JP2014202595A - 模擬レゾルバ及びレゾルバセンサ信号の作成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】正確なレゾルバセンサ信号を作成できる模擬レゾルバ及びレゾルバセンサ信号の作成方法を提供すること。
【解決手段】アナログの励磁信号を入力する入力手段と、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するデジタル変換手段と、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するパラメータ取得手段と、デジタルの励磁信号Ｙ1、及び模擬回転機器から入力される角度信号θmに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成するレゾルバセンサ信号作成手段とを備えることを特徴とする模擬レゾルバ。式（１）Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））、式（２）Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）、式（３）Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）。
【選択図】図１
【解決手段】アナログの励磁信号を入力する入力手段と、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するデジタル変換手段と、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するパラメータ取得手段と、デジタルの励磁信号Ｙ1、及び模擬回転機器から入力される角度信号θmに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成するレゾルバセンサ信号作成手段とを備えることを特徴とする模擬レゾルバ。式（１）Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））、式（２）Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）、式（３）Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）。
【選択図】図１
Description
本発明は、模擬レゾルバ及びレゾルバセンサ信号の作成方法に関する。
モータ制御装置が永久磁石同期モータ等のモータを制御する場合、モータの回転角度を正確に検出する必要がある。モータの回転角度を検出するセンサとして、一般にレゾルバが用いられる。
レゾルバの概要は以下のものである。モータ制御装置が定周波数の励磁信号Ｆ（ｔ）をモータの一次コイルに供給すると、レゾルバは、モータの二次コイルから、モータの回転角度に応じた回転検出信号として、励磁信号Ｆ（ｔ）をｓｉｎ（Ｘ*θ）で振幅変調した波形の第１のレゾルバセンサ信号「Ｆ（ｔ）*ｓｉｎ（Ｘ*θ）」と、励磁信号Ｆ（ｔ）をｃｏｓ（Ｘ*θ）で振幅変調した波形の第２のレゾルバセンサ信号「Ｆ（ｔ）*ｃｏｓ（Ｘ*θ）」とを得る。尚、ｔは時刻であり、θはモータの回転角度であり、Ｘは軸倍角（機械角に対する電気角の倍速比）である。また、*は乗算の演算子である。
ところで、モータの挙動を模擬するシミュレーション装置を用いてモータ制御装置の評価を行う場合がある。この場合、レゾルバも、模擬レゾルバにより模擬する必要がある（特許文献１参照）。模擬レゾルバは、モータ制御装置が出力する励磁信号、及びモータを模擬した回路から取得した角度信号に基づきレゾルバセンサ信号を模擬的に作成し、そのレゾルバセンサ信号をモータ制御装置に対し出力する。
モータ制御装置が出力する励磁信号、及びモータ制御装置に対し出力するレゾルバセンサ信号はアナログ信号である一方、模擬レゾルバにおける処理はデジタル処理であるから、模擬レゾルバは、モータ制御装置から入力した励磁信号をデジタル信号に変換し、また、模擬レゾルバにおいて作成したレゾルバセンサ信号をアナログ信号に変換してからモータ制御装置に出力する必要がある。
上述したアナログ信号とデジタル信号との間の変換において、信号に遅れが生じ、正確なレゾルバセンサ信号を作成できないおそれがある。本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、正確なレゾルバセンサ信号を作成できる模擬レゾルバ及びレゾルバセンサ信号の作成方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の模擬レゾルバは、アナログの励磁信号を入力する入力手段と、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するデジタル変換手段と、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するパラメータ取得手段と、デジタルの励磁信号Ｙ1、及び模擬回転機器から入力される角度信号θmに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成するレゾルバセンサ信号作成手段と、デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するアナログ変換手段と、アナログのレゾルバセンサ信号を出力する出力手段とを備えることを特徴とする模擬レゾルバ。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第１の模擬レゾルバによれば、デジタル変換手段に起因する励磁信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第１の模擬レゾルバによれば、デジタル変換手段に起因する励磁信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
