JP2011083191A - Motor control device - Google Patents

Motor control device Download PDF

Info

Publication number
JP2011083191A
JP2011083191A JP2011013606A JP2011013606A JP2011083191A JP 2011083191 A JP2011083191 A JP 2011083191A JP 2011013606 A JP2011013606 A JP 2011013606A JP 2011013606 A JP2011013606 A JP 2011013606A JP 2011083191 A JP2011083191 A JP 2011083191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
motor
phase difference
offset
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011013606A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5251997B2 (en
Inventor
Sadahiro Matsuura
貞裕 松浦
Hitoshi Iwata
仁 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2011013606A priority Critical patent/JP5251997B2/en
Publication of JP2011083191A publication Critical patent/JP2011083191A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5251997B2 publication Critical patent/JP5251997B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate detecting and correcting position signals with high accuracy, even when shift of phase difference occurs in a plurality of the detected position signals, in a motor control device having a position detector. <P>SOLUTION: The motor control device includes a speed controller 106 for controlling a motor 100 at a constance speed and an phase shift corrector 504 for detecting and correcting the shift of phase difference of a plurality of position signals of a position detector 102 by analyzing the speed error with a frequency analyzer 500. Even when the shift of phase difference occurs in the position signals of the position detector, the shift can be corrected easily and accurately, by including the phase shift corrector. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はモータの位置を検出するために互いに位相の異なる正弦波状の位置信号を出力する位置検出器を有するモータ制御装置において、位置信号のオフセットや位相差が望みの値からずれた場合でも、容易に検出して補正することで、常に精度のよい制御、特に精度のよい速度制御を可能とする、例えば電子写真プロセスの感光体を駆動するモータ等を制御するモータ制御装置に関するものである。   The present invention provides a motor control device having a position detector that outputs sine-wave position signals having different phases to detect the position of the motor, even when the position signal offset or phase difference deviates from a desired value. The present invention relates to a motor control apparatus that controls, for example, a motor for driving a photoconductor of an electrophotographic process, which can always perform accurate control, particularly speed control, by easily detecting and correcting.

モータを精度よく制御するには、モータの位置を検出する位置検出器の精度が必要不可欠であり、位置検出器の出力する位置信号のオフセットを補正する補正装置が従来より広く利用されている。   In order to control the motor with high accuracy, the accuracy of the position detector that detects the position of the motor is indispensable, and correction devices that correct the offset of the position signal output from the position detector have been widely used.

従来の位置検出器の出力する位置信号のオフセットを補正する場合の例についてその動作を説明する。   The operation of an example of correcting the offset of the position signal output by the conventional position detector will be described.

モータにモータの位置を検出する位置検出器が取り付けられており、位置検出器の位置信号が、例えば互いに位相が90度異なる2つの正弦波状の信号である一般的なA相、B相の2相の信号MR1,MR2を出力し、このそれぞれの出力Pa、Pbが、   A position detector for detecting the position of the motor is attached to the motor, and the position signal of the position detector is, for example, two general A phase and B phase signals that are two sinusoidal signals that are 90 degrees out of phase with each other. Phase signals MR1 and MR2 are output, and their respective outputs Pa and Pb are

であるとする。ここで、θsは位置検出器の位相であり、Aa、Abはそれぞれの信号の振幅で、Pao、Pboはそれぞれの信号のオフセット値である。この場合、例えば特許文献1のように、位置検出器の位置信号の1周期分以上を回転させるオフセット検出動作が必要となり、A相、B相の出力値のそれぞれの最大値と最小値を検出し、 Suppose that Here, θs is the phase of the position detector, Aa and Ab are the amplitudes of the respective signals, and Pao and Pbo are the offset values of the respective signals. In this case, as in Patent Document 1, for example, an offset detection operation for rotating the position signal of the position detector by one cycle or more is required, and the maximum value and the minimum value of the output values of the A phase and the B phase are detected. And

のように、これらの平均値からそれぞれの相のオフセット値を検出可能となる。ここで、Max(x)はxの最大値を、Min(x)はxの最小値を表す。 As described above, the offset value of each phase can be detected from these average values. Here, Max (x) represents the maximum value of x, and Min (x) represents the minimum value of x.

これにより、位置検出器の位置信号にオフセットがある場合でも、オフセットを検出可能となりオフセットを補正することが可能であった。   As a result, even when the position signal of the position detector has an offset, the offset can be detected and the offset can be corrected.

さらに、   further,

特開平8−35857号公報JP-A-8-35857

しかしながら、従来の位置信号の最大値と最小値を検出してオフセットを検出する方式では、オフセット検出動作が必要である上、マイクロプロセッサ等で予め定めた一定周期毎に位置信号を検出する場合には、オフセット検出動作時のモータ回転速度を十分遅くしないと最大値と最小値を検出できないため、オフセット検出動作の時間が長時間必要であるといった問題点を有していた。また同様に、位置検出器の複数の前記位置信号に位相差のずれがある場合での位相差のずれ量の検出動作の時間が長時間必要であるといった問題点を有していた。   However, in the conventional method of detecting the offset by detecting the maximum value and the minimum value of the position signal, an offset detection operation is required, and when the position signal is detected at a predetermined period predetermined by a microprocessor or the like. However, since the maximum value and the minimum value cannot be detected unless the motor rotation speed at the time of the offset detection operation is sufficiently slow, the offset detection operation requires a long time. Similarly, there is a problem in that it takes a long time to detect the amount of phase difference deviation when there is a phase difference deviation among the plurality of position signals of the position detector.

上記問題点を解決するために本発明のモータ制御装置は、モータと、前記モータの位置に応じて互いに位相の異なる複数の正弦波状で前記モータが1回転で定数倍の周期の位置信号を出力する位置検出器を有するモータ制御装置において、前記位置検出器の出力から前記モータの回転速度を出力する速度検出手段と、前記速度検出手段の出力に応じて前記モータの回転速度を予め定めた一定の速度指令値に制御する速度制御手段とを有し、前記速度検出手段の出力と前記速度指令値の偏差を周波数分析する周波数分析手段と、前記速度制御手段により前記モータの回転速度が前記速度指令値近傍に制御された後に、前記周波数分析手段の出力から前記位置検出器の複数の前記位置信号の位相差の大きさを判断する位相差判別値を出力する位相差判別手段と、前記位相差判別値から位置検出器の位相差のずれ量を補正する位相差補正手段とを具備するものである。   In order to solve the above problems, the motor control device of the present invention outputs a position signal having a constant multiple of one rotation of the motor and a plurality of sinusoidal waveforms having different phases according to the position of the motor. In a motor control device having a position detector that performs, a speed detection means that outputs a rotation speed of the motor from an output of the position detector, and a predetermined rotation speed of the motor according to the output of the speed detection means Speed control means for controlling the speed command value of the motor, frequency analysis means for frequency analysis of a deviation between the output of the speed detection means and the speed command value, and the rotational speed of the motor by the speed control means A phase that outputs a phase difference discriminating value for judging the magnitude of the phase difference of the plurality of position signals of the position detector from the output of the frequency analysis means after being controlled in the vicinity of the command value A determination unit, but having a phase difference correcting means for correcting the shift amount of the phase difference of the position detector from the phase difference determination value.

上記実施の形態の記載から明らかなように、本発明のモータ制御装置は、モータと、前記モータの位置に応じて互いに位相の異なる複数の正弦波状で前記モータが1回転で定数倍の周期の位置信号を出力する位置検出器を有するモータ制御装置において、前記位置検出器の出力から前記モータの回転速度を出力する速度検出手段と、前記速度検出手段の出力に応じて前記モータの回転速度を予め定めた一定の速度指令値に制御する速度制御手段とを有し、前記速度検出手段の出力と前記速度指令値の偏差を周波数分析する周波数分析手段と、前記速度制御手段により前記モータの回転速度が前記速度指令値近傍に制御された後に、前記周波数分析手段の出力から前記位置検出器の複数の前記位置信号の位相差の大きさを判断する位相差判別値を出力する位相差判別手段と、前記位相差判別値から位置検出器の位相差を補正する位相差補正手段とを具備することで、前記位置検出器の複数の前記位置信号に位相差のずれ量がある場合でも、容易に精度よく補正することが可能となり、精度のよい制御を可能とするものである。   As is clear from the description of the above embodiment, the motor control device of the present invention has a motor and a plurality of sinusoidal waveforms having phases different from each other depending on the position of the motor, and the motor rotates once and has a constant multiple cycle. In a motor control device having a position detector that outputs a position signal, speed detection means for outputting the rotation speed of the motor from the output of the position detector, and the rotation speed of the motor according to the output of the speed detection means Speed control means for controlling to a predetermined constant speed command value, frequency analysis means for frequency analysis of a deviation between the output of the speed detection means and the speed command value, and rotation of the motor by the speed control means. After the speed is controlled in the vicinity of the speed command value, the phase difference discriminating value for judging the magnitude of the phase difference of the plurality of position signals of the position detector from the output of the frequency analyzing means. By providing phase difference determining means for outputting and phase difference correcting means for correcting the phase difference of the position detector from the phase difference determined value, a plurality of position signals of the position detector are shifted in phase difference. Even if there is, there is a possibility that correction can be easily performed with high accuracy, and control with high accuracy is possible.

