JP2009244115A

JP2009244115A - Device and method for correcting position detection error

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Publication number: JP2009244115A
Application number: JP2008091253A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sugie; 弘杉江; Masahiko Yoshida; 雅彦吉田; Yoichi Omura; 陽一大村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP5288859B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately correct an error of a position detection value, even under the action of torque ripples of a motor, without having to use an accurate position detector for comparative calibration. <P>SOLUTION: A position detection error estimation part 8 calculates the position detection error estimation value θ<SB>e</SB>, based on a position detection value θ, when the motor is driven based on an operation condition with at least one of speed, direction and servo gain being changed, and a correction parameter calculation part 9 calculates a correction parameter P, based on the position detection error estimation value θ<SB>e</SB>; a position detection error correction value calculation part 4 calculates a position detection error correction value C(θ), that is a correction function corresponding to the position detection value θ from correction parameters P (A<SB>n</SB>, B<SB>n</SB>and D); and a position detection error correction part 6 calculates a corrected position detection value θ<SB>c</SB>, by determining a difference between the position detection value θ and the position detection error correction value C(θ). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は位置検出誤差補正装置および位置検出誤差補正方法に関し、特に、モータで駆動される機械等の位置を検出する位置検出器の位置検出誤差を補正する方法に関する。 The present invention relates to a position detection error correction apparatus and a position detection error correction method, and more particularly to a method of correcting a position detection error of a position detector that detects the position of a machine or the like driven by a motor.

従来の位置検出誤差補正方法では、モータを定速回転させた時の一回転分の位置検出信号を微分した速度信号の変動を位置検出器の誤差としてメモリに記憶し、その速度信号の変動を位置検出器の誤差補正データとして用いることで、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出信号を補正する方法がある（特許文献１）。 In the conventional position detection error correction method, the fluctuation of the speed signal obtained by differentiating the position detection signal for one rotation when the motor is rotated at a constant speed is stored in the memory as the error of the position detector, and the fluctuation of the speed signal is stored. There is a method of correcting a position detection signal by using it as error correction data of a position detector without using a high precision position detector for comparative calibration (Patent Document 1).

特許第２５４１１６９号公報Japanese Patent No. 2541169

しかしながら、上記従来の技術によれば、位置検出器の誤差補正データを算出する際に、モータのトルクリプルによる速度変動が考慮されておらず、トルクリプルによる速度変動が位置検出器の位置検出誤差として検出されるようになる。そのため、トルクリプルによる速度変動が誤差補正データに含まれるようになり、高精度な誤差補正が困難になるという問題があった。さらに、上記従来の技術によれば、一回転分の位置検出信号から誤差補正データが算出されるため、確率的な位置検出誤差の影響を受けやすく、高精度な誤差補正が困難になるという問題があった。 However, according to the above conventional technique, when calculating the error correction data of the position detector, the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor is not taken into consideration, and the speed fluctuation due to the torque ripple is detected as the position detection error of the position detector. Will come to be. For this reason, speed fluctuation due to torque ripple is included in the error correction data, and there is a problem that it is difficult to perform highly accurate error correction. Furthermore, according to the above conventional technique, error correction data is calculated from the position detection signal for one rotation, so that it is easily affected by a probabilistic position detection error, and it is difficult to perform highly accurate error correction. was there.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、モータのトルクリプルによる速度変動を分離しつつ、位置検出誤差の補正を行うとともに、確率的な位置検出誤差の影響を排除することが可能な位置検出誤差補正装置および位置検出誤差補正方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and corrects the position detection error while separating the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor without using the comparative calibration high-precision position detector, and also performs the stochastic. An object of the present invention is to obtain a position detection error correction apparatus and a position detection error correction method capable of eliminating the influence of various position detection errors.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、速度、方向、サーボゲインの少なくとも一つを変えた複数の動作条件でモータを駆動した場合の位置検出誤差を、前記動作条件に依存する成分と前記動作条件に依存しない成分に分離した結果に基づいて、位置検出誤差補正値を計算する位置検出誤差補正値計算部と、前記位置検出誤差補正値に基づいて、前記位置検出誤差を補正する位置検出誤差補正部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention relates to a position detection error when a motor is driven under a plurality of operating conditions in which at least one of speed, direction, and servo gain is changed. A position detection error correction value calculation unit that calculates a position detection error correction value based on a result of separation into a component that depends on and a component that does not depend on the operating condition, and the position detection based on the position detection error correction value And a position detection error correction unit that corrects the error.

この発明によれば、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、モータのトルクリプルによる速度変動を分離しつつ、位置検出誤差の補正を行うとともに、確率的な位置検出誤差の影響を排除することが可能という効果を奏する。 According to the present invention, the position detection error is corrected and the influence of the stochastic position detection error is eliminated while separating the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor without using the high precision position detector for comparative calibration. There is an effect that it is possible.

以下に、本発明に係る位置検出誤差補正装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a position detection error correction apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、位置検出誤差補正装置２には、不揮発性メモリ３、位置検出誤差補正値計算部４、ランダムアクセスメモリ５および位置検出誤差補正部６が設けられ、試験装置７には、位置検出誤差推定部８および補正パラメータ計算部９が設けられている。ここで、位置検出誤差推定部８は、速度、方向、サーボゲインの少なくとも一つを変えた複数の動作条件でモータを駆動した場合の位置検出誤差を、動作条件に依存する成分と動作条件に依存しない成分に分離することで、位置検出誤差推定値θ_ｅを計算することができる。すなわち、位置検出誤差推定部８には、動作条件設定部８ａ、速度変動算出部８ｂ、位置変動算出部８ｃおよび動作条件依存性変動分分離部８ｄが設けられている。そして、動作条件設定部８ａは、速度、方向、サーボゲインの少なくとも一つを変えた複数の動作条件を設定することができる。速度変動算出部８ｂは、動作条件設定部８ａにて設定された複数の動作条件にてモータが駆動された時の位置検出値に対する速度変動を算出することができる。位置変動算出部８ｃは、速度変動算出部８ｂにて算出された速度変動に基づいて位置変動を算出することができる。動作条件依存性変動分分離部８ｄは、位置変動算出部８ｃにて算出された位置変動から動作条件に依存して変動する成分を分離することで、位置検出誤差推定値θ_ｅを算出することができる。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the position detection error correction device 2 is provided with a nonvolatile memory 3, a position detection error correction value calculation unit 4, a random access memory 5, and a position detection error correction unit 6. An error estimation unit 8 and a correction parameter calculation unit 9 are provided. Here, the position detection error estimation unit 8 converts the position detection error when the motor is driven under a plurality of operating conditions in which at least one of speed, direction, and servo gain is changed into components and operating conditions that depend on the operating conditions. By separating the components into independent components, the position detection error estimated value θ _e can be calculated. In other words, the position detection error estimation unit 8 is provided with an operation condition setting unit 8a, a speed variation calculation unit 8b, a position variation calculation unit 8c, and an operation condition dependency variation separation unit 8d. The operation condition setting unit 8a can set a plurality of operation conditions in which at least one of speed, direction, and servo gain is changed. The speed fluctuation calculation unit 8b can calculate a speed fluctuation with respect to the position detection value when the motor is driven under a plurality of operation conditions set by the operation condition setting unit 8a. The position fluctuation calculation unit 8c can calculate the position fluctuation based on the speed fluctuation calculated by the speed fluctuation calculation unit 8b. Operating condition-dependent variation separation unit 8d, by separating a component which varies depending on operating conditions from the position variation calculated by the position variation calculating section 8c, to calculate the position detection error estimate theta _e Can do.

また、補正パラメータ計算部９は、位置検出誤差推定部８にて計算された位置検出誤差推定値θ_ｅに基づいて、位置検出誤差推定値θ_ｅを周期性関数の級数で近似した補正関数を特定する補正パラメータＰを計算することができる。また、不揮発性メモリ３は、補正パラメータ計算部９にて計算された補正パラメータＰを記憶することができる。位置検出誤差補正値計算部４は、位置検出誤差推定値θ_ｅに基づいて位置検出誤差補正値Ｃを計算することができ、この位置検出誤差補正値Ｃを計算するに当たっては補正パラメータＰを用いることができる。ランダムアクセスメモリ５は、位置検出誤差補正値計算部４にて計算された位置検出誤差補正値Ｃを記憶することができる。位置検出誤差補正部６は、位置検出誤差補正値Ｃに基づいて、位置検出器１の位置検出誤差を補正することで、補正位置検出値θ_ｃを出力することができる。 The correction parameter calculating unit 9, based on the calculated position detection error estimate theta _e by the position detection error estimation unit 8, a correction function that approximates the position detection error estimate theta _e in series for periodic functions The specified correction parameter P can be calculated. The nonvolatile memory 3 can store the correction parameter P calculated by the correction parameter calculation unit 9. The position detection error correction value calculation unit 4 can calculate the position detection error correction value C based on the position detection error estimated value θ _e, and the correction parameter P is used in calculating the position detection error correction value C. be able to. The random access memory 5 can store the position detection error correction value C calculated by the position detection error correction value calculation unit 4. Position detection error correcting unit 6, based on the position detection error correction value C, by correcting the position detection error of the position detector 1 may output a corrected position detection value theta _c.

そして、位置検出器１にて検出された位置検出値θは、位置検出誤差推定部８および位置検出誤差補正部６に入力される。そして、位置検出誤差推定部８は、速度、方向、サーボゲインの少なくとも一つを変えた動作条件に基づいてモータを駆動した時の位置検出値θに基づいて位置検出誤差推定値θ_ｅを算出し、補正パラメータ計算部９に出力する。そして、補正パラメータ計算部９は、位置検出誤差推定部８にて計算された位置検出誤差推定値θ_ｅに基づいて補正パラメータＰを計算し、不揮発性メモリ３に記憶する。そして、不揮発性メモリ３は、この補正パラメータＰを起動時に読み出して、位置検出誤差補正値計算部４に出力する。そして、位置検出誤差補正値計算部４は、例えば、以下の（１）式を用いることで、位置検出値θに対応する補正関数である位置検出誤差補正値Ｃ（θ）を補正パラメータＰ（Ａ_ｎ、Ｂ_ｎ、Ｄ）から計算し、ランダムアクセスメモリ５に記憶する。 Then, the position detection value θ detected by the position detector 1 is input to the position detection error estimation unit 8 and the position detection error correction unit 6. Then, the position detection error estimation unit 8 calculates the position detection error estimated value θ _e based on the position detection value θ when the motor is driven based on an operating condition in which at least one of speed, direction, and servo gain is changed. And output to the correction parameter calculation unit 9. Then, the correction parameter calculation unit 9 calculates the correction parameter P based on the position detection error estimated value θ _e calculated by the position detection error estimation unit 8 and stores it in the nonvolatile memory 3. Then, the nonvolatile memory 3 reads the correction parameter P at the time of activation and outputs it to the position detection error correction value calculation unit 4. Then, the position detection error correction value calculation unit 4 uses, for example, the following expression (1) to change the position detection error correction value C (θ), which is a correction function corresponding to the position detection value θ, to the correction parameter P ( Calculate from A _n , B _n , D) and store in the random access memory 5.

ただし、周期性関数Ｇ（θ）は、θのベキ関数、すなわち、θ^ｍ（ｍは正の整数）の関数で表現する。また、Ａ_ｎは周期性関数Ｇ（θ）の振幅成分、Ｂ_ｎは周期性関数Ｇの位相成分、Ｄはオフセットである。また、ｎは、周期性関数Ｇ（θ）の級数を構成する各項の次数である。ここで、ｍ＝１、すなわち、周期性関数Ｇ（θ）をθの１次関数で表した場合を（２）式に示す。

However, the periodicity function G (θ) is expressed by a power function of θ, that is, a function of θ ^m (m is a positive integer). _An is an amplitude component of the periodic function G (θ), B _n is a phase component of the periodic function G, and D is an offset. N is the order of each term constituting the series of the periodic function G (θ). Here, m = 1, that is, the case where the periodic function G (θ) is expressed by a linear function of θ is shown in the equation (2).

ただし、θ_ｍは、θを基本周期Ｌで割った余りである。例えば、位置検出器１が回転位置を検出する場合は、位置検出誤差は１回転の周期で発生するので、１回転分の検出範囲を基本周期Ｌとすることができる。位置検出器１が直線位置を検出する場合には、全検出範囲を基本周期Ｌとすることができる。

However, θ _m is a remainder obtained by dividing θ by the basic period L. For example, when the position detector 1 detects the rotational position, the position detection error occurs at a cycle of one rotation, so that the detection range for one rotation can be set as the basic cycle L. When the position detector 1 detects a linear position, the entire detection range can be set to the basic period L.

図２は、図１の位置検出値θの一次関数で表わされた周期性関数G（θ）を示す図である。図２において、周期性関数Ｇ（θ）をθの１次関数で表した場合には、周期性関数Ｇ（θ）はのこぎり波状となる。そして、図１の位置検出誤差補正部６は、位置検出器１から位置検出値θが入力される毎に、位置検出値θに対応する位置検出誤差補正値Ｃ（θ）をランダムアクセスメモリ５から読み出す。そして、以下の（３）式に示すように、位置検出値θと位置検出誤差補正値Ｃ（θ）との差分をとることで補正位置検出値θ_ｃを計算し、モータを制御するコントローラやサーボアンプに出力する。 FIG. 2 is a diagram showing a periodic function G (θ) represented by a linear function of the position detection value θ of FIG. In FIG. 2, when the periodic function G (θ) is expressed by a linear function of θ, the periodic function G (θ) has a sawtooth waveform. The position detection error correction unit 6 shown in FIG. 1 receives the position detection error correction value C (θ) corresponding to the position detection value θ every time the position detection value θ is input from the position detector 1. Read from. Then, as shown in the following equation (3), to calculate the corrected position detection value theta _c by taking the difference between the detected position value theta and the position detection error correction value C (theta), Ya controller for controlling the motor Output to servo amplifier.

なお、図１の例では、位置検出器１、位置検出誤差補正装置２および試験装置７を別個に設ける方法について説明したが、位置検出誤差補正装置２内に位置検出器１または試験装置７のいずれか一方を設けるようにしてもよいし、位置検出誤差補正装置２内に位置検出器１および試験装置７の双方を設けるようにしてもよい。あるいは、位置検出誤差補正装置２内には、位置検出誤差推定部８および補正パラメータ計算部９の双方を設けるようにしてもよいし、位置検出誤差推定部８のみを設けるようにしてもよい。また、位置検出誤差補正装置２は、位置検出器１の内部に設けるようにしてもよいし、モータを制御するコントローラやサーボアンプに設けるようにしてもよい。 In the example of FIG. 1, the method of separately providing the position detector 1, the position detection error correction device 2, and the test device 7 has been described, but the position detector 1 or the test device 7 is included in the position detection error correction device 2. Either one may be provided, or both the position detector 1 and the test apparatus 7 may be provided in the position detection error correction apparatus 2. Alternatively, both the position detection error estimation unit 8 and the correction parameter calculation unit 9 may be provided in the position detection error correction device 2 or only the position detection error estimation unit 8 may be provided. Further, the position detection error correction device 2 may be provided inside the position detector 1, or may be provided in a controller or servo amplifier that controls the motor.

以下、試験装置７における補正パラメータＰの算出方法について詳細に説明する。図３は、図１の試験装置７による補正パラメータＰの計算方法を示すフローチャートである。図３において、図１の動作条件設定部８ａは、速度と移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の位置検出値θを保存する（ステップＳ１）。この時、位置検出器１の固有の誤差がフィードバックされてモータの実際の（物理的な）位置に影響することがないようにするため、サーボゲイン（フィードバックゲイン）を十分小さく設定するようにしてもよいし、オープンループ制御を行うようにしてもよい。 Hereinafter, a method for calculating the correction parameter P in the test apparatus 7 will be described in detail. FIG. 3 is a flowchart showing a method for calculating the correction parameter P by the test apparatus 7 of FIG. 3, the operation condition setting unit 8a in FIG. 1 stores the position detection value θ when the motor is driven at a constant speed under a plurality of operation conditions in which the speed and the moving direction are changed (step S1). At this time, the servo gain (feedback gain) is set sufficiently small so that the inherent error of the position detector 1 is not fed back and affects the actual (physical) position of the motor. Alternatively, open loop control may be performed.

次に、位置検出器１にて検出された位置検出値θに対し、（線形）最小２乗法などを用いることで、モータの平均速度ω_ｒとオフセット位置θ_ｒ０を計算する（ステップＳ２）。次に、図１の速度変動算出部８ｂは、平均速度ω_ｒおよびオフセット位置θ_ｒ０から理想的な位置θ_ｒを計算し、位置検出値θと理想的な位置θ_ｒとの差分をとることで、速度変動ω_ｅ０を計算する（ステップＳ３）。 Next, the average speed ω _r and the offset position θ _r0 of the motor are calculated by using a (linear) least square method or the like with respect to the position detection value θ detected by the position detector 1 (step S2). Next, the speed change calculation unit 8b in FIG. 1, the ideal position theta _r calculated from the mean velocity omega _r and the offset position theta _r0, taking the difference between the detected position value theta and the ideal location theta _r Thus, the speed fluctuation ω _e0 is calculated (step S3).

図４は、図１の位置検出値θ、理想的な位置θ_ｒ、平均速度ω_ｒ、オフセット位置θ_ｒ０、速度変動ω_ｅ０の関係を示す図である。図４において、位置検出値θは理想的な位置θ_ｒに対して変動し、速度変動ω_ｅ０が発生していることがわかる。ここで、この速度変動ω_ｅ０には、位置検出器１の固有の誤差だけでなく、動作条件に依存して変動するトルクリプルによる変動分を含んでいる。次に、速度変動ω_ｅ０を理想的な位置θ_ｒの関数であるとみなし、以下の（４）式に示すように、一回転（直線移動の場合は全検出範囲）を基本周期Ｌとするフーリエ級数で近似することで、速度変動展開値ω_ｅ０（θ_ｒ）を算出する（ステップＳ４）。 FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship among the position detection value θ, the ideal position θ _r , the average speed ω _r , the offset position θ _r0 , and the speed fluctuation ω _e0 in FIG. 4, the position detection value theta is varied with respect to the ideal location theta _r, it can be seen that the speed variation omega _e0 is occurring. Here, the speed fluctuation ω _e0 includes not only the inherent error of the position detector 1 but also the fluctuation due to the torque ripple that varies depending on the operating conditions. Next, the speed fluctuation ω _e0 is regarded as a function of the ideal position θ _r , and one rotation (the entire detection range in the case of linear movement) is set as the basic period L as shown in the following equation (4). By approximating with a Fourier series, a velocity fluctuation development value ω _e0 (θ _r ) is calculated (step S4).

ただし、ｎは級数の次数であり、例えばｎ＝１、２、・・・、８（Ｎ＝８）のように、近似前のデータと近似後のデータが、必要な精度で一致するように設定することができる。Ｐ_ｎはｎ次の振幅、ψ_ｎはｎ次の位相（オフセット）である。

However, n is the order of the series, for example, n = 1, 2,..., 8 (N = 8), so that the data before approximation and the data after approximation match with the required accuracy. Can be set. P _n is the n-th order amplitude, and ψ _n is the n-th order phase (offset).

次に、図１の位置変動算出部８ｃは、以下の（５）式に示すように、振幅Ｐ_ｎを（次数ｎ×平均速度ω_ｒ）で除することにより、速度変動展開値ω_ｅ０（θ_ｒ）を位置変動展開値θ_ｅ０（θ_ｒ）に変換する（ステップＳ５）。 Next, as shown in the following equation (5), the position fluctuation calculation unit 8c in FIG. 1 divides the amplitude P _n by (order n × average speed ω _r ) to obtain a speed fluctuation development value ω _e0 ( θ _r ) is converted into a position fluctuation development value θ _e0 (θ _r ) (step S5).

ただし、Ｑ_ｎは速度変動のｎ次振幅成分である。

However, Q _n is the nth-order amplitude component of the speed fluctuation.

次に、図１の動作条件依存性変動分分離部８ｄは、複数の動作条件（速度および方向）でモータを駆動した場合の位置変動展開値θ_ｅ０（θ_ｒ）の周期成分（振幅Ｑ_ｎ・位相ψ_ｎ）を、周期（＝次数ｎ）毎に局座標系にプロットする（ステップＳ６）。ここで、この局座標系では、Ｘ軸（実軸）としてＱ_ｎｃｏｓ（ψ_ｎ）を、Ｙ軸（虚軸）としてＱ_ｎｓｉｎ（ψ_ｎ）を用いる。次に、動作条件数だけ存在する点群の近似円の中心座標（Ｒ_ｎ・φ_ｎ）を求める（ステップＳ７）。 Next, the operating condition-dependent fluctuation separation unit 8d in FIG. 1 has a periodic component (amplitude Q _n ) of the position fluctuation development value θ _e0 (θ _r ) when the motor is driven under a plurality of operating conditions (speed and direction). The phase ψ _n ) is plotted on the local coordinate system for each period (= order n) (step S6). Here, in this local coordinate system, Q _n cos (ψ _n ) is used as the X axis (real axis), and Q _n sin (ψ _n ) is used as the Y axis (imaginary axis). Next, the center coordinates (R _n · φ _n ) of the approximate circle of the point group that exists for the number of operating conditions are obtained (step S7).

図５は、図３の補正パラメータＰの計算における動作条件ごとの位置変動周期成分（振幅・位相）の抽出方法を示す図である。図５において、制御対象が誘導モータである場合には、トルクリプルの主要因は固定子（巻線）の組み立て誤差と考えられるが、駆動時には、モータの物理的な位置（角度）と固定子通電電流の位置（角度）に差（すべり角）が存在する。そのため、速度および移動方向を変えた複数の動作条件Ａ、Ｂ、・・・、Ｇを設定すると、それに応じてすべり角が変化し、モータの物理的な位置に対するトルクリプルの発生位置（角度）も変化する。また、トルクリプルの大きさはモータの駆動力（トルク）に比例すると考えられるが、等速駆動中は摩擦に等しいと考えられ、摩擦は速度や移動方向などの動作条件Ａ、Ｂ、・・・、Ｇを変えてもほとんど変化しない。 FIG. 5 is a diagram illustrating a method of extracting position variation period components (amplitude / phase) for each operation condition in the calculation of the correction parameter P in FIG. In FIG. 5, when the controlled object is an induction motor, the main factor of torque ripple is considered to be an assembly error of the stator (winding), but at the time of driving, the physical position (angle) of the motor and the stator energization There is a difference (slip angle) in the current position (angle). Therefore, if a plurality of operating conditions A, B,..., G with different speeds and moving directions are set, the slip angle changes accordingly, and the torque ripple generation position (angle) with respect to the physical position of the motor is also set. Change. The magnitude of torque ripple is considered to be proportional to the driving force (torque) of the motor, but it is considered to be equal to friction during constant speed driving, and friction is an operating condition A, B,. , Changing G changes little.

このため、速度および移動方向を変えた複数の動作条件Ａ、Ｂ、・・・、Ｇを設定すると、トルクリプルが生じる角度（＝位相）のみ変化し、大きさ（＝振幅）はほぼ一定となる。ただし、速度および移動方向などの動作条件Ａ、Ｂ、・・・、Ｇにより変化しない位置検出誤差は、常に同じ振幅と位相を持つため、動作条件Ａ、Ｂ、・・・、Ｇにより変化しない位置検出誤差にトルクリプルによる変動分を合成した合成位置変動は、速度および移動方向などの動作条件Ａ、Ｂ、・・・、Ｇを変えることにより円を描くものと考えられる。従って、この近似円の中心座標を計算することにより、動作条件Ａ、Ｂ、・・・、Ｇにより変化する位置検出誤差を速度変動ω_ｅ０から分離することができ、トルクリプルによる変動分を速度変動ω_ｅ０から除去することができる。ここで、近似円の中心座標の計算方法としては、例えば、最急降下法などの数値探索手法を用いることで、以下の（６）式の評価関数を最小とする値を求めることができる。 For this reason, when a plurality of operation conditions A, B,..., G with different speeds and moving directions are set, only the angle (= phase) at which torque ripple occurs changes, and the magnitude (= amplitude) becomes substantially constant. . However, position detection errors that do not change due to the operating conditions A, B,..., G, such as speed and moving direction, always have the same amplitude and phase, and therefore do not change according to the operating conditions A, B,. The combined position fluctuation obtained by combining the fluctuation due to torque ripple with the position detection error is considered to draw a circle by changing the operating conditions A, B,. Therefore, by calculating the center coordinates of this approximate circle, it is possible to separate the position detection error that changes according to the operating conditions A, B,..., G from the speed fluctuation ω _{e0, and} to change the fluctuation due to torque ripple to the speed fluctuation. It can be removed from ω _e0 . Here, as a method for calculating the center coordinates of the approximate circle, for example, by using a numerical search method such as the steepest descent method, a value that minimizes the evaluation function of the following equation (6) can be obtained.

次に、図１の動作条件依存性変動分分離部８ｄは、以下の（７）式に示すように、各周期の近似円の中心座標（Ｒ_ｎ・φ_ｎ）を統合することで、動作条件に依存して変動するトルクリプルの影響を除去した位置検出誤差推定値θ_ｅ（位置検出器１に固有の誤差）を計算し（ステップＳ８）、補正パラメータ計算部９に出力する。 Next, the operation condition-dependent fluctuation separation unit 8d in FIG. 1 operates by integrating the center coordinates (R _n · φ _n ) of the approximate circle of each period as shown in the following equation (7). A position detection error estimated value θ _e (an error inherent to the position detector 1) from which the influence of the torque ripple that varies depending on the conditions is removed is calculated (step S8) and output to the correction parameter calculation unit 9.

次に、図１の補正パラメータ計算部９は、レヴェンバーグ＝マーカート法などの非線形最小２乗法を用いることで、以下の（８）式の評価関数Ｅが最小となるように補正パラメータＰ（Ａ_ｎ、Ｂ_ｎ、Ｄ）を計算し（ステップＳ９）、補正パラメータＰ（Ａ_ｎ、Ｂ_ｎ、Ｄ）を不揮発性メモリ３に記憶する（ステップＳ１０）。 Next, the correction parameter calculation unit 9 in FIG. 1 uses a non-linear least square method such as the Levenberg-Markert method so that the evaluation function E in the following equation (8) is minimized. _n , B _n , D) are calculated (step S9), and the correction parameters P (A _n , B _n , D) are stored in the nonvolatile memory 3 (step S10).

ただし、θ_ｋは位置検出値θの中でｋ番目の計測値に対応する理想的な位置θ_ｒを表し、Ｋは全計測データ数を表す。

However, θ _k represents an ideal position θ _r corresponding to the k-th measurement value in the position detection value θ, and K represents the total number of measurement data.

図６は、図１の位置検出誤差補正値計算部４において起動時に生成される位置検出誤差補正値の計算方法を示すフローチャートである。図６において、図１の位置検出誤差補正値計算部４は、不揮発性メモリ３から位置検出誤差の補正パラメータＰ（Ａ_ｎ、Ｂ_ｎ、Ｄ）を読み出す（ステップＳ１１）。そして、以下の（９）式を用いることで、位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）を補正パラメータＰ（Ａ_ｎ、Ｂ_ｎ、Ｄ）から計算し（ステップＳ１２）、ランダムアクセスメモリ５に記憶する（ステップＳ１３）。 FIG. 6 is a flowchart showing a calculation method of the position detection error correction value generated at the time of activation in the position detection error correction value calculation unit 4 of FIG. In FIG. 6, the position detection error correction value calculation unit 4 in FIG. 1 reads correction parameters P (A _n , B _n , D) for position detection errors from the nonvolatile memory 3 (step S _< b _> 11). Then, the position detection error correction value C (θ _j ) is calculated from the correction parameters P (A _n , B _n , D) by using the following equation (9) (step S 12) and stored in the random access memory 5. (Step S13).

ただし、θ_ｊは、位置検出範囲を等間隔で分割した代表位置である。例えば、１６ｂｉｔ＝６５５３６ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖの分解能を持つ角度検出器において１２８点の位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）を用意する場合には、６５５３６／１２８＝５１２ｐｕｌｓｅ毎に位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）を計算すればよい。

However, θ _j is a representative position obtained by dividing the position detection range at equal intervals. For example, when 128 position detection error correction values C (θ _j ) are prepared in an angle detector having a resolution of 16 bits = 65536 pulse / rev, the position detection error correction value C (θ) is set every 65536/128 = 512 pulses. _j ) may be calculated.

図７は、図１の位置検出誤差補正部６における位置検出値θの補正方法を示すフローチャートである。図７において、図１の位置検出誤差補正部６は、位置検出器１から位置検出値θが入力されると（ステップＳ２１）、基本周期Ｌで割った剰余θ_ｍを計算する（ステップＳ２２）。次に、以下の（１０）式を用いることで、基本周期Ｌの剰余θ_ｍに最も近い位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）の代表位置θ_ｊを計算する（ステップＳ２３）。 FIG. 7 is a flowchart showing a method of correcting the position detection value θ in the position detection error correction unit 6 of FIG. In FIG. 7, when the position detection value θ is input from the position detector 1 (step S21), the position detection error correction unit 6 of FIG. 1 calculates the remainder θ _m divided by the basic period L (step S22). . Next, the representative position θ _j of the position detection error correction value C (θ _j ) closest to the remainder θ _m of the basic period L is calculated by using the following equation (10) (step S23).

ただし、Δは位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）の代表位置θ_ｊの間隔（例えば、５１２ｐｕｌｓｅ）、ｆｌｏｏｒ（）は、引数を超えない最大の整数を返す関数である。なお、（１０）式では、位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）が一定間隔の代表位置θ_ｊでしか用意されていないため、位置検出値θの剰余θ_ｍに最も近い代表位置θ_ｊを求めることで、任意の検出位置に最も近い代表位置θ_ｊを求めることができる。

However, Δ is an interval (for example, 512 pulse) of the representative position θ _j of the position detection error correction value C (θ _j ), and floor () is a function that returns the maximum integer that does not exceed the argument. Note that in (10), the position detection error correction value C (theta _j) is not prepared only at the representative position theta _j at constant intervals, the closest representative position theta _j in the remainder theta _m of the position detection value theta By obtaining, the representative position θ _j closest to the arbitrary detection position can be obtained.

図８は、ｆｌｏｏｒ（）関数を用いることで任意の検出位置に最も近い代表位置θ_ｊを求める方法を示す図である。図８において、例えば、Δ＝１０、θ_ｊ＝０，１０，２０，３０、・・・、θ_ｍ＝１７の場合、Δｆｌｏｏｒ｛（θ_ｍ＋０．５Δ）／Δ｝＝１０ｆｌｏｏｒ｛（１７＋５）／１０｝＝１０ｆｌｏｏｒ｛２．２｝＝２０となり、θ_ｍ＝１７に最も近い代表位置θ_ｊとして２０という値を求めることができる。なお、Δが２のベキ数であれば、（１０）式での割り算は、高速なビットシフト演算で可能である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a method for obtaining the representative position θ _j closest to an arbitrary detection position by using the floor () function. In FIG. 8, for example, when Δ = 10, θ _j = 0, 10, 20, 30,..., Θ _m = 17, Δfloor {(θ _m + 0.5Δ) / Δ} = 10 floor {(17 + 5) / 10} = ₁₀ floor {2.2} = 20, and a value of 20 can be obtained as the representative position θ _j closest to θ _m = 17. If Δ is a power of 2, division by equation (10) can be performed by a high-speed bit shift operation.

次に、図１の位置検出誤差補正部６は、ランダムアクセスメモリ５から代表位置θ_ｊに対応する位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）を読み出す（ステップＳ２４）。そして、（３）式に示すように、位置検出値θから位置検出誤差補正値Ｃ（θ_ｊ）を減算することで補正位置検出値θ_ｃを計算し（ステップＳ２５）、補正位置検出値θ_ｃを外部に出力する（ステップＳ２６）。 Next, the position detection error correction unit 6 in FIG. 1 reads a position detection error correction value C (θ _j ) corresponding to the representative position θ _j from the random access memory 5 (step S24). Then, as shown in the equation (3), the corrected position detection value θ _c is calculated by subtracting the position detection error correction value C (θ _j ) from the position detection value θ (step S25), and the corrected position detection value θ _c is output to the outside (step S26).

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出器１の位置検出誤差を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値θの誤差を高精度に補正することができるという効果を奏する。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the speed changes depending on the operating conditions based on the speed fluctuation when the motor is driven at a constant speed under a plurality of operating conditions with different speeds and moving directions. The speed fluctuation excluding the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor can be calculated, and the position detection error of the position detector 1 can be corrected in consideration of the speed fluctuation due to the torque ripple. Therefore, there is an effect that the error of the position detection value θ can be corrected with high accuracy without using a high-accuracy position detector for comparative calibration.

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る基本周期内の位置検出データの数を等価的に増加させる方法を示す図である。図９において、一定時間間隔で１周期分の位置検出値θを収録した場合、高速駆動時には収録点数が少なくなる。例えば、回転速度１０００ｒｐｍで駆動中の位置検出値θを１ｍｓｅｃ（＝０．００１ｓｅｃ）間隔で収録する場合には、１周期中に６０÷１０００÷０．００１＝６０点分の計測点しか含まれず、高精度な誤差推定が困難となる。このため、複数周期（回転）分の位置検出値θを収録し、それらの収録点を基本周期Ｌを基準に折り返して重ね合わせることにより、基本周期Ｌ内の収録点数を等価的に増加させることができ、誤差推定精度を向上させることが可能となる。 (Embodiment 2)
FIG. 9 is a diagram showing a method of equivalently increasing the number of position detection data in the basic period according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 9, when the position detection value θ for one cycle is recorded at a constant time interval, the number of recording points decreases during high-speed driving. For example, when the position detection value θ during driving at a rotational speed of 1000 rpm is recorded at intervals of 1 msec (= 0.001 sec), only 60/1000 ÷ 0.001 = 60 measurement points are included in one cycle. Highly accurate error estimation becomes difficult. For this reason, the number of recorded points within the basic period L is equivalently increased by recording the position detection values θ for a plurality of periods (rotations) and overlapping the recorded points with reference to the basic period L. Thus, the error estimation accuracy can be improved.

ここで、収録点の重ね合わせを行う際には、複数回転での収録点の位置が重ならないように移動速度を調整することが好ましい。例えば、回転速度が１０００ｒｐｍの場合、複数周期分の収録点の位置が毎回一致するが、例えば、回転速度を１１００ｒｐｍにすれば、１１回転目までは収録点の位置が重なることはなく、多様な位置検出値θを収録することが可能となる。 Here, when superimposing the recording points, it is preferable to adjust the moving speed so that the positions of the recording points in a plurality of rotations do not overlap. For example, when the rotational speed is 1000 rpm, the positions of the recording points for a plurality of cycles coincide each time. For example, if the rotational speed is set to 1100 rpm, the positions of the recording points do not overlap until the 11th rotation. The position detection value θ can be recorded.

以上のように、この発明の実施の形態２においては、複数回転分の位置検出値θから位置検出誤差推定値θ_ｅを算出することができ、一回転分の位置検出値θから位置検出誤差推定値θ_ｅを算出する方法に比べて、きめ細かい位置検出誤差推定が可能となるとともに、確率的な誤差の影響を除くことが可能となり、高精度な補正を実現することができるという効果を奏する。 As described above, in Embodiment 2 of the present invention, the position detection error estimated value θ _e can be calculated from the position detection value θ for a plurality of rotations, and the position detection error from the position detection value θ for one rotation. Compared with the method of calculating the estimated value θ _e , it is possible to estimate the position detection error more precisely and to eliminate the influence of the probabilistic error, thereby achieving an effect of realizing highly accurate correction. .

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１０において、位置検出器１ａには、位置検出部１０が設けられるとともに、位置検出誤差補正装置２ａおよび試験装置７ａが設けられている。ここで、位置検出部１０、位置検出誤差補正装置２ａおよび試験装置７ａの機能的な構成および動作は、図１の位置検出器１、位置検出誤差補正装置２および試験装置７と同様である。 (Embodiment 3)
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 10, the position detector 1a is provided with a position detection unit 10, and a position detection error correction device 2a and a test device 7a. Here, the functional configurations and operations of the position detector 10, the position detection error correction device 2a, and the test device 7a are the same as those of the position detector 1, the position detection error correction device 2, and the test device 7 of FIG.

この実施の形態３によれば、位置検出器１ａを用意するだけで、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出器１の位置検出値を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値の誤差を高精度に補正することが可能となるとともに、装置全体のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。 According to the third embodiment, only by preparing the position detector 1a, it depends on the operating conditions based on the speed fluctuation when the motor is driven at a constant speed under a plurality of operating conditions with different speeds and moving directions. Thus, the speed fluctuation excluding the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor can be calculated, and the position detection value of the position detector 1 can be corrected in consideration of the speed fluctuation due to the torque ripple. For this reason, it is possible to correct the error of the position detection value with high accuracy without using a high-accuracy position detector for comparative calibration, and it is possible to reduce the size of the entire apparatus.

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１１において、位置検出器１ｂには、位置検出部１０が設けられるとともに、位置検出誤差補正装置２ｂが設けられ、位置検出誤差補正装置２ｂと試験装置７とは制御装置１１を介して接続されている。なお、制御装置１１としては、例えば、プログラムに従って演算処理を行う汎用コンピュータを用いることができる。ここで、位置検出部１０および位置検出誤差補正装置２ｂの機能的な構成および動作は、図１の位置検出器１および位置検出誤差補正装置２と同様である。だたし、位置検出部１０にて検出された位置検出値θは、制御装置１１を介して位置検出誤差推定部８に入力され、補正パラメータ計算部９にて計算された補正パラメータＰは、制御装置１１を介して不揮発性メモリ３に記憶される。 (Embodiment 4)
FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 11, the position detector 1 b is provided with a position detection unit 10 and a position detection error correction device 2 b, and the position detection error correction device 2 b and the test device 7 are connected via the control device 11. ing. In addition, as the control apparatus 11, the general purpose computer which performs arithmetic processing according to a program can be used, for example. Here, the functional configurations and operations of the position detector 10 and the position detection error correction device 2b are the same as those of the position detector 1 and the position detection error correction device 2 of FIG. However, the position detection value θ detected by the position detection unit 10 is input to the position detection error estimation unit 8 via the control device 11, and the correction parameter P calculated by the correction parameter calculation unit 9 is It is stored in the non-volatile memory 3 via the control device 11.

この実施の形態４によれば、位置検出誤差補正装置２ｂおよび試験装置７とを直接接続することなく、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出部１０の位置検出値を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値の誤差を高精度に補正することが可能となるとともに、装置全体のコンパクト化を図りつつ、位置検出誤差補正装置２ｂと試験装置７との動作タイミングを容易に調整することができるという効果を奏する。 According to the fourth embodiment, the fluctuation in speed when the motor is driven at a constant speed under a plurality of operating conditions in which the speed and the moving direction are changed without directly connecting the position detection error correction apparatus 2b and the test apparatus 7 is achieved. Based on this, it is possible to calculate the speed fluctuation excluding the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor that changes depending on the operating condition, and to correct the position detection value of the position detector 10 in consideration of the speed fluctuation due to the torque ripple. Can do. For this reason, it is possible to correct the error of the position detection value with high accuracy without using a high-accuracy position detector for comparative calibration, and the position detection error correction device 2b can be made compact while reducing the overall size of the device. There is an effect that the operation timing with the test apparatus 7 can be easily adjusted.

（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１２において、制御装置１１ａには試験装置７ｂが設けられ、試験装置７ｂは位置検出誤差補正装置２ｂと接続されている。なお、制御装置１１ａとしては、例えば、プログラムに従って演算処理を行う汎用コンピュータを用いることができる。ここで、試験装置７ｂの機能的な構成および動作は、図１１の試験装置７と同様である。 (Embodiment 5)
FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 12, the control device 11a is provided with a test device 7b, and the test device 7b is connected to the position detection error correction device 2b. In addition, as the control apparatus 11a, the general purpose computer which performs arithmetic processing according to a program can be used, for example. Here, the functional configuration and operation of the test apparatus 7b are the same as those of the test apparatus 7 of FIG.

この実施の形態５によれば、位置検出器１ｂおよび制御装置１１ａを用意するだけで、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出部１０の位置検出値を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値の誤差を高精度に補正することが可能となるとともに、試験装置７ｂを制御装置１１ａ上で実現することが可能となり、試験装置７ｂをそれ専用に設ける必要がなくなることから、装置全体のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。 According to the fifth embodiment, only the position detector 1b and the control device 11a are prepared, and the operation is performed based on the speed fluctuation when the motor is driven at a constant speed under a plurality of operation conditions in which the speed and the moving direction are changed. It is possible to calculate the speed fluctuation excluding the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor that changes depending on the conditions, and it is possible to correct the position detection value of the position detector 10 in consideration of the speed fluctuation due to the torque ripple. For this reason, it becomes possible to correct the error of the position detection value with high accuracy without using a high accuracy position detector for comparative calibration, and it is possible to realize the test device 7b on the control device 11a. Since it is not necessary to provide the test apparatus 7b exclusively, there is an effect that the entire apparatus can be made compact.

（実施の形態６）
図１３は、本発明の実施の形態６に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１３において、位置検出誤差補正装置２ｃには、不揮発性メモリ３、位置検出誤差補正値計算部４、ランダムアクセスメモリ５および位置検出誤差補正部６が設けられ、不揮発性メモリ３は位置検出器１ｃに配置されるとともに、位置検出誤差補正値計算部４、ランダムアクセスメモリ５および位置検出誤差補正部６は制御装置１１ｂに配置されている。さらに、位置検出器１ｃには位置検出部１０が配置されるとともに、制御装置１１ｂには試験装置７ｃが配置されている。なお、制御装置１１ｂとしては、例えば、プログラムに従って演算処理を行う汎用コンピュータを用いることができる。ここで、位置検出誤差補正装置２ｃおよび試験装置７ｃの機能的な構成および動作は、図１の位置検出誤差補正装置２および試験装置７と同様である。 (Embodiment 6)
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 13, the position detection error correction device 2 c is provided with a nonvolatile memory 3, a position detection error correction value calculation unit 4, a random access memory 5 and a position detection error correction unit 6, and the nonvolatile memory 3 is a position detector. The position detection error correction value calculation unit 4, the random access memory 5, and the position detection error correction unit 6 are disposed in the control device 11b. Further, a position detector 10 is disposed in the position detector 1c, and a test apparatus 7c is disposed in the control device 11b. In addition, as the control apparatus 11b, the general purpose computer which performs arithmetic processing according to a program can be used, for example. Here, the functional configurations and operations of the position detection error correction device 2c and the test device 7c are the same as those of the position detection error correction device 2 and the test device 7 of FIG.

この実施の形態６によれば、位置検出器１ｃおよび制御装置１１ｂを用意するだけで、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出部１０の位置検出値を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値の誤差を高精度に補正することが可能となるとともに、不揮発性メモリ３が汎用コンピュータに搭載されていない場合においても、位置検出誤差補正装置２ｃおよび試験装置７ｃを汎用コンピュータ上で実現することが可能となり、位置検出誤差補正装置２ｃおよび試験装置７ｃをそれ専用に設ける必要がなくなることから、装置全体のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。 According to the sixth embodiment, only by preparing the position detector 1c and the control device 11b, the operation is performed based on the speed fluctuation when the motor is driven at a constant speed under a plurality of operation conditions with the speed and the moving direction changed. It is possible to calculate the speed fluctuation excluding the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor that changes depending on the conditions, and it is possible to correct the position detection value of the position detector 10 in consideration of the speed fluctuation due to the torque ripple. For this reason, it becomes possible to correct the error of the position detection value with high accuracy without using a high-accuracy position detector for comparative calibration, and even when the nonvolatile memory 3 is not mounted on a general-purpose computer, The position detection error correction device 2c and the test device 7c can be realized on a general-purpose computer, and the position detection error correction device 2c and the test device 7c do not need to be provided exclusively for them. There is an effect that can be.

（実施の形態７）
図１４は、本発明の実施の形態７に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１４において、位置検出誤差補正装置２ｄには、不揮発性メモリ３、位置検出誤差補正値計算部４、ランダムアクセスメモリ５および位置検出誤差補正部６が設けられ、不揮発性メモリ３は位置検出器１ｃに配置されるとともに、位置検出誤差補正値計算部４、ランダムアクセスメモリ５および位置検出誤差補正部６は制御装置１１ｃに配置されている。さらに、位置検出器１ｃには位置検出部１０が配置されている。なお、制御装置１１ｃとしては、例えば、プログラムに従って演算処理を行う汎用コンピュータを用いることができる。ここで、位置検出誤差補正装置２ｄの機能的な構成および動作は、図１の位置検出誤差補正装置２と同様である。 (Embodiment 7)
FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. In FIG. 14, the position detection error correction device 2 d is provided with a nonvolatile memory 3, a position detection error correction value calculation unit 4, a random access memory 5, and a position detection error correction unit 6, and the nonvolatile memory 3 is a position detector. The position detection error correction value calculation unit 4, the random access memory 5, and the position detection error correction unit 6 are arranged in the control device 11c. Further, a position detector 10 is disposed in the position detector 1c. In addition, as the control apparatus 11c, the general purpose computer which performs arithmetic processing according to a program can be used, for example. Here, the functional configuration and operation of the position detection error correction apparatus 2d are the same as those of the position detection error correction apparatus 2 in FIG.

この実施の形態７によれば、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出部１０の位置検出値を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値の誤差を高精度に補正することが可能となるとともに、不揮発性メモリ３が汎用コンピュータに搭載されていない場合においても、位置検出誤差補正装置２ｄを汎用コンピュータ上で実現することが可能となり、位置検出誤差補正装置２ｄをそれ専用に設ける必要がなくなることから、装置全体のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。 According to the seventh embodiment, based on the speed fluctuation when the motor is driven at a constant speed under a plurality of operating conditions with different speeds and moving directions, the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor that changes depending on the operating conditions. Thus, the position fluctuation value of the position detector 10 can be corrected in consideration of the speed fluctuation caused by the torque ripple. For this reason, it becomes possible to correct the error of the position detection value with high accuracy without using a high-accuracy position detector for comparative calibration, and even when the nonvolatile memory 3 is not mounted on a general-purpose computer, The position detection error correction apparatus 2d can be realized on a general-purpose computer, and the position detection error correction apparatus 2d need not be provided exclusively for the position detection error correction apparatus 2d. Thus, the entire apparatus can be made compact.

（実施の形態８）
図１５は、本発明の実施の形態８に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１５において、制御装置１１ｄには、位置検出誤差補正装置２ｅおよび試験装置７ｅが設けられている。なお、制御装置１１ｄとしては、例えば、プログラムに従って演算処理を行う汎用コンピュータを用いることができる。ここで、位置検出誤差補正装置２ｅおよび試験装置７ｅの機能的な構成および動作は、図１の位置検出誤差補正装置２および試験装置７と同様である。 (Embodiment 8)
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. In FIG. 15, the control device 11d is provided with a position detection error correction device 2e and a test device 7e. For example, a general-purpose computer that performs arithmetic processing according to a program can be used as the control device 11d. Here, the functional configurations and operations of the position detection error correction device 2e and the test device 7e are the same as those of the position detection error correction device 2 and the test device 7 of FIG.

この実施の形態８によれば、位置検出器１の構成を変更することなく、制御装置１１ｄを用意することで、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出器１の位置検出値を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値の誤差を高精度に補正することが可能となるとともに、位置検出誤差補正装置２ｅおよび試験装置７ｅを汎用コンピュータ上で実現することが可能となり、位置検出誤差補正装置２ｅおよび試験装置７ｅをそれ専用に設ける必要がなくなることから、装置全体のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。 According to the eighth embodiment, when the controller 11d is prepared without changing the configuration of the position detector 1, the motor is driven at a constant speed under a plurality of operating conditions with different speeds and moving directions. Based on the speed fluctuation, it is possible to calculate the speed fluctuation excluding the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor, which changes depending on the operating condition, and the position detection value of the position detector 1 is calculated in consideration of the speed fluctuation due to the torque ripple. It can be corrected. For this reason, it is possible to correct the error of the position detection value with high accuracy without using a high-accuracy position detector for comparative calibration, and the position detection error correction device 2e and the test device 7e are realized on a general-purpose computer. This eliminates the need to provide the position detection error correction device 2e and the test device 7e exclusively for the position detection error correction device 2e, thereby achieving an effect that the entire device can be made compact.

（実施の形態９）
図１６は、本発明の実施の形態９に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。図１６において、制御装置１１ｅには、位置検出誤差補正装置２ｆが設けられている。なお、制御装置１１ｅとしては、例えば、プログラムに従って演算処理を行う汎用コンピュータを用いることができる。ここで、位置検出誤差補正装置２ｆの機能的な構成および動作は、図１の位置検出誤差補正装置２と同様である。 (Embodiment 9)
FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection error correction apparatus according to Embodiment 9 of the present invention. In FIG. 16, the control device 11e is provided with a position detection error correction device 2f. In addition, as the control apparatus 11e, the general purpose computer which performs arithmetic processing according to a program can be used, for example. Here, the functional configuration and operation of the position detection error correction device 2f are the same as those of the position detection error correction device 2 of FIG.

この実施の形態９によれば、図１の位置検出器１および試験装置７の構成を変更することなく、制御装置１１ｅを用意することで、速度および移動方向を変えた複数の動作条件でモータを等速駆動した場合の速度変動に基づいて、動作条件に依存して変化するモータのトルクリプルによる速度変動分を除いた速度変動を算出することができ、トルクリプルによる速度変動を考慮して位置検出器１の位置検出値を補正することができる。このため、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、位置検出値の誤差を高精度に補正することが可能となるとともに、位置検出誤差補正装置２ｆを汎用コンピュータ上で実現することが可能となり、位置検出誤差補正装置２ｆをそれ専用に設ける必要がなくなることから、装置全体のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。 According to the ninth embodiment, by preparing the control device 11e without changing the configuration of the position detector 1 and the test device 7 of FIG. 1, the motor can be operated under a plurality of operating conditions with different speeds and moving directions. Based on the speed fluctuation when the motor is driven at a constant speed, the speed fluctuation excluding the speed fluctuation due to the torque ripple of the motor that changes depending on the operating condition can be calculated, and the position detection is performed considering the speed fluctuation due to the torque ripple. The position detection value of the device 1 can be corrected. For this reason, it is possible to correct a position detection value error with high accuracy without using a comparative calibration high-accuracy position detector, and it is possible to realize the position detection error correction device 2f on a general-purpose computer. Thus, there is no need to provide the position detection error correction device 2f exclusively for the position detection error correction device 2f, so that the entire device can be made compact.

以上のように本発明に係る位置検出誤差補正装置は、比較校正用高精度位置検出器を用いることなく、モータで駆動される機械等の位置を検出する位置検出器の検出誤差を補正する方法に利用することができる。 As described above, the position detection error correction apparatus according to the present invention corrects the detection error of a position detector that detects the position of a machine or the like driven by a motor without using a high-accuracy position detector for comparative calibration. Can be used.

本発明の実施の形態１に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１の位置検出値θの一次関数で表わされた周期性関数G（θ）を示す図である。It is a figure which shows the periodicity function G ((theta)) represented by the linear function of position detection value (theta) of FIG. 図１の試験装置７による補正パラメータＰの計算方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation method of the correction parameter P by the test apparatus 7 of FIG. 図１の位置検出値θ、理想的な位置θ_ｒ、平均速度ω_ｒ、オフセット位置θ_ｒ０、速度変動ω_ｅ０の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between position detection value (theta) of FIG. 1, ideal position (theta) _r , average speed (omega) _r , offset position (theta) _r0 , and speed fluctuation (omega) _e0 . 図３の補正パラメータＰの計算における動作条件ごとの位置変動周期成分（振幅・位相）の抽出方法を示す図である。It is a figure which shows the extraction method of the position fluctuation period component (amplitude and phase) for every operating condition in calculation of the correction parameter P of FIG. 図１の位置検出誤差補正値計算部において起動時に生成される位置検出誤差補正値の計算方法を示すフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a method for calculating a position detection error correction value generated at startup in the position detection error correction value calculation unit of FIG. 1. 図１の位置検出誤差補正部における位置検出値θの補正方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method of correcting a position detection value θ in a position detection error correction unit in FIG. 1. ｆｌｏｏｒ（）関数を用いることで任意の検出位置に最も近いθ_ｊを求める方法を示す図である。It is a figure which shows the method of calculating _| requiring (theta) _j nearest to arbitrary detection positions using a floor () function. 本発明の実施の形態２に係る基本周期内の位置検出データの数を等価的に増加させる方法を示す図である。It is a figure which shows the method to increase equivalently the number of the position detection data in the basic period which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態６に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態７に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態８に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態９に係る位置検出誤差補正装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the position detection error correction apparatus which concerns on Embodiment 9 of this invention.

Explanation of symbols

１、１ａ、１ｂ、１ｃ位置検出器
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ位置検出誤差補正装置
３不揮発性メモリ
４位置検出誤差補正値計算部
５ランダムアクセスメモリ
６位置検出誤差補正部
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｅ試験装置
８位置検出誤差推定部
８ａ動作条件設定部
８ｂ速度変動算出部
８ｃ位置変動算出部
８ｄ動作条件依存性変動分分離部
９補正パラメータ計算部
１０位置検出部
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c Position detector 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f Position detection error correction apparatus 3 Non-volatile memory 4 Position detection error correction value calculation part 5 Random access memory 6 Position detection error correction part 7, 7a, 7b, 7c, 7e Test apparatus 8 Position detection error estimation unit 8a Operation condition setting unit 8b Speed fluctuation calculation unit 8c Position fluctuation calculation unit 8d Operation condition dependence fluctuation separation unit 9 Correction parameter calculation unit 10 Position detection unit 11, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e Control device

Claims

Based on the result of separating the position detection error when driving the motor under a plurality of operating conditions where at least one of speed, direction and servo gain is changed into a component that depends on the operating condition and a component that does not depend on the operating condition A position detection error correction value calculation unit for calculating a position detection error correction value;
A position detection error correction apparatus comprising: a position detection error correction unit that corrects the position detection error based on the position detection error correction value.

An operation condition setting unit for setting a plurality of operation conditions by changing at least one of speed, direction, and servo gain;
A speed fluctuation calculating unit that calculates a speed fluctuation with respect to a position detection value when the motor is driven under the plurality of operating conditions;
A position fluctuation calculation unit that calculates position fluctuation based on the speed fluctuation calculated by the speed fluctuation calculation unit;
An operation condition-dependent fluctuation component separation unit that calculates a position detection error estimated value by separating a component that varies depending on the operation condition from the position fluctuation calculated by the position fluctuation calculation unit;
A correction parameter for calculating a correction parameter for specifying a correction function obtained by approximating the position detection error estimated value by a series of periodicity functions based on the position detection error estimated value calculated by the operating condition-dependent fluctuation separation unit With a calculator,
The position detection error correction device according to claim 1, wherein the position detection error correction value calculation unit calculates the position detection error correction value from the correction parameter.

Separating a position detection error when a motor is driven under a plurality of operating conditions in which at least one of speed, direction, and servo gain is changed, into a component that depends on the operating condition and a component that does not depend on the operating condition;
And correcting the position detection error of the motor based on the separated component that does not depend on the operating condition.

4. The component that does not depend on the operating condition is an inherent error of a position detector that outputs a position detection value, and the component that depends on the operating condition is a fluctuation due to torque ripple of the motor. Position detection error correction method.

5. The position detection error correction method according to claim 3, wherein the operating condition is set so as to be open-loop controlled by changing the speed and direction. 6.

Calculating a speed detection value from a position detection value when the motor is driven under the plurality of operating conditions;
Calculating a difference between the speed detection value and an average value of the speed detection values as a speed fluctuation;
Converting the speed variation into position variation;
6. The position detection error correction method according to claim 3, further comprising a step of separating a component that varies depending on the operating condition from the position variation.

The periodic components of the position fluctuations in the plurality of speeds and rotation directions are expressed by using the approximate circle center of a point sequence plotted on a two-dimensional plane having sine wave components and cosine wave components as orthogonal axes as the operating conditions. 7. The position detection error correction method according to claim 6, wherein the position detection error is extracted as each periodic component of an independent position detection error.

The speed detection value calculated from the position detection values for a plurality of rotations is turned back with reference to one rotation, and a position detection error independent of the operation condition is calculated from the speed detection values for the turned back rotations. The position detection error correction method according to claim 7.