JP2009025068A - Resolver/digital conversion method, and resolver/digital conversion circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resolver/digital conversion circuit which enables system configuration by a single circuit, relative to a resolver having a different transformation ratio. <P>SOLUTION: The resolver/digital conversion circuit includes a CPU 105 for calculating the arc tangents of KAsinθ and KAcosθ from which an excitation component has been removed with a demodulator 103 and a digital filter 104, and a nonvolatile memory 107 for storing correction values of transformation ratios. The CPU 105 finds K^2×A^2(sin^2θ+cos^2θ) by squaring KAsinθ and KAcosθ, respectively, and adding them, moreover takes its square root to calculate KA, divides a transformation ratio K obtained by dividing KA by a carrier wave amplitude A, by a reference transformation ratio Ko set in the nonvolatile memory 107, to find the ratio γo between the transformation ratios, and outputs to an excitation circuit 105 a carrier wave amplitude Ac automatically corrected by dividing a carrier wave amplitude As from an A/D converter 108 by the ratio γo between the transformation ratios. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、変圧比が異なる複数のレゾルバに対して好適なレゾルバ/デジタル変換方法に関する。   The present invention relates to a resolver / digital conversion method suitable for a plurality of resolvers having different transformation ratios.

従来、位置検出器としてレゾルバを使用した場合、トラッキング方式によるレゾルバ/デジタル変換回路が一般的に用いられている。   Conventionally, when a resolver is used as a position detector, a resolver / digital conversion circuit based on a tracking method is generally used.

従来の回路構成は図5に示すように、励磁回路512から一定周波数、一定振幅Aの正弦波励磁信号Asinωtをレゾルバ501及び復調器507に出力し、レゾルバ501からはレゾルバの変圧比及びレゾルバのロータ角度θに応じた、KAsinθ・sinωtおよびKAcosθ・sinωtが出力され、増幅器502、503によって増幅される。ここでKはレゾルバの変圧比である。   As shown in FIG. 5, the conventional circuit configuration outputs a sinusoidal excitation signal Asinωt having a constant frequency and a constant amplitude A from the excitation circuit 512 to the resolver 501 and the demodulator 507, and from the resolver 501, the transformation ratio and resolver of the resolver. KA sin θ · sin ωt and KA cos θ · sin ωt corresponding to the rotor angle θ are output and amplified by the amplifiers 502 and 503. Here, K is a transformation ratio of the resolver.

コンバータ内部によって生成されたsinφを乗算器504によってKAsinθ・sinωtに、cosφを乗算器505によってKAcosθ・sinωtに乗じ、それらの減算器506によって減算を行うことで、KAsin(θ―φ)・sinωtが計算され、復調器507によって励磁成分であるsinωtが除去され、ローパスフィルタ508を通過することで高調波成分が除去されθ―φが生成される。   The sin φ generated by the inside of the converter is multiplied by KA sin θ · sin ωt by the multiplier 504, the cos φ is multiplied by KA cos θ · sin ωt by the multiplier 505, and subtraction is performed by the subtractor 506, whereby KA sin (θ−φ) · sin ωt is obtained. The sin ωt, which is an excitation component, is removed by the demodulator 507, and the harmonic component is removed by passing through the low-pass filter 508 to generate θ−φ.

そして、そのθ―φは電圧制御型発振器509に入力され、電圧制御型発振器509は入力電圧に応じたパルスを発生させ、そのパルスはUP/DOWNカウンタ510に入力される。カウンタ210のカウンタ値を番地とするSIN、COSテーブル211を参照することで、sinφ、cosφを生成し、そのsinφ、cosφを乗算器504、505へフードバックされる、一種のPLLサーボループが構成され、θ−φが0に向って動作することで、θ−φ=0のとき、角度データφを求めることができる構成となっている。   The θ-φ is input to the voltage controlled oscillator 509, and the voltage controlled oscillator 509 generates a pulse corresponding to the input voltage, and the pulse is input to the UP / DOWN counter 510. A kind of PLL servo loop is constructed in which sin φ and cos φ are generated by referring to the SIN and COS table 211 whose address is the counter value of the counter 210, and the sin φ and cos φ are hooded back to the multipliers 504 and 505. In addition, since θ−φ operates toward 0, the angle data φ can be obtained when θ−φ = 0.

この方式では、変圧比の異なる複数のレゾルバを同一のレゾルバ/デジタル変換回路で対応させる場合、レゾルバ励磁回路のゲインをレゾルバに合わせて調整してやる必要があるため、レゾルバの機種数が増えた場合、回路側の調整、もしくは回路基板の機種数が増えてしまい、機種増による管理工数増が問題となる。   In this method, if multiple resolvers with different transformation ratios are supported by the same resolver / digital conversion circuit, the gain of the resolver excitation circuit needs to be adjusted according to the resolver, so if the number of resolver models increases, The adjustment on the circuit side or the number of circuit board models increases, and the increase in the number of management man-hours due to the increase in the model becomes a problem.