本発明の第1の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図1 is an overall view showing a configuration of a motor control device according to a first embodiment of the present invention. 位置検出器の概念図Conceptual diagram of position detector 位置検出器の出力である位置信号の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the position signal which is an output of a position detector 周波数分析器の出力の一例を示す説明図Explanatory diagram showing an example of the output of the frequency analyzer 周波数分析器の出力の他の一例を示す説明図Explanatory drawing showing another example of the output of the frequency analyzer オフセット量判別器の動作を示す概念図Conceptual diagram showing the operation of the offset amount discriminator 本発明の第2の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図Overall view showing a configuration of a motor control device according to a second embodiment of the present invention. フィルターの特性を示した説明図Explanatory drawing showing the characteristics of the filter 本発明の第3の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図Overall view showing a configuration of a motor control device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図Overall view showing a configuration of a motor control device according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図Overall view showing a configuration of a motor control device according to a fifth embodiment of the present invention. 位置検出器の出力である位置信号の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the position signal which is an output of a position detector 周波数分析器の出力の一例を示す説明図Explanatory diagram showing an example of the output of the frequency analyzer 本発明の第6の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図Overall view showing a configuration of a motor control device according to a sixth embodiment of the present invention.

本発明は、モータと、前記モータの位置に応じて互いに位相の異なる複数の正弦波状で前記モータが1回転で定数倍の周期の位置信号を出力する位置検出器を有するモータ制御装置において、前記位置検出器の出力から前記モータの回転速度を出力する速度検出手段と、前記速度検出手段の出力に応じて前記モータの回転速度を予め定めた一定の速度指令値に制御する速度制御手段とを有し、前記速度検出手段の出力と前記速度指令値の偏差を周波数分析する周波数分析手段と、前記速度制御手段により前記モータの回転速度が前記速度指令値近傍に制御された後に、前記周波数分析手段の出力から前記位置検出器の複数の前記位置信号の位相差の大きさを判断する位相差判別値を出力する位相差判別手段と、前記位相差判別値から位置検出器の位相差を補正する位相差補正手段を具備するものである。   The present invention relates to a motor control apparatus including a motor and a position detector that outputs a position signal having a plurality of sinusoidal phases different from each other in phase according to the position of the motor, and the motor outputs a constant signal with a period of one rotation. Speed detecting means for outputting the rotational speed of the motor from the output of the position detector, and speed control means for controlling the rotational speed of the motor to a predetermined constant speed command value according to the output of the speed detecting means. Frequency analysis means for analyzing the frequency difference between the output of the speed detection means and the speed command value; and the frequency analysis after the rotational speed of the motor is controlled in the vicinity of the speed command value by the speed control means. A phase difference discriminating means for outputting a phase difference discriminating value for judging the magnitude of the phase difference of the plurality of position signals of the position detector from the output of the means, and a position detection from the phase difference discriminating value Those having a phase difference correcting means for correcting the phase difference.

以下本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an overall view showing the configuration of the motor control device according to the first embodiment of the present invention.

図1において、100はモータ、102は位置検出器、104は電流制御器、106は速度制御器、108は微分器、110は位置信号処理器、112は減算器、114は周波数分析器、116はオフセット量判別器、118はオフセット補正器である。   In FIG. 1, 100 is a motor, 102 is a position detector, 104 is a current controller, 106 is a speed controller, 108 is a differentiator, 110 is a position signal processor, 112 is a subtractor, 114 is a frequency analyzer, 116 Is an offset amount discriminator, and 118 is an offset corrector.

図2は位置検出器の概念図である。   FIG. 2 is a conceptual diagram of the position detector.

図3は位置検出器の出力である位置信号の一例を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a position signal which is an output of the position detector.

図4は周波数分析器の出力の一例を示す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the output of the frequency analyzer.

図5は周波数分析器の出力の他の一例を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of the output of the frequency analyzer.

図6はオフセット量判別器の動作を示す概念図である。   FIG. 6 is a conceptual diagram showing the operation of the offset amount discriminator.

以上のように構成されたモータ制御装置について、以下図1、図2、図3、図4、図5、図6を用いてその動作を説明する。   The operation of the motor control apparatus configured as described above will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, and 6. FIG.

従来のモータ制御装置と同様に、モータ100にモータの位置を検出する位置検出器102が取り付けられている。位置検出器102は図2に示すように、予め着磁された磁石の着磁パターンをMR素子で検出し互いに位相が90度の信号MR1,MR2を出力する。これらのMR1,MR2の信号はオフセット補正器118によりそれぞれのオフセットを補正された後、位置信号処理器110に入力しモータの位置を検出する。この位置信号
処理器110の動作は、例えばMR1,MR2の信号から逆三角関数で求めればよい。さらに、この位置信号を微分器108によりモータの速度に変換される。速度制御器106はこの検出された速度が速度指令値に追従するように、例えば公知のPI制御等で制御すればよく、そのためのトルク指令を電流制御器104に出力する。そして、電流制御器104は、指令されたトルクを発生するようにモータ100へ供給する電流を、例えば公知のPI制御等で制御する。
Similar to a conventional motor control device, a position detector 102 for detecting the position of the motor is attached to the motor 100. As shown in FIG. 2, the position detector 102 detects a magnetized pattern of a magnet magnetized in advance with an MR element, and outputs signals MR1 and MR2 having a phase of 90 degrees. These MR1 and MR2 signals are corrected for their respective offsets by the offset corrector 118 and then input to the position signal processor 110 to detect the position of the motor. The operation of the position signal processor 110 may be obtained by an inverse trigonometric function from, for example, MR1 and MR2 signals. Further, this position signal is converted into a motor speed by the differentiator 108. The speed controller 106 may be controlled by, for example, known PI control so that the detected speed follows the speed command value, and outputs a torque command for that purpose to the current controller 104. The current controller 104 controls the current supplied to the motor 100 so as to generate the commanded torque by, for example, known PI control.

次に、本発明のオフセット補正動作について詳細に説明する。   Next, the offset correction operation of the present invention will be described in detail.

位置検出器102からの位置信号MR1,MR2に図3に示すようなオフセットがあるとする。ここで、θmはモータの位置で、MR1,MR2はモータ1回転の2倍の周期であるとする。そのためモータ1回転の回転角度360度で位置信号は2周期分の信号を出力することになる。図3に示すようなオフセットが位置信号がのっている場合、位置信号処理器110で処理して求まるモータの位置は、オフセットの影響で位置信号の1周期毎に変化する誤差が生じる。そのため、微分器108で演算されるモータの検出速度にも位置信号の1周期毎に変化する誤差が生じる。そこで、予め定めた一定の速度指令で速度制御を行った場合、減算器112で計算される速度指令値ωdとモータ検出速度ωmとの速度誤差ωeは、   Assume that the position signals MR1 and MR2 from the position detector 102 have an offset as shown in FIG. Here, θm is the position of the motor, and MR1 and MR2 are assumed to have a cycle twice as long as one rotation of the motor. Therefore, the position signal outputs a signal for two cycles at a rotation angle of 360 degrees per motor rotation. When the position signal has an offset as shown in FIG. 3, the position of the motor obtained by processing by the position signal processor 110 has an error that changes every cycle of the position signal due to the influence of the offset. For this reason, an error that changes every cycle of the position signal also occurs in the detection speed of the motor calculated by the differentiator 108. Therefore, when speed control is performed with a predetermined constant speed command, the speed error ωe between the speed command value ωd calculated by the subtractor 112 and the motor detection speed ωm is:

となり、この速度誤差ωeを周波数分析器114により公知の周波数分析すると、速度指令値ωmの2倍の周波数にピークをもつ波形を得ることができる。つまり、位置信号MR1,MR2の周波数でピークが出ることが分かる。オフセット量判別器116により、このピークの値をオフセット判別値とする。実際に、速度誤差を周波数分析した一例を図4に示す。図4の右側の周波数が高いところのピークが位置信号の周波数成分のピークで、このピーク値がオフセット判別値である。なお、図4には位置信号の周波数のピークの他に左側の周波数が低いところにもピークが観測されるが、これはモータのコギング成分のピークである。 Thus, when this speed error ωe is subjected to a known frequency analysis by the frequency analyzer 114, a waveform having a peak at a frequency twice the speed command value ωm can be obtained. That is, it can be seen that peaks appear at the frequencies of the position signals MR1 and MR2. The offset value discriminator 116 sets this peak value as an offset discriminating value. FIG. 4 shows an example of actual frequency analysis of the speed error. The peak on the right side of FIG. 4 where the frequency is high is the peak of the frequency component of the position signal, and this peak value is the offset discrimination value. In FIG. 4, in addition to the frequency peak of the position signal, a peak is also observed at a low frequency on the left side, which is a peak of the cogging component of the motor.

