域”。另外,在返程移动期间的定速区域的大致中间位置,以一定的时间间隔对在马达M的一转期间从马达驱动部2的速度控制部22输出的电流指令信号进行采样而将每个旋转角度的电流指令值作为“反转的采样数据”写入到电流采样存储器321中。
在接下来的步骤S104中,从电流采样存储器321读出正转的采样数据,计算一转的电流指令值的平均值(直流分量)。然后,对应每个旋转角度从电流指令值减去上述平均值而求出正转电流纹波,覆盖到电流采样存储器321中。如此取得去程移动期间的电流指令值的AC分量即正转电流纹波(图9中的实线)。
另外,对于反转侧,也与正转侧同样地求出反转电流纹波(步骤S105)。即,从电流采样存储器321读出反转的采样数据,计算一转的电流指令值的平均值(直流分量),对应每个旋转角度从电流指令值减去上述平均值而求出正转电流纹波,覆盖到电流采样存储器321中。如此取得返程移动期间的电流指令值的AC分量即反转电流纹波(图9中的虚线)。
若求出了正转电流纹波及反转电流纹波,则从电流采样存储器321对应每个旋转角度分别读出正转的电流纹波及反转的电流纹波,计算它们的值的平均值。然后,将平均值(=(正转电流纹波+反转电流纹波)/2)作为平均电流纹波写入到存储器322中的校正基准表中(步骤S106)。此外,在图10中,由图10的虚线表示如上所述地取得的平均电流纹波的一个例子。
若上述的相位调整处理完成(图8中的时刻T1),则选择“相似比调整动作”作为动作模式(步骤S107),执行以下说明的相似比调整处理(步骤S108~S116)。在该相似比调整处理中,在步骤S108中进行各种初始设定。在本实施方式中,作为初始设定之一,将从一转的平均电流纹波的最大值减去最小值而得到的值、即电流纹波振幅的最小值RWmin设定为默认值(在本实施方式中,是“10000”),并且,设定“1”作为计数值n的初始值。然后,在接下来的步骤S109中将相似比设定为值(n/20)。例如在n=1时,相似比被设定为初始值(1/20)。
在进行了相似比(n/20)的设定后,从校正基准表存储器322读出平均电流纹波,将每个旋转角度的平均电流纹波乘以相似比而得到的值作为校正信号输出至马达驱动部2。然后,一边利用校正信号进行校正,一边开始由马达驱动部2对马达M进行驱动而使机器人往返移动,并且在该移动期间进行电流采样(步骤S110)。此外,除了利用校正信号进行校正这一点之外,往返移动动作及电流采样动作与相位调整处理时的那些动作(步骤S103)相同,将正转一转的采样数据和反转一转的采样数据写入到电流采样存储器321中。例如在n=1时,在从图8中的时刻T1到时刻T2的期间,一边在连续的去程驱动模式及返程驱动模式下驱动马达M,一边进行各定速区域的大致中间的一转的电流采样。
若电流采样完成,则进行电流纹波的计算及向相似比调整存储器323的写入(步骤S111)。即,与上述步骤S104同样地算出正转电流纹波,与上述步骤S105同样地算出反转电流纹波,而且与上述步骤S106同样地算出平均电流纹波。然后,将相似比设定为(n/20)时的平均电流纹波写入到相似比调整存储器323中。
在接下来的步骤S112中,在根据被写入到相似比调整存储器323中的一转的平均电流纹波求出电流纹波振幅后,判定该电流纹波振幅是否小于最小值RWmin。然后,在步骤S112中判定为“是”,即判定为计数值n的电流纹波振幅小于最小值RWmin时,在将最小值RWmin更新为该电流纹波振幅并且将该计数值n作为最佳值Kbest写入到相似比调整存储器323中(步骤S113)后,前进至步骤S114。此外,最佳值Kbest的存储目的地不限定于相似比调整存储器323,能够写入到任意的存储器中。另一方面,在步骤S112中判定为“否”时,不进行最小值RWmin及最佳值Kbest的更新,而直接前进至步骤S114。
在该步骤S114中将计数值n加“1”后,判定计数值n是否为“21”(步骤S115)。然后,在步骤S115中判定为“否”即计数值n为“20”以下的期间,返回到步骤S109而反复进行使电流纹波振幅成为最小的相似比的导出处理(步骤S109~S115)。即,在本实施方式中,预先准备(1/20)、(2/20)、…、(20/20)作为相似比的备选,在对应相似比的每个备选进行了相似比的导出处理的基础上决定最佳值Kbest。
另一方面,在步骤S115中判定为“是”时,从相似比调整存储器323读出最佳值Kbest,决定使电流纹波振幅成为最小的最佳相似比(=Kbest/20)。然后,从校正基准表存储器322读出平均电流纹波,将每个旋转角度的平均电流纹波乘以最佳相似比而得到的值作为相似比调整完毕数据写入到校正表存储器324中(步骤S116)。
通过这样以最佳相似比调整平均电流纹波而得到与静态实际误差(图11中的虚线)近似的相似比调整完毕数据(图11中的实线),例如如图11所示,相似比调整完毕数据从静态实际误差产生偏移,而且如图11的虚线所示那样旋转角度为0°时的静态实际误差是0,因此,在本实施方式中,最后进行偏移调整(步骤Sl17)。即,对每个旋转角度的相似比调整完毕数据减去旋转角度为0的相似比调整完毕数据,将该偏移调整完毕数据作为最终的校正数据(例如图12中的实线)覆盖到校正表存储器324中。由此,得到更高精度的校正数据。
如以上那样,根据本实施方式,由于基于上述的第一见解至第三见解来生成在马达控制装置1中使用的校正数据,因此,能够高精度地生成校正数据,能够使马达M的控制精度提高。
另外,在第一实施方式中,根据正转电流纹波及反转电流纹波算出平均电流纹波,对该平均电流纹波进行相似比调整处理。因此,能够高精度地求出本发明的“旋转时指令信息”,能够进一步提高校正数据的精度。其理由在于,如在上述的“A.旋转变压器的位置检测误差与电流指令的相似关系”这一项中说明的那样,正转时及反转时的误差的增加方向及相位的变化方向彼此正相反,能够根据正转电流纹波及反转电流纹波更高精度地推定动态实际误差。
另外,作为生成校正数据的方法,以往提出了将与安装基准位置检测器并由该基准位置检测器计测出的位置的误差作为校正数据的方法,但是,在此情况下,另行需要用于生成校正数据的校正设备。相对于此,在上述实施方式中,完全不需要使用该校正设备,而能够利用马达控制装置1的独自的功能来生成校正数据,能够改善自身的性能。即,上述实施方式的马达控制装置1具有自我校正功能。另外,能够在将马达M安装于机器人的状态下生成校正数据。因此,在设置有机器人的工厂等中更换或修理了马达M时,也能够当场在更换、修理后生成校正数据。
另外,在上述实施方式中,利用由速度控制部22将速度指令信号放大后的电流指令信号来生成校正数据,充分高地得到分辨率,能够使校正后的位置精度比现有技术高。在此,也可以代替电流指令信号,而使用电流检测信号来生成校正数据,得到与上述实施方式同样的作用效果。
如此,在本实施方式中,旋转变压器Re相当于本发明的“传感器”的一个例子。另外,“正转电流纹波”相当于本发明的“正转时指令信息”的一个例子,“反转电流纹波”相当于本发明的“反转时指令信息”的一个例子。另外,在步骤S106中求出的平均电流纹波相当于本发明的“相位调整信息”。另外,在1个去程移动期间执行的电流指令信号的采样相当于本发明的“正转时的采样”的一个例子,在1个返程移动期间执行的电流指令信号的采样相当于本发明的“反转时的采样”的一个例子,连续地进行这些采样的动作相当于本发明的“一对采样动作”的一个例子,在本实施方式中反复进行该一对采样动作(n+1)次而生成校正数据。此外,在本实施方式中,如图8所示,在相似比调整处理中一边切换相似比的备选一边反复进行一对采样动作20次,但是,该反复进行数(相似比的备选数)不限于此,是任意的。