一方、レゾルバの断線検出などのフェールセーフ機能について、KA(sinθ・sinφ+cosθ・cosφ)・sinωtからKAを求め、KAがある閾値を超えた場合にエラーフラグを出力することが一般的な方法として用いられている。しかしながら、レゾルバの変圧比がバラつき、KAの閾値に対する余裕度がバラつくと、レゾルバの機種によってエラーの感度が異なるという現象が発生する。   On the other hand, for a fail-safe function such as detection of a disconnection of a resolver, a general method is to obtain KA from KA (sin θ · sin φ + cos θ · cos φ) · sin ωt and output an error flag when KA exceeds a certain threshold value. It has been. However, when the transform ratio of the resolver varies and the margin with respect to the KA threshold varies, a phenomenon occurs in which the error sensitivity varies depending on the model of the resolver.

このように変圧比が異なるレゾルバに対して、単一回路でシステム構成が可能なレゾルバ/デジタル変換回路を提供するため、第三の乗算器、第四の乗算器によってsinθにsinφを、cosθにcosφを乗じ、加算器によって各々を加算することで、KA(sinθ・sinφ+cosθ・cosφ)・sinωtを計算し、復調器を介して振幅と変圧比を乗じたKAを、除算器により変圧比Kを求めている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−308354号公報
In order to provide a resolver / digital conversion circuit capable of configuring a system with a single circuit for resolvers having different transformation ratios, sinφ is set to sinθ and cosθ is set by a third multiplier and a fourth multiplier. KA (sinθ · sinφ + cosθ · cosφ) · sinωt is calculated by multiplying cosφ and adding each by an adder, KA multiplied by amplitude and transformation ratio via a demodulator, and transformation ratio K by a divider. (See, for example, Patent Document 1).
JP 2006-308354 A

解決しようとする問題点は、特許文献1の技術は、トラッキング方式を採用しているため、回路をハードウェアで構成することになり、汎用性、拡張性において不利な点である。   The problem to be solved is that the technique of Patent Document 1 employs a tracking method, so that the circuit is configured by hardware, which is disadvantageous in versatility and expandability.

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、変圧比が異なるレゾルバに対して、単一回路のシステム構成、かつ汎用的なデバイスで実現可能なレゾルバ/デジタル変換回路を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a resolver / digital conversion circuit that can be realized by a single-circuit system configuration and a general-purpose device for resolvers having different transformation ratios. And

上記の課題を解決するために本発明のレゾルバ/デジタル変換方法は、1相入力2相出力タイプで変圧比Kのレゾルバを振幅Aの搬送波Asinωtで励磁する励磁回路と、回転角度θ時のレゾルバ出力信号KAsinθ・sinωt、KAcosθ・sinωt、搬送波AsinωtをAD変換するAD変換器と、AD変換されたレゾルバ出力信号の励磁成分を位相調整して復調する復調器と、復調したレゾルバ出力信号から不要成分を除去するデジタルフィルタと、前記復調器、デジタルフィルタによって励磁成分を除去したKAsinθ、KAcosθの逆正接を算出する演算手段と、基準変圧比Ko及びレゾルバ出力振幅下限値KAL、レゾルバ出力振幅上限値KAHを記憶した不揮発性メモリとを備え、前記演算手段は、レゾルバのsin、cosデータを読込むステップ1と、ステップ1で読込んだデータを取り込み、前記搬送波振幅Aを演算するステップ2とを備え、ステップ2の演算処理結果に基づいて励磁回路の搬送波振幅Aを自動補正する。   In order to solve the above-described problems, the resolver / digital conversion method of the present invention is a one-phase input / two-phase output type excitation circuit that excites a resolver having a transformation ratio K with a carrier wave Asinωt having an amplitude A, and a resolver at a rotation angle θ. An AD converter that AD converts the output signals KAsinθ · sinωt, KAcosθ · sinωt, and carrier wave Asinωt, a demodulator that performs phase adjustment on the excitation component of the AD-converted resolver output signal, and an unnecessary component from the demodulated resolver output signal A digital filter that eliminates the excitation component, an arithmetic means for calculating an arctangent of KAsinθ and KAcosθ from which the excitation component has been removed by the digital filter, a reference transformation ratio Ko, a resolver output amplitude lower limit value KAL, and a resolver output amplitude upper limit value KAH And a non-volatile memory storing the calculation means, wherein the computing means includes a resolver si , Cosine data reading step 1, and the data read in step 1 is read and step 2 for calculating the carrier wave amplitude A, and the carrier wave amplitude A of the excitation circuit is automatically determined based on the calculation processing result of step 2. to correct.