この位置信号の周波数成分のピーク値であるオフセット判別値は、オフセットが小さくなると図5に示すように値が小さくなる。即ち、オフセット判別値は、図6に示すように最小値をもち、その場合が位置信号にオフセットがない場合であることが分かる。さらに、オフセットの特質上、調整する位置信号以外の位置信号のオフセットが任意の値であっても、その条件での最小値を求めることができる。そのため、オフセット補正器118は、例えば、MR2の設定するオフセット値を固定し、MR1の設定するオフセットを変更してオフセット判別値が最小になるように調整する。その後、MR1の設定するオフセット値を固定し、MR2の設定するオフセット値を変更してオフセット判別値が最小になるように調整すれば、位置信号のオフセットがない状態に調整できることになる。   The offset discrimination value, which is the peak value of the frequency component of the position signal, decreases as the offset decreases, as shown in FIG. That is, it can be seen that the offset determination value has a minimum value as shown in FIG. 6 and this case is a case where there is no offset in the position signal. Further, due to the nature of the offset, even if the offset of the position signal other than the position signal to be adjusted is an arbitrary value, the minimum value under that condition can be obtained. Therefore, for example, the offset corrector 118 fixes the offset value set by MR2, and changes the offset set by MR1 to adjust the offset discriminant value to be minimum. After that, if the offset value set by MR1 is fixed and the offset value set by MR2 is changed and adjusted so as to minimize the offset discriminant value, the position signal can be adjusted to have no offset.

この最小値を検出する方法は、図6に示したオフセットの性質上、設定するオフセット値を任意の方向に一旦ずらしてみて、オフセット判別値が大きくなれば逆の方向にずらして検出するといった動作を繰り返し、最小値になるまで同じ補正動作を繰り返し行うことで容易に実現できることが分かる。   The method of detecting this minimum value is an operation in which the offset value to be set is temporarily shifted in an arbitrary direction due to the nature of the offset shown in FIG. It can be seen that this can be easily realized by repeating the same correction operation until the minimum value is repeated.

以上の構成により、位置検出器の位置信号のオフセットがずれた場合でも、容易に検出でき補正することが可能となる。特に、一定速度で速度制御している場合は、速度制御中でも常時オフセットを検出し補正することが可能となるため、通電時の温度上昇等によって位置信号のオフセットが生じた場合でも、速度制御を中断することなくオフセットを補
正することが可能となり、常に最適な速度制御が可能となる。
With the above configuration, even when the offset of the position signal of the position detector is deviated, it can be easily detected and corrected. In particular, when speed control is performed at a constant speed, it is possible to always detect and correct an offset even during speed control, so even if a position signal offset occurs due to a temperature rise during energization, speed control is performed. The offset can be corrected without interruption, and optimum speed control is always possible.

なお、ここでは説明の都合上、位置検出器の位置信号MR1,MR2はモータ1回転の2倍の周期であるとしたが、定数であればよく、モータのコギング成分の周波数よりも十分に高い周波数の場合が一般的である。また、この定数は、本実施の形態のように、モータと位置検出器が直結されている場合は1以上の整数である自然数となるが、モータにギヤ等が取り付けられギヤで減速あるいは増速された軸に位置検出器が取り付けられている場合はギヤ比により自然数にならない場合もある。   Here, for convenience of explanation, the position signals MR1 and MR2 of the position detector are assumed to have a cycle twice as long as one rotation of the motor, but may be a constant and sufficiently higher than the frequency of the cogging component of the motor. The frequency case is common. This constant is a natural number that is an integer of 1 or more when the motor and the position detector are directly connected as in the present embodiment, but a gear or the like is attached to the motor and the gear is decelerated or accelerated. When a position detector is attached to the shaft, the natural number may not be obtained depending on the gear ratio.

さらに、ここでは速度制御について説明したが、位置制御やトルク制御の場合でも一定速度で制御する期間があれば、その期間でオフセットを検出し補正することが可能である。また、オフセット補正用に速度制御のテスト動作を組み入れてもよい。   Furthermore, although the speed control has been described here, even in the case of position control or torque control, if there is a period during which control is performed at a constant speed, it is possible to detect and correct the offset during that period. Also, a speed control test operation may be incorporated for offset correction.

また、ここでは、速度誤差ωeを周波数分析することでオフセット判別値を求めていたが、速度制御器106の出力であるトルク指令値を周波数分析してもよく、同様の結果が得られる。   Here, the offset discriminant value is obtained by frequency analysis of the speed error ωe, but the torque command value that is the output of the speed controller 106 may be frequency analyzed, and a similar result is obtained.

次に、第1の実施の形態では、周波数分析器により周波数分析を行い、オフセット判別値を求めていたが、周波数分析を行う場合計算量が多くなりモータを制御する演算装置が高価になるといった問題点があった。   Next, in the first embodiment, the frequency analysis is performed by the frequency analyzer and the offset discriminant value is obtained. However, when the frequency analysis is performed, the calculation amount increases, and the arithmetic unit for controlling the motor becomes expensive. There was a problem.

そこで、本発明の第2の実施の形態として、簡便にオフセット判別値を求めて、位置信号のオフセットを補正することを可能とするモータ制御装置を提供する。   Thus, as a second embodiment of the present invention, there is provided a motor control device that can easily obtain an offset determination value and correct an offset of a position signal.

(実施の形態2)
以下本発明の第2の実施の形態のモータ制御装置について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a motor control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図7は本発明の第2の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図である。   FIG. 7 is an overall view showing the configuration of the motor control device according to the second embodiment of the present invention.

図7において、100はモータ、102は位置検出器、104は電流制御器、106は速度制御器、108は微分器、110は位置信号処理器、112は減算器、118はオフセット補正器、200はフィルター、202はオフセット量判別器である。   In FIG. 7, 100 is a motor, 102 is a position detector, 104 is a current controller, 106 is a speed controller, 108 is a differentiator, 110 is a position signal processor, 112 is a subtractor, 118 is an offset corrector, 200 Is a filter, and 202 is an offset amount discriminator.

図8はフィルターの特性を示した説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the characteristics of the filter.

以上のように構成されたモータ制御装置について、以下図7、図8を用いてその動作を説明する。   About the motor control apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement is demonstrated below using FIG. 7, FIG.

第1の実施の形態のモータ制御装置と同様に、モータ100にモータの位置を検出
する位置検出器102が取り付けられており、互いに位相が90度の信号MR1,MR2を出力する。これらのMR1,MR2の信号はオフセット補正器118によりそれぞれのオフセットを補正された後、位置信号処理器110に入力しモータの位置を検出し、さらに、微分器108によりモータの速度に変換される。速度制御器106はこの検出された速度が速度指令値に追従するようにトルク指令を電流制御器104に出力し、電流制御器104により、指令されたトルクを発生するようにモータ100へ供給する電流を制御する。
Similar to the motor control apparatus of the first embodiment, a position detector 102 for detecting the position of the motor is attached to the motor 100 and outputs signals MR1 and MR2 having a phase of 90 degrees. These MR1 and MR2 signals are corrected for their respective offsets by an offset corrector 118, and then input to a position signal processor 110 to detect the position of the motor, and further converted to a motor speed by a differentiator 108. . The speed controller 106 outputs a torque command to the current controller 104 so that the detected speed follows the speed command value, and the current controller 104 supplies the commanded torque to the motor 100. Control the current.