如此,在第一实施方式中,在步骤S106中求出的平均电流纹波相当于本发明的“旋转时指令信息”的一个例子。在此,也可以将与在后面说明的第二实施方式同样地对平均电流纹波进行偏移调整处理而得到的偏移调整完毕电流纹波用作本发明的“旋转时指令信息”。在此情况下,不需要步骤S117,能够将在步骤S116中算出的相似比调整完毕数据作为校正数据。
另外,在第一实施方式中,相位调整处理相当于本发明的“第一工序”的一个例子。另外,相似比调整处理相当于本发明的“第二工序”的一个例子。在该相似比调整处理中对平均电流纹波乘以相似比(n/20)而得到的数据相当于本发明的“校正数据备选”的一个例子,取得该数据的动作相当于本发明的“校正数据备选生成工序”的一个例子,并且,利用该数据进行反馈控制而驱动马达M的动作相当于本发明的“马达驱动工序”的一个例子。
在如此构成的发明中,一边在去程驱动模式及返程驱动模式下驱动马达一边分别取得正转时指令信息及反转时指令信息。该正转时指令信息是在旋转轴在定速区域中正转一转以上的期间对指令信号进行采样而得到的。另外,反转时指令信息是在旋转轴在定速区域中反转一转以上的期间对指令信号进行采样而得到的。因此,如在后面详述的那样,正转时指令信息及反转时指令信息所包含的误差的增加方向及相位的变化方向彼此正相反,通过利用这样的特性而能够根据正转时指令信息及反转时指令信息高精度地生成校正数据。另外,通过进行使用了如此生成的校正数据的反馈控制而使马达控制的精度提高。
如以上那样,根据本发明,由于使用正转时指令信息及反转时指令信息来生成在马达控制装置中使用的校正数据,因此,能够高精度地生成校正数据,能够使马达控制的精度提高。
C.第二实施方式
基于上述的第二见解及第三见解,本申请的发明人得到了如下的结论:从在马达M的旋转轴以一定速度旋转的期间对指令信号进行采样而得到的采样数据中取得电流纹波,通过对电流纹波乘以适当的相似比而能够高精度地生成校正数据。以下,参照附图说明使用上述第二见解及第三见解来生成校正数据的发明的第二实施方式。
图14是表示本发明的马达控制装置的第二实施方式的电气构成的图。该第二实施方式与第一实施方式存在较大不同的是校正数据生成部3的构成,马达驱动部2的构成相同。因此,在说明了第二实施方式中的校正数据生成部3的构成后,说明校正数据的生成方法,对于相同的构成标注相同的附图标记而省略说明。
该校正数据生成部3具备:CPU等那样具有运算功能的运算处理部31;及具有4个存储器321~324的存储部32。运算处理部31在由马达驱动部2在预定的驱动模式下驱动马达M往返的期间按照预先存储的程序对从速度控制部22输出的电流指令信号进行采样,进而执行接下来详述的电流纹波取得处理、偏移调整处理及相似比调整处理而生成校正数据。如此,在本实施方式中,运算处理部31作为电流指令值采样部311、电流纹波取得部315、相似比调整部313及偏移调整部314发挥功能。
图15是表示图14所示的马达控制装置中的校正数据生成动作的流程图。在本实施方式中,在进行了马达M、旋转变压器Re的安装、更换等的情况下、由用户发出了生成校正数据的指令的情况下、马达M被组装于装置的状态、例如将马达M用作机器人的驱动源的情况下,在马达M的旋转轴上连接有机器人的可动部(滚珠丝杠等移动机构部)的状态下原封不动地执行以下说明的校正数据生成处理。
在步骤S201中,设定利用马达驱动部2使马达M动作而使机器人移动的距离和定速区域的速度V0+、V0-。利用这些设定来决定在进行校正数据生成处理时马达M驱动机器人而使机器人动作的动作模式、即由马达驱动部2进行的马达M的驱动模式。另外,作为马达驱动部2的动作模式,预先准备了多个动作模式,但是,在校正数据的生成处理中,最初选择不向马达驱动部2输出校正信号、即不利用校正数据进行校正而驱动马达M的“无校正动作”(步骤S202),执行电流纹波取得处理(步骤S203~S205)。
在该电流纹波取得处理中,开始由马达驱动部2进行的马达M的驱动而使机器人往返移动并且在去程移动期间进行电流采样(步骤S203)。即,通过马达M的驱动开始,例如如图16所示,马达M正转,经过预定时间而将机器人的移动速度加速至速度V0+,在将一定速度V0+维持了与在步骤S201中设定的移动距离对应的时间后,开始减速而使马达M的正转停止。如此,将使马达M正转而使机器人移动称作“去程移动”,将用于使马达那样移动的驱动模式称作“去程驱动模式”,并且,将在该去程驱动模式中维持一定速度V0+的区域称作“定速区域”。另外,在去程移动期间的定速区域的大致中间位置,将在马达M的一转期间以一定的时间间隔对从马达驱动部2的速度控制部22输出的电流指令信号进行采样而得到的每个旋转角度的电流指令值作为“采样数据”写入到电流采样存储器321中。
另外,在接下来的步骤S204中,从电流采样存储器321读出一转的电流指令值,计算其平均值(直流分量)。然后,对应每个旋转角度从电流指令值减去上述平均值而求出正转电流纹波,覆盖到电流采样存储器321中。如此取得去程移动期间的电流指令值的AC分量即正转电流纹波(图17)。
而且,由于旋转角度为0时的静态实际误差为0,因此,进行偏移调整(步骤S205)。即,将构成电流纹波的旋转轴的每个旋转角度的电流纹波值中的旋转角度为0的电流纹波值作为偏移数据,从每个旋转角度的值减去偏移数据而求出偏移调整完毕电流纹波(例如图18中的实线),将其写入到存储器322中的校正基准表中(步骤S206)。
若上述的电流纹波取得处理完成,选择“相似比调整动作”作为动作模式(步骤S207),则从接下来的往返驱动的开始时刻T1(图16)起,执行以下说明的相似比调整处理(步骤S208~S215)。在该相似比调整处理中,首先,最初进行各种初始设定。在本实施方式中,作为初始设定之一,将“1”设定为计数值n的初始值,并且将从一转的平均电流纹波的最大值减去最小值而得到的值、即电流纹波振幅的最小值RWmin设定为默认值(在本实施方式中,是“10000”)(步骤S208)。然后,在接下来的步骤S209中,将相似比设定为值(n/20)。例如在n=1时,相似比被设定为初始值(1/20)。
在进行了相似比(n/20)的设定后,从校正基准表存储器322读出偏移调整完毕电流纹波,将对该偏移调整完毕电流纹波乘以相似比而得到的结果作为校正信号输出到马达驱动部2。然后,一边利用校正信号进行校正,一边开始由马达驱动部2进行的马达M的驱动而使机器人往返移动,并且在该移动期间进行电流采样(步骤S210)。此外,除了利用校正信号进行校正这一点之外,往返移动动作及电流采样动作与电流纹波取得处理时的这些动作(步骤S203)相同,一转的采样数据被写入到电流采样存储器321中。例如在n=1时,从图16中的时刻T1到时刻T2的期间,一边驱动马达M一边进行去程驱动模式的定速区域的大致中间的一转的电流采样。
若电流采样完成,则进行电流纹波的计算及向相似比调整存储器323的写入(步骤S211)。即,与上述步骤S204同样地算出电流纹波。然后,将相似比设定为(n/20)时的电流纹波写入到相似比调整存储器323中。
在接下来的步骤S212中,在根据被写入到相似比调整存储器323中的一转的电流纹波求出了电流纹波振幅后,判定该电流纹波振幅是否小于最小值RWmin。然后,在步骤S212中判定为“是”、即判定为计数值n的电流纹波振幅小于最小值RWmin时,将最小值RWmin更新为该电流纹波振幅,并且将该计数值n作为最佳值Kbest写入到相似比调整存储器323中(步骤S213)后,前进到步骤S214。此外,最佳值Kbest的存储目的地不限于相似比调整存储器323,能够写入到任意的存储器中。另一方面,在步骤S212中判定为“否”时,不进行最小值RWmin及最佳值Kbest的更新,而直接前进到步骤S214。