本発明の第２の模擬レゾルバは、アナログの励磁信号を入力する入力手段と、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するデジタル変換手段と、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するパラメータ取得手段と、励磁信号Ｙ1、模擬回転機器から入力される角度信号θm、及び模擬回転機器から入力される角速度信号ωmに基づき、以下の式（４）、（５）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を作成するレゾルバセンサ信号作成手段と、デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するアナログ変換手段と、アナログのレゾルバセンサ信号を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（４） Ｒ3＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Δｔ2はアナログ変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第２の模擬レゾルバによれば、デジタル変換手段及びアナログ変換手段に起因する励磁信号やレゾルバセンサ信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
式（４） Ｒ3＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Δｔ2はアナログ変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第２の模擬レゾルバによれば、デジタル変換手段及びアナログ変換手段に起因する励磁信号やレゾルバセンサ信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
本発明の第１のレゾルバセンサ信号の作成方法は、アナログの励磁信号を入力するステップと、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するステップと、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するステップと、デジタルの励磁信号Ｙ1、及び模擬回転機器から入力される角度信号θmに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成するステップと、デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するステップと、アナログのレゾルバセンサ信号を出力するステップとを備えることを特徴とする。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第１のレゾルバセンサ信号の作成方法によれば、デジタル変換手段に起因する励磁信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第１のレゾルバセンサ信号の作成方法によれば、デジタル変換手段に起因する励磁信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
本発明の第２のレゾルバセンサ信号の作成方法は、アナログの励磁信号を入力するステップと、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するステップと、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するステップと、励磁信号Ｙ1、模擬回転機器から入力される角度信号θm、及び模擬回転機器から入力される角速度信号ωmに基づき、以下の式（４）、（５）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を作成するステップと、デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するステップと、アナログのレゾルバセンサ信号を出力するステップとを備えることを特徴とする。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（４） Ｒ3＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Δｔ2はアナログ変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第２のレゾルバセンサ信号の作成方法によれば、デジタル変換手段及びアナログ変換手段に起因する励磁信号やレゾルバセンサ信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
式（４） Ｒ3＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はデジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Δｔ2はアナログ変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
本発明の第２のレゾルバセンサ信号の作成方法によれば、デジタル変換手段及びアナログ変換手段に起因する励磁信号やレゾルバセンサ信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を作成することができる。
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．モータシミュレータ１の構成
図１に基づき、モータシミュレータ１及びモータ制御装置（ＥＣＵ）１０１について説明する。モータシミュレータ１は、モータ制御装置１０１を評価する目的のため、モータ制御装置１０１と組み合わせて使用される。
＜第１の実施形態＞
１．モータシミュレータ１の構成
図１に基づき、モータシミュレータ１及びモータ制御装置（ＥＣＵ）１０１について説明する。モータシミュレータ１は、モータ制御装置１０１を評価する目的のため、モータ制御装置１０１と組み合わせて使用される。
まず、モータ制御装置１０１について説明する。モータ制御装置１０１は、永久磁石同期モータ等のモータを制御する装置である。モータ制御装置１０１は、回転角度センサの１種であるレゾルバの出力信号（レゾルバセンサ信号）を用いてモータの回転角度を検出する。
すなわち、モータ制御装置１０１が、アナログ信号である、定周波数の励磁信号Ｆ（ｔ）をモータの一次コイルに供給すると、レゾルバは、モータの二次コイルから、モータの回転角度に応じた回転検出信号として、励磁信号Ｆ（ｔ）をｓｉｎ（Ｘ*θ）で振幅変調した波形の第１のレゾルバセンサ信号「Ｆ（ｔ）*ｓｉｎ（Ｘ*θ）」と、励磁信号Ｆ（ｔ）をｃｏｓ（Ｘ*θ）で振幅変調した波形の第２のレゾルバセンサ信号「Ｆ（ｔ）*ｃｏｓ（Ｘ*θ）」とを得て、モータ制御装置１０１に出力する。尚、θは、モータの回転角度であり、Ｘは軸倍角（機械角に対する電気角の倍速比）である。
また、モータ制御装置１０１はＲＤＣ１０３を備えており、そのＲＤＣ１０３は、レゾルバから出力される第１及び第２のレゾルバセンサ信号に基づき、（Ｘ*θ）の検出値であるデジタル形式の角度出力値φを出力するが、そのφを（Ｘ*θ）と等しくさせる（厳密には、φを（Ｘ*θ）に追従させる）ために、該φを演算の入力値としてフィードバックするトラッキングループの演算を一定時間毎に行う。
次に、モータシミュレータ１について説明する。モータシミュレータ１は、モータ制御装置１０１が出力したアナログの励磁信号が入力される入力部３と、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するＡＤコンバータ５と、第１の補正部７と、デジタルのレゾルバセンサ信号を作成するレゾルバセンサ信号作成部９と、モータモデル１１と、デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するＤＡコンバータ１３と、アナログのレゾルバセンサ信号をモータ制御装置１０１に対し出力する出力部１５とを備える。
入力部３に入力される励磁信号は、振幅及び角速度がそれぞれ定数の正弦波である。ＡＤコンバータ５はアナログ信号をデジタル信号に変換する周知のコンバータである。第１の補正部７、及びレゾルバセンサ信号作成部９は周知のコンピュータにより構成され、後述する処理を実行する。
モータモデル１１は、モータを模擬した回路であり、モータの角度を表す角度信号に対応する角度信号θm、及びモータの角速度を表す角速度信号に対応する角速度信号ωmをそれぞれ作成し、レゾルバセンサ信号作成部９に出力する。角度信号θm及び角速度信号ωmはいずれもデジタル信号である。ＤＡコンバータ１３はデジタル信号をアナログ信号に変換する周知のコンバータである。
なお、モータシミュレータ１は模擬レゾルバの一実施形態であり、入力部３は入力手段の一実施形態であり、ＡＤコンバータ５はデジタル変換手段の一実施形態であり、第１の補正部７はパラメータ取得手段の一実施形態であり、レゾルバセンサ信号作成部９はレゾルバセンサ信号作成手段の一実施形態であり、モータモデル１１は模擬回転機器の一実施形態である。
２．モータシミュレータ１が実行する処理
モータシミュレータ１が実行する処理を図２〜図５に基づき説明する。まず、入力部３に入力されたアナログの励磁信号を、ＡＤコンバータ５により、デジタルの励磁信号Ｙ1に変換する。
モータシミュレータ１が実行する処理を図２〜図５に基づき説明する。まず、入力部３に入力されたアナログの励磁信号を、ＡＤコンバータ５により、デジタルの励磁信号Ｙ1に変換する。
次に、第１の補正部７において、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得する。式（１）におけるｔは時刻である。
式（１）：Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
具体的には、まず、図２に示すように、時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、・・・ｔn-1、ｔn・・・におけるＹ1の値をそれぞれ取得する。ここで、ｎは正の整数であり、ｔnにおけるＹ1の値をＹ1（ｔn）と表記する。
式（１）：Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
具体的には、まず、図２に示すように、時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、・・・ｔn-1、ｔn・・・におけるＹ1の値をそれぞれ取得する。ここで、ｎは正の整数であり、ｔnにおけるＹ1の値をＹ1（ｔn）と表記する。
そして、例えば、Ｙ1（ｔn-1）＜０、Ｙ1（ｔn）＝０、Ｙ1（ｔn+1）＞０となるｔnがある場合は、そのｔnをゼロクロス点ｔzとする。例えば、Ｙ1（ｔ1）、Ｙ1（ｔ2）、Ｙ1（ｔ3）、Ｙ1（ｔ4）の値が表１に示すものである場合、ｔ3がｔzとなる。
この式（６）のｔ2、ｔ3、Ｙ1（ｔ2）、Ｙ1（ｔ3）に表２の数値を代入すると、ｔzとして０．０３５４の値が得られる。
次に、図３に示すように、あるｔzから次のｔzまでの区間において、Ｙ1（ｔ1）、Ｙ1（ｔ2）、Ｙ1（ｔ3）、・・・・の値を比較し、最大値を取得する。そしてその最大値を振幅Ａとする。例えば、Ｙ1（ｔ1）、Ｙ1（ｔ2）、Ｙ1（ｔ3）、Ｙ1（ｔ4）の値が表３に示すものである場合、Ｙ1（ｔ3）がＡとなる。
式（７） ω0＝２π／Ｔ
次に、上記のように算出したゼロクロス点ｔzは、理想的な正弦波に対する位相φ=ω0ｔzであるため、ｔzの最も小さい値をｔ0＝ｔzとし位相φ=ω0ｔ0とする。
次に、上記のように算出したゼロクロス点ｔzは、理想的な正弦波に対する位相φ=ω0ｔzであるため、ｔzの最も小さい値をｔ0＝ｔzとし位相φ=ω0ｔ0とする。
以上の処理により、デジタルの励磁信号Ｙ1を上記式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得できる。
さらに、第１の補正部７において、デジタルの励磁信号Ｙ1に基づき、以下の式（８）で表される、補正後のデジタルの励磁信号Ｙ2を算出する。
さらに、第１の補正部７において、デジタルの励磁信号Ｙ1に基づき、以下の式（８）で表される、補正後のデジタルの励磁信号Ｙ2を算出する。
式（８） Ｙ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））
ここで、Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ上記のように求めた定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はＡＤコンバータ５により生じる遅れに対応する（遅れの量と略等しい）定数である。すなわち、Δｔ1は、ＡＤコンバータ５で変換されたデジタル信号の、変換前のアナログ信号に対する遅れの量である。Δｔ1はＡＤコンバータ５のクロック周期×整数（１、２、・・・）で表される値であり、既知の値である。
ここで、Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ上記のように求めた定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はＡＤコンバータ５により生じる遅れに対応する（遅れの量と略等しい）定数である。すなわち、Δｔ1は、ＡＤコンバータ５で変換されたデジタル信号の、変換前のアナログ信号に対する遅れの量である。Δｔ1はＡＤコンバータ５のクロック周期×整数（１、２、・・・）で表される値であり、既知の値である。
補正後のデジタルの励磁信号Ｙ2は、図５に示すとおり、デジタルの励磁信号Ｙ1に比べ、時間軸に関してΔｔ1だけずれた波形を有する。
次に、レゾルバセンサ信号作成部９において、モータモデル１１から角度信号θmを取得し、その角度信号θmと、補正後のデジタルの励磁信号Ｙ2とに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成する。
次に、レゾルバセンサ信号作成部９において、モータモデル１１から角度信号θmを取得し、その角度信号θmと、補正後のデジタルの励磁信号Ｙ2とに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成する。
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
ここで、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。Ｋ、Ｘの値は任意に設定できる。
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
ここで、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。Ｋ、Ｘの値は任意に設定できる。
次に、レゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を、ＤＡコンバータ１３を用いてアナログのレゾルバセンサ信号に変換する。
最後に、アナログのレゾルバセンサ信号をモータ制御装置１０１に対し出力する。
最後に、アナログのレゾルバセンサ信号をモータ制御装置１０１に対し出力する。
３．モータシミュレータ１が奏する効果
（１）モータシミュレータ１によれば、ＡＤコンバータ５に起因する励磁信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を出力することができる。
（２）モータシミュレータ１によれば、ＡＤコンバータ５に起因する励磁信号の遅れを軽減するための構成をモータ制御装置１０１側に設けなくてもよい。
＜第２の実施形態＞
１．モータシミュレータ１の構成
モータシミュレータ１は、モータ制御装置１０１を評価する目的のため、モータ制御装置１０１と組み合わせて使用される。モータ制御装置１０１の構成は前記第１の実施形態と同様である。
（１）モータシミュレータ１によれば、ＡＤコンバータ５に起因する励磁信号の遅れを軽減できる。そのため、正確なレゾルバセンサ信号を出力することができる。
（２）モータシミュレータ１によれば、ＡＤコンバータ５に起因する励磁信号の遅れを軽減するための構成をモータ制御装置１０１側に設けなくてもよい。
＜第２の実施形態＞
１．モータシミュレータ１の構成
モータシミュレータ１は、モータ制御装置１０１を評価する目的のため、モータ制御装置１０１と組み合わせて使用される。モータ制御装置１０１の構成は前記第１の実施形態と同様である。
次に、図６に基づき、モータシミュレータ１について説明する。モータシミュレータ１は、モータ制御装置１０１が出力したアナログの励磁信号が入力される入力部３と、アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するＡＤコンバータ５と、第１の補正部７と、デジタルのレゾルバセンサ信号を作成するレゾルバセンサ信号作成部９と、第２の補正部１０と、モータモデル１１と、デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するＤＡコンバータ１３と、アナログのレゾルバセンサ信号をモータ制御装置１０１に対し出力する出力部１５とを備える。
入力部３に入力される励磁信号は、振幅及び角速度がそれぞれ定数の正弦波である。ＡＤコンバータ５はアナログ信号をデジタル信号に変換する周知のコンバータである。第１の補正部７、レゾルバセンサ信号作成部９、及び第２の補正部１０は周知のコンピュータにより構成され、後述する処理を実行する。
モータモデル１１は、モータを模擬した回路であり、モータの角度を表す角度信号に対応する角度信号θm、及びモータの角速度を表す角速度信号に対応する角速度信号ωmをそれぞれ作成し、レゾルバセンサ信号作成部９に出力する。角度信号θm及び角速度信号ωmはいずれもデジタル信号である。ＤＡコンバータ１３はデジタル信号をアナログ信号に変換する周知のコンバータである。
なお、モータシミュレータ１は模擬レゾルバの一実施形態であり、入力部３は入力手段の一実施形態であり、ＡＤコンバータ５はデジタル変換手段の一実施形態であり、第１の補正部７はパラメータ取得手段の一実施形態であり、レゾルバセンサ信号作成部９及び第２の補正部１０はレゾルバセンサ信号作成手段の一実施形態であり、モータモデル１１は模擬回転機器の一実施形態である。
２．モータシミュレータ１が実行する処理
モータシミュレータ１が実行する処理を説明する。まず、入力部３に入力されたアナログの励磁信号を、ＡＤコンバータ５により、デジタルの励磁信号Ｙ1に変換する。
モータシミュレータ１が実行する処理を説明する。まず、入力部３に入力されたアナログの励磁信号を、ＡＤコンバータ５により、デジタルの励磁信号Ｙ1に変換する。
次に、第１の補正部７において、デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得する。
式（１）：Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
Ａ、ω0、及びｔ0の取得方法は前記第１の実施形態と同様である。
式（１）：Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
Ａ、ω0、及びｔ0の取得方法は前記第１の実施形態と同様である。
さらに、第１の補正部７において、デジタルの励磁信号Ｙ1に基づき、以下の式（８）で表される、補正後のデジタルの励磁信号Ｙ2を算出する。
式（８） Ｙ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））
ここで、Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ上記のように求めた定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はＡＤコンバータ５により生じる遅れに対応する（遅れの量と略等しい）定数である。すなわち、Δｔ1は、ＡＤコンバータ５で変換されたデジタル信号の、変換前のアナログ信号に対する遅れの量である。Δｔ1はＡＤコンバータ５のクロック周期×整数（１、２、・・・）で表される値であり、既知の値である。
式（８） Ｙ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））
ここで、Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ上記のように求めた定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1はＡＤコンバータ５により生じる遅れに対応する（遅れの量と略等しい）定数である。すなわち、Δｔ1は、ＡＤコンバータ５で変換されたデジタル信号の、変換前のアナログ信号に対する遅れの量である。Δｔ1はＡＤコンバータ５のクロック周期×整数（１、２、・・・）で表される値であり、既知の値である。
次に、レゾルバセンサ信号作成部９において、モータモデル１１から角度信号θmを取得し、その角度信号θmと、補正後のデジタルの励磁信号Ｙ2とに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成する。
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
ここで、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。Ｋ、Ｘの値は任意に設定できる。
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
ここで、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。Ｋ、Ｘの値は任意に設定できる。
次に、第２の補正部１０において、モータモデル１１から角速度信号ωmを取得し、その角速度信号ωmと、レゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2とに基づき、以下の式（４）、（５）で表される、補正後のデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を作成する。
式（４） Ｒ3＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
ここで、Δｔ2はＤＡコンバータ１３により生じる遅れに対応する（遅れの量と略等しい）定数である。すなわち、Δｔ2は、ＤＡコンバータ１３で変換されたアナログ信号の、変換前のデジタル信号に対する遅れの量である。Δｔ2はＤＡコンバータ１３のクロック周期×整数（１、２、・・・）で表される値であり、既知の値である。
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
ここで、Δｔ2はＤＡコンバータ１３により生じる遅れに対応する（遅れの量と略等しい）定数である。すなわち、Δｔ2は、ＤＡコンバータ１３で変換されたアナログ信号の、変換前のデジタル信号に対する遅れの量である。Δｔ2はＤＡコンバータ１３のクロック周期×整数（１、２、・・・）で表される値であり、既知の値である。
次に、レゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を、ＤＡコンバータ１３を用いてアナログのレゾルバセンサ信号に変換する。
最後に、アナログのレゾルバセンサ信号をモータ制御装置１０１に対し出力する。
最後に、アナログのレゾルバセンサ信号をモータ制御装置１０１に対し出力する。
３．モータシミュレータ１が奏する効果
（１）モータシミュレータ１は、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏することができる。
（２）モータシミュレータ１は、ＤＡコンバータ１３に起因するレゾルバセンサ信号の遅れも軽減できる。そのため、一層正確なレゾルバセンサ信号を出力することができる。
（３）モータシミュレータ１によれば、ＤＡコンバータ１３に起因するレゾルバセンサ信号の遅れを軽減するための構成をモータ制御装置１０１側に設けなくてもよい。
（１）モータシミュレータ１は、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏することができる。
（２）モータシミュレータ１は、ＤＡコンバータ１３に起因するレゾルバセンサ信号の遅れも軽減できる。そのため、一層正確なレゾルバセンサ信号を出力することができる。
（３）モータシミュレータ１によれば、ＤＡコンバータ１３に起因するレゾルバセンサ信号の遅れを軽減するための構成をモータ制御装置１０１側に設けなくてもよい。
尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記第１の実施形態において、まず、デジタルの励磁信号Ｙ1を用い、下記式（９）、（１０）で表されるレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6を作成し、次に、Δｔ1を用いてレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6に対する補正を行い、レゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成してもよい。
例えば、前記第１の実施形態において、まず、デジタルの励磁信号Ｙ1を用い、下記式（９）、（１０）で表されるレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6を作成し、次に、Δｔ1を用いてレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6に対する補正を行い、レゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成してもよい。
式（９） Ｒ5＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（１０） Ｒ6＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
また、前記第２の実施形態において、まず、デジタルの励磁信号Ｙ1を用い、上記式（９）、（１０）で表されるレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6を作成し、次に、Δｔ1、Δｔ2、及びωmを用いてレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6に対する補正を行い、レゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を作成してもよい。
式（１０） Ｒ6＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
また、前記第２の実施形態において、まず、デジタルの励磁信号Ｙ1を用い、上記式（９）、（１０）で表されるレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6を作成し、次に、Δｔ1、Δｔ2、及びωmを用いてレゾルバ信号Ｒ5、Ｒ6に対する補正を行い、レゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を作成してもよい。
また、前記第１及び第１の実施形態において、モータモデル１１はモータシミュレータ１の外部に設けられていてもよい。
また、前記第１、第２の実施形態において、Δｔ1の大きさは、ＡＤコンバータ５により生じる遅れの量と完全に一致しなくてもよい。また、前記第２の実施形態において、Δｔ2の大きさは、ＤＡコンバータ１３により生じる遅れの量と完全に一致しなくてもよい。
また、前記第１、第２の実施形態において、Δｔ1の大きさは、ＡＤコンバータ５により生じる遅れの量と完全に一致しなくてもよい。また、前記第２の実施形態において、Δｔ2の大きさは、ＤＡコンバータ１３により生じる遅れの量と完全に一致しなくてもよい。
１…モータシミュレータ、３…入力部、５…ＡＤコンバータ、７…第１の補正部、９…レゾルバセンサ信号作成部、１０…第２の補正部、１１…モータモデル、１３…ＤＡコンバータ、１５…出力部、１０１…モータ制御装置、１０３…ＲＤＣ
Claims (4)
- アナログの励磁信号を入力する入力手段と、
前記アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するデジタル変換手段と、
前記デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するパラメータ取得手段と、
前記デジタルの励磁信号Ｙ1、及び模擬回転機器から入力される角度信号θmに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成するレゾルバセンサ信号作成手段と、
前記デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するアナログ変換手段と、
前記アナログのレゾルバセンサ信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする模擬レゾルバ。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1は前記デジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。） - アナログの励磁信号を入力する入力手段と、
前記アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するデジタル変換手段と、
前記デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するパラメータ取得手段と、
前記励磁信号Ｙ1、模擬回転機器から入力される角度信号θm、及び前記模擬回転機器から入力される角速度信号ωmに基づき、以下の式（４）、（５）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を作成するレゾルバセンサ信号作成手段と、
前記デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するアナログ変換手段と、
前記アナログのレゾルバセンサ信号を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする模擬レゾルバ。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（４） Ｒ3＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1は前記デジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Δｔ2は前記アナログ変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。） - アナログの励磁信号を入力するステップと、
前記アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するステップと、
前記デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するステップと、
前記デジタルの励磁信号Ｙ1、及び模擬回転機器から入力される角度信号θmに基づき、以下の式（２）、（３）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ1、Ｒ2を作成するステップと、
前記デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するステップと、
前記アナログのレゾルバセンサ信号を出力するステップと、
を備えることを特徴とするレゾルバセンサ信号の作成方法。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（２） Ｒ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*θm）
式（３） Ｒ2＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*θm）
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1は前記デジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。） - アナログの励磁信号を入力するステップと、
前記アナログの励磁信号をデジタルの励磁信号Ｙ1に変換するステップと、
前記デジタルの励磁信号Ｙ1を以下の式（１）で表す場合のＡ、ω0、及びｔ0を取得するステップと、
前記励磁信号Ｙ1、模擬回転機器から入力される角度信号θm、及び前記模擬回転機器から入力される角速度信号ωmに基づき、以下の式（４）、（５）で表されるデジタルのレゾルバセンサ信号Ｒ3、Ｒ4を作成するステップと、
前記デジタルのレゾルバセンサ信号をアナログのレゾルバセンサ信号に変換するステップと、
前記アナログのレゾルバセンサ信号を出力するステップと、
を備えることを特徴とするレゾルバセンサ信号の作成方法。
式（１） Ｙ1＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0））
式（４） Ｒ3＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｓｉｎ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
式（５） Ｒ4＝Ａ*ｓｉｎ（ω0*（ｔ−ｔ0−Δｔ1−Δｔ2））*Ｋ*ｃｏｓ（Ｘ*（θm−ωm*Δｔ2））
（Ａ、ω0、ｔ0はそれぞれ定数であり、ｔは時刻であり、Δｔ1は前記デジタル変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Δｔ2は前記アナログ変換手段により生じる遅れに対応する定数であり、Ｋは変圧比に対応する定数であり、Ｘは軸倍数に対応する定数である。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013078676A JP2014202595A (ja) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | 模擬レゾルバ及びレゾルバセンサ信号の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013078676A JP2014202595A (ja) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | 模擬レゾルバ及びレゾルバセンサ信号の作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014202595A true JP2014202595A (ja) | 2014-10-27 |
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ID=52353151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013078676A Pending JP2014202595A (ja) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | 模擬レゾルバ及びレゾルバセンサ信号の作成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014202595A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103853891B (zh) * | 2014-03-21 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | 一种基于有限元分析的变参数永磁同步电动机建模方法 |
| WO2021140937A1 (ja) * | 2020-01-06 | 2021-07-15 | 有限会社パスワールド | エンコーダ開発用信号発生装置 |
| CN114253249A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种电感型位置传感器模拟装置 |
| CN114779150A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-07-22 | 成都飞亚航空设备应用研究所有限公司 | 一种磁传感器模拟器 |
-
2013
- 2013-04-04 JP JP2013078676A patent/JP2014202595A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103853891B (zh) * | 2014-03-21 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | 一种基于有限元分析的变参数永磁同步电动机建模方法 |
| WO2021140937A1 (ja) * | 2020-01-06 | 2021-07-15 | 有限会社パスワールド | エンコーダ開発用信号発生装置 |
| CN114253249A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种电感型位置传感器模拟装置 |
| CN114779150A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-07-22 | 成都飞亚航空设备应用研究所有限公司 | 一种磁传感器模拟器 |
| CN114779150B (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-20 | 成都飞亚航空设备应用研究所有限公司 | 一种磁传感器模拟器 |
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