次に、本発明のオフセット補正動作について詳細に説明する。   Next, the offset correction operation of the present invention will be described in detail.

位置検出器102からの位置信号MR1,MR2は、第1の実施の形態と同様、モータ1回転の2倍の周期で、図3に示すようなオフセットがあるとすると、位置信号処理器110及び微分器108で求まるモータの位置及び速度は、位置信号の1周期毎に変化する誤差が生じる。したがって、予め定めた一定の速度指令で速度制御を行った場合、減算器112で計算される速度誤差ωeに、位置信号の周波数である速度指令値ωmの2倍の周波数の変動成分が加わる。   As in the first embodiment, the position signals MR1 and MR2 from the position detector 102 have a cycle twice as long as one rotation of the motor and have an offset as shown in FIG. The position and speed of the motor determined by the differentiator 108 cause an error that changes every period of the position signal. Therefore, when speed control is performed with a predetermined constant speed command, a frequency fluctuation component twice the speed command value ωm, which is the frequency of the position signal, is added to the speed error ωe calculated by the subtractor 112.

そこで、フィルター200を、例えば図8に示したように二次のバンドパスフィルターとして、位置信号の周波数近傍以外の周波数成分をカットするフィルターを構成する。速度誤差ωeをこのフィルター200を通すことにより、主に位置信号の周波数近傍の成分を抽出することができる。つまり、オフセットがあることによって発生する速度誤差の成分が、このフィルター200を通した値で検出できることになり、オフセット量判別器202はこの値をオフセット判別値とすればよい。   Therefore, for example, as shown in FIG. 8, the filter 200 is a secondary bandpass filter, and a filter that cuts frequency components other than the vicinity of the frequency of the position signal is configured. By passing the speed error ωe through the filter 200, it is possible to mainly extract components near the frequency of the position signal. That is, the component of the speed error generated due to the presence of the offset can be detected by the value passed through the filter 200, and the offset amount discriminator 202 may use this value as the offset discrimination value.

このオフセット判別値も、第1の実施の形態と同様に、設定するオフセット値をずらすと位置信号MR1,MR2は極小値をもつため、オフセット補正器118によりオフセット判別値が最小になるように調整すれば、位置信号のオフセットがない状態に調整できることになる。   Similarly to the first embodiment, the offset determination value is also adjusted by the offset corrector 118 so that the offset determination value is minimized because the position signals MR1 and MR2 have minimum values when the set offset value is shifted. In this case, the position signal can be adjusted to have no offset.

以上の構成により、簡便なフィルターによりオフセット判別値を求め、オフセットを補正することが可能となり、安価な演算装置でも精度のよいモータ制御が可能となる。   With the above configuration, it is possible to obtain an offset determination value with a simple filter and correct the offset, and it is possible to perform accurate motor control even with an inexpensive arithmetic device.

なお、フィルターの特性を図8に示した二次のバンドパスフィルターとしたが、位置信号の周波数近傍以外の周波数成分をカットするフィルターであればどのような構成でもよい。   Although the filter characteristic is the second-order bandpass filter shown in FIG. 8, any configuration may be used as long as it is a filter that cuts frequency components other than the vicinity of the frequency of the position signal.

また、フィルターを通した後の値に、位置信号の周波数近傍で位置信号の周波数成分以外の振動成分も含まれる場合があるが、オフセットを変更しても変化しないため、最小値を求める上で弊害になることはない。   In addition, the value after passing through the filter may include vibration components other than the frequency component of the position signal in the vicinity of the frequency of the position signal, but it does not change even if the offset is changed. It will not be harmful.

さらに、ここでも、速度誤差ωeを周波数分析することでオフセット判別値を求めていたが、速度制御器106の出力であるトルク指令値をフィルターに通してもよく、同様の結果が得られる。   Further, here, the offset discriminant value is obtained by frequency analysis of the speed error ωe, but the torque command value that is the output of the speed controller 106 may be passed through a filter, and the same result is obtained.

次に、第1及び第2の実施の形態では、オフセット判別値が最小になるようにオフセットを補正することで、高精度な補正が可能となったが、オフセットが大きくずれていた場合に、最小値を求める繰り返し回数が増加し、オフセット補正の時間が長くなるといった問題点を有していた。   Next, in the first and second embodiments, by correcting the offset so as to minimize the offset determination value, high-precision correction can be performed, but when the offset is greatly shifted, There is a problem that the number of repetitions for obtaining the minimum value increases and the time for offset correction becomes long.

そこで、本発明の第3の実施の形態として、オフセットが大きくずれた場合でも、オフセットの補正時間を短縮可能なモータ制御装置を提供する。   Therefore, as a third embodiment of the present invention, there is provided a motor control device capable of shortening the offset correction time even when the offset largely deviates.

(実施の形態3)
以下本発明の第3の実施の形態のモータ制御装置について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
A motor control apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図9は本発明の第3の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図である。   FIG. 9 is an overall view showing the configuration of the motor control device according to the third embodiment of the present invention.

図9において、100はモータ、102は位置検出器、104は電流制御器、106は速度制御器、108は微分器、110は位置信号処理器、112は減算器、114は周波
数分析器、116はオフセット量判別器、300はオフセット変化幅記憶手段、302はオフセット補正器である。
In FIG. 9, 100 is a motor, 102 is a position detector, 104 is a current controller, 106 is a speed controller, 108 is a differentiator, 110 is a position signal processor, 112 is a subtractor, 114 is a frequency analyzer, 116 Is an offset amount discriminator, 300 is an offset change width storage means, and 302 is an offset corrector.

以上のように構成されたモータ制御装置について、以下図9を用いてその動作を説明する。   About the motor control apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement is demonstrated using FIG. 9 below.

第1の実施の形態のモータ制御装置と同様に、モータ100にモータの位置を検出する位置検出器102が取り付けられており、互いに位相が90度の信号MR1,MR2を出力する。これらのMR1,MR2の信号はオフセット補正器118によりそれぞれのオフセットを補正された後、位置信号処理器110に入力しモータの位置を検出し、さらに、微分器108によりモータの速度に変換される。速度制御器106はこの検出された速度が速度指令値に追従するようにトルク指令を電流制御器104に出力し、電流制御器104により、指令されたトルクを発生するようにモータ100へ供給する電流を制御する。   Similar to the motor control apparatus of the first embodiment, a position detector 102 for detecting the position of the motor is attached to the motor 100 and outputs signals MR1 and MR2 having a phase of 90 degrees. These MR1 and MR2 signals are corrected for their respective offsets by an offset corrector 118, and then input to a position signal processor 110 to detect the position of the motor, and further converted to a motor speed by a differentiator 108. . The speed controller 106 outputs a torque command to the current controller 104 so that the detected speed follows the speed command value, and the current controller 104 supplies the commanded torque to the motor 100. Control the current.

位置検出器102からの位置信号MR1,MR2は、第1の実施の形態と同様、モータ1回転の2倍の周期で、図3に示すようなオフセットがあるとすると、予め定めた一定の速度指令で速度制御を行った場合、減算器112で計算される速度誤差ωeに、位置信号の周波数である速度指令値ωmの2倍の周波数の変動成分が加わる。この信号を周波数分析器114により周波数分析し、速度指令値ωmの2倍の周波数にピークをもつ波形を得ることができ、オフセット量判別器116により、このピークの値をオフセット判別値とする。   As in the first embodiment, the position signals MR1 and MR2 from the position detector 102 have a predetermined constant speed assuming that there is an offset as shown in FIG. When speed control is performed using a command, a fluctuation component having a frequency twice as large as the speed command value ωm, which is the frequency of the position signal, is added to the speed error ωe calculated by the subtractor 112. This signal is frequency-analyzed by the frequency analyzer 114 to obtain a waveform having a peak at twice the frequency of the speed command value ωm, and the offset amount discriminator 116 sets this peak value as an offset discriminant value.

次に、本発明のオフセット補正動作について詳細に説明する。   Next, the offset correction operation of the present invention will be described in detail.

位置信号MR1,MR2のオフセットとオフセット判別値との関係は、図6に示すように最小値をもつ関係にあり、かつ、最小値近傍ではオフセット判別値の変化が小さくなることが分かる。また、位置信号MR1,MR2のオフセットは温度等の環境条件で変化するが、オフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係の変動は少ない。そこで、予めオフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係を測定し、オフセット変化幅記憶手段300に記憶しておく。そして、オフセット補正器302により予め定めた変化幅だけ設定するオフセット値を変化させ、その時のオフセット判別値の変化幅を、オフセット変化幅記憶手段300に記憶されたオフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係と比較して、おおよそのオフセットを求めることが可能となる。その後、第1の実施の形態と同様に、設定するオフセット値をずらしてオフセット判別値が最小になるように調整することで、オフセットが大きくずれていた場合でも、最小値を求める繰り返し回数の増加を抑制し、オフセット補正を高速に実現することが可能となる。   It can be seen that the relationship between the offset of the position signals MR1 and MR2 and the offset discriminant value has a minimum value as shown in FIG. 6, and the change of the offset discriminant value becomes small near the minimum value. The offsets of the position signals MR1 and MR2 change depending on environmental conditions such as temperature, but there is little variation in the relationship between the offset change width and the offset determination value change width. Therefore, the relationship between the offset change width and the offset determination value change width is measured in advance and stored in the offset change width storage means 300. Then, the offset value set by the offset corrector 302 is changed by a predetermined change width, and the change width of the offset discriminant value at that time is set to the offset change width stored in the offset change width storage means 300 and the offset discriminant value. Compared to the relationship with the change width, an approximate offset can be obtained. After that, as in the first embodiment, the offset value to be set is shifted and adjusted so that the offset discriminant value is minimized, so that the number of repetitions for obtaining the minimum value can be increased even when the offset is greatly shifted. And offset correction can be realized at high speed.

次に、第3の実施の形態では、予めオフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係を測定して記憶しておくことで、オフセット補正を高速に実現することが可能となったが、オフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係を記憶しておく記憶手段のコストが高くなるといった問題点があった。また、位置検出器の種類毎にオフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係を予め測定する必要があるだけでなく、位置検出器が同じであっても、オフセットを判別する際のモータの速度指令値が異なると、再度、オフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係を測定する必要があるといった問題点があった。   Next, in the third embodiment, it is possible to realize offset correction at high speed by measuring and storing the relationship between the offset change width and the offset discrimination value change width in advance. However, there is a problem that the cost of the storage means for storing the relationship between the offset change width and the offset determination value change width is increased. In addition, it is not only necessary to measure in advance the relationship between the offset change width and the offset discrimination value change width for each type of position detector, but even when the position detector is the same, When the motor speed command value is different, there is a problem in that it is necessary to measure the relationship between the change width of the offset and the change width of the offset determination value again.

そこで、本発明の第4の実施の形態として、オフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係を記憶しなくても、高速に位置検出器のオフセット値を検出し補正可能なモータ制御装置を提供する。   Therefore, as a fourth embodiment of the present invention, the motor control capable of detecting and correcting the offset value of the position detector at high speed without storing the relationship between the offset change width and the offset discriminant value change width. Providing the device.

(実施の形態4)
以下本発明の第4の実施の形態のモータ制御装置について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 4)
A motor control apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図10は本発明の第4の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図である。   FIG. 10 is an overall view showing the configuration of the motor control device according to the fourth embodiment of the present invention.

図10において、100はモータ、102は位置検出器、104は電流制御器、106は速度制御器、108は微分器、110は位置信号処理器、112は減算器、114は周波数分析器、116はオフセット量判別器、118はオフセット補正器、400はオフセット粗調器、402は切替器である。   In FIG. 10, 100 is a motor, 102 is a position detector, 104 is a current controller, 106 is a speed controller, 108 is a differentiator, 110 is a position signal processor, 112 is a subtractor, 114 is a frequency analyzer, 116 Is an offset amount discriminator, 118 is an offset corrector, 400 is an offset coarse adjuster, and 402 is a switch.

以上のように構成されたモータ制御装置について、以下図10を用いてその動作を説明する。   About the motor control apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement is demonstrated using FIG. 10 below.

第1の実施の形態のモータ制御装置と同様に、モータ100にモータの位置を検出する位置検出器102が取り付けられており、互いに位相が90度の信号MR1,MR2を出力する。これらのMR1,MR2の信号はオフセット補正器118によりそれぞれのオフセットを補正された後、位置信号処理器110に入力しモータの位置を検出し、さらに、微分器108によりモータの速度に変換される。速度制御器106はこの検出された速度が速度指令値に追従するようにトルク指令を電流制御器104に出力し、電流制御器104により、指令されたトルクを発生するようにモータ100へ供給する電流を制御する。   Similar to the motor control apparatus of the first embodiment, a position detector 102 for detecting the position of the motor is attached to the motor 100 and outputs signals MR1 and MR2 having a phase of 90 degrees. These MR1 and MR2 signals are corrected for their respective offsets by an offset corrector 118, and then input to a position signal processor 110 to detect the position of the motor, and further converted to a motor speed by a differentiator 108. . The speed controller 106 outputs a torque command to the current controller 104 so that the detected speed follows the speed command value, and the current controller 104 supplies the commanded torque to the motor 100. Control the current.

次に、本発明のオフセット補正動作について詳細に説明する。   Next, the offset correction operation of the present invention will be described in detail.

位置検出器102からの位置信号MR1,MR2は、第1の実施の形態と同様、モータ1回転の2倍の周期で、図3に示すようなオフセットがあるとする。   Assume that the position signals MR1 and MR2 from the position detector 102 have an offset as shown in FIG. 3 at a cycle twice that of one rotation of the motor, as in the first embodiment.

まず、切替器402によりオフセット粗調器400に接続する。オフセット粗調器400は、従来のモータ制御装置と同様に、位置検出器の位置信号の1周期分以上を回転させるオフセット検出動作を予め実行し、その際に位置信号MR1,MR2のそれぞれの最大値と最小値を検出して、それぞれの平均値を求めそれぞれの位置信号のオフセットを検出する。そして、位置信号のオフセットを位置信号から差し引くことでオフセットが補正される。   First, the switch 402 is connected to the offset coarse adjuster 400. The offset coarse adjuster 400 executes an offset detection operation for rotating at least one cycle of the position signal of the position detector in advance as in the conventional motor control device, and at that time, the maximum of each of the position signals MR1 and MR2 is maximum. The value and the minimum value are detected, the respective average values are obtained, and the offset of each position signal is detected. Then, the offset is corrected by subtracting the offset of the position signal from the position signal.

次に、切替器402によりオフセット補正器118に接続する。オフセット粗調器400によりオフセットを粗調された位置信号を用いてモータの速度を求め、このモータ速度を用いて、第1の実施の形態と同様に、予め定めた一定の速度指令で速度制御を行い、その時の減算器112で計算される速度誤差ωeを周波数分析器114により周波数分析する。すると、速度指令値ωmの2倍の周波数にピークをもつ波形を得ることができ、オフセット量判別器116によりこのピークの値をオフセット判別値とする。そして、設定するオフセット値をずらしてオフセット判別値が最小になるように調整すること、精度よくオフセットを補正することができる。   Next, the switch 402 is connected to the offset corrector 118. The speed of the motor is obtained by using the position signal whose offset is coarsely adjusted by the offset coarse adjuster 400, and the speed is controlled by using this motor speed with a predetermined constant speed command as in the first embodiment. And the frequency analyzer 114 analyzes the frequency of the speed error ωe calculated by the subtractor 112 at that time. Then, a waveform having a peak at twice the frequency of the speed command value ωm can be obtained, and the offset value discriminator 116 sets this peak value as an offset discriminant value. Then, it is possible to correct the offset with high accuracy by adjusting the offset discriminating value to be the minimum by shifting the set offset value.

なお、本実施の形態の構成から明らかなように、オフセット粗調器400で求めるオフセットの精度は悪くてもよいため、位置信号の最大値、最小値の値の精度も高精度である必要がない。そのため、従来、測定時間が問題であったオフセット検出動作の際の動作は高速に行うことが可能である。   As is clear from the configuration of the present embodiment, the accuracy of the offset obtained by the offset coarse adjuster 400 may be poor. Therefore, the accuracy of the maximum value and the minimum value of the position signal needs to be high. Absent. Therefore, it is possible to perform the operation at the time of the offset detection operation, which has conventionally been a problem of measurement time, at high speed.

以上により、オフセット補正器118が補正するオフセットの量は小さくなるため、予
めオフセットの変化幅とオフセット判別値の変化幅との関係を測定して記憶する必要がなくなり、モータの速度指令値が任意の値であっても、オフセット補正を高速に実現することが可能となる。
As a result, the amount of offset corrected by the offset corrector 118 is reduced, so that it is not necessary to measure and store the relationship between the offset change width and the offset discrimination value beforehand, and the motor speed command value can be arbitrarily set. Even with this value, offset correction can be realized at high speed.

次に、第1及び第2及び第3及び第4の実施の形態では、位置検出器の複数の位置
信号のオフセットは容易に補正可能なことを説明したが、位置検出器の複数の位置信号の位相差がずれることで、位置検出器の検出精度が悪化するといった問題点があった。
Next, in the first, second, third, and fourth embodiments, it has been described that the offsets of the plurality of position signals of the position detector can be easily corrected. There is a problem in that the detection accuracy of the position detector deteriorates due to the phase difference of.

そこで、本発明の第5の実施の形態として、位置検出器の複数の位置信号の位相差がずれた場合に、位相差のずれを容易に検出可能なモータ制御装置を提供する。   Therefore, as a fifth embodiment of the present invention, there is provided a motor control device capable of easily detecting a phase difference shift when a phase difference between a plurality of position signals of a position detector is shifted.

(実施の形態5)
以下本発明の第5の実施の形態のモータ制御装置について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 5)
A motor control apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図11は本発明の第5の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図である。   FIG. 11 is an overall view showing the configuration of the motor control device according to the fifth embodiment of the present invention.

図11において、100はモータ、102は位置検出器、104は電流制御器、106は速度制御器、108は微分器、110は位置信号処理器、112は減算器、500は周波数分析器、502は位相ずれ量判別器、504は位相ずれ量補正器である。   In FIG. 11, 100 is a motor, 102 is a position detector, 104 is a current controller, 106 is a speed controller, 108 is a differentiator, 110 is a position signal processor, 112 is a subtractor, 500 is a frequency analyzer, 502 Is a phase shift amount discriminator, and 504 is a phase shift amount corrector.

図12は位置検出器の出力である位置信号の一例を示す説明図である。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a position signal which is an output of the position detector.

図13は周波数分析器の出力の一例を示す説明図である。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the output of the frequency analyzer.

以上のように構成されたモータ制御装置について、以下図11、図12、図13を用いてその動作を説明する。   The operation of the motor control apparatus configured as described above will be described below with reference to FIGS. 11, 12, and 13.

第1の実施の形態のモータ制御装置と同様に、モータ100にモータの位置を検出する位置検出器102が取り付けられており、互いに位相が90度の位置信号MR1,MR2を出力する。これらのMR1,MR2の信号は位相ずれ量補正器504により位置信号の位相差のずれ量を補正された後、位置信号処理器110に入力しモータの位置を検出する。さらに、微分器108によりモータの速度に変換される。速度制御器106はこの検出された速度が速度指令値に追従するようにトルク指令を電流制御器104に出力し、電流制御器104により、指令されたトルクを発生するようにモータ100へ供給する電流を制御する。   Similar to the motor control apparatus of the first embodiment, a position detector 102 for detecting the position of the motor is attached to the motor 100, and the position signals MR1 and MR2 having a phase of 90 degrees are output from each other. These MR1 and MR2 signals are corrected by the phase shift amount corrector 504 for the phase shift amount of the position signal, and then input to the position signal processor 110 to detect the position of the motor. Further, it is converted into a motor speed by the differentiator 108. The speed controller 106 outputs a torque command to the current controller 104 so that the detected speed follows the speed command value, and the current controller 104 supplies the commanded torque to the motor 100. Control the current.

次に、本発明の位相差のずれ量を検出する動作について詳細に説明する。   Next, the operation of detecting the amount of phase difference shift according to the present invention will be described in detail.

位置検出器102からの位置信号MR1,MR2が図12に示すように例えばMR1の位相が正常な破線の波形から実線の波形にずれて、位置信号MR1,MR2の位相差にずれがあるとする。ここで、θmはモータの位置で、MR1,MR2はモータ1回転の2倍の周期であるとする。そのためモータ1回転の回転角度360度で位置信号は2周期分の信号を出力することになる。図12に示すような位置信号の位相差にずれがある場合、位置信号処理器110で処理して求まるモータの位置は、位相差のずれの影響で位置信号の1周期の2倍の周期毎に変化する誤差が生じる。そのため、微分器108で演算されるモータの検出速度にも位置信号の1周期の2倍毎に変化する誤差が生じる。そこで、予め定めた一定の速度指令で速度制御を行った場合、減算器112で計算される速度指令値ωdとモータ検出速度ωmとの速度誤差ωeを、周波数分析器500により公知の周波数分析
すると、速度指令値ωmの4倍の周波数にピークをもつ波形を得ることができる。つまり、位置信号MR1,MR2の周波数の2倍の周波数でピークが出ることが分かる。位相ずれ量判別器502により、このピークの値を位相差判別値とする。実際に、速度誤差を周波数分析した一例を図13に示す。図13の右側の周波数が高いところのピークが位置信号の周波数の2倍の周波数成分のピークで、このピーク値が位相差判別値である。なお、図13には位置信号の2倍の周波数のピークの他に第1の実施の形態と同様に、位置信号の周波数とモータのコギング成分のピークも観測される。
As shown in FIG. 12, the position signals MR1 and MR2 from the position detector 102 deviate from the normal broken line waveform to the solid line waveform, and the position signals MR1 and MR2 have a phase difference. . Here, θm is the position of the motor, and MR1 and MR2 are assumed to have a cycle twice as long as one rotation of the motor. Therefore, the position signal outputs a signal for two cycles at a rotation angle of 360 degrees per motor rotation. When there is a deviation in the phase difference of the position signal as shown in FIG. 12, the position of the motor obtained by processing by the position signal processor 110 is every two cycles of one cycle of the position signal due to the influence of the deviation of the phase difference. An error that changes is generated. For this reason, an error that changes every twice the cycle of the position signal also occurs in the detection speed of the motor calculated by the differentiator 108. Therefore, when speed control is performed with a predetermined constant speed command, a frequency error ωe between the speed command value ωd calculated by the subtractor 112 and the motor detection speed ωm is analyzed by a frequency analyzer 500 using a known frequency analysis. A waveform having a peak at a frequency four times the speed command value ωm can be obtained. That is, it can be seen that a peak appears at a frequency twice the frequency of the position signals MR1 and MR2. The peak value is set as a phase difference discrimination value by the phase shift discriminator 502. An example of a frequency analysis of the speed error is shown in FIG. The peak on the right side of FIG. 13 where the frequency is high is the peak of the frequency component twice the frequency of the position signal, and this peak value is the phase difference determination value. In FIG. 13, the frequency of the position signal and the peak of the cogging component of the motor are observed in addition to the peak of the frequency twice the position signal, as in the first embodiment.

この位置信号の周波数の2倍の周波数成分のピーク値である位相差判別値は、
位相差のずれ量が小さくなると小さくなる。即ち、位相差判別値は、最小値をもち、その場合が位置信号の位相差のずれがない場合であることが分かる。
The phase difference discrimination value, which is the peak value of the frequency component twice the frequency of this position signal, is
The smaller the phase difference deviation amount, the smaller. That is, it can be seen that the phase difference discriminating value has a minimum value, and this case is a case where there is no shift in the phase difference of the position signal.

そのため、位相ずれ量補正器504は、例えば、予め位相をずらした複数の位置信号を記憶しておき、位置検出器により入力された位置信号MR1,MR2の少なくとも1つの位置信号を、予めずらした位置信号に変換して、位相差判別値が最小になるように調整すれば、位置信号の位相差のずれがない状態に調整できることになる。   Therefore, the phase shift amount corrector 504 stores, for example, a plurality of position signals whose phases are shifted in advance, and shifts at least one position signal of the position signals MR1 and MR2 input by the position detector in advance. If the position signal is converted into the position signal and adjusted so that the phase difference discriminating value is minimized, the position signal can be adjusted to have no phase difference deviation.

以上の構成により、位置検出器の位置信号の位相差がずれた場合でも、容易に検出でき補正することが可能となる。特に、一定速度で速度制御している場合は、速度制御中でも常時位相差のずれを検出し補正することが可能となるため、通電時の温度上昇等によって位置信号の位相差にずれが生じた場合でも、速度制御を中断することなく位相差のずれを補正することが可能となり、常に最適な速度制御が可能となる。   With the above configuration, even when the phase difference of the position signal of the position detector is shifted, it can be easily detected and corrected. In particular, when speed control is performed at a constant speed, it is possible to detect and correct a phase difference constantly even during speed control. Therefore, a phase signal phase difference has occurred due to a temperature rise during energization. Even in this case, it is possible to correct the phase difference deviation without interrupting the speed control, and the optimum speed control can always be performed.