在该步骤S214中将计数值n加“1”后,判定计数值n是否为“21”(步骤S215)。然后,在步骤S215中判定为“否”、即计数值n为“20”以下的期间,返回到步骤S209而反复进行使电流纹波振幅成为最小的相似比的导出处理(步骤S209~S214)。即,在本实施方式中,作为相似比的备选,预先准备(1/20)、(2/20)、…、(20/20),在对相似比的每个备选进行了相似比的导出处理的基础上决定最佳值Kbest。
另一方面,在步骤S215中判定为“是”时,前进到图15的步骤S209。在该步骤S209中,从相似比调整存储器323读出最佳值Kbest,决定使电流纹波振幅成为最小的最佳相似比(=Kbest/20)。然后,从校正基准表存储器322读出偏移调整完毕电流纹波,对构成该偏移调整完毕电流纹波的每个旋转角度的电流纹波值乘以最佳相似比而生成相似比调整完毕数据,将其作为校正数据写入到校正表存储器324中(步骤S209)。由此,得到更高精度的校正数据。
如以上那样,根据本实施方式,由于基于上述的见解生成在马达控制装置1中使用的校正数据,因此,能够高精度地生成校正数据,能够使马达M的控制精度提高。
另外,作为生成校正数据的方法,以往提出了将与安装基准位置检测器并利用该基准位置检测器计测出的位置的误差作为校正数据的方法,但是,在此情况下,另行需要用于生成校正数据的校正设备。相对于此,在上述实施方式中,完全不需要使用该校正设备,能够利用马达控制装置1的独自的功能来生成校正数据,能够改善自身的性能。即,上述实施方式的马达控制装置1具有自我校正功能。另外,能够在将马达M安装于机器人的状态下生成校正数据。因此,在设置有机器人的工厂等中更换或修理了马达M时,也能够当场在更换、修理后生成校正数据。
另外,在上述实施方式中,利用由速度控制部22将速度指令信号放大后的电流指令信号来生成校正数据,充分高地得到分辨率,能够使校正后的位置精度比现有技术高。在此,也可以代替电流指令信号,而使用电流检测信号来生成校正数据,得到与上述实施方式同样的作用效果。
如此,在本实施方式中,旋转变压器Re相当于本发明的“传感器”的一个例子。另外,在上述实施方式中,利用电流纹波取得处理及偏移调整处理求出偏移调整完毕电流纹波,这些处理相当于本发明的“第一工序”的一个例子。另外,相似比调整处理相当于本发明的“第二工序”的一个例子。在该相似比调整处理中对偏移调整完毕电流纹波乘以相似比(n/20)而得到的数据相当于本发明的“校正数据备选”的一个例子,取得该数据的动作相当于本发明的“校正数据备选生成工序”的一个例子,并且利用该数据进行反馈控制而驱动马达M的动作相当于本发明的“马达驱动工序”的一个例子。
另外,在步骤S206中求出的偏移调整完毕电流纹波相当于本发明的“旋转时指令信息”的一个例子。此外,对于本发明的“旋转时指令信息”,也可以将正转电流纹波用作本发明的“旋转时指令信息”。在此情况下,电流纹波取得处理相当于本发明的“第一工序”的一个例子。另外,由于在执行相似比调整处理前不执行偏移调整处理,因此,优选将对相似比调整完毕数据进行偏移调整处理而得到的偏移调整完毕数据作为校正数据。另外,在上述实施方式中,从在正转期间进行电流采样而得到的采样数据取得正转电流纹波,进一步求出偏移调整完毕电流纹波及相似比调整完毕数据等,但是,也可以代替上述正转采样数据,而使用在反转期间进行电流采样而得到的采样数据。即,也可以基于反转电流纹波来生成校正数据。
在如此构成的发明中,在旋转轴在定速区域中旋转一转以上的期间对指令信号进行采样。然后,根据采样数据取得旋转时指令信息。该旋转时指令信息如在后面详述的那样与动态实际误差具有相似关系,能够通过对旋转时指令信息乘以相似比而高精度地生成校正数据。另外,通过进行使用了如此生成的校正数据的反馈控制而使马达控制的精度提高。
如以上那样,根据本发明,由于对旋转时指令信息乘以相似比而生成在马达控制装置中使用的校正数据,因此,能够高精度地生成校正数据,能够使马达控制的精度提高。
D.其他
此外,本发明不限于上述实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内对上述的实施方式施加各种变更。例如,在上述实施方式中,本发明适用于使用从旋转变压器Re输出的信号来控制马达M的马达控制装置1,但是,本发明也能够适用于将旋转变压器Re以外的位置检测传感器、例如编码器等用作本发明的“传感器”的马达控制装置。
另外,在上述实施方式中,电流指令信号的采样期间是马达M的一转的量,但是,也可以超过一转而进行采样。例如,也可以在对m转量的电流指令信号进行了采样的情况下,对应每个旋转角度对m个采样数据进行平均化而导出“正转电流纹波”、“反转电流纹波”。
另外,在上述实施方式中,如图7、图15所示,在相似比调整处理中一边切换相似比的备选一边将一对采样动作反复进行20次,但是,该反复进行数(相似比的备选数)不限于此,是任意的。
而且,在上述实施方式中,通过对正转电流纹波和反转电流纹波进行平均化而求出平均电流纹波,但是也可以对正转时的采样数据和反转时的采样数据进行平均化而求出平均电流纹波。即,也可以省略去除直流分量的工序,而根据两采样数据求出相位调整信息,由此能够简化信号处理。
而且,在上述实施方式中,在相位调整处理及相似比调整处理中,一边在相同的驱动模式下驱动马达一边进行电流采样,但是未必一定使驱动模式一致。在相位调整处理中,优选以与马达的旋转轴连接的减速器(省略图示)的旋转摩擦的影响小、且与旋转变压器的位置检测误差的相似性高的速度进行电流采样。相对于此,在相似比调整处理中,优选以上述旋转摩擦的影响小、且由校正产生的效果表现得较大的速度进行电流采样。因此,为了满足这样的要求,优选以使相位调整处理中的定速区域的速度V0+、V0-的绝对值大于相似比调整处理中的定速区域的速度V0+、V0-的绝对值的方式设定驱动模式。
而且,在上述实施方式中,说明了将马达M用作机器人的驱动源的情况,但是,本发明的适用对象不限定于对被安装在机器人上的马达进行控制的技术。即,本发明也能够适用于对安装在由马达驱动可动部的装置、例如表面安装机、元件检查装置、半导体制造装置等工业设备上的马达进行控制的马达控制装置。
本发明能够全面适用于生成用于对从与马达的旋转轴连接的传感器输出的信号进行校正的校正数据的校正数据生成技术及使用该校正数据来控制马达的马达控制技术。
附图标记说明
1…马达控制装置
3…校正数据生成部
31…运算处理部
M…马达
Re…旋转变压器
Claims (37)
1.一种校正数据生成方法,在马达控制装置中生成校正数据,所述马达控制装置基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与所述旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用所述校正数据校正所述位置检测信号所得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制所述马达,
所述校正数据生成方法的特征在于包括如下步骤:
一边在包含所述旋转轴以一定速度正转的定速区域在内的去程驱动模式下驱动所述马达,一边在所述旋转轴在所述定速区域正转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而取得正转时指令信息,
一边在包含所述旋转轴以所述一定速度反转的定速区域在内的返程驱动模式下驱动所述马达,一边取得在所述旋转轴在所述定速区域反转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的反转时指令信息,
使用所述正转时指令信息及所述反转时指令信息来生成所述校正数据。
2.根据权利要求1所述的校正数据生成方法,其中,
所述正转时的采样和所述反转时的采样均进行N次,其中N为2以上的自然数。
3.根据权利要求2所述的校正数据生成方法,其中,
分别进行1次所述正转时的采样和所述反转时的采样的一对采样动作被反复进行所述N次。
4.根据权利要求3所述的校正数据生成方法,其中,
在所述一对采样动作反复进行所述N次后,决定所述校正数据。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
所述指令信号是向所述马达施加的与电流相关的信号,所述正转时指令信息及所述反转时指令信息是所述旋转轴的每个旋转角度的电流指令值。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
所述指令信号是向所述马达施加的与电流相关的信号,所述正转时指令信息及所述反转时指令信息是所述旋转轴的每个旋转角度的所述马达的电流检测信号。
7.根据权利要求5或6所述的校正数据生成方法,其中,
对应所述旋转轴的每个旋转角度来进行所述指令信号的采样。
8.根据权利要求7所述的校正数据生成方法,其中,
所述校正数据生成方法具备:
第一工序,不利用所述校正数据校正所述位置检测信号地对所述位置检测信号进行反馈而驱动所述马达往返移动,从在所述去程驱动过程中取得的所述正转时指令信息中去除直流分量而求出正转电流纹波,并且,从在所述返程驱动过程中取得的所述反转时指令信息中去除直流分量而求出反转电流纹波,求出对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算所述正转电流纹波与所述反转电流纹波的平均值而得到的每个旋转角度的平均电流纹波,作为相位调整信息;及
第二工序,根据所述相位调整信息求出所述校正数据。
9.根据权利要求7所述的校正数据生成方法,其中,
所述校正数据生成方法具备:
第一工序,不利用所述校正数据校正所述位置检测信号地对所述位置检测信号进行反馈而驱动所述马达往返移动,求出对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算在所述去程驱动过程中取得的所述正转时指令信息与在所述返程驱动过程中取得的所述反转时指令信息的平均值而得到的每个旋转角度的平均电流纹波,作为相位调整信息;及
第二工序,根据所述相位调整信息求出所述校正数据。
10.根据权利要求8或9所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,基于将所述相位调整信息乘以相似比而得到的每个旋转角度的相似比调整完毕数据来求出所述校正数据。
11.根据权利要求10所述的校正数据生成方法,其中,
预先准备互不相同的多个相似比备选值作为所述相似比的备选,
对应每个所述相似比备选值,基于将所述相位调整信息乘以该相似比备选值所得的数据来校正所述位置检测信号而得到校正完毕位置信号,对所述校正完毕位置信号进行反馈而驱动所述马达往返移动,从在所述去程驱动过程中取得的所述正转时指令信息中去除直流分量而求出正转电流纹波,并且从在所述返程驱动过程中取得的所述反转时指令信息中去除直流分量而求出反转电流纹波,对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算所述正转电流纹波与所述反转电流纹波的平均值而得到每个旋转角度的平均电流纹波,算出所述平均电流纹波中的最大值与最小值之差,作为电流纹波振幅,
将使所述电流纹波振幅成为多个所述电流纹波振幅中的最小值的相似比备选值设定为所述相似比。
12.根据权利要求10所述的校正数据生成方法,其中,
预先准备互不相同的多个相似比备选值作为所述相似比的备选,
对应每个所述相似比备选值,基于将所述相位调整信息乘以该相似比备选值所得的数据来校正所述位置检测信号而得到校正完毕位置信号,对所述校正完毕位置信号进行反馈而驱动所述马达往返移动,对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算在所述去程驱动过程中取得的所述正转时指令信息与在所述返程驱动过程中取得的所述反转时指令信息的平均值而得到每个旋转角度的平均电流纹波,算出所述平均电流纹波中的最大值与最小值之差,作为电流纹波振幅,
将使所述电流纹波振幅成为多个所述电流纹波振幅中的最小值的相似比备选值设定为所述相似比。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,将所述旋转轴的每个旋转角度的相似比调整完毕数据中的旋转角度为0的相似比调整完毕数据作为偏移数据,将从每个所述旋转角度的相似比调整完毕数据中减去所述偏移数据而得到的偏移调整完毕数据作为所述校正数据。
14.根据权利要求8~13中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,在所述去程驱动模式及所述返程驱动模式下驱动所述马达往返移动,
所述第一工序中的所述一定速度的绝对值大于所述第二工序中的所述一定速度的绝对值。
15.一种马达控制装置,基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与所述旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用校正数据校正所述位置检测信号而得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制所述马达,
所述马达控制装置的特征在于,具备:
马达驱动部,驱动所述马达;及
校正数据生成部,生成所述校正数据,
在生成所述校正数据时,
所述马达驱动部执行:在包含所述旋转轴以一定速度正转的定速区域在内的去程驱动模式下驱动所述马达的去程驱动;及在包含所述旋转轴以所述一定速度反转的定速区域在内的返程驱动模式下驱动所述马达的返程驱动,
所述校正数据生成部在所述去程驱动过程中在所述旋转轴在所述定速区域正转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而取得正转时指令信息,并在所述返程驱动过程中取得在所述旋转轴在所述定速区域反转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的反转时指令信息,使用所述正转时指令信息及所述反转时指令信息来生成所述校正数据。
16.一种校正数据生成方法,在马达控制装置中生成校正数据,所述马达控制装置基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与所述旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用所述校正数据校正所述位置检测信号而得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制所述马达,
所述校正数据生成方法的特征在于,具备:
第一工序,一边在包含所述旋转轴以一定速度旋转的定速区域在内的驱动模式下驱动所述马达,一边根据在所述旋转轴在所述定速区域旋转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的采样数据来取得旋转时指令信息;及
第二工序,将所述旋转时指令信息乘以相似比而生成所述校正数据。
17.根据权利要求16所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,利用将所述第一工序中取得的所述旋转时指令信息乘以相似比而得到的数据对所述马达进行反馈控制来决定所述校正数据。
18.根据权利要求17所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,在进行了多次所述马达的反馈控制后决定所述校正数据。
19.根据权利要求18所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,具有:
校正数据备选生成工序,将所述第一工序中取得的所述旋转时指令信息乘以相似比而生成校正数据备选;及
马达驱动工序,对基于所述校正数据备选来校正所述位置检测信号所得到的校正完毕位置信号进行反馈而驱动所述马达,
所述校正数据备选生成工序使所述相似比互不相同而执行多次,
每次执行所述校正数据备选生成工序都执行所述马达驱动工序。
20.根据权利要求19所述的校正数据生成方法,其中,
所述第二工序中,在分别进行一次所述校正数据备选生成工序和所述马达驱动工序的一对动作反复进行了多次后,将多个所述校正数据备选中的一个所述校正数据备选决定为所述校正数据。
21.根据权利要求16~20中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
所述指令信号是向所述马达施加的与电流相关的信号,所述旋转时指令信息是所述旋转轴的每个旋转角度的电流指令值。
22.根据权利要求16~20中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
所述指令信号是向所述马达施加的与电流相关的信号,所述旋转时指令信息是所述旋转轴的每个旋转角度的所述马达的电流检测信号。
23.根据权利要求16~22中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
对应所述旋转轴的每个旋转角度来进行所述指令信号的采样。
24.根据权利要求23所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第一工序中,一边不利用所述校正数据校正所述位置检测信号地对所述位置检测信号进行反馈而驱动所述马达,一边根据在所述定速区域旋转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的采样数据求出电流纹波作为所述旋转时指令信息,
在所述第二工序中,根据对所述旋转时指令信息乘以相似比而得到的每个旋转角度的相似比调整完毕数据来求出所述校正数据。
25.根据权利要求24所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第一工序中,将构成所述电流纹波的所述旋转轴的每个旋转角度的电流纹波值中的旋转角度为0的电流纹波值作为偏移数据,将从每个所述旋转角度的电流纹波值减去所述偏移数据而得到的偏移调整完毕数据作为所述旋转时指令信息。
26.根据权利要求24或25所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,
预先准备互不相同的多个相似比备选值作为所述相似比的备选,
对应每个所述相似比备选值,一边基于将所述电流纹波乘以该相似比备选值所得到的数据来校正所述位置检测信号而得到校正完毕位置信号,对所述校正完毕位置信号进行反馈而在所述驱动模式下驱动所述马达,一边算出根据在所述定速区域旋转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的采样数据求出的电流纹波的最大值与最小值之差,作为电流纹波振幅,
将使所述电流纹波振幅成为多个所述电流纹波振幅中的最小值的相似比备选值设定为所述相似比。
27.根据权利要求23~26中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第一工序中,
一边在包含所述定速区域在内的去程驱动模式下驱动所述马达,一边从在所述旋转轴在所述定速区域正转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的正转的采样数据中去除直流分量而求出正转电流纹波,
一边在包含所述定速区域在内的返程驱动模式下驱动所述马达,一边从在所述旋转轴在所述定速区域反转一转以上的期间对所述指令信号进行采样所得到的反转的采样数据中去除直流分量而求出反转电流纹波,
求出对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算所述正转电流纹波与所述反转电流纹波的平均值而得到的每个旋转角度的平均电流纹波,作为所述旋转时指令信息。
28.根据权利要求23~26中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第一工序中,
求出对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算正转的采样数据与反转的采样数据的平均值而得到的每个旋转角度的平均电流纹波,作为所述旋转时指令信息,所述正转的采样数据是一边在包含所述定速区域在内的去程驱动模式下驱动所述马达一边在所述旋转轴在所述定速区域正转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的,所述反转的采样数据是一边在包含所述定速区域在内的返程驱动模式下驱动所述马达一边在所述旋转轴在所述定速区域反转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的。
29.根据权利要求27或28所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第一工序中,不利用所述校正数据校正所述位置检测信号地对所述位置检测信号进行反馈而驱动所述马达往返移动,
在所述第二工序中,根据将所述旋转时指令信息乘以相似比而得到的相似比调整完毕数据来求出所述校正数据。
30.根据利要求16~25中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,
预先准备互不相同的多个相似比备选值作为所述相似比的备选,
对应每个所述相似比备选值,基于将所述旋转时指令信息乘以该相似比备选值所得到的数据来校正所述位置检测信号而得到校正完毕位置信号,对所述校正完毕位置信号进行反馈而在所述驱动模式下驱动所述马达往返移动,从在所述去程驱动期间对所述指令信号进行采样所得到的采样数据中去除直流分量而求出正转电流纹波,并且从在所述返程驱动期间对所述指令信号进行采样所得到的采样数据中去除直流分量而求出反转电流纹波,对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算所述正转电流纹波与所述反转电流纹波的平均值而得到每个旋转角度的平均电流纹波,算出所述平均电流纹波中的最大值与最小值之差作为电流纹波振幅,
将使所述电流纹波振幅成为多个所述电流纹波振幅中的最小值的相似比备选值设定为所述相似比。
31.根据利要求16~25中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,
预先准备互不相同的多个相似比备选值作为所述相似比的备选,
对应每个所述相似比备选值,基于将所述旋转时指令信息乘以该相似比备选值所得到的数据来校正所述位置检测信号而得到校正完毕位置信号,对所述校正完毕位置信号进行反馈而在所述驱动模式下驱动所述马达往返移动,对应所述旋转轴的每个旋转角度来计算在所述去程驱动期间对所述指令信号进行采样所得到的采样数据与在所述返程驱动期间对所述指令信号进行采样所得到的采样数据的平均值而得到每个旋转角度的平均电流纹波,算出所述平均电流纹波中的最大值与最小值之差作为电流纹波振幅,
将使所述电流纹波振幅成为多个所述电流纹波振幅中的最小值的相似比备选值设定为所述相似比。
32.根据权利要求30或31所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,分别进行多次所述正转时的采样和所述反转时的采样来决定所述相似比。
33.根据权利要求32所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,使分别进行1次所述正转时的采样和所述反转时的采样的动作反复进行多次来决定所述相似比。
34.根据权利要求30~33中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
在所述第二工序中,将所述旋转轴的每个旋转角度的相似比调整完毕数据中的旋转角度为0的相似比调整完毕数据作为偏移数据,将从每个所述旋转角度的相似比调整完毕数据减去所述偏移数据而得到的偏移调整完毕数据作为所述校正数据。
35.根据权利要求26、30~34中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
所述第一工序中的所述一定速度的绝对值大于所述第二工序中的所述一定速度的绝对值。
36.根据权利要求1~14、16~34及35中任一项所述的校正数据生成方法,其中,
所述传感器是旋转变压器,
所述一定速度是15rps至100rps。
37.一种马达控制装置,基于与根据指令信号而旋转的马达的旋转轴的旋转角度对应地从传感器输出的信号来生成与所述旋转轴的旋转位置相关的位置检测信号,并对利用校正数据校正所述位置检测信号所得到的校正完毕位置信号进行反馈而控制所述马达,
所述马达控制装置的特征在于,具备:
马达驱动部,驱动所述马达;及
校正数据生成部,生成所述校正数据,
在生成所述校正数据时,
所述马达驱动部在包含所述旋转轴以一定速度旋转的定速区域在内的驱动模式下驱动所述马达,
所述校正数据生成部基于在所述旋转轴在所述定速区域旋转一转以上的期间对所述指令信号进行采样而得到的采样数据来取得旋转时指令信息,将所述旋转时指令信息乘以相似比而生成所述校正数据。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014012319 | 2014-01-27 | ||
JP2014012320A JP6349093B2 (ja) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | モータ制御装置および同装置における補正データ作成方法 |
JP2014-012319 | 2014-01-27 | ||
JP2014-012320 | 2014-01-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104808694A true CN104808694A (zh) | 2015-07-29 |
CN104808694B CN104808694B (zh) | 2018-01-09 |
Family
ID=52423561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510040656.0A Active CN104808694B (zh) | 2014-01-27 | 2015-01-27 | 马达控制装置及该装置的校正数据生成方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9507338B2 (zh) |
EP (1) | EP2899874B1 (zh) |
CN (1) | CN104808694B (zh) |
TW (1) | TWI571043B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110247603A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-09-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于在马达控制系统中减少代码执行时间的系统和方法 |
CN111796610A (zh) * | 2019-04-03 | 2020-10-20 | 发那科株式会社 | 马达控制装置以及马达控制用计算机程序 |
CN113676107A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-19 | 山东交通学院 | 一种开关磁阻电机转子位置检测装置原点校准方法及系统 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10895866B1 (en) * | 2018-03-08 | 2021-01-19 | Apple Inc. | Position error correction for electric motors |
KR20200060657A (ko) * | 2018-11-22 | 2020-06-01 | 현대자동차주식회사 | 레졸버 옵셋 보정 방법 및 시스템 |
KR20200119949A (ko) * | 2019-04-10 | 2020-10-21 | 현대자동차주식회사 | 레졸버 신호를 이용한 모터 구동 시스템의 고장진단 장치 및 방법 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997341A1 (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-03 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Control device for movable member |
CN1838523A (zh) * | 2005-03-23 | 2006-09-27 | 比亚迪股份有限公司 | 一种永磁同步电机转子位置传感方法和位置传感装置 |
US20080034985A1 (en) * | 2004-09-15 | 2008-02-14 | Komatsu Ltd. | Servo Press Control System and Servo Press Control Method |
US20080079380A1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Behr-Hella Thermocontrol Gmbh | Method for the detection of the rotational position of the rotor of a dc motor with commutator |
US20080298784A1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-04 | Mark Allen Kastner | Method of Sensing Speed of Electric Motors and Generators |
CN101603840A (zh) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 佳能株式会社 | 位移检测方法、校正表制作方法、马达控制设备、加工机 |
US20100283417A1 (en) * | 2007-09-26 | 2010-11-11 | Stefan Holzmann | Method and device for identifying a reversing operation in an electric actuating unit of a vehicle |
CN101925800A (zh) * | 2008-03-18 | 2010-12-22 | 三菱电机株式会社 | 旋转角度检测装置 |
CN101924514A (zh) * | 2010-09-30 | 2010-12-22 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种旋转变压器初始位置信号自动校正方法 |
DE102010006581A1 (de) * | 2010-02-02 | 2011-09-29 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Schaltungsanordnung und Verfahren zur Ermittlung der aktuellen Position eines Rotors eines Elektromotors |
US20120249025A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-04 | Fanuc Corporation | Detection device for detecting magnetic pole position of synchronous motor, and control apparatus equipped therewith |
CN202798556U (zh) * | 2012-08-24 | 2013-03-13 | 国电联合动力技术有限公司 | 风电机组传动链阻尼转矩校正的控制装置 |
US20130215728A1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-08-22 | Rohm Co., Ltd. | Rotation control apparatus and method and disk driving apparatus using the same |
EP2688197A1 (en) * | 2011-03-14 | 2014-01-22 | TS Tech Co., Ltd. | Ripple extraction device, motor control apparatus, vehicle seat, and ripple extraction method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6073316A (ja) | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Fanuc Ltd | レゾルバの誤差補正回路 |
JP2541169B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1996-10-09 | 株式会社安川電機 | レゾルバ検出誤差補正方式 |
JP4604538B2 (ja) * | 2004-04-01 | 2011-01-05 | パナソニック株式会社 | ブラシレスモータ制御装置 |
JP5281102B2 (ja) * | 2011-01-07 | 2013-09-04 | 東芝機械株式会社 | レゾルバ装置、レゾルバの角度検出装置およびその方法 |
-
2014
- 2014-10-27 TW TW103137078A patent/TWI571043B/zh active
-
2015
- 2015-01-22 US US14/602,488 patent/US9507338B2/en active Active
- 2015-01-26 EP EP15000220.2A patent/EP2899874B1/en active Active
- 2015-01-27 CN CN201510040656.0A patent/CN104808694B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997341A1 (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-03 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Control device for movable member |
US20080034985A1 (en) * | 2004-09-15 | 2008-02-14 | Komatsu Ltd. | Servo Press Control System and Servo Press Control Method |
CN1838523A (zh) * | 2005-03-23 | 2006-09-27 | 比亚迪股份有限公司 | 一种永磁同步电机转子位置传感方法和位置传感装置 |
US20080079380A1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Behr-Hella Thermocontrol Gmbh | Method for the detection of the rotational position of the rotor of a dc motor with commutator |
US20080298784A1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-04 | Mark Allen Kastner | Method of Sensing Speed of Electric Motors and Generators |
US20100283417A1 (en) * | 2007-09-26 | 2010-11-11 | Stefan Holzmann | Method and device for identifying a reversing operation in an electric actuating unit of a vehicle |
CN101925800A (zh) * | 2008-03-18 | 2010-12-22 | 三菱电机株式会社 | 旋转角度检测装置 |
