JP4669859B2 - Simulated resolver, motor simulator, and motor simulation method - Google Patents
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Description
本発明は、回転機器から入力される角度信号に基づいて角度成分信号を出力する模擬レゾルバ、当該模擬レゾルバを備えたモータシミュレータ、レゾルバシミュレーション方法、及びモータシミュレーション方法に関する。 The present invention relates to a simulated resolver that outputs an angle component signal based on an angle signal input from a rotating device, a motor simulator including the simulated resolver, a resolver simulation method, and a motor simulation method.
近年、製品開発に要する期間やコストの削減を目的としてシミュレーション装置が利用されている。当該シミュレーション装置は、制御装置のソフトウェアを評価するために、当該制御装置によって制御される実際の装置を、数式化したモデルプログラムにより模擬してコンピュータに演算させ、その結果に基づいて特性の確認や起こり得る問題の抽出を可能とするものである。 In recent years, simulation apparatuses have been used for the purpose of reducing the time and cost required for product development. In order to evaluate the software of the control device, the simulation device simulates an actual device controlled by the control device by a mathematical model program, and causes a computer to calculate the characteristics. It is possible to extract possible problems.
ところで、回転機器を制御する制御装置は、永久磁石同期モータ等の回転機器に対して回転制御する際に、回転機器を構成する回転体の磁極位置を検出する必要があり、この磁極位置の検出のための位置センサとしてレゾルバ等が用いられている。上述したシミュレーション装置により回転機器を模擬する場合には、回転体の磁極位置を検出するためのレゾルバとともに模擬する必要がある。 By the way, a control device that controls a rotating device needs to detect the magnetic pole position of a rotating body that constitutes the rotating device when performing rotation control on the rotating device such as a permanent magnet synchronous motor. For example, a resolver is used as a position sensor. When the rotating device is simulated by the simulation apparatus described above, it is necessary to simulate the rotating device together with a resolver for detecting the magnetic pole position of the rotating body.
例えば、図１に示すような永久同期磁石モータを模擬するシミュレーション装置としてのモータシミュレータ９００は、制御装置８００からのスイッチング信号に基づいて三相電圧信号を生成する模擬インバータ９１０と、三相電圧信号に基づいて三相電流信号及び角度信号を生成する模擬回転機器９２０と、模擬レゾルバ９３０とを備えて構成される。 For example, a motor simulator 900 as a simulation device for simulating a permanent synchronous magnet motor as shown in FIG. 1 includes a simulated inverter 910 that generates a three-phase voltage signal based on a switching signal from the control device 800, and a three-phase voltage signal. And a simulated rotating device 920 that generates a three-phase current signal and an angle signal, and a simulated resolver 930.
模擬レゾルバ９３０は、制御装置８００から模擬レゾルバ９３０の励磁コイル（但し、模擬レゾルバなので実際に励磁コイルが存在するわけではない）を磁化させるための電流信号として模擬レゾルバ９３０に入力される基準信号Ｖｒｅｆ´、及び、模擬回転機器９２０から入力される角度信号θ´に基づいて、模擬レゾルバが磁極位置を示す検出コイルからの出力信号としての角度成分信号Ｖｓｉｎ´、Ｖｃｏｓ´を算出して制御装置に出力する。 The simulated resolver 930 receives a reference signal Vref input to the simulated resolver 930 as a current signal for magnetizing the exciting coil of the simulated resolver 930 from the control device 800 (however, since the simulated resolver does not actually have an exciting coil). 'And the angle component signals Vsin' and Vcos 'as the output signals from the detection coil indicating the magnetic pole position based on the angle signal θ' input from the simulated rotating device 920 to the control device. Output.
ところで、実際のレゾルバの各々には固有の特性があり、実機の回転機器の回転角度を実際のレゾルバであるレゾルバセンサによって読み取った場合、例えば、図２に実線で示すように、位相が１８０度より小さい領域では図２に破線で示す理想的な角度よりも大きい値が出力され、１８０度より大きい領域では理想的な角度よりも小さい値が出力される。 By the way, each of the actual resolvers has unique characteristics, and when the rotation angle of the actual rotating device is read by a resolver sensor which is an actual resolver, for example, as shown by a solid line in FIG. 2, the phase is 180 degrees. In a smaller region, a value larger than the ideal angle indicated by the broken line in FIG. 2 is output, and in a region larger than 180 degrees, a value smaller than the ideal angle is output.
そして、制御装置が、そのような固有の特性による誤差を含んだ角度信号に基づいて、模擬インバータに出力するスイッチング信号を算出すると、図２に示すように、理想的な角度信号に基づいて算出されたスイッチング信号との間にずれを生じてしまう。このようなずれの発生を防止するために、制御装置のソフトウェアには、実機のレゾルバの各々に固有の誤差を補正するための演算ブロックが設けられており、当該演算ブロックの処理によって、誤差を含んだ角度信号は理想的な角度信号に変換される。 Then, when the control device calculates the switching signal to be output to the simulated inverter based on the angle signal including an error due to such a characteristic, the control device calculates based on the ideal angle signal as shown in FIG. A deviation occurs from the switching signal. In order to prevent the occurrence of such deviation, the control unit software is provided with a calculation block for correcting an error inherent in each resolver of the actual machine. The included angle signal is converted into an ideal angle signal.
しかし、モータシミュレータ９００において、模擬回転機器９２０によって生成され模擬レゾルバ９３０に出力される角度信号は誤差を含まない理想的な信号であり、実機のレゾルバの各々が有する固有の特性に起因する誤差を含むものではないため、模擬レゾルバ９３０から出力される角度信号にもそのような誤差が含まれない。 However, in the motor simulator 900, the angle signal generated by the simulated rotating device 920 and output to the simulated resolver 930 is an ideal signal that does not include an error, and an error caused by a characteristic characteristic of each of the actual resolvers is not generated. Since it is not included, the angle signal output from the simulated resolver 930 does not include such an error.
制御装置のソフトウェアの複数の演算ブロックうち、正常動作しているレゾルバを制御するためのブロックの動作を、模擬レゾルバを用いて検証する場合は、理想的な信号が模擬レゾルバから制御装置に入力されても問題はない。しかし、実機のレゾルバの各々に固有の誤差を補正するための演算ブロックの動作を、模擬レゾルバを用いて検証する場合は、理想的な信号が模擬レゾルバから制御装置に入力されると、当該ブロックが動作しない、または、当該ブロックが動作しても補正が行なわれないこととなり、当該ブロックの検証を適正に行なうことができない。 When using a simulated resolver to verify the operation of a block for controlling a normally operating resolver among multiple calculation blocks in the controller software, an ideal signal is input from the simulated resolver to the controller. There is no problem. However, when verifying the operation of an arithmetic block for correcting an error inherent in each of the actual resolvers using a simulated resolver, when an ideal signal is input from the simulated resolver to the control device, Does not operate, or even if the block operates, no correction is performed, and the block cannot be properly verified.
特許文献１や特許文献２にはモータシミュレータにおけるシミュレーションをモータの個体差等のパラメータを考慮して行なう技術が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose a technique for performing simulation in a motor simulator in consideration of parameters such as individual differences of motors.
なお、特許文献１には、モータ解析を簡易且つ迅速に行なうためのモータ解析プログラムを搭載したモータ解析装置が開示されている。当該モータ解析プログラムは、モータ解析の際に実行される各ステップを自動的に実行する複数のモジュールに分割されており、ユーザは、対話的な画面においてデータ入力等を行ないながら各ステップを実行することでモータ解析を行なうことができる。 Patent Document 1 discloses a motor analysis apparatus equipped with a motor analysis program for simply and quickly performing motor analysis. The motor analysis program is divided into a plurality of modules that automatically execute each step executed in motor analysis, and the user executes each step while inputting data on an interactive screen. Thus, motor analysis can be performed.
