JP2008076078A - 角度信号補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、温度条件および運用条件に応じた補正データテーブルを選択することにより角度検出精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明による角度信号補正方法は、レゾルバ信号(2)をR/D変換したデジタル角度信号(5)を補正する補正部(10)に、レゾルバ部(1)を搭載した機器(30)の温度条件及び運用条件に応じた補正データが格納された補正データテーブル(11A〜11n)を選択して入力して補正することにより、高精度角度信号を得ることができる構成である。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による角度信号補正方法は、レゾルバ信号(2)をR/D変換したデジタル角度信号(5)を補正する補正部(10)に、レゾルバ部(1)を搭載した機器(30)の温度条件及び運用条件に応じた補正データが格納された補正データテーブル(11A〜11n)を選択して入力して補正することにより、高精度角度信号を得ることができる構成である。
【選択図】図1
Description
本発明は、角度信号補正方法に関し、特に、ROMに格納する角度補正データを互いに異なる補正データを格納した複数の補正データテーブルで構成し、レゾルバを搭載した機器側で得た検出温度及び運用時間に基づいて前記補正データテーブルを切り替え、その時の環境温度等に適した最適な角度補正データを用いて高精度補正を行うための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種の角度信号補正方法としては、本出願人が宇宙用高精度角度検出器として社内製作していた構成を挙げることができるが、実際には、特許出願を行っていなかったため、特許文献等は開示していない。
前述の角度信号補正方法としては、図3に示される通りである。
すなわち、図3において符号1で示されるものは、1個のレゾルバ又は複数のレゾルバからなる複速レゾルバからなるレゾルバ部であり、このレゾルバ部1からのレゾルバ信号2は、入力フィルタ3を経てレゾルバ/デジタル変換器4(以下、R/D変換器と云う)に入力されてデジタル角度信号5に変換される。
すなわち、図3において符号1で示されるものは、1個のレゾルバ又は複数のレゾルバからなる複速レゾルバからなるレゾルバ部であり、このレゾルバ部1からのレゾルバ信号2は、入力フィルタ3を経てレゾルバ/デジタル変換器4(以下、R/D変換器と云う)に入力されてデジタル角度信号5に変換される。
前記R/D変換器4を有するR/D変換ボード6のロジックアレイ7に設けられたラッチ回路8には前記デジタル角度信号5が入力され、このデジタル角度信号5は混合回路9を経て加算回路からなる補正部10に入力されている。
前記混合回路9からのデジタル角度信号5はROM11内の角度補正データ11aと共に前記補正部10に入力されており、この補正部10にて前記角度補正データ11aにより補正された補正後デジタル角度信号12は、ラッチ回路13及びパラレル/シリアル変換回路14を経てシリアル通信による角度データ15が出力される。
尚、励磁回路20からの励磁信号20aは、前記R/D変換器4に入力されると共に、増幅器21を経て前記レゾルバ部1の励磁コイル22に入力され、発振回路23からのクロック信号24は制御回路25を経てR/D変換器4に入力されている。
尚、励磁回路20からの励磁信号20aは、前記R/D変換器4に入力されると共に、増幅器21を経て前記レゾルバ部1の励磁コイル22に入力され、発振回路23からのクロック信号24は制御回路25を経てR/D変換器4に入力されている。
従って、前述の図3の従来構成においては、デジタル角度信号5がROM11に格納された角度補正データ11aによって補正された後、補正後デジタル角度信号12が高精度な角度データ15として出力される。
従来の角度信号補正方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、ROMに格納された角度補正データは、レゾルバ部1及びR/D変換ボード6を各種ロボット、装置等の危機30に取付ける場合の製造時の常温環境下で補正を実施し、実際には、あらゆる温度環境下で使用するため、1種類の角度補正データでは対応できず、高精度な角度データを得ることは困難であった。
すなわち、ROMに格納された角度補正データは、レゾルバ部1及びR/D変換ボード6を各種ロボット、装置等の危機30に取付ける場合の製造時の常温環境下で補正を実施し、実際には、あらゆる温度環境下で使用するため、1種類の角度補正データでは対応できず、高精度な角度データを得ることは困難であった。
本発明による角度信号補正方法は、少なくとも1個又は複数のレゾルバからなるレゾルバ部からのレゾルバ信号をレゾルバ/デジタル変換器で変換して得たデジタル角度信号を、予めROMに格納された角度補正データを用いて補正部で補正し、前記補正部からの補正後デジタル角度信号を角度データとして出力するようにした角度信号補正方法において、前記角度補正データは互いに異なる補正データを格納した複数の補正データテーブルよりなり、前記レゾルバ部を搭載した機器側で得た検出温度及び運用時間に基づいて前記補正データテーブルの切り替えを行う方法であり、また、前記角度補正データは、前記レゾルバ部を搭載した前記機器の互いに温度が異なる低温、常温、高温時に測定した結果より算出する初期時データと、前記初期時データに前記機器の経年変化のデータを加えて生成した経年変化時データを用いて作成する方法である。
本発明による角度信号補正方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、角度補正データは互いに異なる補正データを格納した複数の補正データテーブルよりなり、前記レゾルバを搭載した機器側で得た検出温度及び運用時間に基づいて各補正データテーブルの切り替えを行っているため、その時の温度や経年変化に応じた高精度の角度データを得ることができる。
すなわち、角度補正データは互いに異なる補正データを格納した複数の補正データテーブルよりなり、前記レゾルバを搭載した機器側で得た検出温度及び運用時間に基づいて各補正データテーブルの切り替えを行っているため、その時の温度や経年変化に応じた高精度の角度データを得ることができる。
本発明は、ROMに格納する角度補正データを互いに異なる補正データを格納した複数の補正データテーブルで構成し、レゾルバを搭載した機器側で得た検出温度及び運用時間に基づいて前記補正データテーブルを切り替え、その時の環境温度等に適した最適な角度補正データを用いて高精度補正を行うようにした角度信号補正方法を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明による角度信号補正方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図1において符号1で示されるものは、1個のレゾルバ又は複数のレゾルバからなる複速レゾルバからなるレゾルバ部であり、このレゾルバ部1からのレゾルバ信号2は、入力フィルタ3を経てR/D変換器4に入力されてデジタル角度信号5に変換される。
尚、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図1において符号1で示されるものは、1個のレゾルバ又は複数のレゾルバからなる複速レゾルバからなるレゾルバ部であり、このレゾルバ部1からのレゾルバ信号2は、入力フィルタ3を経てR/D変換器4に入力されてデジタル角度信号5に変換される。
前記R/D変換器4を有するR/D変換ボード6のロジックアレイ7に設けられたラッチ回路8には前記デジタル角度信号5が入力され、このデジタル角度信号5は混合回路9を経て加算回路からなる補正部10に入力されている。
前記混合回路9からのデジタル角度信号5はROM11内の角度補正データ11aと共に前記補正部10に入力されており、この補正部10にて前記角度補正データ11aにより補正された補正後デジタル角度信号12は、ラッチ回路13及びパラレル/シリアル変換回路14を経てシリアル通信による角度データ15が出力される。
尚、励磁回路20からの励磁信号20aは、前記R/D変換器4に入力されると共に、増幅器21を経て前記レゾルバ部1の励磁コイル22に入力され、発振回路23からのクロック信号24は制御回路25を経てR/D変換器4に入力されている。
前記ROM11に格納された角度補正データ11aは、実際には、複数の互いに異なる補正データを格納した複数(n個)の補正データテーブル11A〜11nを有するように構成されており、この各補正データテーブル11A〜11nは、レゾルバ部1を搭載した機器30の互いに温度が異なる、例えば、低温、常温、高温時に測定した結果より算出する初期時データと、前記初期時データに機器30の経年変化(例えば、R/D変換器ボード6上の各回路素子の劣化等による時定数等の変化)によるデータを加えて生成した経年変化時データを用いて作成している。
次に、実際のデジタル角度信号5の補正をする場合の補正及び角度補正データ11aの生成について述べる。
前記レゾルバ部1及びR/D変換器ボード6の各回路部で発生する誤差を補正し、極めて真値に近い角度データ15を出力するものであり下式により行う。方式については、R/D変換器4より出力された21bitのデジタル角度信号5のうち、上位15bit信号をROM補正のアドレスとし、下位7bit信号を角度補正データ11aとするものである。
補正式
角度出力値=角度検出値(誤差あり)+角度補正データ
尚、角度補正データ11aは最大で79″(1.32°)を補正する。
(1)ROMアドレス 回転角度範囲全部(0°〜360°)を15bit分に分割した範囲毎(0.011°)に補正を行う。ROMのアドレスとして角度検出信号の上位15bitを使用する。
15bit分解能=360/215=360/32768=0.011°
(2)角度補正データ 角度補正データ11aは角度検出誤差を使用し、角度検出値と加算又は減算して誤差分をキャンセルする。
補正データは下位7bit分とし、これに極性信号を付加して全体で8bitの角度補正データを構成する。
前記レゾルバ部1及びR/D変換器ボード6の各回路部で発生する誤差を補正し、極めて真値に近い角度データ15を出力するものであり下式により行う。方式については、R/D変換器4より出力された21bitのデジタル角度信号5のうち、上位15bit信号をROM補正のアドレスとし、下位7bit信号を角度補正データ11aとするものである。
補正式
角度出力値=角度検出値(誤差あり)+角度補正データ
尚、角度補正データ11aは最大で79″(1.32°)を補正する。
(1)ROMアドレス 回転角度範囲全部(0°〜360°)を15bit分に分割した範囲毎(0.011°)に補正を行う。ROMのアドレスとして角度検出信号の上位15bitを使用する。
15bit分解能=360/215=360/32768=0.011°
(2)角度補正データ 角度補正データ11aは角度検出誤差を使用し、角度検出値と加算又は減算して誤差分をキャンセルする。
補正データは下位7bit分とし、これに極性信号を付加して全体で8bitの角度補正データを構成する。
前記ROM11の各補正データテーブル11A〜11nは、前記機器30の温度条件及び運用状態(機器30の使用年数による劣化等による誤差)により得られた最適な角度補正データ11aとなるように、複数パターンの補正データを格納し、各補正データテーブル11A〜11nは、前述の最適な角度補正データ11aとなるように互いに異なる補正データが予め測定されて格納されている。
従って、実際にROM11の各補正データテーブル11A〜11nを切換えて補正部10で補正する場合には、各部から手動又は選択回路を介してテーブル切替信号40がROM11に入力されて読み出されるが、この場合は、前述のように、機器30のその時の温度条件及び運用条件によって最適と判断された内容の補正データテーブル11A〜11nがテーブル切替信号40によって選択される。尚、このテーブル切替信号40を出力するための、機器30側に設けられた温度等の検出及び制御回路等はここでは省略している。
図2は、前記補正データテーブル11A〜11nの何れかを適用した際の検出精度の状態を示し、温度が変化するにつれて精度が悪くなるが、その温度に適した補正データテーブル11A〜11nを選択して補正することにより、理想に近い高精度を維持することができる。
1 レゾルバ部
2 レゾルバ信号
4 R/D変換器
5 デジタル角度信号
10 補正部
11 ROM
11a 角度補正データ
11A〜11n 補正データテーブル
15 角度データ
30 機器
2 レゾルバ信号
4 R/D変換器
5 デジタル角度信号
10 補正部
11 ROM
11a 角度補正データ
11A〜11n 補正データテーブル
15 角度データ
30 機器
Claims (2)
- 少なくとも1個又は複数のレゾルバからなるレゾルバ部(1)からのレゾルバ信号(2)をレゾルバ/デジタル変換器(4)で変換して得たデジタル角度信号(5)を、予めROMに格納された角度補正データ(11a)を用いて補正部(10)で補正し、前記補正部(10)からの補正後デジタル角度信号(12)を角度データ(15)として出力するようにした角度信号補正方法において、
前記角度補正データ(11a)は互いに異なる補正データを格納した複数の補正データテーブル(11A〜11n)よりなり、前記レゾルバ部(1)を搭載した機器(30)側で得た検出温度及び運用時間に基づいて前記補正データテーブル(11A〜11n)の切り替えを行うことを特徴とする角度信号補正方法。 - 前記角度補正データ(11a)は、前記レゾルバ部(1)を搭載した前記機器(30)の互いに温度が異なる低温、常温、高温時に測定した結果より算出する初期時データと、前記初期時データに前記機器(30)の経年変化のデータを加えて生成した経年変化時データを用いて作成することを特徴とする請求項1記載の角度信号補正方法。
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-
2006
- 2006-09-19 JP JP2006252557A patent/JP2008076078A/ja active Pending
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