CN101603840A (zh) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 佳能株式会社 | 位移检测方法、校正表制作方法、马达控制设备、加工机 |
DE102010006581A1 (de) * | 2010-02-02 | 2011-09-29 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Schaltungsanordnung und Verfahren zur Ermittlung der aktuellen Position eines Rotors eines Elektromotors |
CN101924514A (zh) * | 2010-09-30 | 2010-12-22 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种旋转变压器初始位置信号自动校正方法 |
EP2688197A1 (en) * | 2011-03-14 | 2014-01-22 | TS Tech Co., Ltd. | Ripple extraction device, motor control apparatus, vehicle seat, and ripple extraction method |
US20120249025A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-04 | Fanuc Corporation | Detection device for detecting magnetic pole position of synchronous motor, and control apparatus equipped therewith |
US20130215728A1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-08-22 | Rohm Co., Ltd. | Rotation control apparatus and method and disk driving apparatus using the same |
CN202798556U (zh) * | 2012-08-24 | 2013-03-13 | 国电联合动力技术有限公司 | 风电机组传动链阻尼转矩校正的控制装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110247603A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-09-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于在马达控制系统中减少代码执行时间的系统和方法 |
CN111796610A (zh) * | 2019-04-03 | 2020-10-20 | 发那科株式会社 | 马达控制装置以及马达控制用计算机程序 |
CN113676107A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-19 | 山东交通学院 | 一种开关磁阻电机转子位置检测装置原点校准方法及系统 |
CN113676107B (zh) * | 2021-08-24 | 2023-06-20 | 山东交通学院 | 一种开关磁阻电机转子位置检测装置原点校准方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2899874A1 (en) | 2015-07-29 |
US20150212511A1 (en) | 2015-07-30 |
CN104808694B (zh) | 2018-01-09 |
EP2899874B1 (en) | 2019-06-26 |
TW201531015A (zh) | 2015-08-01 |
US9507338B2 (en) | 2016-11-29 |
TWI571043B (zh) | 2017-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104808694A (zh) | 马达控制装置及该装置的校正数据生成方法 | |
US10162912B2 (en) | Friction identification method and friction identification device | |
CN102483317B (zh) | 测量表面轮廓的方法和装置 | |
US9321178B2 (en) | Machine system including wireless sensor | |
US9915516B2 (en) | Method for controlling shape measuring apparatus | |
JP5192196B2 (ja) | 表面形状測定装置 | |
CN102104361A (zh) | 具有齿槽转矩修正量计算功能的电动机控制装置 | |
JP6649023B2 (ja) | 学習制御器の特性測定を行う機能を有するサーボ制御装置 | |
EP3147625B1 (en) | Method for controlling shape measuring apparatus | |
CN109782815B (zh) | 基于多轴联动系统的复杂型面自适应测量路径规划方法 | |
US20140132189A1 (en) | Motor control apparatus, image forming apparatus having the same, and motor control method | |
US20190361467A1 (en) | Control parameter adjustment apparatus | |
JP6377506B2 (ja) | モータ制御装置および同装置における補正データ作成方法 | |
CN111624940B (zh) | 信息处理装置以及信息处理方法 | |
JP2019096219A (ja) | 工作機械の制御装置 | |
JP2008041011A (ja) | 工作機械における位置補正方法 | |
EP3018819B1 (en) | High resolution motor speed for closed-loop speed control | |
US11493898B2 (en) | Servo motor controller | |
JP5172278B2 (ja) | スポット溶接ガン制御装置 | |
CN113126538A (zh) | 电子设备及其控制方法 | |
JP5233703B2 (ja) | トー角自動調整装置およびその制御方法 | |
JP6349093B2 (ja) | モータ制御装置および同装置における補正データ作成方法 | |
CN113352236B (zh) | 一种压力控制装置及压力控制方法 | |
CN108214303B (zh) | 一种丝杠输出误差校正方法和磨床 | |
US20230311263A1 (en) | Device and method for detecting an approach of a tool to a workpiece |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |