JP2546575B2 - 電磁レゾルバの位相補償 - Google Patents
電磁レゾルバの位相補償Info
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- H03M1/48—Servo-type converters
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
- G01D5/2073—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of a single coil with respect to two or more coils
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に電磁レゾルバに
関し、特に電磁角度レゾルバの位相補償に関する。
関し、特に電磁角度レゾルバの位相補償に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁角度レゾルバは電気信号によって機
械的な軸角度データを電子回路に供給する。典型的な複
合システムにおいてそのような多くのレゾルバが使用さ
れている。通常の補償技術は各レゾルバの１次巻線を駆
動するために分離された励起電力増幅器を必要とする。
各レゾルバからの信号の復調またはデコードは典型的に
レゾルバを励起するために使用された信号に同期され
る。しかしながら、レゾルバ出力信号（正弦波および余
弦波）はレゾルバ励起信号に関して意図せずに位相シフ
トされ、角度測定の正確さを減少させる。レゾルバ出力
信号の位相シフトはまた温度と共に変化する。
械的な軸角度データを電子回路に供給する。典型的な複
合システムにおいてそのような多くのレゾルバが使用さ
れている。通常の補償技術は各レゾルバの１次巻線を駆
動するために分離された励起電力増幅器を必要とする。
各レゾルバからの信号の復調またはデコードは典型的に
レゾルバを励起するために使用された信号に同期され
る。しかしながら、レゾルバ出力信号（正弦波および余
弦波）はレゾルバ励起信号に関して意図せずに位相シフ
トされ、角度測定の正確さを減少させる。レゾルバ出力
信号の位相シフトはまた温度と共に変化する。
【０００３】従来技術において使用された最も簡単な方
法は位相シフト問題の補正を全く行わなかった。それ
故、生じたレゾルバの不正確性を認めざるを得なかっ
た。他の通常の補償方法はレゾルバの付加的な補償巻
線、付加的な補償巻線によって発生された補償信号を受
信するためのハードウェア、分離した閉ループの、各レ
ゾルバ一次巻線用の安定補償された帰還増幅器を用い
た。この余分なハードウェアは低性能および高価なシス
テムをもたらす。
法は位相シフト問題の補正を全く行わなかった。それ
故、生じたレゾルバの不正確性を認めざるを得なかっ
た。他の通常の補償方法はレゾルバの付加的な補償巻
線、付加的な補償巻線によって発生された補償信号を受
信するためのハードウェア、分離した閉ループの、各レ
ゾルバ一次巻線用の安定補償された帰還増幅器を用い
た。この余分なハードウェアは低性能および高価なシス
テムをもたらす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、付加的な巻線およびそれに関連する増幅回路を
必要とせず、単一励起電力増幅器が全てのレゾルバ一次
巻線を駆動することを可能にする電磁角度レゾルバの位
相補償手段を提供することである。
目的は、付加的な巻線およびそれに関連する増幅回路を
必要とせず、単一励起電力増幅器が全てのレゾルバ一次
巻線を駆動することを可能にする電磁角度レゾルバの位
相補償手段を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】通常のシステムにおいて
存在する欠点を克服するために、本発明はレゾルバの特
別な補償巻線、特別な巻線に関連するバッファ増幅器、
各一次巻線に対する別々の電力増幅器を使用しないでレ
ゾルバの角度測定誤差を補正（補償）する位相補償回路
を含む。本発明に関して、複数のレゾルバからの一次巻
線は並列に接続され、単一補償回路により電力が供給さ
れ、通常の回路に比較して主要なハードウェアを減少で
きる。本発明の位相補償されたレゾルバ回路は、アナロ
グ正弦波および余弦波出力信号を供給するように構成さ
れた１つ以上のレゾルバと、それら１つ以上のレゾルバ
に結合され、そのレゾルバによって供給されたアナログ
正弦波および余弦波出力信号を積分する積分器と、この
積分器に結合され、積分されたアナログ正弦波および余
弦波出力信号をデジタル出力信号に変換するアナログ−
デジタル変換器と、正弦波および余弦波出力信号をサン
プリングするためのタイミング制御出力を有し、正およ
び負極性の振幅サンプル信号および正および負極性の補
償サンプル信号を出力し、サンプル信号から導出された
位相誤差の関数として制御出力信号に対する位相シフト
を行うプロセッサとを具備し、プロセッサにより行われ
る位相シフトは、遅延方向の位相シフトを＋として、
（ａ）位相誤差の極性が−で、正弦波振幅の極性は＋で
あるとき、位相シフト量は−１だけインクレメントさ
れ、（ｂ）位相誤差の極性が＋で、正弦波振幅の極性も
＋であるとき、位相シフト量は＋１だけインクレメント
され、（ｃ）位相誤差の極性が−で、正弦波振幅の極性
も−であるとき、位相シフト量は＋１だけインクレメン
トされ、（ｄ）位相誤差の極性が＋で、正弦波振幅の極
性が−であるとき、位相シフト量は−１だけインクレメ
ントされることを特徴とする。
存在する欠点を克服するために、本発明はレゾルバの特
別な補償巻線、特別な巻線に関連するバッファ増幅器、
各一次巻線に対する別々の電力増幅器を使用しないでレ
ゾルバの角度測定誤差を補正（補償）する位相補償回路
を含む。本発明に関して、複数のレゾルバからの一次巻
線は並列に接続され、単一補償回路により電力が供給さ
れ、通常の回路に比較して主要なハードウェアを減少で
きる。本発明の位相補償されたレゾルバ回路は、アナロ
グ正弦波および余弦波出力信号を供給するように構成さ
れた１つ以上のレゾルバと、それら１つ以上のレゾルバ
に結合され、そのレゾルバによって供給されたアナログ
正弦波および余弦波出力信号を積分する積分器と、この
積分器に結合され、積分されたアナログ正弦波および余
弦波出力信号をデジタル出力信号に変換するアナログ−
デジタル変換器と、正弦波および余弦波出力信号をサン
プリングするためのタイミング制御出力を有し、正およ
び負極性の振幅サンプル信号および正および負極性の補
償サンプル信号を出力し、サンプル信号から導出された
位相誤差の関数として制御出力信号に対する位相シフト
を行うプロセッサとを具備し、プロセッサにより行われ
る位相シフトは、遅延方向の位相シフトを＋として、
（ａ）位相誤差の極性が−で、正弦波振幅の極性は＋で
あるとき、位相シフト量は−１だけインクレメントさ
れ、（ｂ）位相誤差の極性が＋で、正弦波振幅の極性も
＋であるとき、位相シフト量は＋１だけインクレメント
され、（ｃ）位相誤差の極性が−で、正弦波振幅の極性
も−であるとき、位相シフト量は＋１だけインクレメン
トされ、（ｄ）位相誤差の極性が＋で、正弦波振幅の極
性が−であるとき、位相シフト量は−１だけインクレメ
ントされることを特徴とする。
【０００６】具体的に、本発明の位相補償回路はアナロ
グ正弦波および余弦波出力信号を供給するように構成さ
れる通常の電磁角度レゾルバによって使用される。位相
補償回路は共通電源から供給された一次巻線をそれぞれ
有する複数のレゾルバの出力に結合されたマルチプレク
サを含む。積分およびダンプフィルタはアナログ正弦波
および余弦波出力信号を積分するためにマルチプレクサ
に結合される。アナログ−デジタル変換器はアナログ正
弦波および余弦波出力信号をデジタル正弦波および余弦
波出力信号に変換するために積分およびダンプフィルタ
に結合される。クロック発振器はデジタルコンピュータ
のタイミングを同期するためにクロック信号を供給す
る。デジタルコンピュータはレゾルバ基準励起信号を供
給するように構成され、そのタイミングはクロック発振
器によって正確に制御される。
グ正弦波および余弦波出力信号を供給するように構成さ
れる通常の電磁角度レゾルバによって使用される。位相
補償回路は共通電源から供給された一次巻線をそれぞれ
有する複数のレゾルバの出力に結合されたマルチプレク
サを含む。積分およびダンプフィルタはアナログ正弦波
および余弦波出力信号を積分するためにマルチプレクサ
に結合される。アナログ−デジタル変換器はアナログ正
弦波および余弦波出力信号をデジタル正弦波および余弦
波出力信号に変換するために積分およびダンプフィルタ
に結合される。クロック発振器はデジタルコンピュータ
のタイミングを同期するためにクロック信号を供給す
る。デジタルコンピュータはレゾルバ基準励起信号を供
給するように構成され、そのタイミングはクロック発振
器によって正確に制御される。
【０００７】デジタルコンピュータは複数のレゾルバか
らのアナログ正弦波および余弦波出力信号の選択的な処
理の時間を定めるためにマルチプレクサに結合される。
ダンプ制御出力はアナログ正弦波および余弦波出力信号
を選択的に制動するためにコンピュータから積分および
ダンプフィルタに結合される。デジタルコンピュータは
またアナログ−デジタル変換器からのデジタル入力およ
び位相補償回路を同期するクロック発振器からのクロッ
ク入力信号を受信し、デジタル出力角度データを供給す
る。
らのアナログ正弦波および余弦波出力信号の選択的な処
理の時間を定めるためにマルチプレクサに結合される。
ダンプ制御出力はアナログ正弦波および余弦波出力信号
を選択的に制動するためにコンピュータから積分および
ダンプフィルタに結合される。デジタルコンピュータは
またアナログ−デジタル変換器からのデジタル入力およ
び位相補償回路を同期するクロック発振器からのクロッ
ク入力信号を受信し、デジタル出力角度データを供給す
る。
【０００８】ローパスフィルタは方形波を正弦波にする
ためにデジタルコンピュータの方形波出力に結合され、
電力増幅器は複数のレゾルバの一次巻線を駆動するため
にローパスフィルタとレゾルバの一次入力の間に結合さ
れる。
ためにデジタルコンピュータの方形波出力に結合され、
電力増幅器は複数のレゾルバの一次巻線を駆動するため
にローパスフィルタとレゾルバの一次入力の間に結合さ
れる。
【０００９】本発明の利点は増加した正確度および、ま
たは減少した回路の複雑性が得られることである。例え
ば、本発明の補償回路が解析されたとき、本発明者によ
る調査および開発中に、電子的処理誤差は５０％だけ減
少され、全体としてレゾルバ角度測定誤差は３３％減少
した。さらに、特別なレゾルバ補償巻線は全く必要な
く、付加的な電子ハードウェアもまた正確度の改良に対
して必要ではない。
たは減少した回路の複雑性が得られることである。例え
ば、本発明の補償回路が解析されたとき、本発明者によ
る調査および開発中に、電子的処理誤差は５０％だけ減
少され、全体としてレゾルバ角度測定誤差は３３％減少
した。さらに、特別なレゾルバ補償巻線は全く必要な
く、付加的な電子ハードウェアもまた正確度の改良に対
して必要ではない。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の原理を使用するレゾルバ位相
補償回路の１実施例のブロック図である。レゾルバ11は
一次巻線12および１対の２次巻線13を有し、２つの出力
ライン14,15 でアナログ正弦波および余弦波出力信号を
供給するように構成されている。また図１に示されてい
るように、破線で示された箱形10は同じ電力源によって
駆動された一次巻線を有する複数の付加的なレゾルバを
示し、以下詳細に説明する。本発明の位相補償回路はレ
ゾルバ11の出力および複数の付加的なレゾルバを示す破
線で示された箱形10の出力に結合されたマルチプレクサ
21を含む。マルチプレクサ21はアナログ正弦波および余
弦波出力信号を選択的に処理するように構成されてい
る。積分およびダンプフィルタ22はマルチプレクサ21に
結合され、アナログ正弦波および余弦波出力信号を積分
するように構成されている。アナログ−デジタル変換器
23は積分およびダンプフィルタ22に結合され、積分され
た正弦波および余弦波出力信号をＡ／Ｄ出力リード24に
おけるデジタル出力信号に変換するように構成されてい
る。クロック発振器25はクロック信号26を供給する。
デジタルコンピュータ30は複数のレゾルバからのアナロ
グ正弦波および余弦波出力信号の選択的な処理のタイミ
ングを制御するように構成されているマルチプレクサ21
に結合されたマルチプレクサ制御出力31を有する。デジ
タルコンピュータ30からのダンプ制御出力32は積分され
たアナログ正弦波および余弦波出力信号のダンピングの
タイミングを制御するために積分およびダンプフィルタ
22に結合される。デジタルコンピュータ30からのＡ／Ｄ
タイミング制御出力39はアナログ−デジタル変換器23に
結合されてアナログ−デジタル変換器23のタイミングを
制御する。デジタルコンピュータ30のデジタル入力33は
デジタル出力信号を受信するためにアナログ−デジタル
変換器23のＡ／Ｄ出力リード24に結合される。デジタル
コンピュータ30のクロック入力34はクロック発振器25か
らクロック信号26を受信するように構成されている。デ
ジタルコンピュータ30からの方形波出力信号35はローパ
スフィルタ40の入力に供給される。角度データ出力端子
37は複数のレゾルバからの補償された正弦波および余弦
波信号から計算された角度データ出力信号38を供給する
ように構成されている。
補償回路の１実施例のブロック図である。レゾルバ11は
一次巻線12および１対の２次巻線13を有し、２つの出力
ライン14,15 でアナログ正弦波および余弦波出力信号を
供給するように構成されている。また図１に示されてい
るように、破線で示された箱形10は同じ電力源によって
駆動された一次巻線を有する複数の付加的なレゾルバを
示し、以下詳細に説明する。本発明の位相補償回路はレ
ゾルバ11の出力および複数の付加的なレゾルバを示す破
線で示された箱形10の出力に結合されたマルチプレクサ
21を含む。マルチプレクサ21はアナログ正弦波および余
弦波出力信号を選択的に処理するように構成されてい
る。積分およびダンプフィルタ22はマルチプレクサ21に
結合され、アナログ正弦波および余弦波出力信号を積分
するように構成されている。アナログ−デジタル変換器
23は積分およびダンプフィルタ22に結合され、積分され
た正弦波および余弦波出力信号をＡ／Ｄ出力リード24に
おけるデジタル出力信号に変換するように構成されてい
る。クロック発振器25はクロック信号26を供給する。
デジタルコンピュータ30は複数のレゾルバからのアナロ
グ正弦波および余弦波出力信号の選択的な処理のタイミ
ングを制御するように構成されているマルチプレクサ21
に結合されたマルチプレクサ制御出力31を有する。デジ
タルコンピュータ30からのダンプ制御出力32は積分され
たアナログ正弦波および余弦波出力信号のダンピングの
タイミングを制御するために積分およびダンプフィルタ
22に結合される。デジタルコンピュータ30からのＡ／Ｄ
タイミング制御出力39はアナログ−デジタル変換器23に
結合されてアナログ−デジタル変換器23のタイミングを
制御する。デジタルコンピュータ30のデジタル入力33は
デジタル出力信号を受信するためにアナログ−デジタル
変換器23のＡ／Ｄ出力リード24に結合される。デジタル
コンピュータ30のクロック入力34はクロック発振器25か
らクロック信号26を受信するように構成されている。デ
ジタルコンピュータ30からの方形波出力信号35はローパ
スフィルタ40の入力に供給される。角度データ出力端子
37は複数のレゾルバからの補償された正弦波および余弦
波信号から計算された角度データ出力信号38を供給する
ように構成されている。
【００１１】ローパスフィルタ40は正弦波信号41を供給
するためにデジタルコンピュータ30からの方形波出力信
号35をろ波するように構成されている。電力増幅器42は
ローパスフィルタ40によって供給された正弦波基準信号
41を増幅するためにローパスフィルタ40とレゾルバ11の
一次巻線、並びに複数の付加的なレゾルバ10の一次巻線
との間に結合される。
するためにデジタルコンピュータ30からの方形波出力信
号35をろ波するように構成されている。電力増幅器42は
ローパスフィルタ40によって供給された正弦波基準信号
41を増幅するためにローパスフィルタ40とレゾルバ11の
一次巻線、並びに複数の付加的なレゾルバ10の一次巻線
との間に結合される。
【００１２】方形波出力信号35はローパスフィルタ40に
よって正弦波に滑らかにされ、本発明の位相補償回路に
よって自動的に補償される位相シフトの別のソースおよ
び位相シフトのドリフトである。従来技術では比較装置
をフィルタ40からの正弦波信号41に接続することによっ
てフィルタ位相シフトを処理した。比較装置は正弦波信
号41のタイミングとクロック信号26のタイミングを比較
し、正弦波信号41のタイミングを再び初期化することに
よって補正した。ローパスフィルタ40によって供給され
た滑らかな正弦波信号41はそれに接続されたレゾルバの
一次巻線の全てを励起する電力増幅器42を駆動する。レ
ゾルバからの正弦波および余弦波信号はマルチプレクサ
21によって選択され、積分およびダンプフィルタ22によ
って処理され、アナログ−デジタル変換器23を用いてコ
ンピュータ30により処理可能な形態に変換される。積分
およびダンプフィルタは必要にならば伝統的な「演算増
幅器積分器」として構成されることができる。簡明にす
るために、それはＲＣネットワークとして図１に示され
ている。
よって正弦波に滑らかにされ、本発明の位相補償回路に
よって自動的に補償される位相シフトの別のソースおよ
び位相シフトのドリフトである。従来技術では比較装置
をフィルタ40からの正弦波信号41に接続することによっ
てフィルタ位相シフトを処理した。比較装置は正弦波信
号41のタイミングとクロック信号26のタイミングを比較
し、正弦波信号41のタイミングを再び初期化することに
よって補正した。ローパスフィルタ40によって供給され
た滑らかな正弦波信号41はそれに接続されたレゾルバの
一次巻線の全てを励起する電力増幅器42を駆動する。レ
ゾルバからの正弦波および余弦波信号はマルチプレクサ
21によって選択され、積分およびダンプフィルタ22によ
って処理され、アナログ−デジタル変換器23を用いてコ
ンピュータ30により処理可能な形態に変換される。積分
およびダンプフィルタは必要にならば伝統的な「演算増
幅器積分器」として構成されることができる。簡明にす
るために、それはＲＣネットワークとして図１に示され
ている。
【００１３】本発明の位相補償回路の幾つかの実施例は
マルチプレクサ21および積分ダンプフィルタ22に対する
制御信号を発生するためにデジタルタイミング回路（図
示せず）を設けている。そのようなデジタルタイミング
回路はソフトウェアまたはハードウェアのいずれかに構
成されることができる。そのようなデジタルタイミング
回路の機能はデジタルコンピュータ30によって与えられ
る。
マルチプレクサ21および積分ダンプフィルタ22に対する
制御信号を発生するためにデジタルタイミング回路（図
示せず）を設けている。そのようなデジタルタイミング
回路はソフトウェアまたはハードウェアのいずれかに構
成されることができる。そのようなデジタルタイミング
回路の機能はデジタルコンピュータ30によって与えられ
る。
【００１４】デジタルコンピュータ30は本発明の位相補
償回路の心臓部分である。そのタイミングはクロック発
振器25により同期される。デジタルコンピュータ30はレ
ゾルバ11を励起するために滑らかな正弦波にされる適切
な周波数の方形波を供給する。デジタルコンピュータ30
はマルチプレクサおよびダンプ制御出力31,32 およびＡ
／Ｄタイミング制御出力39に出力された制御信号によっ
てマルチプレクサ21、アナログ−デジタル変換器23、お
よび積分およびダンプフィルタ22のタイミングおよび動
作を与える。デジタルコンピュータ30はＡ／Ｄ出力リー
ド24によってアナログ−デジタル変換器23により供給さ
れたデジタル出力信号を受け、必要な全ての計算を行
い、位相補償された角度データ出力信号38を含む角度デ
ータを出力する。角度データ出力信号38はレゾルバ11お
よび複数の付加的なレゾルバを示す破線で示された箱形
10からの補償された正弦波および余弦波信号から計算さ
れた角度データを含む。デジタルコンピュータ30はまた
必要に応じて他の制御機能に対して内部的に角度データ
を使用することができる。
償回路の心臓部分である。そのタイミングはクロック発
振器25により同期される。デジタルコンピュータ30はレ
ゾルバ11を励起するために滑らかな正弦波にされる適切
な周波数の方形波を供給する。デジタルコンピュータ30
はマルチプレクサおよびダンプ制御出力31,32 およびＡ
／Ｄタイミング制御出力39に出力された制御信号によっ
てマルチプレクサ21、アナログ−デジタル変換器23、お
よび積分およびダンプフィルタ22のタイミングおよび動
作を与える。デジタルコンピュータ30はＡ／Ｄ出力リー
ド24によってアナログ−デジタル変換器23により供給さ
れたデジタル出力信号を受け、必要な全ての計算を行
い、位相補償された角度データ出力信号38を含む角度デ
ータを出力する。角度データ出力信号38はレゾルバ11お
よび複数の付加的なレゾルバを示す破線で示された箱形
10からの補償された正弦波および余弦波信号から計算さ
れた角度データを含む。デジタルコンピュータ30はまた
必要に応じて他の制御機能に対して内部的に角度データ
を使用することができる。
【００１５】図２は図１に示されたレゾルバ位相補償回
路の動作を示す一連の波形に対する振幅対時間のグラフ
である。図２は正弦波信号が余弦波信号よりも振幅が大
きい時の状態を示す。デジタルコンピュータ３０は前記
のようにデジタル出力信号を供給されるから、これに基
づいて正弦波信号と余弦波信号の振幅を知り、それらの
比較によっていずれの振幅が大きいかを決定することが
できる。図２の一番上の波形はレゾルバ１１の励起のた
めの１次巻線の電流波形であり、２番目の波形はこの１
次巻線の電流波形に対して意図的でない位相シフトが発
生した状態におけるレゾルバ１１の正弦波巻線から出力
された正弦波信号を示す。マルチプレクサ２１は図２に
示された期間内において正弦波信号をサンプルするため
に４回にオンに切換えられ、これらの各サンプル時間は
図２にＭＵＸオンとして表示されている。「＋ｓｉｎ」
および「−ｓｉｎ」と表示されたサンプル時間は正弦波
信号の振幅を決定するために使用される。この期間のサ
ンプリングは従来において実行された補償されていない
方法で行われているものと実質上同じである。「＋ｃｏ
ｍｐ」および「−ｃｏｍｐ」と表示されたマルチプレク
サ２１のサンプル時間は本発明で採用されている新しい
ものである。これらのサンプル時間はレゾルバ１１の出
力の位相シフトを測定するために使用されるので、タイ
ミングはこの位相シフトを補償するように調節されるこ
とが可能である。余弦波信号が正弦波信号よりも大きい
とき、＋ｃｏｍｐおよび−ｃｏｍｐ信号は正弦波信号で
はなく余弦波信号から得られる。
路の動作を示す一連の波形に対する振幅対時間のグラフ
である。図２は正弦波信号が余弦波信号よりも振幅が大
きい時の状態を示す。デジタルコンピュータ３０は前記
のようにデジタル出力信号を供給されるから、これに基
づいて正弦波信号と余弦波信号の振幅を知り、それらの
比較によっていずれの振幅が大きいかを決定することが
できる。図２の一番上の波形はレゾルバ１１の励起のた
めの１次巻線の電流波形であり、２番目の波形はこの１
次巻線の電流波形に対して意図的でない位相シフトが発
生した状態におけるレゾルバ１１の正弦波巻線から出力
された正弦波信号を示す。マルチプレクサ２１は図２に
示された期間内において正弦波信号をサンプルするため
に４回にオンに切換えられ、これらの各サンプル時間は
図２にＭＵＸオンとして表示されている。「＋ｓｉｎ」
および「−ｓｉｎ」と表示されたサンプル時間は正弦波
信号の振幅を決定するために使用される。この期間のサ
ンプリングは従来において実行された補償されていない
方法で行われているものと実質上同じである。「＋ｃｏ
ｍｐ」および「−ｃｏｍｐ」と表示されたマルチプレク
サ２１のサンプル時間は本発明で採用されている新しい
ものである。これらのサンプル時間はレゾルバ１１の出
力の位相シフトを測定するために使用されるので、タイ
ミングはこの位相シフトを補償するように調節されるこ
とが可能である。余弦波信号が正弦波信号よりも大きい
とき、＋ｃｏｍｐおよび−ｃｏｍｐ信号は正弦波信号で
はなく余弦波信号から得られる。
【００１６】ＭＵＸ、Ａ／Ｄ、ＤＵＭＰと記載された３
つのデジタル波形（マルチプレクサ21、アナログ−デジ
タル変換器23、および積分およびダンプフィルタ22に対
する制御信号を表す）の相対的タイミングは一定である
が、全ての信号は共に前方または後方に位相（時間）シ
フトされることができる。位相補償が正しいとき、積分
およびダンプフィルタ22の出力は「ｃｏｍｐ」サンプル
後にゼロになる。しかしながら、位相シフト誤差は誤差
電圧を生成する。反対極性の誤差電圧は２つのサンプル
によって生成されるので、「−ｃｏｍｐ」値は「＋ｃｏ
ｍｐ」から減算され、最終位相誤差を計算する。正弦波
の振幅は「−ｓｉｎｅ」値を「＋ｓｉｎｅ」値から減算
することによって簡単に計算できる。位相遅延は次の表
にしたがって１インクレメントだけ前方または後方にシ
フトされる： 位相誤差極性 正弦波振幅極性 インクレメントされる 位相シフト遅延 − ＋ −１ ＋ ＋ ＋１ − − ＋１ ＋ − −１ 両極性をサンプリングし結合することは両者の半分のサ
イクルにわたって位相シフトを平均にし、オフセット誤
差を除去する。
つのデジタル波形（マルチプレクサ21、アナログ−デジ
タル変換器23、および積分およびダンプフィルタ22に対
する制御信号を表す）の相対的タイミングは一定である
が、全ての信号は共に前方または後方に位相（時間）シ
フトされることができる。位相補償が正しいとき、積分
およびダンプフィルタ22の出力は「ｃｏｍｐ」サンプル
後にゼロになる。しかしながら、位相シフト誤差は誤差
電圧を生成する。反対極性の誤差電圧は２つのサンプル
によって生成されるので、「−ｃｏｍｐ」値は「＋ｃｏ
ｍｐ」から減算され、最終位相誤差を計算する。正弦波
の振幅は「−ｓｉｎｅ」値を「＋ｓｉｎｅ」値から減算
することによって簡単に計算できる。位相遅延は次の表
にしたがって１インクレメントだけ前方または後方にシ
フトされる： 位相誤差極性 正弦波振幅極性 インクレメントされる 位相シフト遅延 − ＋ −１ ＋ ＋ ＋１ − − ＋１ ＋ − −１ 両極性をサンプリングし結合することは両者の半分のサ
イクルにわたって位相シフトを平均にし、オフセット誤
差を除去する。
【００１７】その結果得られた低速負帰還サーボ制御は
位相シフトをゼロの１インクレメント内にもたらす。位
相シフトのドリフトは温度変動および劣化によって生じ
られるので、非常に遅い。結果的に、本発明の位相補償
回路の低速サーボ動作は温度変動により生じた位相ドリ
フトによって持続するのに十分な速さである。各レゾル
バに関連するサーボにより計算された遅延（ローパスフ
ィルタ遅延も含む）は分離したコンピュータメモリ位置
に記憶され、使用のために呼戻され、それに関連するレ
ゾルバがサンプルされるごとに更新する。
位相シフトをゼロの１インクレメント内にもたらす。位
相シフトのドリフトは温度変動および劣化によって生じ
られるので、非常に遅い。結果的に、本発明の位相補償
回路の低速サーボ動作は温度変動により生じた位相ドリ
フトによって持続するのに十分な速さである。各レゾル
バに関連するサーボにより計算された遅延（ローパスフ
ィルタ遅延も含む）は分離したコンピュータメモリ位置
に記憶され、使用のために呼戻され、それに関連するレ
ゾルバがサンプルされるごとに更新する。
【００１８】以上、電磁レゾルバの位相補償を行う新し
い改良された回路を説明した。上述の実施例は本発明の
原理の適用を示す多くの特定の実施例の幾つかを単に示
すものであることを理解すべきである。明らかに、多く
の他の装置は本発明の技術的範囲から逸脱することなく
当業者によって容易に工夫されることができる。
い改良された回路を説明した。上述の実施例は本発明の
原理の適用を示す多くの特定の実施例の幾つかを単に示
すものであることを理解すべきである。明らかに、多く
の他の装置は本発明の技術的範囲から逸脱することなく
当業者によって容易に工夫されることができる。
【図１】本発明の原理を使用する１実施例のレゾルバ位
相補償回路のブロック図。
相補償回路のブロック図。
【図２】図１に示されたレゾルバ位相補償回路の動作を
示す一連の波形に対する振幅対時間のグラフ。
示す一連の波形に対する振幅対時間のグラフ。
【符号の説明】 10,11 …レゾルバ、22…積分器、23…変換器、30…プロ
セッサ。
セッサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・アール・カージル アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90230、カルバー・シティー、サマータ イム・レーン 13303 (56)参考文献 特開 平２−179414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−298718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−100610（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−182812（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】 アナログ正弦波および余弦波出力信号を
供給するように構成された１つ以上のレゾルバと、 前記１つ以上のレゾルバに結合され、そのレゾルバによ
って供給されたアナログ正弦波および余弦波出力信号を
積分する積分器と、前記積分器に結合され、 積分されたアナログ正弦波およ
び余弦波出力信号をデジタル出力信号に変換するアナロ
グ−デジタル変換器と、正弦波および余弦波出力信号をサンプリングするための
タイミング制御出力を有し、正および負極性の振幅サン
プル信号および正および負極性の補償サンプル信号を出
力し、サンプル信号から導出された位相誤差の関数とし
て制御出力信号に対する位相シフトを行うプロセッサと
を具備し、前記プロセッサにより行われる位相シフトは、遅延方向
の位相シフトを＋として、 （ａ）位相誤差の極性が−で、正弦波振幅の極性は＋で
あるとき、位相シフト量は−１だけインクレメントさ
れ、 （ｂ）位相誤差の極性が＋で、正弦波振幅の極性も＋で
あるとき、位相シフト量は＋１だけインクレメントさ
れ、 （ｃ）位相誤差の極性が−で、正弦波振幅の極性も−で
あるとき、位相シフト量は＋１だけインクレメントさ
れ、 （ｄ）位相誤差の極性が＋で、正弦波振幅の極性が−で
あるとき、位相シフト量は−１だけインクレメントされ
ることを特徴とする位相補償されたレゾルバ回路。 - 【請求項２】 レゾルバの巻線から受信された出力信号
を積分するレゾルバの正弦波巻線および余弦波巻線に結
合された積分器と、 積分された正弦波および余弦波出力信号をサンプリング
する積分器に結合されたサンプラと、 サンプラに結合されて積分された正弦波および余弦波サ
ンプルを受信し、サンプルに基いた位相角度データ出
力、正および負極性の振幅サンプル信号および、正およ
び負極性の補償サンプル信号を生成し、角度データ出力
の位相シフト誤差を減少するようにタイミング制御出力
の位相を調節し、振幅サンプル信号と補償サンプル信号
との比較から得られた位相シフト遅延およびサンプラタ
イミングを制御するためにタイミング制御出力をサンプ
ラに発生させるプロセッサとを具備している正弦波およ
び余弦波を有するレゾルバ用の位相補償回路。 - 【請求項３】 レゾルバ巻線から受信された正弦波およ
び余弦波出力信号を積分し、 正および負極性の振幅サンプル信号および正および負極
性の補償サンプル信号を供給するために積分された正弦
波および余弦波出力信号をサンプリングし、前記 振幅サンプル信号と補償サンプル信号との比較から
位相シフト遅延を導出し、 前記積分段階のタイミングを制御するために位相シフト
遅延をタイミング制御信号に適用するステップを含むレ
ゾルバ巻線から受信された正弦波および余弦波出力信号
の位相誤差を補償する方法。 - 【請求項４】 サンプリング前に正弦波および余弦波出
力信号をデジタル形態に変換するステップをさらに含
み、位相シフト遅延を適用する段階では、前記変換段階
のタイミングを制御するために位相シフト遅延をタイミ
ング制御信号に適用する請求項３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/716,179 US5134397A (en) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Phase compensation for electromagnetic resolvers |
| US716179 | 1991-06-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187888A JPH05187888A (ja) | 1993-07-27 |
| JP2546575B2 true JP2546575B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=24877066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4158162A Expired - Lifetime JP2546575B2 (ja) | 1991-06-17 | 1992-06-17 | 電磁レゾルバの位相補償 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5134397A (ja) |
| EP (1) | EP0527305B1 (ja) |
| JP (1) | JP2546575B2 (ja) |
| CA (1) | CA2066123C (ja) |
| DE (1) | DE69222820T2 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557273A (en) * | 1993-02-25 | 1996-09-17 | Honeywell Inc. | Magnetic azimuth detector to digital (MAD) converter |
| US5720421A (en) * | 1994-02-28 | 1998-02-24 | Vamco Machine & Tool, Inc. | Elecronically controlled high speed press feed |
| US5684719A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-04 | Hughes Electronics | Software-based resolver-to-digital converter |
| JP3336870B2 (ja) * | 1996-09-04 | 2002-10-21 | 三菱電機株式会社 | 回転磁石形多相同期電動機の制御方法及びその装置 |
| US6084376A (en) * | 1998-06-09 | 2000-07-04 | Aspen Motion Technologies, Inc. | Low cost resolver system |
| US6326908B1 (en) | 1998-09-04 | 2001-12-04 | Trilogy Systems Corp | Precision position encoder using coarse position indicator |
| DE19841763C1 (de) * | 1998-09-11 | 2000-02-10 | Texas Instruments Deutschland | Verfahren zur digitalen Auswertung der analogen Ausgangssignale eines Resolvers |
| US6331759B1 (en) * | 1999-04-27 | 2001-12-18 | The Boeing Company | Pulse drive angle measurement system and method |
| DE10033575B4 (de) * | 2000-07-11 | 2005-04-21 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Abschätzung der Frequenz eines digitalen Signals |
| EP1333347B1 (en) * | 2002-01-30 | 2007-12-05 | Siemens VDO Automotive AG | A method and device for determining a rotary orientation of a motor through feeding a resolver signal derived from the rotary orientation to a single control system that is used both for triggering and for evaluating the resolver signal, and a motor vehicle provided with such device |
| JP2004239689A (ja) | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Minebea Co Ltd | 偏差角度検出装置 |
| US7680234B2 (en) * | 2004-02-24 | 2010-03-16 | Schneider Electric USA, Inc. | Method and apparatus for signal phase locking |
| US7561968B2 (en) * | 2004-10-13 | 2009-07-14 | The Boeing Company | Scale factor calibration and compensation for angular position resolver |
| US7459872B2 (en) * | 2006-02-03 | 2008-12-02 | Bae Systems Land & Armaments L.P. | High speed motor control |
| US7432836B2 (en) * | 2006-08-01 | 2008-10-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Multiplexed signal conditioner |
| US7977936B2 (en) * | 2008-10-16 | 2011-07-12 | Hamilton Sundstrand Corporation | Resolver interface and signal conditioner |
| DE102014100624B4 (de) * | 2014-01-21 | 2017-04-06 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Resolver-Anordnung |
| US9391630B2 (en) | 2014-06-13 | 2016-07-12 | Hamilton Sundstrand Corporation | Multiplexed signal sampler and conditioner |
| US10370125B2 (en) | 2015-01-13 | 2019-08-06 | Honeywell International Inc. | Satellite control system |
| JP6689712B2 (ja) * | 2016-08-23 | 2020-04-28 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | レゾルバ補正装置及び半導体装置 |
| EP3708965B1 (en) * | 2019-03-12 | 2022-06-01 | Danfoss Editron Oy | A positioning device for producing a rotational position signal and an excitation device for producing an excitation signal for a resolver |
| JP7241660B2 (ja) * | 2019-10-08 | 2023-03-17 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | レゾルバ補正装置およびレゾルバ補正装置の補正方法 |
| EP3929538A1 (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-29 | AMS Sensors Singapore Pte. Ltd. | Inductive position sensor device |
| US11177987B1 (en) * | 2020-10-27 | 2021-11-16 | Infineon Technologies Ag | Resolver signal processing |
| EP4361571A1 (en) * | 2022-10-26 | 2024-05-01 | Renesas Electronics America Inc. | A signal processing unit for an inductive position sensor |
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|---|---|---|---|---|
| US3878535A (en) * | 1972-06-08 | 1975-04-15 | Sundstrand Data Control | Phase locked loop method of synchro-to-digital conversion |
| CS164011B1 (ja) * | 1973-04-09 | 1975-11-07 | ||
| US4099245A (en) * | 1977-05-05 | 1978-07-04 | Lockheed Electronics Co., Inc. | Transducer signalling apparatus |
| FR2458838A1 (fr) * | 1979-06-06 | 1981-01-02 | Thomson Csf | Dispositif de mesure de l'orientation relative de deux corps et systeme de reperage de direction correspondant |
| NO149522C (no) * | 1980-03-21 | 1984-05-09 | Trallfa Nils Underhaug As | Anordning ved posisjonsmaaler |
| US4989001A (en) * | 1989-04-20 | 1991-01-29 | Advanced Micro Controls, Inc. | Microcontroller based resolver-to-digital converter |
-
1991
- 1991-06-17 US US07/716,179 patent/US5134397A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-15 CA CA002066123A patent/CA2066123C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-10 DE DE69222820T patent/DE69222820T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-10 EP EP92109720A patent/EP0527305B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-17 JP JP4158162A patent/JP2546575B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH05187888A (ja) | 1993-07-27 |
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| CA2066123C (en) | 1997-10-14 |
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| EP0527305B1 (en) | 1997-10-22 |
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