また、前記ステップ2は、ステップ1で読込んだデータを取り込むステップ21と、KAsinθ、KAcosθをそれぞれ二乗して加算することでK^2・A^2(sin^2θ+cos^2θ)を求めるステップ22と、ステップ22の平方根を求めることでKAを算出するステップ23と、ステップ23で求めたK・Aを振幅Aで除することで変圧比Kを得るステップ24と、ステップ24で求めた変圧比Kを、あらかじめ設定された基準変圧比Koで除することで変圧比の比率γoを求めるステップ25と、ステップ21にて取り込んだ搬送波振幅Aを比率γoにて除することで搬送波振幅Aを自動補正するステップ26を備えた請求項1に記載のレゾルバ/デジタル変換方法である。   In step 2, the data read in step 1 is acquired, and KAsinθ and KAcosθ are squared and added to obtain K ^ 2 · A ^ 2 (sin ^ 2θ + cos ^ 2θ). Step 22, Step 23 for calculating KA by calculating the square root of Step 22, Step 24 for obtaining transformation ratio K by dividing K · A determined by Step 23 by amplitude A, and Step 24 Dividing the transformation ratio K by a preset reference transformation ratio Ko to obtain a transformation ratio ratio γo and dividing the carrier amplitude A taken in step 21 by the ratio γo to obtain the carrier amplitude A The resolver / digital conversion method according to claim 1, further comprising a step of automatically correcting.

また、前記ステップ2の後に、レゾルバ異常を検出するステップ3を備え、ステップ3において、算出したレゾルバ出力信号振幅情報KAが不揮発性メモリに記憶された振幅下限値KALから振幅上限値KAHの範囲外となったときに、レゾルバ断線異常(エラー)を出力する請求項1または請求項2に記載のレゾルバ/デジタル変換方法である。   Further, after the step 2, there is provided a step 3 for detecting a resolver abnormality. In the step 3, the calculated resolver output signal amplitude information KA is outside the range of the amplitude upper limit value KAH from the amplitude lower limit value KAL stored in the nonvolatile memory. The resolver / digital conversion method according to claim 1 or 2, wherein a resolver disconnection abnormality (error) is output when the error occurs.

また、請求項4に記載のレゾルバ/デジタル変換回路は、1相入力2相出力タイプで変圧比Kのレゾルバを振幅Aの搬送波Asinωtで励磁する励磁回路と、回転角度θ時のレゾルバ出力信号KAsinθ・sinωt、KAcosθ・sinωt、搬送波AsinωtをAD変換するAD変換器と、AD変換されたレゾルバ出力信号の励磁成分を位相調整して復調する復調器と、復調したレゾルバ出力信号から不要成分を除去するデジタルフィルタと、前記復調器とデジタルフィルタによって励磁成分を除去したKAsinθ、KAcosθの逆正接を算出する演算手段と、変圧比の補正値を記憶する不揮発性メモリとを備え、前記演算手段は、KAsinθ、KAcosθをそれぞれ二乗して加算することでK^2・A^2(sin^2θ+cos^2θ)を求め、さらにその平方根を求めることでKAを算出し、振幅Aで除することで得た変圧比Kを、あらかじめ設定された基準変圧比Koで除することで変圧比の比率γoを求め、搬送波振幅Aを比率γoにて除することで搬送波振幅Aを自動補正する。   The resolver / digital conversion circuit according to claim 4 is a one-phase input two-phase output type excitation circuit that excites a resolver with a transformation ratio K by a carrier wave Asin ωt having an amplitude A, and a resolver output signal KAsinθ at a rotation angle θ. An AD converter that AD converts sinωt, KAcosθ · sinωt, and carrier wave Asinωt, a demodulator that adjusts the phase of the excitation component of the AD-converted resolver output signal, and a demodulator, and removes unnecessary components from the demodulated resolver output signal A digital filter; arithmetic means for calculating an arc tangent of KA sin θ and KA cos θ from which an excitation component has been removed by the demodulator and the digital filter; and a non-volatile memory for storing a correction value of the transformation ratio, wherein the arithmetic means includes KA sin θ , KAcosθ is squared and added to obtain K ^ 2 · A ^ 2 (sin ^ 2θ + co s ^ 2θ), KA is calculated by further finding the square root, and the transformation ratio K obtained by dividing by the amplitude A is divided by the preset reference transformation ratio Ko to obtain the ratio of the transformation ratio. The carrier amplitude A is automatically corrected by obtaining γo and dividing the carrier amplitude A by the ratio γo.

さらに、算出したレゾルバ出力信号振幅情報KAが不揮発性メモリに記憶された振幅下限値KALから振幅上限値KAHの範囲外となったときに、レゾルバ断線異常(エラー)を出力する請求項4に記載のレゾルバ/デジタル変換回路である。   5. The resolver disconnection error (error) is output when the calculated resolver output signal amplitude information KA is outside the range of the amplitude upper limit value KAH from the amplitude lower limit value KAL stored in the nonvolatile memory. This is a resolver / digital conversion circuit.

本発明の請求項1および請求項2に記載のレゾルバ/デジタル変換方法によれば、変圧比の異なる複数のレゾルバを、単一のソフトウェアによって、自動補正することができ、レゾルバ出力を一定にできる。   According to the resolver / digital conversion method of the first and second aspects of the present invention, a plurality of resolvers having different transformation ratios can be automatically corrected by a single software, and the resolver output can be made constant. .

また、請求項3に記載のレゾルバ/デジタル変換方法によれば、通常使用時のレゾルバ断線異常を検出することができる。   According to the resolver / digital conversion method of the third aspect, it is possible to detect a resolver disconnection abnormality during normal use.

また、請求項4に記載のレゾルバ/デジタル変換回路によれば、単一回路で汎用性と拡張性に優れ、変圧比の異なる複数のレゾルバの変圧比を自動補正することができる。   According to the resolver / digital conversion circuit of the fourth aspect, a single circuit is excellent in versatility and expandability, and can automatically correct the transformation ratio of a plurality of resolvers having different transformation ratios.

さらに、請求項5に記載のレゾルバ/デジタル変換回路によれば、レゾルバ断線異常を検出することができる。   Furthermore, according to the resolver / digital conversion circuit of the fifth aspect, it is possible to detect a resolver disconnection abnormality.

1相入力2相出力タイプで変圧比Kのレゾルバを振幅Aの搬送波Asinωtで励磁する励磁回路と、回転角度θ時のレゾルバ出力信号KAsinθ・sinωt、KAcosθ・sinωt、搬送波AsinωtをAD変換するAD変換器と、AD変換されたレゾルバ出力信号の励磁成分を位相調整して復調する復調器と、復調したレゾルバ出力信号から不要成分を除去するデジタルフィルタと、前記復調器、デジタルフィルタによって励磁成分を除去したKAsinθ、KAcosθの逆正接を算出する演算手段と、基準変圧比Ko及びレゾルバ出力振幅下限値KAL、レゾルバ出力振幅上限値KAHを記憶した不揮発性メモリとを備え、前記演算手段は、レゾルバのsin、cosデータを読込むステップ1と、ステップ1で読込んだデータを取り込み、前記搬送波振幅Aを演算するステップ2とを備え、ステップ2の演算処理結果に基づいて励磁回路の搬送波振幅Aを自動補正する。以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は実施の形態1におけるレゾルバ/デジタル変換回路のブロック構成図である。このレゾルバ/デジタル変換回路は、演算手段であるCPU105を用いてレゾルバの変圧比を求め、励磁回路のゲインをソフトウェアによって自動補正する。
An excitation circuit that excites a resolver with a transformation ratio K with a carrier wave Asin ωt of amplitude A in a one-phase input and two-phase output type, and AD conversion that performs AD conversion of resolver output signals KAsin θ · sin ωt, KA cos θ · sin ωt, and carrier wave Asin ωt at a rotation angle θ. A demodulator that adjusts and demodulates the excitation component of the A / D converted resolver output signal, a digital filter that removes unnecessary components from the demodulated resolver output signal, and the demodulator and digital filter remove the excitation component And calculating means for calculating the arc tangent of KAsin θ and KA cos θ, and a non-volatile memory storing a reference transformation ratio Ko, a resolver output amplitude lower limit value KAL, and a resolver output amplitude upper limit value KAH, and the calculating means includes a resolver sin , Step 1 for reading the cos data and the data read in step 1 Uptake, and a step 2 of calculating the carrier amplitude A, and automatically corrects the carrier wave amplitude A of the exciting circuit on the basis of the calculation result of Step 2. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block configuration diagram of a resolver / digital conversion circuit according to the first embodiment. This resolver / digital conversion circuit obtains the transformation ratio of the resolver using the CPU 105 which is a calculation means, and automatically corrects the gain of the excitation circuit by software.

図1において、1相励磁2相出力のレゾルバ101に、励磁回路106より、一定周波数、一定振幅の励磁信号Asinωtを入力すると、レゾルバ101から出力信号として、Ks・As・sinθ・sinωtとKs・As・cosθ・sinωtが得られる。   In FIG. 1, when an excitation signal Asinωt having a constant frequency and a constant amplitude is input from the excitation circuit 106 to a resolver 101 having a single-phase excitation and two-phase output, Ks · As · sinθ · sinωt and Ks · As · cos θ · sin ωt is obtained.

この2つの出力信号は、AD変換器102と復調器103およびデジタルフィルタ104を介して得られた2つのデータであるKs・As・sinθとKs・As・cosθがCPU105に入力される。   As these two output signals, two data Ks · As · sinθ and Ks · As · cosθ obtained through the AD converter 102, the demodulator 103, and the digital filter 104 are input to the CPU 105.

CPU105では、入力された2つのKs・As・sinθ、Ks・As・cosθデータを、それぞれ二乗して加算することで、Ks^2・As^2(sin^2θ+cos^2θ)を求め、その平方根を求めることで、Ks・Asを算出し、さらにAD変換器108より取り込んだ搬送波振幅Asで除することで変圧比Ksを得る。   The CPU 105 finds Ks ^ 2 · As ^ 2 (sin ^ 2θ + cos ^ 2θ) by squaring and adding the two input Ks · As · sinθ and Ks · As · cosθ data respectively. By calculating the square root, Ks · As is calculated, and further divided by the carrier wave amplitude As acquired from the AD converter 108, thereby obtaining the transformation ratio Ks.

次に、CPU105は、上述の変圧比Ksを不揮発性メモリ107にあらかじめ設定された基準変圧比Koで除することで変圧比の比率γoを求める。さらに、CPU105は
、AD変換器108より取り込んだ搬送波振幅Asを変圧比の比率γoにて除することで自動補正した搬送波振幅Acを励磁回路106に出力する。これによりレゾルバ出力を一定に保つことができる。
Next, the CPU 105 obtains the ratio γo of the transformation ratio by dividing the above transformation ratio Ks by the reference transformation ratio Ko preset in the nonvolatile memory 107. Further, the CPU 105 outputs the carrier wave amplitude Ac automatically corrected by dividing the carrier wave amplitude As acquired from the AD converter 108 by the transformation ratio γo to the excitation circuit 106. As a result, the resolver output can be kept constant.

図2は、本発明におけるレゾルバ処理の全体フローを示したものであり、ステップ1にてレゾルバ出力信号sin、cos、搬送波refデータをCPU105に取り込み、ステップ2にてリファレンス振幅補正演算を行い、ステップ3にてフェールセーフ処理を行う。最後のステップ4にてモータ回転角度θを演算する。以下、フローチャートを用いて説明する。   FIG. 2 shows an overall flow of resolver processing in the present invention. In step 1, resolver output signals sin, cos and carrier wave ref data are fetched into the CPU 105, and reference amplitude correction calculation is performed in step 2. In step 3, fail-safe processing is performed. In the last step 4, the motor rotation angle θ is calculated. This will be described below with reference to a flowchart.

図3は、上述したリファレンス振幅補正演算(ステップ2)におけるフローの詳細を示したもので、6つのステップで構成、それぞれ順に21ステップ〜26ステップとする。   FIG. 3 shows the details of the flow in the above-described reference amplitude correction calculation (step 2), which is composed of six steps, each of which is sequentially set to 21 steps to 26 steps.

まず、CPU105は、レゾルバ出力信号Ks・As・sinθ、Ks・As・cosθ、搬送波信号As・sinωtデータを取り込む(ステップ21)。   First, the CPU 105 takes in resolver output signals Ks · As · sin θ, Ks · As · cos θ, and carrier wave signal As · sin ωt data (step 21).

次に、取り込んだレゾルバ出力信号データよりKs^2・As^2・(sin^2θ+cos^2θ)を演算する(ステップ22)。   Next, Ks ^ 2 · As ^ 2 · (sin ^ 2θ + cos ^ 2θ) is calculated from the received resolver output signal data (step 22).

続いて、Ks^2・As^2の平方根演算を行い、Ks・Asを求める(ステップ23)。ステップ23で求めたKs・Asを、先に取り込んだAs・sinωtのピーク検出を行うことでAsを算出し、そのAsで除することでKsを求める(ステップ24)。   Subsequently, a square root operation of Ks ^ 2 · As ^ 2 is performed to obtain Ks · As (step 23). Ks · As obtained in step 23 is calculated by detecting the peak of As · sinωt previously taken in, and divided by that As to obtain Ks (step 24).

このKsを不揮発性メモリ107に記憶させてある基準変圧比Koにて除することで変圧比の比率γoを求める(ステップ25)。最後に、搬送波振幅Asを変圧比の比率γoで除することで自動補正された搬送波振幅Acを得る(ステップ26)。この自動補正した搬送波振幅Acを励磁回路106に出力することで、変圧比の異なるレゾルバが接続されても、常にレゾルバ出力を一定にできる。   This Ks is divided by the reference transformation ratio Ko stored in the non-volatile memory 107 to obtain a transformation ratio ratio γo (step 25). Finally, the carrier wave amplitude Ac automatically corrected is obtained by dividing the carrier wave amplitude As by the ratio γo of the transformation ratio (step 26). By outputting the automatically corrected carrier wave amplitude Ac to the excitation circuit 106, the resolver output can be kept constant even when resolvers having different transformation ratios are connected.

次に、図2におけるフェールセーフ処理及びθ演算処理のフローを、図4(a)(b)を用いて説明する。   Next, the flow of the fail safe process and the θ calculation process in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.

図4(a)は、図2におけるフェールセーフ処理(ステップ3)のフローチャートである。4つのステップをそれぞれ順に31ステップ〜ステップ34とする。   FIG. 4A is a flowchart of the fail-safe process (step 3) in FIG. The four steps are respectively referred to as 31 step to step 34.

まず、リファレンス振幅補正演算処理を施した搬送波振幅Acをレゾルバ101に入力した後のレゾルバ出力信号であるKs・Ac・sinθ、Ks・Ac・cosθデータを、AD変換器102と復調器103、デジタルフィルタ104を介してCPU105に取り込む(ステップ31)。次に、ステップ31にて取り込んだデータの平方和Ks^2・Ac^2・(sin^2θ+cos^2θ)を求める(ステップ32)。   First, Ks · Ac · sinθ and Ks · Ac · cosθ data, which are resolver output signals after the carrier amplitude Ac subjected to the reference amplitude correction calculation processing is inputted to the resolver 101, are converted into an AD converter 102, a demodulator 103, and a digital signal. The data is taken into the CPU 105 through the filter 104 (step 31). Next, the sum of squares Ks ^ 2 · Ac ^ 2 · (sin ^ 2θ + cos ^ 2θ) of the data fetched in step 31 is obtained (step 32).

ステップ32にて求めたKs^2・Ac^2の平方根を求める(ステップ33)。ステップ33の演算結果Ks・Acを不揮発性メモリ107にあらかじめ記憶させてある振幅下限値KALと振幅上限値KAHと比較し、その下限値または上限値を超えた場合、エラーを出力し、範囲内であれば、正常としてフェールセーフ処理を終了する(ステップ34)。   The square root of Ks ^ 2 · Ac ^ 2 obtained in step 32 is obtained (step 33). The calculation result Ks · Ac in step 33 is compared with the amplitude lower limit value KAL stored in advance in the nonvolatile memory 107 and the amplitude upper limit value KAH, and if the lower limit value or upper limit value is exceeded, an error is output and If so, the fail-safe process is terminated as normal (step 34).

図4(b)を用いて、図2におけるモータ回転角度θの演算(ステップ4)を2つのステップで説明する。ステップ41は、リファレンス振幅補正演算処理を施した搬送波振幅Acをレゾルバ101に入力した後のレゾルバ出力信号であるKs・Ac・sinθ、K
s・Ac・cosθデータを、AD変換器102と復調器103、デジタルフィルタ104を介してCPU105に取り込む(上述のステップ31と同じ)。
Calculation of the motor rotation angle θ in FIG. 2 (step 4) will be described in two steps with reference to FIG. In step 41, Ks · Ac · sinθ, K which are resolver output signals after the carrier amplitude Ac subjected to the reference amplitude correction calculation processing is inputted to the resolver 101.
The s · Ac · cos θ data is taken into the CPU 105 via the AD converter 102, the demodulator 103, and the digital filter 104 (same as step 31 described above).

次のステップ42では、Ks・Ac・sinθ/Ks・Ac・cosθの逆正接を演算することでモータ回転角度θを算出する。   In the next step 42, the motor rotation angle θ is calculated by calculating an arctangent of Ks · Ac · sin θ / Ks · Ac · cos θ.

本発明によれば、単一のソフトウェアによって、レゾルバ101の出力信号振幅がレゾルバの種類によらず一定になる。このため、レゾルバ101の断線検出閾値が固定値であっても、レゾルバ101の出力信号振幅と断線検出閾値との関係が常に一定であるため、変圧比の異なるレゾルバの断線検出を精度良く行うことができる。   According to the present invention, a single software makes the output signal amplitude of the resolver 101 constant regardless of the type of resolver. For this reason, even if the disconnection detection threshold value of the resolver 101 is a fixed value, the relationship between the output signal amplitude of the resolver 101 and the disconnection detection threshold value is always constant. Can do.

本発明のレゾルバ/デジタル変換方法は、ロボットなど悪環境下で高信頼性を必要とするレゾルバ変圧比が異なるモータ制御装置の標準化に有用である。   The resolver / digital conversion method of the present invention is useful for standardization of motor control devices having different resolver transformation ratios that require high reliability under adverse environments such as robots.

本発明のレゾルバ/デジタル変換回路のブロック構成図Block diagram of resolver / digital conversion circuit of the present invention 本発明のレゾルバデータ処理のフローチャートResolver data processing flowchart of the present invention 本発明におけるリファレンス振幅補正演算処理のフローチャートFlowchart of reference amplitude correction calculation processing in the present invention (a)本発明におけるフェールセーフ処理のフローチャート(b)θ演算処理のフローチャート(A) Flow chart of fail-safe processing in the present invention (b) Flow chart of θ calculation processing 従来のレゾルバ/デジタル変換回路のブロック構成図Block diagram of a conventional resolver / digital conversion circuit

符号の説明Explanation of symbols

101 レゾルバ
102 A/D変換器
103 復調器
104 デジタルフィルタ
105 演算手段(CPU)
106 励磁回路
107 不揮発性メモリ
108 A/D変換器
501 レゾルバ
502 第一の増幅器
503 第二の増幅器
504 第一の乗算器
505 第二の乗算器
506 減算器
507 第一の復調器
508 ローパスフィルタ
509 電圧制御型発振器
510 UP/DOWNカウンタ
511 SIN、COSテーブル
512 励磁回路
513 CPU
101 Resolver 102 A / D Converter 103 Demodulator 104 Digital Filter 105 Arithmetic Unit (CPU)
106 Excitation circuit 107 Non-volatile memory 108 A / D converter 501 Resolver 502 First amplifier 503 Second amplifier 504 First multiplier 505 Second multiplier 506 Subtractor 507 First demodulator 508 Low-pass filter 509 Voltage controlled oscillator 510 UP / DOWN counter 511 SIN, COS table 512 Excitation circuit 513 CPU

Claims (5)

1相入力2相出力タイプで変圧比Kのレゾルバを振幅Aの搬送波Asinωtで励磁する励磁回路と、回転角度θ時のレゾルバ出力信号KAsinθ・sinωt、KAcosθ・sinωt、搬送波AsinωtをAD変換するAD変換器と、AD変換されたレゾルバ出力信号の励磁成分を位相調整して復調する復調器と、復調したレゾルバ出力信号から不要成分を除去するデジタルフィルタと、前記復調器、デジタルフィルタによって励磁成分を除去したKAsinθ、KAcosθの逆正接を算出する演算手段と、基準変圧比Ko及びレゾルバ出力振幅下限値KAL、レゾルバ出力振幅上限値KAHを記憶した不揮発性メモリとを備え、前記演算手段は、レゾルバのsin、cosデータを読込むステップ1と、ステップ1で読込んだデータを取り込み、前記搬送波振幅Aを演算するステップ2とを備え、ステップ2の演算処理結果に基づいて励磁回路の搬送波振幅Aを自動補正することを特徴とするレゾルバ/デジタル変換方法。 A one-phase input two-phase output type excitation circuit that excites a resolver with a transformation ratio K with a carrier wave A sin ωt having an amplitude A, and AD conversion that converts the resolver output signals KA sin θ · sin ωt, KA cos θ · sin ωt, and the carrier wave Asin ωt at a rotation angle θ. A demodulator that adjusts and demodulates the excitation component of the A / D converted resolver output signal, a digital filter that removes unnecessary components from the demodulated resolver output signal, and the demodulator and digital filter remove the excitation component And calculating means for calculating the arc tangent of KA sin θ and KA cos θ, and a non-volatile memory storing a reference transformation ratio Ko, a resolver output amplitude lower limit value KAL, and a resolver output amplitude upper limit value KAH, and the calculating means includes a resolver sin , Step 1 for reading cos data and the data read in step 1 Uptake, and a step 2 of calculating the carrier amplitude A, a resolver / digital conversion method characterized by automatically correcting the carrier amplitude A of the exciting circuit on the basis of the calculation result of Step 2. 前記ステップ2は、ステップ1で読込んだデータを取り込むステップ21と、KAsinθ、KAcosθをそれぞれ二乗して加算することでK^2・A^2(sin^2θ+cos^2θ)を求めるステップ22と、ステップ22の平方根を求めることでKAを算出するステップ23と、ステップ23で求めたK・Aを振幅Aで除することで変圧比Kを得るステップ24と、ステップ24で求めた変圧比Kを、あらかじめ設定された基準変圧比Koで除することで変圧比の比率γoを求めるステップ25と、ステップ21にて取り込んだ搬送波振幅Aを比率γoにて除することで搬送波振幅Aを自動補正するステップ26を備えた請求項1に記載のレゾルバ/デジタル変換方法。 The step 2 includes the step 21 for fetching the data read in the step 1, and the step 22 for obtaining K ^ 2 · A ^ 2 (sin ^ 2θ + cos ^ 2θ) by squaring and adding KAsinθ and KAcosθ, respectively. Step 23 for calculating KA by obtaining the square root of Step 22, Step 24 for obtaining transformation ratio K by dividing K · A obtained in Step 23 by amplitude A, and Transformation ratio obtained in Step 24 By dividing K by a preset reference transformation ratio Ko, step 25 for obtaining the transformation ratio ratio γo, and by dividing the carrier amplitude A captured in step 21 by the ratio γo, the carrier amplitude A is automatically set. The resolver / digital conversion method according to claim 1, further comprising a correcting step. 前記ステップ2の後に、レゾルバ異常を検出するステップ3を備え、ステップ3において、算出したレゾルバ出力信号振幅情報KAが不揮発性メモリに記憶された振幅下限値KALから振幅上限値KAHの範囲外となったときに、レゾルバ断線異常(エラー)を出力する請求項1または請求項2に記載のレゾルバ/デジタル変換方法。 Step 3 is provided after the step 2 to detect a resolver abnormality. In step 3, the calculated resolver output signal amplitude information KA is outside the range of the amplitude upper limit value KAH from the amplitude lower limit value KAL stored in the nonvolatile memory. 3. The resolver / digital conversion method according to claim 1, wherein a resolver disconnection abnormality (error) is output when the resolver is disconnected. 1相入力2相出力タイプで変圧比Kのレゾルバを振幅Aの搬送波Asinωtで励磁する励磁回路と、回転角度θ時のレゾルバ出力信号KAsinθ・sinωt、KAcosθ・sinωt、搬送波AsinωtをAD変換するAD変換器と、AD変換されたレゾルバ出力信号の励磁成分を位相調整して復調する復調器と、復調したレゾルバ出力信号から不要成分を除去するデジタルフィルタと、前記復調器とデジタルフィルタによって励磁成分を除去したKAsinθ、KAcosθの逆正接を算出する演算手段と、変圧比の補正値を記憶する不揮発性メモリとを備え、前記演算手段は、KAsinθ、KAcosθをそれぞれ二乗して加算することでK^2・A^2(sin^2θ+cos^2θ)を求め、さらにその平方根を求めることでKAを算出し、振幅Aで除することで得た変圧比Kを、あらかじめ設定された基準変圧比Koで除することで変圧比の比率γoを求め、搬送波振幅Aを比率γoにて除することで搬送波振幅Aを自動補正することを特徴としたレゾルバ/デジタル変換回路。 A one-phase input two-phase output type excitation circuit that excites a resolver with a transformation ratio K with a carrier wave A sin ωt having an amplitude A, and AD conversion that converts the resolver output signals KA sin θ · sin ωt, KA cos θ · sin ωt, and the carrier wave Asin ωt at a rotation angle θ. A demodulator that adjusts and demodulates the excitation component of the A / D converted resolver output signal, a digital filter that removes unnecessary components from the demodulated resolver output signal, and the excitation component is removed by the demodulator and digital filter. Calculating means for calculating arc tangents of KAsin θ and KA cos θ, and a non-volatile memory for storing a correction value of the transformation ratio. The calculating means squares and adds KA sin θ and KA cos θ, respectively. KA is obtained by calculating A ^ 2 (sin ^ 2θ + cos ^ 2θ) and further obtaining the square root thereof. By calculating and dividing the transformation ratio K obtained by dividing by the amplitude A by the preset reference transformation ratio Ko, the ratio γo of the transformation ratio is obtained, and the carrier wave amplitude A is divided by the ratio γo. A resolver / digital conversion circuit characterized by automatically correcting a carrier wave amplitude A. 算出したレゾルバ出力信号振幅情報KAが不揮発性メモリに記憶された振幅下限値KALから振幅上限値KAHの範囲外となったときに、レゾルバ断線異常(エラー)を出力する請求項4に記載のレゾルバ/デジタル変換回路。
5. The resolver according to claim 4, wherein when the calculated resolver output signal amplitude information KA falls outside the range of the amplitude upper limit value KAH from the amplitude lower limit value KAL stored in the nonvolatile memory, the resolver disconnection abnormality (error) is output. / Digital conversion circuit.
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