JP2003097974A - レゾルバ信号処理装置 - Google Patents
レゾルバ信号処理装置Info
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- JP2003097974A JP2003097974A JP2001289431A JP2001289431A JP2003097974A JP 2003097974 A JP2003097974 A JP 2003097974A JP 2001289431 A JP2001289431 A JP 2001289431A JP 2001289431 A JP2001289431 A JP 2001289431A JP 2003097974 A JP2003097974 A JP 2003097974A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レゾルバ信号処理装置において、１次巻線に
供給される参照信号と、２次巻線からのレゾルバ出力信
号との位相ずれを考慮する。 【解決手段】 ＡＤＣ３０はレゾルバ出力信号ｒ(t)を
複数のサンプリングタイミングｔiにてサンプリングす
る。サンプリング値はＳＩＮ相振幅演算部３６によって
第１基準信号sinωｔで、またＣＯＳ相振幅演算部３８
により第２基準信号cosωｔでそれぞれで最小二乗近似
される。サンプリングタイミング制御部３２はｔiを、s
inωｔicosωｔiの総和が０となるように定める。位相
差検出部４０は、最小二乗近似により決定された基準信
号sinωｔ，cosωｔそれぞれの振幅ＡS，ＡCを用いて、
第１基準信号sinωｔに対するレゾルバ出力信号の位相
ずれ量βをtanβ＝ＡC／ＡSにより算出する。
供給される参照信号と、２次巻線からのレゾルバ出力信
号との位相ずれを考慮する。 【解決手段】 ＡＤＣ３０はレゾルバ出力信号ｒ(t)を
複数のサンプリングタイミングｔiにてサンプリングす
る。サンプリング値はＳＩＮ相振幅演算部３６によって
第１基準信号sinωｔで、またＣＯＳ相振幅演算部３８
により第２基準信号cosωｔでそれぞれで最小二乗近似
される。サンプリングタイミング制御部３２はｔiを、s
inωｔicosωｔiの総和が０となるように定める。位相
差検出部４０は、最小二乗近似により決定された基準信
号sinωｔ，cosωｔそれぞれの振幅ＡS，ＡCを用いて、
第１基準信号sinωｔに対するレゾルバ出力信号の位相
ずれ量βをtanβ＝ＡC／ＡSにより算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レゾルバからの出
力信号に基づいて回転機の回転角計測等の処理を行うレ
ゾルバ信号処理装置に関する。
力信号に基づいて回転機の回転角計測等の処理を行うレ
ゾルバ信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転機のロータの回転角を検出するレゾ
ルバが知られている。レゾルバで検出された回転角は、
当該回転機の電流の制御などに用いられる。レゾルバの
１次巻線に参照信号として正弦波sinωｔの信号を入力
すると、９０°の位相差をもって配置された二つの２次
巻線（ＳＩＮ相コイル、ＣＯＳ相コイル）には、それぞ
れロータ回転角θに応じて振幅変調されたレゾルバ出力
信号Ａ0・sinωｔsinθ，Ａ0・sinωｔcosθが得られる。
ルバが知られている。レゾルバで検出された回転角は、
当該回転機の電流の制御などに用いられる。レゾルバの
１次巻線に参照信号として正弦波sinωｔの信号を入力
すると、９０°の位相差をもって配置された二つの２次
巻線（ＳＩＮ相コイル、ＣＯＳ相コイル）には、それぞ
れロータ回転角θに応じて振幅変調されたレゾルバ出力
信号Ａ0・sinωｔsinθ，Ａ0・sinωｔcosθが得られる。
【０００３】レゾルバ信号処理装置は、２つのレゾルバ
出力信号それぞれを検波して、振幅Ａ0・sinθ、Ａ0・cos
θを取得し、これらからロータ回転角θを決定する。振
幅Ａ 0・sinθ、Ａ0・cosθを求める方法の一つとして、当
該振幅それぞれをパラメータＡSIN、ＡCOSとし、関数Ａ
SIN・sinωｔ、ＡCOS・sinωｔでレゾルバ出力信号をフィ
ッティングするものがある。
出力信号それぞれを検波して、振幅Ａ0・sinθ、Ａ0・cos
θを取得し、これらからロータ回転角θを決定する。振
幅Ａ 0・sinθ、Ａ0・cosθを求める方法の一つとして、当
該振幅それぞれをパラメータＡSIN、ＡCOSとし、関数Ａ
SIN・sinωｔ、ＡCOS・sinωｔでレゾルバ出力信号をフィ
ッティングするものがある。
【０００４】具体的には、例えばＳＩＮ相コイルからの
出力信号を複数時刻ｔi（ここでｉは０≦ｉ≦ｎなる整
数）にてサンプリングしたサンプリング値Ｄiを、関数
ＡSIN・sinωｔで最小二乗近似することによりパラメー
タＡSINが決定され、このＡSINがＡ0・sinθとされる。
また、同様に、ＣＯＳ相コイルからの出力信号のサンプ
リング値を関数ＡCOS・sinωｔで最小二乗近似すること
によりパラメータＡCOSが決定され、このＡCOSがＡ0・co
sθとされる。そして、tanθ＝ＡSIN／ＡCOSから回転角
θが決定される
出力信号を複数時刻ｔi（ここでｉは０≦ｉ≦ｎなる整
数）にてサンプリングしたサンプリング値Ｄiを、関数
ＡSIN・sinωｔで最小二乗近似することによりパラメー
タＡSINが決定され、このＡSINがＡ0・sinθとされる。
また、同様に、ＣＯＳ相コイルからの出力信号のサンプ
リング値を関数ＡCOS・sinωｔで最小二乗近似すること
によりパラメータＡCOSが決定され、このＡCOSがＡ0・co
sθとされる。そして、tanθ＝ＡSIN／ＡCOSから回転角
θが決定される
【発明が解決しようとする課題】上述のレゾルバ出力信
号の振幅を決定する方法では、sinωｔに従った参照信
号の時間変化に対し、ＳＩＮ相コイルからのレゾルバ出
力信号に対するフィッティング関数をＡSIN・sinωｔ、
及びＣＯＳ相コイルからのレゾルバ出力信号に対するフ
ィッティング関数をＡCOS・sinωｔとしていることから
理解されるように、参照信号と各レゾルバ出力信号との
間の位相ずれは考慮されていない。しかし、実際には、
励磁相コイルである１次巻線と検出コイルである２次巻
線との間の相互インダクタンス、２次巻線の自己インダ
クタンス、ＬＰＦの伝達関数などの影響により、参照信
号とレゾルバ出力信号との間に位相差が発生し得る。そ
のため、従来のフィッティング関数では、一般にレゾル
バ出力信号を精度良く近似できず、レゾルバ出力信号を
用いた信号処理の精度が低下するという問題があり、例
えば、ロータ回転角θの計測精度が低くなるという問題
があった。
号の振幅を決定する方法では、sinωｔに従った参照信
号の時間変化に対し、ＳＩＮ相コイルからのレゾルバ出
力信号に対するフィッティング関数をＡSIN・sinωｔ、
及びＣＯＳ相コイルからのレゾルバ出力信号に対するフ
ィッティング関数をＡCOS・sinωｔとしていることから
理解されるように、参照信号と各レゾルバ出力信号との
間の位相ずれは考慮されていない。しかし、実際には、
励磁相コイルである１次巻線と検出コイルである２次巻
線との間の相互インダクタンス、２次巻線の自己インダ
クタンス、ＬＰＦの伝達関数などの影響により、参照信
号とレゾルバ出力信号との間に位相差が発生し得る。そ
のため、従来のフィッティング関数では、一般にレゾル
バ出力信号を精度良く近似できず、レゾルバ出力信号を
用いた信号処理の精度が低下するという問題があり、例
えば、ロータ回転角θの計測精度が低くなるという問題
があった。
【０００５】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、レゾルバ出力信号が参照信号に対して位相
ずれを生じる場合にも高精度のレゾルバ信号処理を可能
とするレゾルバ信号処理装置を提供することを目的とす
る。
れたもので、レゾルバ出力信号が参照信号に対して位相
ずれを生じる場合にも高精度のレゾルバ信号処理を可能
とするレゾルバ信号処理装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレゾルバ信
号処理装置は、複数のサンプリング時刻にてレゾルバ出
力信号をサンプリングして、複数のサンプリング値を生
成するサンプリング手段と、参照信号と同じ角振動数で
変化する正弦波形であり前記参照信号に対し所定の位相
差を設定された第１基準信号を、最小二乗近似に基づい
て前記複数のサンプリング値に適合させ、前記第１基準
信号の適合振幅を求める第１基準信号適合手段と、前記
角振動数で変化する正弦波形であり前記第１基準信号に
対し位相がπ／２異なる第２基準信号を、最小二乗近似
に基づいて前記複数のサンプリング値に適合させ、前記
第２基準信号の適合振幅を求める第２基準信号適合手段
と、前記１基準信号の前記適合振幅と前記第２基準信号
の前記適合振幅とに基づいて、前記レゾルバ出力信号の
位相を検出する位相検出手段とを有し、前記サンプリン
グ手段は、各サンプリング時刻における前記第１基準信
号の値と前記第２基準信号の値との積の総和が０となる
ように前記複数のサンプリング時刻を設定する。
号処理装置は、複数のサンプリング時刻にてレゾルバ出
力信号をサンプリングして、複数のサンプリング値を生
成するサンプリング手段と、参照信号と同じ角振動数で
変化する正弦波形であり前記参照信号に対し所定の位相
差を設定された第１基準信号を、最小二乗近似に基づい
て前記複数のサンプリング値に適合させ、前記第１基準
信号の適合振幅を求める第１基準信号適合手段と、前記
角振動数で変化する正弦波形であり前記第１基準信号に
対し位相がπ／２異なる第２基準信号を、最小二乗近似
に基づいて前記複数のサンプリング値に適合させ、前記
第２基準信号の適合振幅を求める第２基準信号適合手段
と、前記１基準信号の前記適合振幅と前記第２基準信号
の前記適合振幅とに基づいて、前記レゾルバ出力信号の
位相を検出する位相検出手段とを有し、前記サンプリン
グ手段は、各サンプリング時刻における前記第１基準信
号の値と前記第２基準信号の値との積の総和が０となる
ように前記複数のサンプリング時刻を設定する。
【０００７】第１基準信号及び第２基準信号は互いに直
交する正弦波形関数ｆ1(t)，ｆ2(t)で表され、それらと
同じ角振動数を有するレゾルバ出力信号ｇ(t)は次式で
示すように関数ｆ1(t)、ｆ2(t)の線形結合で表すことが
できる。なお、ここでＡ1，Ａ2は比例係数である。
交する正弦波形関数ｆ1(t)，ｆ2(t)で表され、それらと
同じ角振動数を有するレゾルバ出力信号ｇ(t)は次式で
示すように関数ｆ1(t)、ｆ2(t)の線形結合で表すことが
できる。なお、ここでＡ1，Ａ2は比例係数である。
【０００８】
【数５】
ｇ(t)＝Ａ1ｆ1(t)＋Ａ2ｆ2(t) ………（１）
このｇ(t)には正弦波形関数ｆ1(t)，ｆ2(t)に対する位
相差の情報が含まれている。よって、ｇ(t)上の複数の
サンプリング値に適合する（１）式の右辺を定める、す
なわちＡ1，Ａ2を求めることができれば、レゾルバ出力
信号ｇ(t)の位相を検出することができる。
相差の情報が含まれている。よって、ｇ(t)上の複数の
サンプリング値に適合する（１）式の右辺を定める、す
なわちＡ1，Ａ2を求めることができれば、レゾルバ出力
信号ｇ(t)の位相を検出することができる。
【０００９】本発明によれば、第１基準信号適合手段は
ｇ(t)∝ｆ1(t)という仮定の下でレゾルバ出力信号のサ
ンプリング値を最小二乗近似して適合振幅Ａ1'を求め、
同様に、第２基準信号適合手段はｇ(t)∝ｆ2(t)という
仮定の下でレゾルバ出力信号のサンプリング値を最小二
乗近似して適合振幅Ａ2'を求める。ここで、サンプリン
グ手段により各サンプリング時刻における第１基準信号
の値と第２基準信号の値との積の総和が０となるタイミ
ングでサンプリングが行われる。この場合、適合振幅Ａ
1'，Ａ2'はそれぞれ（１）式の係数Ａ1，Ａ2に等しくな
る。よって、位相検出手段は、これら適合振幅Ａ1'，Ａ
2'に基づいてレゾルバ出力信号の位相を検出することが
できる。ここで、レゾルバ出力信号の位相は、例えば第
１基準信号及び第２基準信号のいずれかを基準として、
それに対する位相差として検出することができ、また第
１基準信号に対し所定の位相差を有する参照信号を基準
として検出することもできる。
ｇ(t)∝ｆ1(t)という仮定の下でレゾルバ出力信号のサ
ンプリング値を最小二乗近似して適合振幅Ａ1'を求め、
同様に、第２基準信号適合手段はｇ(t)∝ｆ2(t)という
仮定の下でレゾルバ出力信号のサンプリング値を最小二
乗近似して適合振幅Ａ2'を求める。ここで、サンプリン
グ手段により各サンプリング時刻における第１基準信号
の値と第２基準信号の値との積の総和が０となるタイミ
ングでサンプリングが行われる。この場合、適合振幅Ａ
1'，Ａ2'はそれぞれ（１）式の係数Ａ1，Ａ2に等しくな
る。よって、位相検出手段は、これら適合振幅Ａ1'，Ａ
2'に基づいてレゾルバ出力信号の位相を検出することが
できる。ここで、レゾルバ出力信号の位相は、例えば第
１基準信号及び第２基準信号のいずれかを基準として、
それに対する位相差として検出することができ、また第
１基準信号に対し所定の位相差を有する参照信号を基準
として検出することもできる。
【００１０】本発明の好適な態様は、前記第１基準信号
をＡ1・sinωｔ、前記第２基準信号をＡ2・cosωｔ（ここ
でωは前記角振動数、ｔは時刻、Ａ1及びＡ2は前記適合
振幅である）、前記複数のサンプリング時刻をｔi（こ
こでｉは０≦ｉ≦ｎなる整数である）、及び前記各サン
プリング時刻ｔiでの前記サンプリング値をそれぞれＤi
とするとき、前記第１基準信号適合手段が、適合振幅Ａ
1を次式、
をＡ1・sinωｔ、前記第２基準信号をＡ2・cosωｔ（ここ
でωは前記角振動数、ｔは時刻、Ａ1及びＡ2は前記適合
振幅である）、前記複数のサンプリング時刻をｔi（こ
こでｉは０≦ｉ≦ｎなる整数である）、及び前記各サン
プリング時刻ｔiでの前記サンプリング値をそれぞれＤi
とするとき、前記第１基準信号適合手段が、適合振幅Ａ
1を次式、
【数６】
により算出し、前記第２基準信号適合手段が、適合振幅
Ａ2を次式、
Ａ2を次式、
【数７】
により算出するレゾルバ信号処理装置である。
【００１１】他の本発明に係るレゾルバ信号処理装置
は、複数のサンプリング時刻ｔi（ここでｉは０≦ｉ≦
ｎなる整数である）にてレゾルバ出力信号をサンプリン
グして、複数のサンプリング値Ｄiを生成するサンプリ
ング手段と、参照信号と同じ角振動数ωで変化する正弦
波形であり前記参照信号に対し所定の位相差を設定され
た第１基準信号Ａ1・sinωｔ及び前記角振動数ωで変化
する正弦波形であり前記第１基準信号に対し位相がπ／
２異なる第２基準信号Ａ2・cosωｔ（ここで、ｔは時
刻、Ａ1及びＡ2は振幅である）を加算合成した合成信号
を、最小二乗近似に基づいて前記複数のサンプリング値
Ｄiに適合させ、前記第１基準信号及び前記第２基準信
号それぞれの適合振幅Ａ1及びＡ2を求める基準信号適合
手段と、前記１基準信号の前記適合振幅Ａ1と前記第２
基準信号の前記適合振幅Ａ2とに基づいて、前記レゾル
バ出力信号の位相を検出する位相検出手段とを有し、前
記サンプリング手段は、各サンプリング時刻ｔiにおけ
る前記第１基準信号の値sinωｔiと前記第２基準信号の
値cosωｔiとの積の総和が０となるように前記複数のサ
ンプリング時刻ｔiを設定し、前記基準信号適合手段
は、前記適合振幅Ａ1及びＡ2をそれぞれ次式、
は、複数のサンプリング時刻ｔi（ここでｉは０≦ｉ≦
ｎなる整数である）にてレゾルバ出力信号をサンプリン
グして、複数のサンプリング値Ｄiを生成するサンプリ
ング手段と、参照信号と同じ角振動数ωで変化する正弦
波形であり前記参照信号に対し所定の位相差を設定され
た第１基準信号Ａ1・sinωｔ及び前記角振動数ωで変化
する正弦波形であり前記第１基準信号に対し位相がπ／
２異なる第２基準信号Ａ2・cosωｔ（ここで、ｔは時
刻、Ａ1及びＡ2は振幅である）を加算合成した合成信号
を、最小二乗近似に基づいて前記複数のサンプリング値
Ｄiに適合させ、前記第１基準信号及び前記第２基準信
号それぞれの適合振幅Ａ1及びＡ2を求める基準信号適合
手段と、前記１基準信号の前記適合振幅Ａ1と前記第２
基準信号の前記適合振幅Ａ2とに基づいて、前記レゾル
バ出力信号の位相を検出する位相検出手段とを有し、前
記サンプリング手段は、各サンプリング時刻ｔiにおけ
る前記第１基準信号の値sinωｔiと前記第２基準信号の
値cosωｔiとの積の総和が０となるように前記複数のサ
ンプリング時刻ｔiを設定し、前記基準信号適合手段
は、前記適合振幅Ａ1及びＡ2をそれぞれ次式、
【数８】
により算出する。
【００１２】本発明によれば、各サンプリング時刻ｔi
における第１基準信号の値sinωｔiと第２基準信号の値
cosωｔiとの積の総和が０となるように複数のサンプリ
ング時刻ｔiが設定されることにより、第１基準信号及
び第２基準信号の合成信号に対し最小二乗近似を行った
場合の各基準信号の適合振幅Ａ1，Ａ2が簡単な式で算出
される。
における第１基準信号の値sinωｔiと第２基準信号の値
cosωｔiとの積の総和が０となるように複数のサンプリ
ング時刻ｔiが設定されることにより、第１基準信号及
び第２基準信号の合成信号に対し最小二乗近似を行った
場合の各基準信号の適合振幅Ａ1，Ａ2が簡単な式で算出
される。
【００１３】別の本発明に係るレゾルバ信号処理装置
は、さらに、前記第１基準信号及び前記第２基準信号の
いずれか一方である主基準信号と前記レゾルバ出力信号
との位相差が０となるように、前記主基準信号の位相を
フィードバック制御する基準信号位相制御手段と、前記
主基準信号の前記適合振幅に基づいて、前記レゾルバ出
力信号の振幅を定める出力信号振幅決定手段とを有す
る。
は、さらに、前記第１基準信号及び前記第２基準信号の
いずれか一方である主基準信号と前記レゾルバ出力信号
との位相差が０となるように、前記主基準信号の位相を
フィードバック制御する基準信号位相制御手段と、前記
主基準信号の前記適合振幅に基づいて、前記レゾルバ出
力信号の振幅を定める出力信号振幅決定手段とを有す
る。
【００１４】本発明によれば、位相検出手段により検出
された位相に基づいて、主基準信号とレゾルバ出力信号
との位相差が０となるように、主基準信号の位相がフィ
ードバック制御される。具体的には第１基準信号と参照
信号との所定の位相差が可変制御される。このフィード
バック制御により、基本的に、ｇ(t)は主基準信号の成
分のみを含み、第１基準信号及び第２基準信号のうちい
ずれか一方である主基準信号の振幅をそのままレゾルバ
出力信号の振幅とすることができ、処理が簡素化され
る。
された位相に基づいて、主基準信号とレゾルバ出力信号
との位相差が０となるように、主基準信号の位相がフィ
ードバック制御される。具体的には第１基準信号と参照
信号との所定の位相差が可変制御される。このフィード
バック制御により、基本的に、ｇ(t)は主基準信号の成
分のみを含み、第１基準信号及び第２基準信号のうちい
ずれか一方である主基準信号の振幅をそのままレゾルバ
出力信号の振幅とすることができ、処理が簡素化され
る。
【００１５】さらに別の本発明に係るレゾルバ信号処理
装置においては、前記位相検出手段が、前記第１基準信
号の前記適合振幅Ａ1及び前記第２基準信号の前記適合
振幅Ａ2から、前記第１基準信号と前記レゾルバ出力信
号との位相差βを次式、
装置においては、前記位相検出手段が、前記第１基準信
号の前記適合振幅Ａ1及び前記第２基準信号の前記適合
振幅Ａ2から、前記第１基準信号と前記レゾルバ出力信
号との位相差βを次式、
【数９】
tanβ＝Ａ2／Ａ1 ………（２）
に基づいて求める。
【００１６】本発明によれば、位相差βが適合振幅の比
（Ａ2／Ａ1）に基づいて検出される。例えば、（１）式
においてｆ1(t)＝sinωｔ，ｆ2(t)＝cosωｔである場合
には、第１基準信号に対しβだけ進んだ位相差を有する
レゾルバ出力信号は次式で表される。
（Ａ2／Ａ1）に基づいて検出される。例えば、（１）式
においてｆ1(t)＝sinωｔ，ｆ2(t)＝cosωｔである場合
には、第１基準信号に対しβだけ進んだ位相差を有する
レゾルバ出力信号は次式で表される。
【００１７】
【数１０】
ｇ(t)＝Ａ0・sin(ωｔ＋β) ………（３）
また、（１）式においてｆ1(t)＝cosωｔ，ｆ2(t)＝sin
ωｔである場合には、第１基準信号に対しβだけ遅れた
位相差を有するレゾルバ出力信号は次式で表される。
ωｔである場合には、第１基準信号に対しβだけ遅れた
位相差を有するレゾルバ出力信号は次式で表される。
【００１８】
【数１１】
ｇ(t)＝Ａ0・cos(ωｔ−β) ………（４）
（３）（４）式はそれぞれ加法定理により（１）式の形
に変形でき、Ａ1＝Ａ0・cosβ，Ａ2＝Ａ0・sinβとなり、
これらから（２）式が得られる。
に変形でき、Ａ1＝Ａ0・cosβ，Ａ2＝Ａ0・sinβとなり、
これらから（２）式が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】［原理］ここでは、参照信号ｒの
位相は基本的に角振動数ωに比例して時間と共に線形に
増加し、それ以外の位相変動は生じないものとする。よ
って参照信号ｒは、固定された時間軸上で定義される時
間ξの関数として次式で表される。
位相は基本的に角振動数ωに比例して時間と共に線形に
増加し、それ以外の位相変動は生じないものとする。よ
って参照信号ｒは、固定された時間軸上で定義される時
間ξの関数として次式で表される。
【００２０】
【数１２】
ｒ(ξ)＝Ｒ0・sinωξ ………（５）
ここで、参照信号に対するレゾルバ出力信号の位相差
（位相進み量）をφ、また、参照信号に対する第１基準
信号の位相差（位相進み量）をα、さらに第１基準信号
に対するレゾルバ出力信号の位相差（位相進み量）をβ
とする。これらの位相差の間には、φ＝α＋βなる関係
がある。
（位相進み量）をφ、また、参照信号に対する第１基準
信号の位相差（位相進み量）をα、さらに第１基準信号
に対するレゾルバ出力信号の位相差（位相進み量）をβ
とする。これらの位相差の間には、φ＝α＋βなる関係
がある。
【００２１】例えば第２基準信号が第１基準信号に対し
π／２だけ進んだ位相を有する場合には、第１基準信号
及び第２基準信号はそれぞれ、sin(ωξ+α)、cos(ωξ
+α)に従って変動する。ここで、αは本装置によって制
御可能な位相ずれ量である。
π／２だけ進んだ位相を有する場合には、第１基準信号
及び第２基準信号はそれぞれ、sin(ωξ+α)、cos(ωξ
+α)に従って変動する。ここで、αは本装置によって制
御可能な位相ずれ量である。
【００２２】以降、表記上、αが現れないようにして簡
素化するため、固定時間軸ξに対してαの制御に応じて
相対的にシフトし得る時間軸ｔを導入する。ｔとξとは
次の関係式で結ばれる。
素化するため、固定時間軸ξに対してαの制御に応じて
相対的にシフトし得る時間軸ｔを導入する。ｔとξとは
次の関係式で結ばれる。
【００２３】
【数１３】ωｔ＝ωξ＋α
この時間軸ｔに対応して、レゾルバ出力信号ｚは次式で
表される。
表される。
【００２４】
【数１４】
ｚ(t)＝Ａ0・sin(ωｔ+β) ………（６）
さて、最小二乗近似によれば、レゾルバ出力信号の時刻
ｔi（ｉ＝０，１，…，ｎ）でのサンプリング値Ｄiにフ
ィッティングするｚ(t)は次式で表される偏差の二乗和
Ｆを最小にするという条件から決定される。なお、以
降、記号“Σ”はｉ＝０〜ｎについての総和をとること
を意味する。
ｔi（ｉ＝０，１，…，ｎ）でのサンプリング値Ｄiにフ
ィッティングするｚ(t)は次式で表される偏差の二乗和
Ｆを最小にするという条件から決定される。なお、以
降、記号“Σ”はｉ＝０〜ｎについての総和をとること
を意味する。
【００２５】
【数１５】
Ｆ＝Σ｛Ｄi−ｚ(ti)｝2 ………（７）
三角関数の加法定理により変形した（６）式を用いる
と、（７）式は次のように書き直される。ここで、ＡS
≡Ａ0・cosβ，ＡC≡Ａ0・sinβである。
と、（７）式は次のように書き直される。ここで、ＡS
≡Ａ0・cosβ，ＡC≡Ａ0・sinβである。
【００２６】
【数１６】
Ｆ＝Σ｛Ｄi−（ＡS・sinωｔi＋ＡC・cosωｔi）｝2 ………（８）
Ｆは
【数１７】
∂Ｆ/∂ＡS＝０ ………（９）
かつ
【数１８】
∂Ｆ/∂ＡC＝０ ………（１０）
の場合に最小（極小）となり得る。
【００２７】（８）式を用いて計算すると（９）（１
０）式はそれぞれ次のようになる。
０）式はそれぞれ次のようになる。
【００２８】
【数１９】
ＡS・Σsin2ωｔi＋ＡC・Σ(sinωｔicosωｔi)−Σ(Ｄi・sinωｔi)＝０
………（１１）
ＡC・Σcos2ωｔi＋ＡS・Σ(sinωｔicosωｔi)−Σ(Ｄi・cosωｔi)＝０
………（１２）
ここで、
【数２０】
Σ(sinωｔicosωｔi)＝０ ………（１３）
となるようにレゾルバ出力信号に対するサンプリングタ
イミングを定めれば、（１１）（１２）式から、
イミングを定めれば、（１１）（１２）式から、
【数２１】
ＡS＝Σ（Ｄi・sinωｔi）／Σsin2ωｔi ………（１４）
ＡC＝Σ（Ｄi・cosωｔi）／Σcos2ωｔi ………（１５）
が得られ、レゾルバ出力信号ｚ(t)の推定関数が決定さ
れる。また、得られたＡS，ＡCを用い、次式から位相差
βを検出することができる。
れる。また、得られたＡS，ＡCを用い、次式から位相差
βを検出することができる。
【００２９】
tanβ＝ＡC／ＡS ………（１６）
ちなみに、（１３）式が成立するｔiの組は、（ｔ0，ｔ
0+２π/３ω，ｔ0+４π/３ω）や（ｔ0，ｔ0+π/２ω，
ｔ0+π/ω，ｔ0+３π/２ω）などである。
0+２π/３ω，ｔ0+４π/３ω）や（ｔ0，ｔ0+π/２ω，
ｔ0+π/ω，ｔ0+３π/２ω）などである。
【００３０】なお、（１１）（１２）式を連立させてＡ
S，ＡCについて解くことにより、（１３）式が成り立た
ない場合についてもＡS，ＡCを求めることが可能である
が、その解を表す式は（１４）（１５）式に比べて複雑
となる。
S，ＡCについて解くことにより、（１３）式が成り立た
ない場合についてもＡS，ＡCを求めることが可能である
が、その解を表す式は（１４）（１５）式に比べて複雑
となる。
【００３１】次に、（６）式に代えて、次式で表される
第１基準信号を用いて、サンプリング値Ｄiを最小二乗
近似する場合を述べる。
第１基準信号を用いて、サンプリング値Ｄiを最小二乗
近似する場合を述べる。
【００３２】
【数２２】
ｚ(t)＝ＡS'・sinωｔ ………（１７）
この場合、Ｆは
【数２３】
Ｆ＝Σ（Ｄi−ＡS'・sinωｔi）2 ………（１８）
であり、このＦは
【数２４】
∂Ｆ/∂ＡS'＝０ ………（１９）
の場合に最小（極小）となり得る。（１９）式を計算す
ると、
ると、
【数２５】
ＡS'・Σsin2ωｔi−Σ(Ｄi・sinωｔi)＝０ ………（２０）
となり、
【数２６】
ＡS'＝Σ（Ｄi・sinωｔi）／Σsin2ωｔi ………（２１）
が得られる。同様に、（６）式に代えて、次式
【数２７】
ｚ(t)＝ＡC'・cosωｔ ………（２２）
で表される第２基準信号を用いて、サンプリング値Ｄi
を最小二乗近似した場合には、
を最小二乗近似した場合には、
【数２８】
ＡC'＝Σ（Ｄi・cosωｔi）／Σcos2ωｔi ………（２３）
が得られる。
【００３３】ここで（１４）（１５）式と（２１）（２
３）式とを対比すると、 ＡS'＝ＡS≡Ａ0・cosβ ………（２４） ＡC'＝ＡC≡Ａ0・sinβ ………（２５） であることが理解される。すなわち、（１３）式を満た
すサンプリング値に対しては、第１基準信号、第２基準
信号をそれぞれ別個に最小二乗近似によりフィッティン
グして得られる振幅ＡS'，ＡC'に基づいてレゾルバ出力
信号の位相差βを検出することができる。
３）式とを対比すると、 ＡS'＝ＡS≡Ａ0・cosβ ………（２４） ＡC'＝ＡC≡Ａ0・sinβ ………（２５） であることが理解される。すなわち、（１３）式を満た
すサンプリング値に対しては、第１基準信号、第２基準
信号をそれぞれ別個に最小二乗近似によりフィッティン
グして得られる振幅ＡS'，ＡC'に基づいてレゾルバ出力
信号の位相差βを検出することができる。
【００３４】なお、振幅ＡS'，ＡC'の具体的な決定方法
は（２１）（２３）式を計算する方法が好適であるが、
一方、偏差の二乗和Ｆを最小とするような振幅ＡS'，Ａ
C'を他の方法で決定してもよい。
は（２１）（２３）式を計算する方法が好適であるが、
一方、偏差の二乗和Ｆを最小とするような振幅ＡS'，Ａ
C'を他の方法で決定してもよい。
【００３５】［装置構成］次に、本発明の実施形態であ
るレゾルバについて図面を参照して説明する。
るレゾルバについて図面を参照して説明する。
【００３６】図１は、本実施形態に係る回転機の回転角
計測装置の概略構成を示すブロック図である。本回転角
計測装置は、レゾルバ２とレゾルバ信号処理部であるＥ
ＣＵ（Electronic Control Unit）４とから構成され
る。ＥＣＵ４はＣＰＵ（CentralProcessing Unit）６、
レゾルバ駆動回路８、入力処理回路１０を含んで構成さ
れる。
計測装置の概略構成を示すブロック図である。本回転角
計測装置は、レゾルバ２とレゾルバ信号処理部であるＥ
ＣＵ（Electronic Control Unit）４とから構成され
る。ＥＣＵ４はＣＰＵ（CentralProcessing Unit）６、
レゾルバ駆動回路８、入力処理回路１０を含んで構成さ
れる。
【００３７】ＣＰＵ６は、励磁信号演算部２０、ＡＤＣ
３０、サンプリングタイミング制御部３２、基準信号演
算部３４、ＳＩＮ相振幅演算部３６、ＣＯＳ相振幅演算
部３８、位相差検出部４０、回転角演算部４２の機能を
有し、それらの多くはＣＰＵ６上で実行されるプログラ
ムにより実現される。
３０、サンプリングタイミング制御部３２、基準信号演
算部３４、ＳＩＮ相振幅演算部３６、ＣＯＳ相振幅演算
部３８、位相差検出部４０、回転角演算部４２の機能を
有し、それらの多くはＣＰＵ６上で実行されるプログラ
ムにより実現される。
【００３８】ＣＰＵ６の励磁信号演算部２０は内部クロ
ックに基づいて時間ξを計測し、所定角振動数ωで変化
する正弦関数sinωξの値を計算する。計算されたsinω
ξ値の時系列はＤ／Ａ（Digital to Analog）変換さ
れ、ＣＰＵ６から（５）式で表されるアナログの参照信
号ｒ(ξ)が出力される。このＣＰＵ６から出力される参
照信号は微小電流であり、インピーダンスが通常、数１
０Ω程度であるレゾルバ２を駆動するのには不十分であ
る。そこで、ＣＰＵ６から出力された参照信号を、アン
プであるレゾルバ駆動回路８で電流増幅する。レゾルバ
駆動回路８により電流増幅された参照信号が励磁信号と
してレゾルバ２の１次コイルである励磁相コイル２２に
印加される。
ックに基づいて時間ξを計測し、所定角振動数ωで変化
する正弦関数sinωξの値を計算する。計算されたsinω
ξ値の時系列はＤ／Ａ（Digital to Analog）変換さ
れ、ＣＰＵ６から（５）式で表されるアナログの参照信
号ｒ(ξ)が出力される。このＣＰＵ６から出力される参
照信号は微小電流であり、インピーダンスが通常、数１
０Ω程度であるレゾルバ２を駆動するのには不十分であ
る。そこで、ＣＰＵ６から出力された参照信号を、アン
プであるレゾルバ駆動回路８で電流増幅する。レゾルバ
駆動回路８により電流増幅された参照信号が励磁信号と
してレゾルバ２の１次コイルである励磁相コイル２２に
印加される。
【００３９】レゾルバ２には、励磁相コイル２２の他
に、互いに９０°の位相差で二つの２次コイル（ＳＩＮ
相コイル２４，ＣＯＳ相コイル２６）が配置される。励
磁相コイル２２が励磁信号により励磁されると、ＳＩＮ
相コイル２４、ＣＯＳ相コイル２６それぞれには、電動
機などの回転機の回転角θにより参照信号が変調された
電圧信号が発生する。これら電圧信号の角振動数ωでの
周期変動の位相は、励磁相コイル２２とＳＩＮ相コイル
２４及びＣＯＳ相コイル２６との間の相互インダクタン
ス、ＳＩＮ相コイル２４及びＣＯＳ相コイル２６それぞ
れの自己インダクタンス、ＬＰＦの伝達関数などの影響
により、励磁信号演算部２０で生成される参照信号の位
相に対し位相差を有し得る。ここで、ＳＩＮ相コイル２
４から出力されるレゾルバ出力信号（ＳＩＮ相信号）に
おける位相差をφS、ＣＯＳ相コイル２６から出力され
るレゾルバ出力信号（ＣＯＳ相信号）における位相差を
φCとすると、ＳＩＮ相コイル２４からはＳＩＮ相信号s
in(ωξ+φS)sinθ、ＣＯＳ相コイル２６からはＣＯＳ
相信号sin(ωξ+φC)cosθが出力されることになる。
に、互いに９０°の位相差で二つの２次コイル（ＳＩＮ
相コイル２４，ＣＯＳ相コイル２６）が配置される。励
磁相コイル２２が励磁信号により励磁されると、ＳＩＮ
相コイル２４、ＣＯＳ相コイル２６それぞれには、電動
機などの回転機の回転角θにより参照信号が変調された
電圧信号が発生する。これら電圧信号の角振動数ωでの
周期変動の位相は、励磁相コイル２２とＳＩＮ相コイル
２４及びＣＯＳ相コイル２６との間の相互インダクタン
ス、ＳＩＮ相コイル２４及びＣＯＳ相コイル２６それぞ
れの自己インダクタンス、ＬＰＦの伝達関数などの影響
により、励磁信号演算部２０で生成される参照信号の位
相に対し位相差を有し得る。ここで、ＳＩＮ相コイル２
４から出力されるレゾルバ出力信号（ＳＩＮ相信号）に
おける位相差をφS、ＣＯＳ相コイル２６から出力され
るレゾルバ出力信号（ＣＯＳ相信号）における位相差を
φCとすると、ＳＩＮ相コイル２４からはＳＩＮ相信号s
in(ωξ+φS)sinθ、ＣＯＳ相コイル２６からはＣＯＳ
相信号sin(ωξ+φC)cosθが出力されることになる。
【００４０】ＳＩＮ相コイル２４、ＣＯＳ相コイル２６
からのＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号は、入力処理回路１
０に入力される。入力処理回路１０は、ＳＩＮ相信号、
ＣＯＳ相信号に対し信号増幅を行うと共に、ノイズ除去
処理を行って、それら信号をＣＰＵ６へ出力する。
からのＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号は、入力処理回路１
０に入力される。入力処理回路１０は、ＳＩＮ相信号、
ＣＯＳ相信号に対し信号増幅を行うと共に、ノイズ除去
処理を行って、それら信号をＣＰＵ６へ出力する。
【００４１】ＣＰＵ６ではＡＤＣ（Analog to Digital
converter）３０がＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号をそれ
ぞれデジタル信号に変換する。ＡＤＣ３０がＳＩＮ相信
号、ＣＯＳ相信号それぞれをサンプリングするタイミン
グｔiはサンプリングタイミング制御部３２により生成
される。サンプリングタイミングｔiは（１３）式を満
たすように定められる。サンプリングタイミング制御部
３２は、決定したタイミングｔiにて、ＡＤＣ３０に対
しサンプリング指示を与える。ＡＤＣ３０は指示された
タイミングｔiでのサンプリング値Ｄiを出力する。サン
プリング値ＤiはＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号それぞれ
について別個に定められる。
converter）３０がＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号をそれ
ぞれデジタル信号に変換する。ＡＤＣ３０がＳＩＮ相信
号、ＣＯＳ相信号それぞれをサンプリングするタイミン
グｔiはサンプリングタイミング制御部３２により生成
される。サンプリングタイミングｔiは（１３）式を満
たすように定められる。サンプリングタイミング制御部
３２は、決定したタイミングｔiにて、ＡＤＣ３０に対
しサンプリング指示を与える。ＡＤＣ３０は指示された
タイミングｔiでのサンプリング値Ｄiを出力する。サン
プリング値ＤiはＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号それぞれ
について別個に定められる。
【００４２】またサンプリングタイミング制御部３２
は、ＳＩＮ相信号及びＣＯＳ相信号のサンプリングと同
一タイミングｔiを基準信号演算部３４に通知する。基
準信号演算部３４は、サンプリングタイミング制御部３
２で指定されたタイミングｔiにおける第１基準信号sin
ωｔ〔＝sin(ωξ+α)〕、第２基準信号cosωｔ〔＝cos
(ωξ+α)〕の値を算出する。ここでαは、参照信号に
対する第１基準信号の位相差（位相進み量）であり、本
装置の制御可能量である。αはＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相
信号それぞれについて別個に定められる。
は、ＳＩＮ相信号及びＣＯＳ相信号のサンプリングと同
一タイミングｔiを基準信号演算部３４に通知する。基
準信号演算部３４は、サンプリングタイミング制御部３
２で指定されたタイミングｔiにおける第１基準信号sin
ωｔ〔＝sin(ωξ+α)〕、第２基準信号cosωｔ〔＝cos
(ωξ+α)〕の値を算出する。ここでαは、参照信号に
対する第１基準信号の位相差（位相進み量）であり、本
装置の制御可能量である。αはＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相
信号それぞれについて別個に定められる。
【００４３】ＳＩＮ相振幅演算部３６は、ＡＤＣ３０か
ら出力されるＳＩＮ相信号のサンプリング値Ｄiを第１
基準信号で最小二乗近似して、ＳＩＮ相信号に含まれる
第１基準信号成分（ＳＩＮ成分）の振幅ＡSを決定し、
またＤiを第２基準信号で最小二乗近似して、ＳＩＮ相
信号に含まれる第２基準信号成分（ＣＯＳ成分）の振幅
ＡCを決定する。例えばＳＩＮ相振幅演算部３６は、Ａ
ＤＣ３０から入力されるＳＩＮ相信号のサンプリング値
Ｄiに加え、基準信号演算部３４から入力される第１基
準信号値sinωｔi及び第２基準信号値cosωｔiを用い、
（１４）（１５）式に基づいて、ＳＩＮ相信号のＳＩＮ
成分の振幅ＡS、ＣＯＳ成分の振幅ＡCを算出する。
ら出力されるＳＩＮ相信号のサンプリング値Ｄiを第１
基準信号で最小二乗近似して、ＳＩＮ相信号に含まれる
第１基準信号成分（ＳＩＮ成分）の振幅ＡSを決定し、
またＤiを第２基準信号で最小二乗近似して、ＳＩＮ相
信号に含まれる第２基準信号成分（ＣＯＳ成分）の振幅
ＡCを決定する。例えばＳＩＮ相振幅演算部３６は、Ａ
ＤＣ３０から入力されるＳＩＮ相信号のサンプリング値
Ｄiに加え、基準信号演算部３４から入力される第１基
準信号値sinωｔi及び第２基準信号値cosωｔiを用い、
（１４）（１５）式に基づいて、ＳＩＮ相信号のＳＩＮ
成分の振幅ＡS、ＣＯＳ成分の振幅ＡCを算出する。
【００４４】同様に、ＣＯＳ相振幅演算部３８は、ＡＤ
Ｃ３０から出力されるＣＯＳ相信号のサンプリング値Ｄ
iを第１基準信号で最小二乗近似して、ＣＯＳ相信号に
含まれる第１基準信号成分（ＳＩＮ成分）の振幅ＡSを
決定し、またＤiを第２基準信号で最小二乗近似して、
ＣＯＳ相信号に含まれる第２基準信号成分（ＣＯＳ成
分）の振幅ＡCを決定する。例えばＣＯＳ相振幅演算部
３８は、ＡＤＣ３０から入力されるＣＯＳ相信号のサン
プリング値Ｄiに加え、基準信号演算部３４から入力さ
れる第１基準信号値sinωｔi及び第２基準信号値cosω
ｔiを用い、（１４）（１５）式に基づいて、ＣＯＳ相
信号のＳＩＮ成分の振幅ＡS、ＣＯＳ成分の振幅ＡCを算
出する。
Ｃ３０から出力されるＣＯＳ相信号のサンプリング値Ｄ
iを第１基準信号で最小二乗近似して、ＣＯＳ相信号に
含まれる第１基準信号成分（ＳＩＮ成分）の振幅ＡSを
決定し、またＤiを第２基準信号で最小二乗近似して、
ＣＯＳ相信号に含まれる第２基準信号成分（ＣＯＳ成
分）の振幅ＡCを決定する。例えばＣＯＳ相振幅演算部
３８は、ＡＤＣ３０から入力されるＣＯＳ相信号のサン
プリング値Ｄiに加え、基準信号演算部３４から入力さ
れる第１基準信号値sinωｔi及び第２基準信号値cosω
ｔiを用い、（１４）（１５）式に基づいて、ＣＯＳ相
信号のＳＩＮ成分の振幅ＡS、ＣＯＳ成分の振幅ＡCを算
出する。
【００４５】位相差検出部４０は、ＳＩＮ相振幅演算部
３６から出力されるＡS，ＡCに対し、（１６）式に基づ
いてβを算出し、またＣＯＳ相振幅演算部３８から出力
されるＡS，ＡCに対し、（１６）式に基づいてβを算出
する。これらＳＩＮ相信号及びＣＯＳ相信号それぞれの
第１基準信号に対する位相差βは基準信号演算部３４に
与えられる。
３６から出力されるＡS，ＡCに対し、（１６）式に基づ
いてβを算出し、またＣＯＳ相振幅演算部３８から出力
されるＡS，ＡCに対し、（１６）式に基づいてβを算出
する。これらＳＩＮ相信号及びＣＯＳ相信号それぞれの
第１基準信号に対する位相差βは基準信号演算部３４に
与えられる。
【００４６】基準信号演算部３４は、ＳＩＮ相信号に対
するβに基づいて、ＳＩＮ相振幅演算部３６にて算出さ
れるＡS，ＡCのいずれか一方を０とするようにＳＩＮ相
信号に対するαを制御し、またＣＯＳ相信号に対するβ
に基づいて、ＣＯＳ相振幅演算部３８にて算出されるＡ
S，ＡCのいずれか一方を０とするようにＣＯＳ相信号に
対するαを制御する。例えば、基準信号演算部３４は、
ＳＩＮ相信号に対し、参照信号に対する第１基準信号の
位相差をαからα’（≡α＋β）に変更することによ
り、第１基準信号に対するＳＩＮ相信号の位相差をβか
ら０とする。これによりＳＩＮ相信号の第２基準信号成
分の振幅ＡC（≡Ａ0・sinβ）が０となり、一方、ＳＩＮ
相振幅演算部３６により算出される第１基準信号成分の
振幅ＡS（≡Ａ0・cosβ）がＳＩＮ相信号の振幅Ａ0（Ａ
SINとする）に等しくなる。また基準信号演算部３４は
ＣＯＳ相信号に対しても、例えばＣＯＳ相信号の第１基
準信号成分の振幅ＡSが０となり、一方、ＣＯＳ相振幅
演算部３８により算出される第２基準信号成分の振幅Ａ
CがＣＯＳ相信号の振幅Ａ0（ＡCOSとする）に等しくな
るように、ＣＯＳ相信号に関するαを制御する。
するβに基づいて、ＳＩＮ相振幅演算部３６にて算出さ
れるＡS，ＡCのいずれか一方を０とするようにＳＩＮ相
信号に対するαを制御し、またＣＯＳ相信号に対するβ
に基づいて、ＣＯＳ相振幅演算部３８にて算出されるＡ
S，ＡCのいずれか一方を０とするようにＣＯＳ相信号に
対するαを制御する。例えば、基準信号演算部３４は、
ＳＩＮ相信号に対し、参照信号に対する第１基準信号の
位相差をαからα’（≡α＋β）に変更することによ
り、第１基準信号に対するＳＩＮ相信号の位相差をβか
ら０とする。これによりＳＩＮ相信号の第２基準信号成
分の振幅ＡC（≡Ａ0・sinβ）が０となり、一方、ＳＩＮ
相振幅演算部３６により算出される第１基準信号成分の
振幅ＡS（≡Ａ0・cosβ）がＳＩＮ相信号の振幅Ａ0（Ａ
SINとする）に等しくなる。また基準信号演算部３４は
ＣＯＳ相信号に対しても、例えばＣＯＳ相信号の第１基
準信号成分の振幅ＡSが０となり、一方、ＣＯＳ相振幅
演算部３８により算出される第２基準信号成分の振幅Ａ
CがＣＯＳ相信号の振幅Ａ0（ＡCOSとする）に等しくな
るように、ＣＯＳ相信号に関するαを制御する。
【００４７】回転角演算部４２は、ＡSINとＡCOSとから
次式に基づいて回転機の回転角θを決定し出力する。
次式に基づいて回転機の回転角θを決定し出力する。
【００４８】
【数２９】
tanθ＝ＡSIN／ＡCOS ………（２６）
図２は本装置の動作を説明する概略のフロー図である。
動作開始時には第１基準信号の参照信号に対する位相差
αは初期値０に設定される（Ｓ１００）。基準信号演算
部３４は設定されたαに応じて位相を制御された第１基
準信号、第２基準信号の値を算出して、ＳＩＮ相振幅演
算部３６、ＣＯＳ相振幅演算部３８へ出力する。ＳＩＮ
相振幅演算部３６、ＣＯＳ相振幅演算部３８はさらにＡ
ＤＣ３０からＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号のサンプリン
グ値を得、それらを用いてＳＩＮ相信号のＳＩＮ成分振
幅ＡS、ＣＯＳ成分振幅ＡC及びＣＯＳ相信号のＳＩＮ成
分振幅ＡS、ＣＯＳ成分振幅ＡCを算出する（Ｓ１０
５）。
動作開始時には第１基準信号の参照信号に対する位相差
αは初期値０に設定される（Ｓ１００）。基準信号演算
部３４は設定されたαに応じて位相を制御された第１基
準信号、第２基準信号の値を算出して、ＳＩＮ相振幅演
算部３６、ＣＯＳ相振幅演算部３８へ出力する。ＳＩＮ
相振幅演算部３６、ＣＯＳ相振幅演算部３８はさらにＡ
ＤＣ３０からＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号のサンプリン
グ値を得、それらを用いてＳＩＮ相信号のＳＩＮ成分振
幅ＡS、ＣＯＳ成分振幅ＡC及びＣＯＳ相信号のＳＩＮ成
分振幅ＡS、ＣＯＳ成分振幅ＡCを算出する（Ｓ１０
５）。
【００４９】本装置では、例えば上述のようにＳＩＮ相
信号のＣＯＳ成分振幅ＡCと、ＣＯＳ相信号のＳＩＮ成
分振幅ＡSとをそれぞれ０にするように、フィードバッ
ク制御により位相差αの補正が行われる。この位相補正
は、ＳＩＮ相信号のＣＯＳ成分振幅ＡCと、ＣＯＳ相信
号のＳＩＮ成分振幅ＡSとが、実質的に０と見なせる所
定の閾値以下となるまで繰り返し行われる（Ｓ１１
０）。位相補正が完了していない場合には、位相差検出
部４０がＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号それぞれのＡS，
ＡCに基づいて各相信号について位相差βを算出し（Ｓ
１１５）、そのβに基づいて基準信号演算部３４がαを
補正し（Ｓ１２０）、ステップＳ１０５に戻る。
信号のＣＯＳ成分振幅ＡCと、ＣＯＳ相信号のＳＩＮ成
分振幅ＡSとをそれぞれ０にするように、フィードバッ
ク制御により位相差αの補正が行われる。この位相補正
は、ＳＩＮ相信号のＣＯＳ成分振幅ＡCと、ＣＯＳ相信
号のＳＩＮ成分振幅ＡSとが、実質的に０と見なせる所
定の閾値以下となるまで繰り返し行われる（Ｓ１１
０）。位相補正が完了していない場合には、位相差検出
部４０がＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相信号それぞれのＡS，
ＡCに基づいて各相信号について位相差βを算出し（Ｓ
１１５）、そのβに基づいて基準信号演算部３４がαを
補正し（Ｓ１２０）、ステップＳ１０５に戻る。
【００５０】位相補正が完了すると、回転角演算部４２
が回転角θを算出する（Ｓ１３０）。一旦、位相補正が
完了すると（Ｓ１１０）、再補正タイミングが来るまで
位相補正は行われない（Ｓ１２５）。一方、前回の位相
補正完了からある程度の時間が経過すると、再び位相補
正が必要な状態となり得る。そこで、予め設定された再
補正タイミングが到来した場合には（Ｓ１２５）、ステ
ップＳ１１５から位相補正処理を開始する。
が回転角θを算出する（Ｓ１３０）。一旦、位相補正が
完了すると（Ｓ１１０）、再補正タイミングが来るまで
位相補正は行われない（Ｓ１２５）。一方、前回の位相
補正完了からある程度の時間が経過すると、再び位相補
正が必要な状態となり得る。そこで、予め設定された再
補正タイミングが到来した場合には（Ｓ１２５）、ステ
ップＳ１１５から位相補正処理を開始する。
【００５１】
【発明の効果】本発明のレゾルバ信号処理装置によれ
ば、１次巻線に供給される参照信号と、２次巻線から出
力されるレゾルバ出力信号との間の位相ずれが検出され
る。そして、当該位相ずれを考慮することにより、ロー
タ回転角の計測等の信号処理が高精度に行われる。
ば、１次巻線に供給される参照信号と、２次巻線から出
力されるレゾルバ出力信号との間の位相ずれが検出され
る。そして、当該位相ずれを考慮することにより、ロー
タ回転角の計測等の信号処理が高精度に行われる。
【００５２】位相ずれ量は、レゾルバ出力信号に含まれ
る互い直交する２つの基準信号sinωｔ，cosωｔの成分
の振幅ＡS，ＡCに基づいて算出されるが、レゾルバ出力
信号のサンプリングタイミングｔiをΣ(sinωｔicosω
ｔi)＝０が成り立つように設定することにより、振幅Ａ
S，ＡCを求める演算が簡素化される。
る互い直交する２つの基準信号sinωｔ，cosωｔの成分
の振幅ＡS，ＡCに基づいて算出されるが、レゾルバ出力
信号のサンプリングタイミングｔiをΣ(sinωｔicosω
ｔi)＝０が成り立つように設定することにより、振幅Ａ
S，ＡCを求める演算が簡素化される。
【００５３】ロータ回転角θはＳＩＮ相信号、ＣＯＳ相
信号それぞれの振幅ＡSIN，ＡCOSに基づいて算出される
が、基準信号の位相を制御して、例えばＳＩＮ相信号の
成分振幅ＡS，ＡCのいずれか一方を０とすることによ
り、他方がそのままＡSINとなり、ＡSINの決定処理が簡
素化され、同様にＡCOSの決定も簡素化される。
信号それぞれの振幅ＡSIN，ＡCOSに基づいて算出される
が、基準信号の位相を制御して、例えばＳＩＮ相信号の
成分振幅ＡS，ＡCのいずれか一方を０とすることによ
り、他方がそのままＡSINとなり、ＡSINの決定処理が簡
素化され、同様にＡCOSの決定も簡素化される。
【図１】 本実施形態に係る回転機の回転角計測装置の
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
【図２】 本装置の動作を説明する概略のフロー図であ
る。
る。
２ レゾルバ、４ ＥＣＵ、６ ＣＰＵ、８ レゾルバ
駆動回路、１０ 入力処理回路、２０ 励磁信号演算
部、２２ 励磁相コイル、２４ ＳＩＮ相コイル、２６
ＣＯＳ相コイル、３０ ＡＤＣ、３２ サンプリング
タイミング制御部、３４ 基準信号演算部、３６ ＳＩ
Ｎ相振幅演算部、３８ ＣＯＳ相振幅演算部、４０ 位
相差検出部、４２ 回転角演算部。
駆動回路、１０ 入力処理回路、２０ 励磁信号演算
部、２２ 励磁相コイル、２４ ＳＩＮ相コイル、２６
ＣＯＳ相コイル、３０ ＡＤＣ、３２ サンプリング
タイミング制御部、３４ 基準信号演算部、３６ ＳＩ
Ｎ相振幅演算部、３８ ＣＯＳ相振幅演算部、４０ 位
相差検出部、４２ 回転角演算部。
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の角振動数の正弦波形の参照信号を
レゾルバに供給し、前記参照信号が回転機の回転角に応
じて振幅変調されたレゾルバ出力信号を処理するレゾル
バ信号処理装置において、 複数のサンプリング時刻にて前記レゾルバ出力信号をサ
ンプリングして、複数のサンプリング値を生成するサン
プリング手段と、 前記角振動数で変化する正弦波形であり前記参照信号に
対し所定の位相差を設定された第１基準信号を、最小二
乗近似に基づいて前記複数のサンプリング値に適合さ
せ、前記第１基準信号の適合振幅を求める第１基準信号
適合手段と、 前記角振動数で変化する正弦波形であり前記第１基準信
号に対し位相がπ／２異なる第２基準信号を、最小二乗
近似に基づいて前記複数のサンプリング値に適合させ、
前記第２基準信号の適合振幅を求める第２基準信号適合
手段と、 前記１基準信号の前記適合振幅と前記第２基準信号の前
記適合振幅とに基づいて、前記レゾルバ出力信号の位相
を検出する位相検出手段と、 を有し、 前記サンプリング手段は、各サンプリング時刻における
前記第１基準信号の値と前記第２基準信号の値との積の
総和が０となるように前記複数のサンプリング時刻を設
定すること、 を特徴とするレゾルバ信号処理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレゾルバ信号処理装置に
おいて、 前記第１基準信号をＡ1・sinωｔ、前記第２基準信号を
Ａ2・cosωｔ（ここでωは前記角振動数、ｔは時刻、ＡS
及びＡCは前記適合振幅である）、前記複数のサンプリ
ング時刻をｔi（ここでｉは０≦ｉ≦ｎなる整数であ
る）、及び前記各サンプリング時刻ｔiでの前記サンプ
リング値をそれぞれＤiとするとき、 前記第１基準信号適合手段は、適合振幅Ａ1を次式、 【数１】 により算出し、 前記第２基準信号適合手段は、適合振幅Ａ2を次式、 【数２】 により算出すること、 を特徴とするレゾルバ信号処理装置。 - 【請求項３】 所定の角振動数ωの正弦波形の参照信号
をレゾルバに供給し、前記参照信号が回転機の回転角に
応じて振幅変調されたレゾルバ出力信号を処理するレゾ
ルバ信号処理装置において、 複数のサンプリング時刻ｔi（ここでｉは０≦ｉ≦ｎな
る整数である）にて前記レゾルバ出力信号をサンプリン
グして、複数のサンプリング値Ｄiを生成するサンプリ
ング手段と、 前記角振動数ωで変化する正弦波形であり前記参照信号
に対し所定の位相差を設定された第１基準信号Ａ1・sin
ωｔ及び前記角振動数ωで変化する正弦波形であり前記
第１基準信号に対し位相がπ／２異なる第２基準信号Ａ
2・cosωｔ（ここで、ｔは時刻、Ａ1及びＡ2は振幅であ
る）を加算合成した合成信号を、最小二乗近似に基づい
て前記複数のサンプリング値Ｄiに適合させ、前記第１
基準信号及び前記第２基準信号それぞれの適合振幅Ａ1
及びＡ2を求める基準信号適合手段と、 前記１基準信号の前記適合振幅Ａ1と前記第２基準信号
の前記適合振幅Ａ2とに基づいて、前記レゾルバ出力信
号の位相を検出する位相検出手段と、 を有し、 前記サンプリング手段は、各サンプリング時刻ｔiにお
ける前記第１基準信号の値sinωｔiと前記第２基準信号
の値cosωｔiとの積の総和が０となるように前記複数の
サンプリング時刻ｔiを設定し、 前記基準信号適合手段は、前記適合振幅Ａ1及びＡ2をそ
れぞれ次式、 【数３】 により算出すること、 を特徴とするレゾルバ信号処理装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
のレゾルバ信号処理装置において、 前記第１基準信号及び前記第２基準信号のいずれか一方
である主基準信号と前記レゾルバ出力信号との位相差が
０となるように、前記主基準信号の位相をフィードバッ
ク制御する基準信号位相制御手段と、 前記主基準信号の前記適合振幅に基づいて、前記レゾル
バ出力信号の振幅を定める出力信号振幅決定手段と、 を有することを特徴とするレゾルバ信号処理装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
のレゾルバ信号処理装置において、 前記位相検出手段は、前記第１基準信号の前記適合振幅
Ａ1及び前記第２基準信号の前記適合振幅Ａ2から、前記
第１基準信号と前記レゾルバ出力信号との位相差βを次
式、 【数４】tanβ＝Ａ2／Ａ1 に基づいて求めること、 を特徴とするレゾルバ信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001289431A JP4561024B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | レゾルバ信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001289431A JP4561024B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | レゾルバ信号処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003097974A true JP2003097974A (ja) | 2003-04-03 |
| JP4561024B2 JP4561024B2 (ja) | 2010-10-13 |
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| JP (1) | JP4561024B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009525490A (ja) * | 2006-02-03 | 2009-07-09 | カリフォルニア・リニア・ディヴァイシズ・インコーポレイテッド | 高分解能位置測定用のエンコーダ信号分析システム |
| JP2009192498A (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Nsk Ltd | 回転角検出装置 |
| KR101012741B1 (ko) * | 2009-12-09 | 2011-02-09 | 경상대학교산학협력단 | 레졸버 디지털 변환기 및 그 위상 보상 방법 |
| JP2014077746A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | サーボ弁の監視制御システム |
| KR101405587B1 (ko) | 2010-02-10 | 2014-06-10 | 주식회사 만도 | 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0496131A (ja) * | 1990-08-09 | 1992-03-27 | Mitsubishi Kasei Corp | 位置信号の校正装置 |
| JPH1183544A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-26 | Tamagawa Seiki Co Ltd | ディジタル角度変換方法 |
| JP2002196025A (ja) * | 2000-10-17 | 2002-07-10 | Toyota Motor Corp | 正弦波測定装置及び同測定方法、インピーダンス測定装置、並びに回転角検出装置 |
-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001289431A patent/JP4561024B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2014077746A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | サーボ弁の監視制御システム |
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