なお、ここでも説明の都合上、位置検出器の位置信号MR1,MR2はモータ1回転の2倍の周期であるとしたが、定数であればよく、モータのコギング成分の周波数よりも十分に高い周波数の場合が一般的である。また、この定数は、本実施の形態のように、モータと位置検出器が直結されている場合は1以上の整数である自然数となるが、モータにギヤ等が取り付けられギヤで減速あるいは増速された軸に位置検出器が取り付けられている場合はギヤ比により自然数にならない場合もある。   Here, for convenience of explanation, the position signals MR1 and MR2 of the position detector are assumed to have a cycle twice as long as one rotation of the motor, but may be a constant and sufficiently higher than the frequency of the cogging component of the motor. The frequency case is common. This constant is a natural number that is an integer of 1 or more when the motor and the position detector are directly connected as in the present embodiment, but a gear or the like is attached to the motor and the gear is decelerated or accelerated. When a position detector is attached to the shaft, the natural number may not be obtained depending on the gear ratio.

さらに、ここでも速度制御について説明したが、位置制御やトルク制御の場合でも一定速度で制御する期間があれば、その期間で位相差のずれを検出し補正することが可能である。また、位相差のずれの補正用に速度制御のテスト動作を組み入れてもよい。   Furthermore, although the speed control has been described here, even in the case of position control or torque control, if there is a period during which control is performed at a constant speed, it is possible to detect and correct a phase difference deviation during that period. Also, a speed control test operation may be incorporated for correcting the phase difference.

また、ここでは、速度誤差ωeを周波数分析することで位相差判別値を求めていたが、速度制御器106の出力であるトルク指令値を周波数分析してもよく、同様の結果が得られる。   Here, the phase difference determination value is obtained by frequency analysis of the speed error ωe, but the torque command value that is the output of the speed controller 106 may be frequency analyzed, and the same result is obtained.

次に、第5の実施の形態では、周波数分析器により周波数分析を行い、位相差判別値を求めていたが、周波数分析を行う場合計算量が多くなりモータを制御する演算装置が高価になるといった問題点があった。   Next, in the fifth embodiment, the frequency analysis is performed by the frequency analyzer and the phase difference discriminant value is obtained. However, when the frequency analysis is performed, the calculation amount increases and the arithmetic unit for controlling the motor becomes expensive. There was a problem.

そこで、本発明の第6の実施の形態として、簡便に位相差判別値を求めて、複数の位置信号の位相差のずれ量を補正することを可能とするモータ制御装置を提供する。   Thus, as a sixth embodiment of the present invention, there is provided a motor control device capable of easily obtaining a phase difference determination value and correcting a shift amount of a phase difference between a plurality of position signals.

(実施の形態6)
以下本発明の第6の実施の形態のモータ制御装置について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 6)
A motor control apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図14は本発明の第6の実施の形態におけるモータ制御装置の構成を示す全体図である
FIG. 14 is an overall view showing the configuration of the motor control device according to the sixth embodiment of the present invention.

図14において、100はモータ、102は位置検出器、104は電流制御器、106は速度制御器、108は微分器、110は位置信号処理器、112は減算器、504は位相ずれ量補正器、600はフィルター、602は位相ずれ量判別器である。   In FIG. 14, 100 is a motor, 102 is a position detector, 104 is a current controller, 106 is a speed controller, 108 is a differentiator, 110 is a position signal processor, 112 is a subtractor, and 504 is a phase shift amount corrector. , 600 are filters, and 602 is a phase shift amount discriminator.

以上のように構成されたモータ制御装置について、以下図14を用いてその動作を説明する。   The operation of the motor control apparatus configured as described above will be described below with reference to FIG.

第5の実施の形態のモータ制御装置と同様に、モータ100にモータの位置を検出する位置検出器102が取り付けられており、互いに位相が90度の信号MR1
,MR2を出力する。これらのMR1,MR2の信号は位相ずれ量補正器504によりそれぞれの位相差のずれを補正された後、位置信号処理器110に入力しモータの位置を検出し、さらに、微分器108によりモータの速度に変換される。速度制御器106はこの検出された速度が速度指令値に追従するようにトルク指令を電流制御器104に出力し、電流制御器104により、指令されたトルクを発生するようにモータ100へ供給する電流を制御する。
Similar to the motor control apparatus of the fifth embodiment, a position detector 102 for detecting the position of the motor is attached to the motor 100, and signals MR1 having a phase of 90 degrees with respect to each other.
, MR2 is output. These MR1 and MR2 signals are corrected by the phase shift amount corrector 504 for each phase difference shift, and then input to the position signal processor 110 to detect the position of the motor. Further, the differentiator 108 detects the motor position. Converted to speed. The speed controller 106 outputs a torque command to the current controller 104 so that the detected speed follows the speed command value, and the current controller 104 supplies the commanded torque to the motor 100. Control the current.

次に、本発明の位相差のずれの補正動作について詳細に説明する。   Next, the phase difference shift correcting operation of the present invention will be described in detail.

位置検出器102からの位置信号MR1,MR2は、第5の実施の形態と同様、モータ1回転の2倍の周期で、図12に示すような位相差のずれがあるとすると、位置信号処理器110及び微分器108で求まるモータの位置及び速度は、位置信号の1周期の2倍毎に変化する誤差が生じる。したがって、予め定めた一定の速度指令で速度制御を行った場合、減算器112で計算される速度誤差ωeに、位置信号の周波数である速度指令値ωmの4倍の周波数の変動成分が加わる。   As in the fifth embodiment, the position signals MR1 and MR2 from the position detector 102 have a period difference twice as shown in FIG. The position and speed of the motor determined by the differentiator 110 and the differentiator 108 cause an error that changes every twice the period of the position signal. Therefore, when speed control is performed with a predetermined constant speed command, a fluctuation component having a frequency four times the speed command value ωm, which is the frequency of the position signal, is added to the speed error ωe calculated by the subtractor 112.

そこで、フィルター600を、バンドパスフィルターとして、位置信号の周波数近傍以外の周波数成分をカットするフィルターを構成する。速度誤差ωeをこのフィルター600を通すことにより、主に位置信号の周波数の2倍の周波数近傍の成分を抽出することができる。つまり、位相差のずれがあることによって発生する速度誤差の成分が、このフィルター600を通した値で検出できることになり、位相ずれ量判別器602はこの値を位相差判別値とすればよい。   Therefore, a filter that cuts frequency components other than the vicinity of the frequency of the position signal is configured using the filter 600 as a bandpass filter. By passing the speed error ωe through the filter 600, it is possible to extract a component in the vicinity of a frequency that is twice the frequency of the position signal. That is, the component of the speed error generated due to the phase difference deviation can be detected by the value passed through the filter 600, and the phase deviation amount discriminator 602 may use this value as the phase difference judgment value.

この位相差判別値も、第5の実施の形態と同様に、位相ずれ量補正器504により位相差判別値が最小になるように調整すれば、位置信号の位相差のずれがない状態に調整できることになる。   Similarly to the fifth embodiment, this phase difference discriminating value is also adjusted so that there is no deviation in the phase difference of the position signal by adjusting the phase difference discriminator 504 so that the phase difference discriminating value is minimized. It will be possible.

以上の構成により、簡便なフィルターにより位相差判別値を求め、位相差のずれを補正することが可能となり、安価な演算装置でも精度のよいモータ制御が可
能となる。
With the above configuration, it is possible to obtain a phase difference discriminating value with a simple filter and correct a phase difference shift, and it is possible to perform accurate motor control even with an inexpensive arithmetic device.

なお、本実施の形態ではフィルターの構成をバンドパスフィルターとしたが、位置信号の周波数の2倍の周波数近傍以外の周波数成分をカットするフィルターであればどのような構成でもよい。   In the present embodiment, the configuration of the filter is a band pass filter, but any configuration may be used as long as it is a filter that cuts frequency components other than the vicinity of the frequency twice the frequency of the position signal.

また、フィルターを通した後の値に、位置信号の周波数の2倍の周波数近傍で位置信号の周波数成分以外の振動成分も含まれる場合があるが、位相差を変更しても変化しないため弊害になることはない。   In addition, the value after passing through the filter may include vibration components other than the frequency component of the position signal in the vicinity of twice the frequency of the position signal, but it does not change even if the phase difference is changed. Never become.