また、特許文献２には、設計対象物を少なくとも一つのパラメータを有するモデルで近似し、当該モデルから実験計画法等によって複数の値を算出し、算出した複数の値に基づいて近似式を導出し、導出した近似式を用いて設計対象物の特性値を算出することにより、設計対象物に特性ばらつきや製造ばらつきがある場合でも、所望する特性の設計対象物を設計することができる設計支援装置が開示されている。
しかし、特許文献１に開示されたモータ解析装置や特許文献２に開示された設計支援装置は、モータの個体差等を考慮したもので、レゾルバセンサの個体差等を考慮するものではなく、例え、このような技術を用いてレゾルバセンサの模擬を行なうにしても、それまで理想的な角度信号を出力していた模擬回転機器や模擬レゾルバに、誤差を含む角度信号を出力させるためには、模擬回転機器や模擬レゾルバを構成する様々なパラメータ（模擬レゾルバのモデル自体）を変更する必要があり煩雑な作業を要する。 However, the motor analysis device disclosed in Patent Document 1 and the design support device disclosed in Patent Document 2 take into account individual differences of motors and the like and do not consider individual differences of resolver sensors. Even if the resolver sensor is simulated using such a technique, in order to output an angle signal including an error to a simulated rotating device or a simulated resolver that has output an ideal angle signal until then, It is necessary to change various parameters (simulated resolver model itself) constituting the simulated rotating device and the simulated resolver, which requires complicated work.
また、モータシミュレータでは、複数種類の異なる特性を有する回転機器やレゾルバを模擬する必要があり、シミュレーションの対象となる模擬回転機器や模擬レゾルバの種類を変更する度に、上記のようなパラメータ変更作業を要することになれば、シミュレーションの作業に要する時間が更に長くなってしまう。 Also, in the motor simulator, it is necessary to simulate a plurality of types of rotating devices and resolvers having different characteristics. Each time the type of simulated rotating device or simulated resolver to be simulated is changed, the parameter changing operation as described above is performed. If this is required, the time required for the simulation work will be further increased.
本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、入力される角度信号を変更することにより、制御装置のソフトウェアに含まれるレゾルバの誤差を補正するブロックの検証を簡易に行なうことができる模擬レゾルバ及びモータシミュレータを提供する点にある。 An object of the present invention is to provide a simulation that can easily perform verification of a block that corrects an error of a resolver included in software of a control device by changing an input angle signal in view of the conventional problems described above. The object is to provide a resolver and a motor simulator.
上述の目的を達成するため、本発明による模擬レゾルバ及びモータシミュレータの特徴構成は、インバータから入力される制御信号に基づいて角度信号を生成する模擬回転機器と、前記模擬回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成部と、前記角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成部と、前記正弦波生成部で生成された正弦波を角度検出部から入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調部と、前記余弦波生成部で生成された余弦波を前記基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調部を備えている模擬レゾルバとを備えて構成されるモータシミュレータであって、前記模擬レゾルバに前記角度信号にオフセットを付与する角度補正部を備えている点にある。 In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the simulated resolver and the motor simulator according to the present invention includes a simulated rotating device that generates an angle signal based on a control signal input from an inverter, and an angle input from the simulated rotating device. A sine wave generation unit that generates a sine wave based on the signal, a cosine wave generation unit that generates a cosine wave based on the angle signal, and the sine wave generated by the sine wave generation unit are input from the angle detection unit. A first modulation unit that modulates based on the reference signal and outputs a first angle component signal; and a cosine wave generated by the cosine wave generation unit modulates the second angle component signal based on the reference signal. A motor simulator configured to include a simulated resolver including a second modulation unit that outputs, and includes an angle correction unit that applies an offset to the angle signal to the simulated resolver There to that point.
上述の構成によれば、模擬回転機器が理想的な角度信号を生成した場合であっても、角度補正部が模擬レゾルバにオフセットを付与することにより、理想的な角度信号を実機のレゾルバが有するような誤差を含んだ角度信号に変更する。 According to the above configuration, even when the simulated rotating device generates an ideal angle signal, the actual resolver has the ideal angle signal by providing the offset to the simulated resolver by the angle correction unit. Change to an angle signal that includes such an error.
以上説明した通り、本発明によれば、入力される角度信号を変更することにより、制御装置のソフトウェアに含まれるレゾルバの誤差を補正するブロックの検証を簡易に行なうことができる模擬レゾルバ及びモータシミュレータを提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, a simulated resolver and motor simulator that can easily perform verification of a block that corrects an error of a resolver included in software of a control device by changing an input angle signal. Can now be provided.
以下に、本発明による模擬レゾルバを備えたモータシミュレータについて説明する。モータシミュレータ１は、図３に示すように、車両に搭載される電子制御部３と接続され、電子制御部３からの制御信号に応じて所定のモデル演算処理を実行し、その結果を電子制御部３に出力するモデル演算部４０と、モデル演算部４０に対する演算条件の設定や、モデル演算の結果及び電子制御部３からの制御信号を表示することにより、電子制御部３の性能を評価する管理装置３０を備えている。 Below, the motor simulator provided with the simulation resolver by this invention is demonstrated. As shown in FIG. 3, the motor simulator 1 is connected to an electronic control unit 3 mounted on the vehicle, executes predetermined model calculation processing in accordance with a control signal from the electronic control unit 3, and electronically controls the result. The performance of the electronic control unit 3 is evaluated by displaying the model calculation unit 40 output to the unit 3 and the calculation conditions for the model calculation unit 40, the result of the model calculation, and the control signal from the electronic control unit 3. A management device 30 is provided.
電子制御部３は、ＣＰＵ及びＣＰＵで実行される制御プログラムが格納されたメモリ及び周辺回路を備えて構成され、モデル演算部４０から入力されたモータの回転角度、駆動電流等の擬似信号に基づいて、所定トルクを出力するようにモータを制御する。 The electronic control unit 3 includes a CPU and a memory in which a control program executed by the CPU is stored and a peripheral circuit. The electronic control unit 3 is based on pseudo signals such as a motor rotation angle and a drive current input from the model calculation unit 40. Then, the motor is controlled to output a predetermined torque.
管理装置３０及びモデル演算部４０は、夫々オペレーティングシステム（以下、「ＯＳ」と略記する。）を備えたコンピュータで構成され、シミュレーション用のアプリケーションソフトウェアが搭載されている。 Each of the management device 30 and the model calculation unit 40 is configured by a computer having an operating system (hereinafter abbreviated as “OS”), and is loaded with application software for simulation.
管理装置３０はＯＳに組み込まれたＧＵＩ（Graphical User Interface）を介してオペレータが操作入力可能に構成され、オペレータによる操作に基づいてモデル演算部４０を起動し、モデル演算部４０から送信された計測データに基づいて、その結果を表示する。つまり、アプリケーションソフトウェアに基づいて表示部に表示された操作画面に対してマウスやキーボードを操作することにより、モデル演算部４０に対する演算条件の設定や起動または停止等の操作が可能に構成されている。 The management device 30 is configured to allow an operator to input an operation via a GUI (Graphical User Interface) incorporated in the OS, and starts the model calculation unit 40 based on the operation by the operator, and the measurement transmitted from the model calculation unit 40 Display the results based on the data. In other words, by operating a mouse or a keyboard on the operation screen displayed on the display unit based on the application software, it is possible to perform operations such as setting calculation conditions and starting or stopping the model calculation unit 40. .
モデル演算部４０は、ＯＳを実行するＣＰＵが搭載されたマザーボードと、マザーボードとＰＣＩバスで接続される入出力変換ボードを備えて構成され、マザーボードと管理装置３０は所定周期で交信可能なようにＬＡＮ５０で接続されている。 The model calculation unit 40 includes a motherboard on which a CPU that executes an OS is mounted, and an input / output conversion board connected to the motherboard via a PCI bus so that the motherboard and the management device 30 can communicate with each other at a predetermined cycle. Connected via LAN50.
マザーボードにはＣＰＵとモデルプログラムが格納されたメモリ及び周辺回路が設けられ、ＣＰＵにより実行されるモデルプログラムに基づいて、電子制御部３にスロットル情報や車速パルス信号を出力する機械系のモデル演算部が構築されている。 A motherboard and a memory storing a CPU and a model program and peripheral circuits are provided, and based on the model program executed by the CPU, a mechanical model calculation unit that outputs throttle information and a vehicle speed pulse signal to the electronic control unit 3 Has been built.
入出力変換ボード８にはＣＰＵやＦＰＧＡ等を備えた演算ブロックが設けられ、電子制御部３から出力される制御信号に基づいて、永久同期磁石モータの動作を模擬して、三相電流信号やモータの回転角度信号を電子制御部３に出力する電気系のモデル演算部が構築されている。 The input / output conversion board 8 is provided with a calculation block including a CPU, FPGA, and the like. Based on a control signal output from the electronic control unit 3, the operation of the permanent synchronous magnet motor is simulated, and a three-phase current signal, An electric model calculation unit that outputs a rotation angle signal of the motor to the electronic control unit 3 is constructed.
上述のモデル演算部４０と電子制御部３は、信号中継ボードを介して接続されている。 The model calculation unit 40 and the electronic control unit 3 are connected via a signal relay board.
図４に示すように、本発明によるモータシミュレータ１は、上述した電気系のモデル演算部に構築され、電子制御部３から入力されるＰＷＭ信号に基づいて模擬回転機器に対する制御信号である三相交流電圧値を生成する模擬インバータ２と、回転機器としての永久磁石同期モータを模擬する模擬回転機器１０と、当該模擬回転機器１０により模擬されたモータの回転角度位置を表す角度信号を生成する模擬レゾルバ２０を備えている。 As shown in FIG. 4, the motor simulator 1 according to the present invention is constructed in the above-described electrical model calculation unit, and is a three-phase control signal for a simulated rotating device based on a PWM signal input from the electronic control unit 3. A simulated inverter 2 that generates an alternating voltage value, a simulated rotating device 10 that simulates a permanent magnet synchronous motor as a rotating device, and a simulation that generates an angle signal representing the rotational angle position of the motor simulated by the simulated rotating device 10 A resolver 20 is provided.
つまり、モータシミュレータ１は、回転機器と、当該回転機器に設けられて当該回転機器の回転角度を角度成分波形信号として出力するレゾルバセンサとを模擬するように構成されている。 That is, the motor simulator 1 is configured to simulate a rotating device and a resolver sensor that is provided in the rotating device and outputs a rotation angle of the rotating device as an angle component waveform signal.
模擬インバータ２は、モータシミュレータ１及び電子制御部３と接続され、電子制御部３から入力される、モータを所定トルクで駆動するための制御電流に対応する三相のＰＷＭ信号に基づいて、制御信号としてのＵ，Ｖ，Ｗの三相電圧信号値を算出して模擬回転機器１０に出力する。 The simulated inverter 2 is connected to the motor simulator 1 and the electronic control unit 3, and is controlled based on a three-phase PWM signal corresponding to a control current input from the electronic control unit 3 for driving the motor with a predetermined torque. The three-phase voltage signal values of U, V, and W as signals are calculated and output to the simulated rotating device 10.
ＰＷＭ信号は、例えば、正弦波状の相電圧制御値と三角波状の搬送波とを比較して得られる信号で、その周波数はＰＷＭ信号のパルス幅の変動周期により定められている。 The PWM signal is a signal obtained by comparing, for example, a sinusoidal phase voltage control value and a triangular wave carrier wave, and the frequency thereof is determined by the fluctuation period of the pulse width of the PWM signal.
模擬回転機器１０は、当該模擬モータの電圧方程式に基づいて、インバータ２から入力されるＵ，Ｖ，Ｗの三相電圧信号値からＵ，Ｖ，Ｗの三相電流信号値を算出して、内蔵するＤＡ変換部を介して電子制御部３へ出力する。モータの磁極がつくる磁束の向きをｄ軸、これよりπ／２進んだ方向をｑ軸とするｄ，ｑ座標系で当該モータの特性を規定する電圧方程式は、数１で示される。 The simulated rotating device 10 calculates the three-phase current signal values of U, V, and W from the three-phase voltage signal values of U, V, and W input from the inverter 2 based on the voltage equation of the simulated motor. The data is output to the electronic control unit 3 via the built-in DA conversion unit. A voltage equation that defines the characteristics of the motor in the d and q coordinate systems where the direction of the magnetic flux generated by the magnetic pole of the motor is the d-axis and the direction advanced by π / 2 is the q-axis is expressed by Equation 1.
数１において、Ｖｄ及びＶｑは電機子電圧のｄ軸及びｑ軸成分であり、Ｉｄ及びＩｑは電機子電流のｄ軸及びｑ軸成分であり、Ｒは電機子巻線抵抗であり、Ｌｄ及びＬｑはｄ軸のインダクタンス及びｑ軸のインダクタンスであり、φは永久磁石による電機子鎖交磁束であり、ωは電気角速度であり、ｐは微分演算子である。
模擬回転機器１０は、模擬インバータ２から入力される制御信号に基づいてモータの回転角度を示す角度信号を生成して、模擬レゾルバ２０に出力する。 The simulated rotating device 10 generates an angle signal indicating the rotation angle of the motor based on the control signal input from the simulated inverter 2 and outputs the angle signal to the simulated resolver 20.
詳述すると、模擬回転機器１０は、先ず、当該模擬モータの電圧方程式に基づいて得られた三相の電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに対するｄ，ｑ成分値Ｉｄ，Ｉｑを、数２に基づいて算出する。θｎはｄ軸の進み角（ｒａｄ）である。
次に、ｄｑ変換したＩｄ及びＩｑに対応する発生トルクＴｅ（Ｎｍ）を、数３に基づいて算出する。尚、数３において、Ｐｎは極対数であり、Ｐｈｉは鎖交磁束（Ｖ／ｒａｄ／ｓ）であり、Ｌｄはｄ軸インダクタンス（Ｈ）であり、Ｌｑはｑ軸インダクタンス（Ｈ）である。
そして、算出した発生トルクＴｅに対応する回転角速度ω（ｒａｄ／ｓ）を、数４に基づいて算出する。数４において、Ｊは慣性力（ｋｇｍ２）であり、Ｔｍは負荷トルク（Ｎｍ）であり、Ｄは減衰係数（Ｎｍｓ／ｒａｄ）であり、ｔは時間（ｓ）である。
最後に、算出した回転角速度ωを、数５に示すように、時間積分して理想角度、つまり角度信号θｓ（ｒａｄ）を算出する。 Finally, as shown in Equation 5, the calculated rotational angular velocity ω is integrated over time to calculate an ideal angle, that is, an angle signal θ s (rad).
模擬レゾルバ２０は、模擬回転機器１０から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成部２１と、角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成部２２と、正弦波生成部２２で生成された正弦波を電子制御部３の角度検出部３１から入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調部２３と、余弦波生成部２２で生成された余弦波を当該基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調部２４と、角度信号にオフセットを付与する角度補正部２５と、角度信号の信号レベルに対応したオフセットレベルを記憶する記憶部２６とを備えている。 The simulated resolver 20 includes a sine wave generation unit 21 that generates a sine wave based on an angle signal input from the simulated rotary device 10, a cosine wave generation unit 22 that generates a cosine wave based on the angle signal, and a sine wave generation A first modulation unit 23 that modulates the sine wave generated by the unit 22 based on a reference signal input from the angle detection unit 31 of the electronic control unit 3 and outputs a first angle component signal; and a cosine wave generation unit 22 The second modulation unit 24 that modulates the cosine wave generated in step (b) based on the reference signal and outputs a second angle component signal, the angle correction unit 25 that applies an offset to the angle signal, and the signal level of the angle signal And a storage unit 26 for storing the corresponding offset level.
つまり、モータシミュレータ１は、模擬回転機器１０から入力される角度信号に基づいて、第一角度成分信号と第二角度成分信号よりなる角度成分波形信号を生成する波形信号生成部を備えて構成されている。 That is, the motor simulator 1 includes a waveform signal generation unit that generates an angle component waveform signal composed of the first angle component signal and the second angle component signal based on the angle signal input from the simulated rotating device 10. ing.
正弦波生成部２１は模擬回転機器１０から入力される角度信号に対応した正弦波信号値を算出して出力し、余弦波生成部２２は模擬回転機器１０から入力される角度信号に対応した余弦波信号値を算出して出力する。 The sine wave generator 21 calculates and outputs a sine wave signal value corresponding to the angle signal input from the simulated rotating device 10, and the cosine wave generator 22 generates a cosine corresponding to the angle signal input from the simulated rotating device 10. Calculate and output the wave signal value.
記憶部２６には、理想的な角度である角度信号θｓの信号値としての理想角度レベルに対応して、模擬対象である実機のレゾルバから出力される固有の誤差としてのオフセットレベルが割り付けられたテーブルデータが記憶されている。例えば、図２に示すように、実機のレゾルバがオフセットを含む実線で示すような出力特性を備えている場合に、テーブルデータは、図中、破線で示す理想的な角度に、破線と実線の差分値であるオフセット値が対応付けられて構成され、図５に示すように、理想角度レベルθ１〜θｎと、理想角度レベルθ１〜θｎに対応したオフセットレベルΔθ１〜Δθｎで構成されている。 Corresponding to the ideal angle level as the signal value of the angle signal θ s , which is an ideal angle, the storage unit 26 is assigned an offset level as an inherent error output from the actual machine resolver to be simulated. Table data is stored. For example, as shown in FIG. 2, when the resolver of the actual machine has output characteristics as indicated by the solid line including the offset, the table data is at the ideal angle indicated by the broken line in the figure at the broken line and the solid line. As shown in FIG. 5, the offset values that are the difference values are associated with each other, and are configured with ideal angle levels θ1 to θn and offset levels Δθ1 to Δθn corresponding to the ideal angle levels θ1 to θn.
角度補正部２５は、模擬回転機器１０から入力された角度信号θｓに対応するオフセットレベルを記憶部２６に記憶されたテーブルデータから読み出して、当該角度信号θｓに加算した値を角度信号θｓとして、正弦波生成部２１及び余弦波生成部２２に出力する。 The angle correction unit 25 reads the offset level corresponding to the angle signal θ s input from the simulated rotating device 10 from the table data stored in the storage unit 26 and adds the value added to the angle signal θ s to the angle signal θ as s, and it outputs the sine wave generator 21 and cosine wave generator 22.
つまり、角度補正部２５により、模擬回転機器１０から角度信号θｓが入力される度に角度信号θｓにオフセットレベルを加算したオフセット付与角度信号θｏｆｓが正弦波生成部２１及び余弦波生成部２２に出力される。 That is, every time the angle signal θ s is input from the simulated rotating device 10 by the angle correction unit 25, the offset application angle signal θ ofs obtained by adding the offset level to the angle signal θ s is the sine wave generation unit 21 and the cosine wave generation unit. 22 is output.
第一変調部２３は、入力された正弦波ｓｉｎθｏｆｓを、角度検出部３１から入力される基準信号Ｖｒｅｆに基づいて変調した、数６に示すような第一角度成分信号Ｖｓｉｎを電子制御部３へ出力する。 The first modulation unit 23 modulates the input sine wave sin θ ofs based on the reference signal Vref input from the angle detection unit 31, and the electronic control unit 3 performs the first angle component signal Vsin as shown in Equation 6. Output to.
また、第二変調部２４は、入力された余弦波ｃｏｓθｏｆｓを、角度検出部３１から入力される基準信号Ｖｒｅｆに基づいて変調した、数７に示すような第二角度成分信号Ｖｃｏｓを電子制御部３へ出力する。
数６、数７において、ゲインｋ、オフセットａは、当該模擬レゾルバ２０を使用する車種や製造業者等によって定まる固有の値で、第一変調部２３及び第二変調部２４に設けた調整部で予め調整されている。 In the equations (6) and (7), the gain k and the offset a are specific values determined by the vehicle type or manufacturer using the simulated resolver 20, and are adjusted units provided in the first modulation unit 23 and the second modulation unit 24. It has been adjusted in advance.
尚、電子制御部３に備えた角度検出部３１から、模擬回転機器１０の回転角度を検出するための基準信号Ｖｒｅｆが出力され、角度検出部３１では、数８に基づいて、第一変調部２３から出力された第一角度成分信号Ｖｓｉｎ及び第二変調部２４から出力された第二角度成分信号Ｖｃｏｓから模擬回転機器１０の角度θが算出される。
電子制御部３は、機械系のモデル演算部から出力されたスロットル情報または車速パルス信号と上述した電気系のモデル演算部から出力される三相電流信号値に基づいて、電流ベクトル演算を行ない、模擬回転機器１０から適切な回転トルクが出力されるように適切な三相のＰＷＭ信号を生成し、角度検出部３１で算出された角度θに同期して当該ＰＷＭ信号を模擬回転機器１０に出力する。つまり、電子制御部３は電流ベクトル制御により模擬回転機器１０から所定のトルクが出力されるようにＰＷＭ信号を生成する。 The electronic control unit 3 performs a current vector calculation based on the throttle information or the vehicle speed pulse signal output from the mechanical model calculation unit and the three-phase current signal value output from the electrical model calculation unit described above, An appropriate three-phase PWM signal is generated so that an appropriate rotational torque is output from the simulated rotating device 10, and the PWM signal is output to the simulated rotating device 10 in synchronization with the angle θ calculated by the angle detection unit 31. To do. That is, the electronic control unit 3 generates a PWM signal so that a predetermined torque is output from the simulated rotating device 10 by current vector control.
電子制御部３は、上述した数２、数３に基づいて、模擬回転機器１０から入力される三相電流信号値からトルクを算出して、角度検出部３１で算出された角度θに基づいて出力したＰＷＭ信号が適正であったか否かを検証し、そのズレ量に対応して角度θを補正する学習制御部を備えている。 The electronic control unit 3 calculates the torque from the three-phase current signal value input from the simulated rotating device 10 based on the above-described formulas 2 and 3, and based on the angle θ calculated by the angle detection unit 31. A learning control unit that verifies whether or not the output PWM signal is appropriate and corrects the angle θ according to the deviation amount is provided.
学習制御部は、制御目標とするトルクと三相電流信号値から算出したトルクとの差分に基づいて、角度θに重畳したオフセット値をキャンセルするように一定の補正量を角度θに加算または減算する処理を、算出した角度毎に実行し、その補正量を記憶部に記憶する。このような処理を模擬回転機器１０が数サイクル回転する間に実行し、差分が所定量以下に収束すると、記憶部に記憶した補正量を固定し、以後、角度検出部３１で算出された角度θを記憶された補正量で補正した後の角度に基づいてＰＷＭ信号を出力する。 The learning control unit adds or subtracts a certain correction amount to the angle θ so as to cancel the offset value superimposed on the angle θ based on the difference between the torque to be controlled and the torque calculated from the three-phase current signal value. This processing is executed for each calculated angle, and the correction amount is stored in the storage unit. Such processing is executed while the simulated rotating device 10 rotates for several cycles, and when the difference converges to a predetermined amount or less, the correction amount stored in the storage unit is fixed, and the angle calculated by the angle detection unit 31 thereafter. A PWM signal is output based on the angle after θ is corrected by the stored correction amount.
例えば、管理装置３０で、このような電子制御部３から出力されるＰＷＭ信号をモニタすることにより、電子制御部３が適正に学習制御を実行しているか否かが検証される。 For example, the management device 30 monitors the PWM signal output from the electronic control unit 3 to verify whether or not the electronic control unit 3 is appropriately performing the learning control.
上述の実施形態では、インバータ２がモデル演算部で模擬される構成を説明したが、図６に示すように、本発明は、模擬インバータ２に代えて、電子制御部３から入力されるＰＷＭ信号に基づいて模擬回転機器１０に三相交流電圧を出力する実在のインバータ回路２Ａを用いるものであってもよい。 In the above-described embodiment, the configuration in which the inverter 2 is simulated by the model calculation unit has been described. However, as illustrated in FIG. 6, the present invention can be applied to the PWM signal input from the electronic control unit 3 instead of the simulated inverter 2. The actual inverter circuit 2A that outputs a three-phase AC voltage to the simulated rotating device 10 based on the above may be used.
また、永久磁石同期モータが模擬回転機器１０としてモデル演算部で模擬される構成を説明したが、図７に示すように、本発明による模擬レゾルバ２０は、模擬回転機器１０に代えて実在の永久磁石同期モータ４が用いられるものであってもよい。この場合、永久磁石同期モータ４に三相電流に基づいて角度信号を生成して模擬レゾルバ２０に出力する信号処理部を備えておけばよい。 Further, the configuration in which the permanent magnet synchronous motor is simulated by the model calculation unit as the simulated rotating device 10 has been described. However, as shown in FIG. 7, the simulated resolver 20 according to the present invention replaces the simulated rotating device 10 with an actual permanent device. A magnet synchronous motor 4 may be used. In this case, the permanent magnet synchronous motor 4 may be provided with a signal processing unit that generates an angle signal based on the three-phase current and outputs it to the simulated resolver 20.
つまり、模擬レゾルバ２０は、回転機器４から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成部２１と、角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成部２２と、正弦波生成部２１で生成された正弦波を角度検出部から入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調部２３と、余弦波生成部２２で生成された余弦波を基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調部２４と、角度信号にオフセットを付与する角度補正部２５と、角度信号の信号レベルに対応したオフセットレベルを記憶する記憶部２６を備え、角度補正部２５は記憶部２６に記憶されたオフセットレベルに基づいて角度信号にオフセットを付与するように構成されている。 That is, the simulated resolver 20 includes a sine wave generation unit 21 that generates a sine wave based on an angle signal input from the rotating device 4, a cosine wave generation unit 22 that generates a cosine wave based on the angle signal, and a sine wave. A first modulation unit 23 that modulates the sine wave generated by the generation unit 21 based on a reference signal input from the angle detection unit and outputs a first angle component signal, and a cosine generated by the cosine wave generation unit 22 A second modulation unit 24 that modulates a wave based on a reference signal and outputs a second angle component signal, an angle correction unit 25 that applies an offset to the angle signal, and an offset level corresponding to the signal level of the angle signal are stored. The angle correction unit 25 is configured to add an offset to the angle signal based on the offset level stored in the storage unit 26.
モータシミュレータ１は、角度信号に対するオフセット特性を設定入力するオフセット入力部３１と、オフセット入力部３１で入力されたオフセット特性に基づいて角度信号の信号レベルに対応したオフセットレベルを生成するオフセットレベル生成部３２とからなるオフセット設定部３３を備え、オフセットレベル生成部で生成されたオフセットレベルが記憶部２６に記憶されるように構成されている。 The motor simulator 1 includes an offset input unit 31 that sets and inputs an offset characteristic for an angle signal, and an offset level generation unit that generates an offset level corresponding to the signal level of the angle signal based on the offset characteristic input by the offset input unit 31. The offset setting unit 33 is configured to store the offset level generated by the offset level generation unit in the storage unit 26.
オフセット入力部３１で入力されるオフセット特性は、通常、模擬レゾルバ２０によって模擬されるレゾルバセンサの固体差や取り付け誤差によって生じる理想的な特性からの誤差を含む現実の特性であり、オフセット入力部３１は少なくとも当該誤差を含む現実の特性を入力可能に構成されている。 The offset characteristic input by the offset input unit 31 is an actual characteristic including an error from an ideal characteristic that is usually caused by a solid difference or an attachment error of the resolver sensor simulated by the simulated resolver 20. Is configured to be able to input actual characteristics including at least the error.
つまり、オフセット設定部３３は、模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定可能な誤差設定部として構成されている。 That is, the offset setting unit 33 is configured as an error setting unit that can set at least one of an individual difference and an attachment error of the resolver sensor to be simulated.
なお、オフセット設定部３３の機能は、管理装置３０にインストールされたシミュレーションプログラムの実行によって実現される。 The function of the offset setting unit 33 is realized by executing a simulation program installed in the management apparatus 30.
オフセット入力部３１は、図８（ａ）に示すようなオフセット設定画面を、管理装置３０に備えられたモニタに表示させる。 The offset input unit 31 displays an offset setting screen as shown in FIG. 8A on a monitor provided in the management device 30.
オフセット設定画面には、一周期分の模擬レゾルバ２０の角度特性であって、理想的な角度特性が示された理想角度ライン（図中破線で示されている。）及び設定対象としてのオフセット特性が示されたオフセットライン（図中実線で示されている。）が表示されたオフセット設定エリア３１１と、操作されることで各種機能が実行される複数の機能キー３１２等が表示されている。 The offset setting screen shows the angle characteristics of the simulated resolver 20 for one cycle, which is an ideal angle line (shown by a broken line in the figure) indicating the ideal angle characteristics, and the offset characteristics as the setting target. An offset setting area 311 in which an offset line (indicated by a solid line in the figure) is displayed, and a plurality of function keys 312 for executing various functions when operated are displayed.
機能キー３１２としては、オフセット設定の種類を選択するためのオフセット選択キー３１２Ａ、３１２Ｂと、オフセット設定エリア３１１で設定したオフセット特性を確定する確定キー３１２Ｃ等が表示されている。なお、本実施形態におけるオフセット入力部３１では、オフセット設定の種類として、「スプライン曲線」と「線形補完」を選択可能である。 As the function keys 312, offset selection keys 312 A and 312 B for selecting the type of offset setting, a confirmation key 312 C for confirming the offset characteristics set in the offset setting area 311, and the like are displayed. In the offset input unit 31 in the present embodiment, “spline curve” and “linear interpolation” can be selected as the types of offset setting.
オペレータは、オフセット設定画面上の任意の点を少なくとも一個選択する。選択は、マウスのカーソルを選択する点の位置に持っていってクリックすることによって行なわれる。任意の点の選択後、オペレータがオフセット選択キー３１２Ａ、３１２Ｂの何れかをマウスでクリックすると、クリックした選択キー３１２Ａ、３１２Ｂのオフセット設定の種類に基づいてオフセット特性がオフセット設定画面上に描かれる。 The operator selects at least one arbitrary point on the offset setting screen. Selection is performed by bringing the mouse cursor to the position of the selection point and clicking. After selecting an arbitrary point, when the operator clicks one of the offset selection keys 312A and 312B with a mouse, an offset characteristic is drawn on the offset setting screen based on the type of offset setting of the clicked selection key 312A or 312B.
例えば、オペレータが、図８（ｂ）に示すように、任意の点ＰＡ１〜ＰＡ４を選択して、選択キー３１２Ａをクリックすると、図８（ｃ）に示すように、選択された任意の点ＰＡ１〜ＰＡ４、位相が０度の点ＰＢ１、位相が１８０度の点ＰＢ２、及び位相が３６０度の点ＰＢ３を通るスプライン曲線が描かれる。また、オペレータが、図８（ｂ）に示すように、任意の点ＰＡ１〜ＰＡ４を選択して、選択キー３１２Ｂをクリックすると、図８（ｄ）に示すように、点ＰＡ１〜ＰＡ４、点ＰＢ１、点ＰＢ２、及び点ＰＢ３を直線で結んだ折れ線が描かれる。 For example, when the operator selects an arbitrary point PA1 to PA4 as shown in FIG. 8B and clicks the selection key 312A, the selected arbitrary point PA1 as shown in FIG. 8C. A spline curve is drawn through -PA4, a point PB1 with a phase of 0 degrees, a point PB2 with a phase of 180 degrees, and a point PB3 with a phase of 360 degrees. When the operator selects arbitrary points PA1 to PA4 as shown in FIG. 8B and clicks the selection key 312B, the points PA1 to PA4 and PB1 are selected as shown in FIG. 8D. A broken line connecting the points PB2 and PB3 with straight lines is drawn.
なお、本実施形態における模擬レゾルバ２０は、位相０度、１８０度、及び３６０度において誤差が発生しないように調整されたレゾルバを模擬したものについて説明している。よって、図８（ｃ）及び図８（ｄ）の説明において、点ＰＢ１、点ＰＢ２、及び点ＰＢ３が固定となっている。しかし、模擬レゾルバ２０はこのように調整されたレゾルバを模擬したものに限らず、例えば、位相０度及び３６０度においてのみ誤差が発生しないように調整されたレゾルバを模擬した構成であってもよい。この場合は、例えば、図８（ｃ）及び図８（ｄ）において、点ＰＢ１及び点ＰＢ３のみが固定となる。 Note that the simulated resolver 20 in the present embodiment is a simulated resolver that is adjusted so that no error occurs at the phases of 0 degrees, 180 degrees, and 360 degrees. Therefore, in the description of FIGS. 8C and 8D, the point PB1, the point PB2, and the point PB3 are fixed. However, the simulated resolver 20 is not limited to the one that simulates the resolver adjusted in this way, and may be a configuration that simulates a resolver that is adjusted so that no error occurs only at the phase of 0 degrees and 360 degrees, for example. . In this case, for example, in FIGS. 8C and 8D, only the point PB1 and the point PB3 are fixed.
オフセットレベル生成部３２は、オフセット入力部３１で決定されたオフセット特性をオフセットレベルに変換して記憶部２６に記憶する。 The offset level generation unit 32 converts the offset characteristic determined by the offset input unit 31 into an offset level and stores it in the storage unit 26.
オフセット特性がオフセット設定画面上に描かれた後に、オペレータが確定キー３１２Ｃをクリックすると、オフセットレベル生成部３２は、図２に示すように、理想の角度としての理想角度ラインから理想角度レベルθ１〜θｎを所定の分解能でサンプリングする。また、オフセットレベル生成部３２は、実際の角度としてのオフセットラインからオフセットレベルΔθ１〜θｎを当該所定の分解能でサンプリングする。そして、オフセットレベルΔθ１〜θｎを理想角度レベルθ１〜θｎと対応付けて、記憶部２６に記憶する。 When the operator clicks the confirmation key 312C after the offset characteristics are drawn on the offset setting screen, the offset level generation unit 32, as shown in FIG. 2, starts with the ideal angle level θ1 to the ideal angle line as the ideal angle. θn is sampled with a predetermined resolution. Further, the offset level generation unit 32 samples the offset levels Δθ1 to θn with the predetermined resolution from the offset line as an actual angle. Then, the offset levels Δθ1 to θn are stored in the storage unit 26 in association with the ideal angle levels θ1 to θn.
なお、所定の分解能は、オペレータによって角度値として設定され、例えば、分解能が「１度」に設定された場合、オフセットレベル生成部３２は、オフセットラインから３６０個のオフセットレベルをサンプリングする。 The predetermined resolution is set as an angle value by the operator. For example, when the resolution is set to “1 degree”, the offset level generation unit 32 samples 360 offset levels from the offset line.
上述の構成によれば、少数の位置を指定するだけで、指定した位置間のオフセットレベルが補完されるので、少ない労力でオフセット特性の設定を行なうことができる。 According to the configuration described above, the offset level between the specified positions can be complemented only by specifying a small number of positions, so that the offset characteristics can be set with little effort.
オフセット設定部３３（誤差設定部）によって記憶部２６に記憶されたオフセットレベルは、上述したように、角度補正部２５によって読み出される。角度補正部２５において、読み出されたオフセットレベルは模擬回転機器１０から入力された角度信号に加算され、オフセットレベルを加算された角度信号は正弦波生成部２１及び余弦波生成部２２へ出力される。 The offset level stored in the storage unit 26 by the offset setting unit 33 (error setting unit) is read by the angle correction unit 25 as described above. In the angle correction unit 25, the read offset level is added to the angle signal input from the simulated rotating device 10, and the angle signal added with the offset level is output to the sine wave generation unit 21 and the cosine wave generation unit 22. The
つまり、角度補正部２５は、誤差設定部の設定に基づいて模擬回転機器１０から入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を波形信号生成部に入力するように構成されている。 In other words, the angle correction unit 25 is configured to correct the rotation angle input from the simulated rotary device 10 based on the setting of the error setting unit, and input the corrected rotation angle to the waveform signal generation unit. .
以下、モータシミュレータの処理について、図１０に示すフローチャートで説明する。 Hereinafter, the process of the motor simulator will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
オペレータは、管理装置３０のマウスやキーボードを操作してオフセット設定画面においてオフセット特性を入力する（Ｓ１）。このような入力処理はオフセット入力部３１によって行なわれる。 The operator operates the mouse and keyboard of the management device 30 to input offset characteristics on the offset setting screen (S1). Such an input process is performed by the offset input unit 31.
オフセットレベル生成部３２は、入力されたオフセット特性に基づいてオフセットレベルを生成し（Ｓ２）、記憶部２６に記憶する（Ｓ３）。 The offset level generation unit 32 generates an offset level based on the input offset characteristic (S2) and stores it in the storage unit 26 (S3).
オペレータが管理装置３０のマウスやキーボードを操作することによって、モータシミュレータ１を使用したシミュレーションが開始されると（Ｓ４）、電子制御部３からインバータ２へＰＷＭ信号が出力され（Ｓ５）、インバータ４がＰＷＭ信号に基づいて三相電圧信号を算出して模擬回転機器１０へ出力する（Ｓ６）。 When a simulation using the motor simulator 1 is started by the operator operating the mouse or keyboard of the management device 30 (S4), a PWM signal is output from the electronic control unit 3 to the inverter 2 (S5). Calculates a three-phase voltage signal based on the PWM signal and outputs it to the simulated rotating device 10 (S6).
模擬回転機器１０は、入力された三相電圧信号を三相電流信号及び角度信号に変換して、三相電流信号をアナログ値に変換して電子制御部３へ出力し、角度信号を角度補正部２５へ出力する（Ｓ７）。 The simulated rotating device 10 converts the input three-phase voltage signal into a three-phase current signal and an angle signal, converts the three-phase current signal into an analog value, and outputs the analog value to the electronic control unit 3 to correct the angle signal. It outputs to the part 25 (S7).
角度信号を受け取った角度補正部２５は、記憶部２６に記憶されたオフセットレベルに基づいて角度信号にオフセットを付与して正弦波生成部２１及び余弦波生成部２２へ出力する（Ｓ８）。 The angle correction unit 25 that has received the angle signal gives an offset to the angle signal based on the offset level stored in the storage unit 26, and outputs the offset to the sine wave generation unit 21 and the cosine wave generation unit 22 (S8).
正弦波生成部２１及び余弦波生成部２２は、入力された角度信号から夫々正弦波及び余弦波を生成して第一変調部２３及び第二変調部２４へ出力し、第一変調部２３及び第二変調部２４は、入力された正弦波及び余弦波を電子制御部３から入力された基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号及び第二角度成分信号を生成し、これらの信号を電子制御部３へ出力する（Ｓ９）。 The sine wave generation unit 21 and the cosine wave generation unit 22 generate a sine wave and a cosine wave from the input angle signal, respectively, and output them to the first modulation unit 23 and the second modulation unit 24. The second modulation unit 24 modulates the input sine wave and cosine wave based on the reference signal input from the electronic control unit 3 to generate a first angle component signal and a second angle component signal, and these signals. Is output to the electronic control unit 3 (S9).
電子制御部３は、ステップＳ７にて模擬回転機器１０から出力されたアナログ値の三相電流信号、及び、ステップＳ９にて第一変調部２３及び第二変調部２４から出力された第一角度成分信号及び第二角度成分信号に基づいてＰＷＭ信号を算出してインバータ２へ出力する（Ｓ５）。 The electronic control unit 3 includes the analog three-phase current signal output from the simulated rotating device 10 in step S7, and the first angle output from the first modulation unit 23 and the second modulation unit 24 in step S9. A PWM signal is calculated based on the component signal and the second angle component signal and output to the inverter 2 (S5).
以下、ステップＳ５からステップＳ９までの処理が、オペレータによってシミュレーションが終了させられるまで（Ｓ１０）、所定の周期で繰り返される。 Hereinafter, the processing from step S5 to step S9 is repeated at a predetermined cycle until the simulation is terminated by the operator (S10).
以上説明したとおり、本発明によるシミュレーション方法は、インバータ２から入力される制御信号に基づいて角度信号を生成する模擬回転機器演算ステップ（図１０におけるステップＳ７）と、角度信号の信号レベルに対応したレベルのオフセットを付与する角度補正ステップ（図１０におけるステップＳ８）と、角度補正ステップで補正された角度信号と、角度検出部３１から入力される基準信号に基づいて第一角度成分信号及び第一角度成分信号と直交する第二角度成分信号を出力する模擬レゾルバ演算ステップ（図１０におけるステップＳ９）からなる。 As described above, the simulation method according to the present invention corresponds to the simulation rotating device calculation step (step S7 in FIG. 10) for generating the angle signal based on the control signal input from the inverter 2, and the signal level of the angle signal. Based on the angle correction step (step S8 in FIG. 10) for providing the level offset, the angle signal corrected in the angle correction step, and the reference signal input from the angle detector 31, the first angle component signal and the first This comprises a simulated resolver calculation step (step S9 in FIG. 10) for outputting a second angle component signal orthogonal to the angle component signal.
また、本発明によるシミュレーション方法は、角度補正ステップで付与されるオフセットレベルを設定入力するオフセットレベル設定ステップ（図１０におけるステップＳ１からステップＳ３）を備えている。 The simulation method according to the present invention further includes an offset level setting step (step S1 to step S3 in FIG. 10) for setting and inputting the offset level given in the angle correction step.
また、本発明によるモータシミュレーション方法は、前記回転機器を模擬する模擬回転機器演算ステップ（図１０におけるステップＳ７）と、前記模擬回転機器演算ステップから入力される角度信号に基づいて角度成分波形信号を生成する波形信号生成ステップ（図１０におけるステップＳ９）と、模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定可能な誤差設定ステップ（図１０におけるステップＳ１からステップＳ３）と、前記誤差設定ステップの設定に基づいて前記模擬回転機器演算ステップから入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を前記波形信号生成ステップに入力する角度補正ステップ（図１０におけるステップＳ８）と、を備えている。 Further, the motor simulation method according to the present invention includes a simulated rotating device calculation step (step S7 in FIG. 10) for simulating the rotating device, and an angle component waveform signal based on the angle signal input from the simulated rotating device calculation step. A waveform signal generation step (step S9 in FIG. 10) to be generated, an error setting step (step S1 to step S3 in FIG. 10) capable of setting at least one of an individual difference and an attachment error of the resolver sensor to be simulated, and the error An angle correction step (step S8 in FIG. 10) for correcting the rotation angle input from the simulated rotating device calculation step based on the setting step and inputting the corrected rotation angle to the waveform signal generation step; It has.
以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、オフセット設定部３３が、角度信号に対するオフセット特性を設定入力するオフセット入力部３１と、オフセット入力部３１で入力されたオフセット特性に基づいて角度信号の信号レベルに対応したオフセットレベルを生成するオフセットレベル生成部３２とを備えた構成について説明したが、オフセット設定部３３は、角度信号の信号レベルに対応したオフセットレベルを設定入力する構成であって、オフセット設定部３３を介して入力されたオフセットレベルが記憶部２６に記憶される構成であってもよい。 Hereinafter, another embodiment will be described. In the above-described embodiment, the offset setting unit 33 sets and inputs an offset characteristic for the angle signal, and the offset level corresponding to the signal level of the angle signal based on the offset characteristic input by the offset input unit 31. However, the offset setting unit 33 is configured to set and input an offset level corresponding to the signal level of the angle signal. The input offset level may be stored in the storage unit 26.
この場合のオフセット設定画面は、図９に示すように、オフセット入力エリア３１３を備えて構成されている。オペレータは、オフセット入力エリア３１３において、各理想角度レベルに対するオフセットレベルをキーボード等によって入力する。全ての理想角度レベルに対するオフセットレベルの入力が完了した後に、オペレータが確定キー３１２Ｃをクリックすると、オフセット設定部３３はオフセットレベルと理想角度レベルを記憶部２６に記憶する。 The offset setting screen in this case includes an offset input area 313 as shown in FIG. In the offset input area 313, the operator inputs an offset level for each ideal angle level using a keyboard or the like. When the operator clicks the enter key 312C after the input of the offset levels for all ideal angle levels is completed, the offset setting unit 33 stores the offset level and the ideal angle level in the storage unit 26.
尚、オフセット入力エリア３１３において、キー３１３Ａは、理想角度レベル及びオフセットレベルの表示を上下させるスクロールキーであり、オフセットレベルの入力エリア３１３Ｂのうち数字が表示されていないエリア３１３Ｃは、未だオペレータによってオフセットレベルの入力が行なわれていないことを示している。 In the offset input area 313, the key 313A is a scroll key for moving up and down the display of the ideal angle level and the offset level. Of the input area 313B for the offset level, the area 313C where no number is displayed is still offset by the operator. Indicates that no level is entered.
実機のレゾルバの特性が明らかとなっており、当該特性と同じ特性の角度成分信号を模擬レゾルバ２０から出力させたい場合等、正確な特性の再現が必要な場合であっても、上述の構成によれば、オペレータがオフセットレベルを入力していくことによって、当該特性と同じ特性を正確に再現することができる。 Even if it is necessary to reproduce the characteristics accurately, such as when the characteristics of the resolver of the actual machine have been clarified and an angle component signal having the same characteristics as the characteristics is desired to be output from the simulated resolver 20, According to this, when the operator inputs the offset level, the same characteristic as the characteristic can be accurately reproduced.
また、オフセット生成部３３は、オフセット特性を設定入力する方法と、オフセットレベルを設定入力する方法を切替可能に構成されていてもよく、当該切替は、例えば、オペレータが、設定モード切替キー３１２Ｄをクリックすることによって、図８のオフセット設定画面と図９のオフセット設定画面とを切り替えることで行なわれる。 The offset generation unit 33 may be configured to be able to switch between a method for setting and inputting an offset characteristic and a method for setting and inputting an offset level. For example, the operator can set the setting mode switching key 312D. This is done by switching between the offset setting screen of FIG. 8 and the offset setting screen of FIG. 9 by clicking.
上述の実施形態では、オフセット設定部３３が管理装置３０に備えられている構成について説明したが、オフセット設定部３３は模擬レゾルバ２０に備えられている構成であってもよい。 In the above-described embodiment, the configuration in which the offset setting unit 33 is provided in the management apparatus 30 has been described. However, the offset setting unit 33 may be configured in the simulated resolver 20.
つまり、模擬レゾルバ２０は、回転機器に設けられて前記回転機器の回転角度を角度成分波形信号として出力するレゾルバセンサを模擬するように構成されており、前記回転機器から入力される角度信号に基づいて角度成分波形信号を生成する波形信号生成部と、模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定可能な誤差設定部と、前記誤差設定部の設定に基づいて前記回転機器から入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を前記波形信号生成部に入力する角度補正部と、を備えていてもよい。 That is, the simulated resolver 20 is configured to simulate a resolver sensor that is provided in a rotating device and outputs a rotation angle of the rotating device as an angle component waveform signal, and is based on an angle signal input from the rotating device. A waveform signal generation unit that generates an angle component waveform signal, an error setting unit that can set at least one of an individual difference and an attachment error of a resolver sensor that performs simulation, and the rotating device based on the setting of the error setting unit An angle correction unit that corrects the input rotation angle and inputs the corrected rotation angle to the waveform signal generation unit.
この場合、本発明によるレゾルバシミュレーション方法は、回転機器から入力される角度信号に基づいて角度成分波形信号を生成する波形信号生成ステップと、模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定可能な誤差設定ステップと、前記誤差設定ステップの設定に基づいて前記回転機器から入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を前記波形信号生成ステップに入力する角度補正ステップと、を備えていてもよい。 In this case, the resolver simulation method according to the present invention includes at least one of a waveform signal generation step for generating an angle component waveform signal based on an angle signal input from a rotating device, an individual difference of a resolver sensor to be simulated, and an attachment error. An error setting step that can be set, an angle correction step that corrects the rotation angle input from the rotating device based on the setting of the error setting step, and inputs the corrected rotation angle to the waveform signal generation step; May be provided.
また、オフセット設定部３３は、モデル演算部４０に備えられているが模擬レゾルバ２０には備えられていない構成であってもよい。 The offset setting unit 33 may be provided in the model calculation unit 40 but not in the simulated resolver 20.
つまり、モータシミュレータ１のモデル演算部４０は、模擬インバータ２と、模擬回転機器１０と、模擬レゾルバ２０と、オフセット設定部３３とを備えた構成であってもよい。 That is, the model calculation unit 40 of the motor simulator 1 may be configured to include the simulated inverter 2, the simulated rotating device 10, the simulated resolver 20, and the offset setting unit 33.
上述した何れの実施形態も、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において、各部の具体的構成は適宜変更設計できることはいうまでもない。 Any of the above-described embodiments is merely an example of the present invention, and it is needless to say that the specific configuration of each part can be changed and designed as appropriate within the scope of the effects of the present invention.
１：モータシミュレータ
２：模擬インバータ
２Ａ：インバータ
３：電子制御部
４：回転機器
１０：模擬回転機器
２０：模擬レゾルバ
２１：正弦波生成部
２２：余弦波生成部
２３：第一変調部
２４：第二変調部
２５：角度補正部
２６：記憶部
３１：オフセット入力部
３２：オフセットレベル生成部
３３：オフセット生成部
1: motor simulator 2: simulated inverter 2A: inverter 3: electronic control unit 4: rotating device 10: simulated rotating device 20: simulated resolver 21: sine wave generating unit 22: cosine wave generating unit 23: first modulating unit 24: first Two-modulation unit 25: angle correction unit 26: storage unit 31: offset input unit 32: offset level generation unit 33: offset generation unit
Claims (10)
前記角度信号にオフセットを付与する角度補正部を備えている模擬レゾルバ。 A sine wave generation unit that generates a sine wave based on an angle signal input from a rotating device, a cosine wave generation unit that generates a cosine wave based on the angle signal, and a sine wave generated by the sine wave generation unit A first modulation unit that modulates the reference signal from the angle detection unit and outputs a first angle component signal; and the cosine wave generated by the cosine wave generation unit is modulated based on the reference signal. And a second resolver that outputs a second angle component signal,
A simulated resolver comprising an angle correction unit for adding an offset to the angle signal.
前記模擬回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成部と、前記角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成部と、前記正弦波生成部で生成された正弦波を角度検出部から入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調部と、前記余弦波生成部で生成された余弦波を前記基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調部とを備えている模擬レゾルバと、
を備えて構成されるモータシミュレータであって、
前記模擬レゾルバに前記角度信号にオフセットを付与する角度補正部を備えているモータシミュレータ。 A simulated rotating device that generates an angle signal based on a control signal input from an inverter;
A sine wave generator that generates a sine wave based on an angle signal input from the simulated rotating device, a cosine wave generator that generates a cosine wave based on the angle signal, and the sine wave generator A first modulation unit that modulates a sine wave based on a reference signal input from an angle detection unit and outputs a first angle component signal, and a cosine wave generated by the cosine wave generation unit based on the reference signal A simulated resolver comprising a second modulator that modulates and outputs a second angle component signal;
A motor simulator comprising:
A motor simulator comprising an angle correction unit that applies an offset to the angle signal to the simulated resolver.
前記回転機器から入力される角度信号に基づいて角度成分波形信号を生成する波形信号生成部と、
模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定するために、オフセットレベルの設定を行なう誤差設定部と、
前記誤差設定部の設定に基づいて前記回転機器から入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を前記波形信号生成部に入力する角度補正部と、を備えている模擬レゾルバ。 A simulated resolver that simulates a resolver sensor that is provided in a rotating device and outputs a rotation angle of the rotating device as an angle component waveform signal,
A waveform signal generator for generating an angle component waveform signal based on an angle signal input from the rotating device;
An error setting unit for setting an offset level to set at least one of an individual difference and an attachment error of a resolver sensor to be simulated;
A simulated resolver comprising: an angle correction unit that corrects a rotation angle input from the rotating device based on the setting of the error setting unit and inputs the corrected rotation angle to the waveform signal generation unit.
前記回転機器を模擬する模擬回転機器と、
前記模擬回転機器から入力される角度信号に基づいて角度成分波形信号を生成する波形信号生成部と、
模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定するために、オフセットレベルの設定を行なう誤差設定部と、
前記誤差設定部の設定に基づいて前記模擬回転機器から入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を前記波形信号生成部に入力する角度補正部と、を備えているモータシミュレータ。 A motor simulator that simulates a rotating device and a resolver sensor that is provided in the rotating device and outputs a rotation angle of the rotating device as an angle component waveform signal,
A simulated rotating device that simulates the rotating device;
A waveform signal generator that generates an angle component waveform signal based on an angle signal input from the simulated rotating device;
An error setting unit for setting an offset level to set at least one of an individual difference and an attachment error of a resolver sensor to be simulated;
A motor simulator comprising: an angle correction unit that corrects a rotation angle input from the simulated rotating device based on the setting of the error setting unit and inputs the corrected rotation angle to the waveform signal generation unit.
前記回転機器から入力される角度信号に基づいて角度成分波形信号を生成する波形信号生成ステップと、
模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定するために、オフセットレベルの設定を行なう誤差設定ステップと、
前記誤差設定ステップの設定に基づいて前記回転機器から入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を前記波形信号生成ステップに入力する角度補正ステップと、を備えているレゾルバシミュレーション方法。 A resolver simulation method for simulating a resolver sensor provided in a rotating device and outputting a rotation angle of the rotating device as an angle component waveform signal,
A waveform signal generating step for generating an angle component waveform signal based on an angle signal input from the rotating device;
An error setting step for setting an offset level in order to set at least one of an individual difference and a mounting error of a resolver sensor to be simulated;
A resolver simulation method comprising: an angle correction step of correcting a rotation angle input from the rotating device based on the setting of the error setting step and inputting the corrected rotation angle to the waveform signal generation step.
前記回転機器を模擬する模擬回転機器演算ステップと、
前記模擬回転機器演算ステップから入力される角度信号に基づいて角度成分波形信号を生成する波形信号生成ステップと、
模擬を行なうレゾルバセンサの個体差と取り付け誤差の少なくとも一方を設定するために、オフセットレベルの設定を行なう誤差設定ステップと、
前記誤差設定ステップの設定に基づいて前記模擬回転機器演算ステップから入力される回転角度を補正し、当該補正後の回転角度を前記波形信号生成ステップに入力する角度補正ステップと、を備えているモータシミュレーション方法。 A motor simulation method for simulating a rotating device and a resolver sensor provided in the rotating device and outputting a rotation angle of the rotating device as an angle component waveform signal,
Simulating rotating device calculation step for simulating the rotating device;
A waveform signal generation step for generating an angle component waveform signal based on the angle signal input from the simulated rotating device calculation step;
An error setting step for setting an offset level in order to set at least one of an individual difference and a mounting error of a resolver sensor to be simulated;
A motor comprising: an angle correction step of correcting a rotation angle input from the simulated rotating device calculation step based on the setting of the error setting step and inputting the corrected rotation angle to the waveform signal generation step; Simulation method.
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