以上のように、本発明にかかるモータ制御装置は、産業用や家電用などのモータの位置を検出するために互いに位相の異なる正弦波状の位置信号を出力する位置検出器において、位置検出器の複数の前記位置信号に位相差のずれがある場合でも、容易に精度よく補正することが可能となり、精度のよい制御を可能とするものとして広範囲に適用できる。   As described above, the motor control device according to the present invention is a position detector that outputs sinusoidal position signals having different phases in order to detect the position of a motor for industrial use or home appliance use. Even when there are phase difference shifts among the plurality of position signals, it can be easily and accurately corrected, and can be applied in a wide range as being capable of accurate control.

100 モータ
102 位置検出器
104 電流制御器
106 速度制御器
108 微分器
110 位置信号処理器
112 減算器
114、500 周波数分析器
116、202 オフセット量判別器
118、302 オフセット補正器
200、600 フィルター
300 オフセット変化幅記憶手段
400 オフセット粗調器
402 切替器
502、602 位相ずれ量判別器
504 位相ずれ量補正器
600 フィルター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Motor 102 Position detector 104 Current controller 106 Speed controller 108 Differentiator 110 Position signal processor 112 Subtractor 114, 500 Frequency analyzer 116, 202 Offset amount discriminator 118, 302 Offset corrector 200, 600 Filter 300 Offset Change width storage means 400 Offset coarse adjuster 402 Switch 502, 602 Phase shift amount discriminator 504 Phase shift amount corrector 600 Filter

Claims (6)

モータと、前記モータの位置に応じて互いに位相の異なる複数の正弦波状で前記モータが1回転で定数倍の周期の位置信号を出力する位置検出器を有するモータ制御装置において、
前記位置検出器の出力から前記モータの回転速度を出力する速度検出手段と、前記速度検出手段の出力に応じて前記モータの回転速度を予め定めた一定の速度指令値に制御する速度制御手段とを有し、
前記速度検出手段の出力と前記速度指令値の偏差を周波数分析する周波数分析手段と、前記速度制御手段により前記モータの回転速度が前記速度指令値近傍に制御された後に、前記周波数分析手段の出力から前記位置検出器の複数の前記位置信号の位相差の大きさを判断する位相差判別値を出力する位相差判別手段と、前記位相差判別値から位置検出器の位相差を補正する位相差補正手段を具備していることを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device having a motor and a position detector that outputs a position signal having a plurality of sinusoidal phases different from each other in phase according to the position of the motor, and the motor outputs a constant signal with a period of one rotation.
Speed detecting means for outputting the rotational speed of the motor from the output of the position detector; and speed control means for controlling the rotational speed of the motor to a predetermined constant speed command value in accordance with the output of the speed detecting means; Have
Frequency analysis means for frequency analysis of a deviation between the output of the speed detection means and the speed command value; and after the rotational speed of the motor is controlled in the vicinity of the speed command value by the speed control means, the output of the frequency analysis means A phase difference discriminating means for outputting a phase difference discriminating value for judging the magnitude of the phase difference between the plurality of position signals of the position detector, and a phase difference for correcting the phase difference of the position detector from the phase difference discriminating value. A motor control device comprising correction means.
位相差判別手段が、速度指令値から演算する速度周波数と位置検出器の正弦波状の周期を乗算した位置検出器出力周波数の2倍の周波数の周波数成分の大きさを、周波数分析手段の出力から抽出して位相差判別値とすることを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 The phase difference discrimination means calculates the magnitude of the frequency component of the frequency twice the position detector output frequency obtained by multiplying the speed frequency calculated from the speed command value by the sinusoidal cycle of the position detector from the output of the frequency analysis means. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is extracted to obtain a phase difference determination value. 周波数分析手段が、速度検出手段の出力と速度指令値の偏差を、速度指令値から演算する速度周波数と位置検出器の正弦波状の周期を乗算した位置検出器出力周波数の2倍の周波数の周波数成分近傍以外を除去するフィルターに通した値を出力することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 The frequency analysis means has a frequency twice the position detector output frequency obtained by multiplying the deviation between the speed detection means output and the speed command value by the speed frequency calculated from the speed command value and the sinusoidal period of the position detector. 2. The motor control device according to claim 1, wherein a value passed through a filter that removes components other than the vicinity of the component is output. 周波数分析手段が、速度制御手段の出力を周波数分析することを特徴とする請求項1あるいは請求項3記載のモータ制御装置。 4. The motor control device according to claim 1, wherein the frequency analysis means analyzes the frequency of the output of the speed control means. 位相差補正手段が、位置検出器の複数の位置信号の位相差を変更して位相差判別値が小さくなるように調整することで前記位置検出器の複数の前記位置信号の位相差を補正することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 The phase difference correction means corrects the phase difference of the plurality of position signals of the position detector by changing the phase difference of the plurality of position signals of the position detector so as to reduce the phase difference determination value. The motor control device according to claim 1. 位相差補正手段が、予め位相を変更した複数の位置信号を記憶する位相ずれ位置信号記憶手段と、位置検出器の位置信号を前記位相ずれ位置信号記憶手段に記憶された位相を変更した位置信号に変換する位相変換手段を有しており、
前記位置検出器の複数の位置信号の少なくとも1つを前記位相変換手段により位相を変更して位相差判別値が小さくなるように調整することで前記位置検出器の複数の前記位置信号の位相差を補正することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。
The phase difference correction means stores a plurality of position signals whose phases have been changed in advance, a phase shift position signal storage means, and a position signal of the position detector stored in the phase shift position signal storage means. Phase conversion means for converting to
The phase difference of the plurality of position signals of the position detector is adjusted by changing the phase of the plurality of position signals of the position detector by the phase conversion means so as to reduce the phase difference determination value. The motor control device according to claim 1, wherein:
JP2011013606A 2011-01-26 2011-01-26 Motor control device Expired - Fee Related JP5251997B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011013606A JP5251997B2 (en) 2011-01-26 2011-01-26 Motor control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011013606A JP5251997B2 (en) 2011-01-26 2011-01-26 Motor control device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001115034A Division JP4729804B2 (en) 2001-04-13 2001-04-13 Motor control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011083191A true JP2011083191A (en) 2011-04-21
JP5251997B2 JP5251997B2 (en) 2013-07-31

Family

ID=44076650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011013606A Expired - Fee Related JP5251997B2 (en) 2011-01-26 2011-01-26 Motor control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5251997B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0543798U (en) * 1991-11-14 1993-06-11 カシオ計算機株式会社 Motor drive controller

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0543798U (en) * 1991-11-14 1993-06-11 カシオ計算機株式会社 Motor drive controller

Also Published As

Publication number Publication date
JP5251997B2 (en) 2013-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101885009B1 (en) Angle error correction device and angle error correction method for position detector
US9182251B2 (en) Angle detector and motor drive controller
EP1970672B1 (en) Position detector
CN107210690B (en) The angular error means for correcting of position detector and angular error bearing calibration
US9068861B2 (en) Resolver interface
JP5173962B2 (en) Resolver / digital conversion apparatus and resolver / digital conversion method
JP4835606B2 (en) Rotating body phase / speed detector
EP2498066B1 (en) Rotation angle detection apparatus
Anuchin et al. Speed estimation algorithm with specified bandwidth for incremental position encoder
US9016123B2 (en) Angle detection method with resolver
JP4729804B2 (en) Motor control device
KR101834526B1 (en) Apparatus for compensating output signal of magnetic encoder
JP2011075404A (en) Detection signal correction method and detection signal correction device of digital scale
KR101826461B1 (en) Angle detecting device, motor drive controlling device, motor device and method of controlling an angle detecting device
JP5251997B2 (en) Motor control device
JP6112832B2 (en) Angle correction device and rotation angle sensor
JP2004061157A (en) Signal processing apparatus and signal processing method of resolver
US9291480B2 (en) Electromagnetic induction type position detector
WO2021157000A1 (en) Angle detection device
WO2015067390A1 (en) A resolver system with fault detection
JP2013205163A (en) Encoder and driving device
JP2013221826A (en) Position sensing device
JP6875159B2 (en) Brushless motor phase adjuster
JP2008003041A (en) Position detecting method and imaging device
JP6022817B2 (en) Variable reluctance resolver and rotation angle detector

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121128

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20121218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130319

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130401

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160426

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees