JPH01119717A - 複速レゾルバを用いた絶体位置検出方法 - Google Patents

複速レゾルバを用いた絶体位置検出方法

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JPH01119717A
JPH01119717A JP27742687A JP27742687A JPH01119717A JP H01119717 A JPH01119717 A JP H01119717A JP 27742687 A JP27742687 A JP 27742687A JP 27742687 A JP27742687 A JP 27742687A JP H01119717 A JPH01119717 A JP H01119717A
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JP
Japan
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absolute position
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JP27742687A
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English (en)
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Keijiro Sakai
慶次郎 酒井
Nobuyoshi Muto
信義 武藤
Hiroyuki Tomita
浩之 富田
Hiroshi Chiba
千葉 宏
Akiteru Ueda
明照 植田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はNC工作機主軸の回転角の位置決め制御等にお
いて、レゾルバを用いて機械的原点からの回転位置をデ
ィジタル的に検出する絶対位置検出方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の装置は一般的に特開昭62−3708旧号に記載
されているように1極対数レゾルバを用いて位置検出を
行っている。これは、基準クロックをカウントして励磁
信号の位相とし、SIN、CO5関数を記憶したROM
を介して2相励磁信号を作っている。また、レゾルバ出
力信号の零クロス点でレゾルバの励磁位相をラッチして
回転位置検出値としている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術はSIN、COS関数ROMのアクセスタ
イム(通常200n s位)の制約上から基準タロツク
周波数fcは5 MHz (1/200n s )位が
上限と考えられる。
また、励磁周波数foは一般的に数kHz位なので励磁
位相の分解能はf c / f oから約11bit 
 (2048digit) となる。コノ結果。
1極対数レゾルバの場合、360°区間の絶対位置検出
ができる反面、位置検出分解能は360゜/2048か
ら0.176°と比較的精度が粗くなり、NCI作機の
主軸オリエンテーション制御等では使用がやや困難とな
る。
一方、位置検出分解能を上げるには、多極レゾルバを用
いれば良い、例えばP極対数レゾルバのしながら0から
(360/P) ″の範囲でしか位置が変化しないため
、機械的原点からの絶対位置(0〜360″′の範囲)
検出はできると言う問題があった。
そこで、本発明の目的は機械的原点からの絶対位置(回
転角)を高精度に検出することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明は基本的には位置検出精度を上げるため
に多極レゾルバであるP極対数レゾルバ位置検出値θP
Xを用いて検出するが、絶対位置がわからないので1極
対数レゾルバの位置検出値θ1Xから絶対位置を判断す
るものである。この手段として、P極対数レゾルバの位
置出値θPXが零になる時点に同期して(360/P)
’毎に1極対数レゾルバ位置検出値を分割しておき、機
械的原点から分割番号Nをつけ、このNとθPXとから
絶対位置を検出する方式である。たとえば1極対数レゾ
ルバと10極対数レゾルバから成る複速レゾルバにおい
て機械的原点位置で1極対数レゾルバ位置検出値θ1X
と10極対数レゾルバ位置検出値Osoxが共に零の場
合で考える。まず、Otaxは36°の範囲で変化する
ので分割番号Nは(θtx/36°)の整数部で表わさ
れる。この結果、絶対位置θはθ10X+N・36°と
なる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図により説明する。
誘導機1が直結された1極対数レゾルバ2とP極対数レ
ゾルバ3から成る複速レゾルバ4の2相励磁信号Sin
wot、coswotは、1チツプマイコン5の基準ク
ロック信号fcをカウンタ6で計数し、その出力を励磁
位相θ0とし、励磁回路7を介することで出力している
また、1極対数レゾルバ2の出力信号をコンパレータ8
1Xを介して方形波信号に変換し、立上り時点(レゾル
バ出力信号の零位相)で、励磁位相θ0をラッチ回路9
1Xによりラッチし、この出力を1極対数レゾルバの位
置検出値θ1Xとしている。
このθ1xは360°の範囲で変化する位置検出値であ
る。一方、P極対数レゾルバ3の出力信号をコンパレー
タ8pxを介して方形波信号に変換し、立上り時点で励
磁位相θ0をラッチ回路9pxによりラッチした出力を
P極対数レゾルバの位置検出値としている。このθPX
は(360/P)’の範囲で変化する位置検出値である
また、1チツプマイコン5は位置検出値θ1X。
θPXを入力として、現在の絶対位置を演算して検出す
るものである。更に、回転位置決め制御装置10は、位
置設定器11の出力である位置指令0傘に絶対位置検出
値θが一致するように誘導機ロータの位置決めを行う。
次に、本発明の動作を第2図を用いて説明する。
第2図は第1図で示した電動機ロータを回転したときの
ラッチ回路91Xの出力である1極対数レゾルバの位置
検出値θ1xと、ラッチ回路9pxの出力であるP極対
数レゾルバの位置検出値θPXの波形である。
なお、位置検出値θ1Xとopxは回転角にほぼ比例し
て、のこぎり波状に変化することは公知である。また、
第2図に示すopxの波形は10極対数レゾルバ(P=
10)の場合を示している。
また、θ1xは1回転(360°変化)で11ビツト(
2048digit)変化するので0.176°/ d
 i g i tと粗い位置検出分解能となる。一方、
例えば10極対数レゾルバのopxは36°の変化で1
1ビツト変化するので0.0176°/ d i g 
i t ト高イ分解能カ得うれる。
なお、機械的な原点位置(A点)におけるレゾルバ検出
値をθlX01θPXoとし、これは、最初から1チツ
プマイコン内のメモリへ固定定数として記憶している。
また、現在の回転角がN点の位置にある場合、A点から
N点までの回転角が絶対位置θとなる。なお、現在位I
N点における位置検出値θ1XN y θPXNとして
いる。
次に、絶対畳面Oの検出方法を第3図に示す、第3図の
1チツプマイコンのソフト処理を用いて具体的に説明す
る。まず、現在の位置検出値θ1XNとθPχNを入力
し1分割数Nを(1)式から計算する。
次に、機械的原点からの絶対位置θは(2)式から計算
している。
θ=OpxN−Opxo+N・ (360/P)  ・
・−・(2)以上、述べた本発明の実施例は(2)式か
られかるように、基本的にP極対数レゾルバ位置検出値
のみから絶対位置を検出することになり、P極対数レゾ
ルバの高い分解能で精度よく絶対位置を検出できると言
う効果がある。一方、本実施例は、大部分の位置で精度
良く検出できるが、(1)式かられかるように、同じ機
械角であっても、01XN検出値が多少変動するような
場合、θPXNが零の近くで分解数Nが変化する場合が
生じ得る。
この結果、θPXNが零の近くのみ、精度良い検出がで
きない場合もあり得る。
次に、このような点を更に改良した方法について述べる
この方法の基本は(360/P)’の範囲で変化するP
極対数レゾルバの位置検出値を(180/P) ’毎に
2分割し、この分割範囲より両側に(90/P)°広い
位置毎に、360°の範囲で変化する1極対数レゾルバ
検出値を分割して、この分割番号Nと、P極対数レゾル
バ位置検出値θPXとを基に絶対位置θを検出するもの
である。
例えば、現在のopxが(90/P)”から(270/
P)’の間は、opxが零になる時点に同期して1極対
数レゾルバ検出値を(360/P) ’毎に分割した番
号Nとopx値とから絶対位置Oを演算して検出するも
のである。一方、現在のopxが(90/P)’以下と
(270/P)’以上の場合は、opxが(180/P
)′になる時点に同期して1極対数レゾルバ検出値を(
360/P)’毎に分割した番号Nとopx値とから絶
対位置θを検出するものである。
〔作用〕
このように、opxの値が(90/P)°から(270
/P)” の区間は、O〜(360/P) ’範囲でθ
1Xを分割して、分割番号Nを決めておりθ1xの検出
値とθPX検出値との間に士(90/P)’以内の誤差
があっても、opxが位置する正しい分割番号Nを検出
できることになる。
同様に、opxが(90/P)’以下で(270/P)
 ”以上の場合は、(180/P)’以下で。
(180/P)@以上となる範囲でO工xを分割し、分
割番号Nを決めており、θ1xとθPXの検出値との間
に士(90/P)″′以内の誤差があってもopxが位
置する正しい分割番号Nを検出できることになる。この
結果、基本的にはopx値から精度良く位置検出するこ
とになるが、(360/P)’の範囲で変化する。px
値の絶対位置を正確な分割番号Nで判断することになり
、正しく連続的に絶対位置を検出することになる。
実施例の動作を第4図のタイムチャートと第5図のソフ
ト処理を用いて詳細に説明する。まず、現在の位置検出
値(J 1XNとOPXNを入力し、(90/P)’≦
0pxN< (270/P)’  (i’)場合は、(
1)式から(360/P)’毎の分割番号Nを計算する
一方、O≦0pxN< (90/P)” と(270/
P) ’≦0PXN< (360/ P) ’の場合は
、(3)式から(360/P)”毎の分割番号Nを計算
する。
この分割番号NをP=10の場合で表わすと、第4図の
タイムチャートに示すようになる。つまり、 (90/
P)°≦θPXN< (270/ P) ”の範囲では
(1)式の分割番号となり、はぼepx=0と同期して
1極対数レゾルバ検出値が(360/P)”毎に分割さ
れる。つまり、(IPXNの最少値(90/P)’、最
大値(270/P) ’に対して分割数Nの範囲は最少
値o°、最大値(360/P)’と両側に(90/P)
”ずつ広くなる。
一方、0≦θPXs< (90/ P )’ と(27
0/P) ”≦8pxN< (360/P)’  (7
)範囲は(3)式の分割番号Nとなり、opxが(18
0/P)’の点とほぼ同期して(360/P)”毎に分
割される。
この場合も同様に、θPXNの検出範囲に対して両側に
約(90/P)’広い範囲の分割番号Nとなる。
次に絶対位置θは(90/P)’≦0PXN< (27
0/P)’の場合と、 (270/P)’ ≦θPXN
< (360/ P) ’の場合は(2)式から算出す
る。ただし、Nは(90/P)’≦θPXN< (27
0/ P) ’  の場合、(1)式から求めた値で、
(270/P)′≦0PXN< (360/ P)’の
場合、(3)式から求めた値である。一方、0≦θPX
N< (90/ P )’の場合は、(4)式から絶対
位if?を算出する。
0=θPXN−θPXo+ (N+1) ・(360/
P) ’ −(4)ただし、Nは(3)式から求めた値
である。
以上述べた他の実施例によればopxの検出範囲を2通
りに分け、それぞれopxの検出範囲より両側に(90
/P)”幅が広い範囲の分割番号Nを設定することで、
例えば機械的原点位置における検出値θ1XOとopx
o間の位相誤差(設定値誤差)が(90/P)’以内で
あれば、分割番号Nを正確に算出できる。例えば、10
極対数レゾルバの場合、9°以内の設定値誤差があって
も正確な分割番号Nを算出できる。また、レゾルバ自身
の位相誤差や2相励磁信号のアンバランス等で生じるθ
1XN検出値の変動があっても(90/P)’の余裕が
あるので正確な分割番号Nを算出できる。
なお、絶対位置θは(2)、 (4)式から算出してお
り、Nが正確な値で、θPXN、 θPXoはP極対数
レゾルバの高分解能な検出値(例えば10極対数レゾル
バの場合0.0176’ /digit)であり、これ
を基に絶対位置を検出することになる。この結果、機械
的原点位置からの絶対位置をP極対数レゾルバの高い分
解能で精度良く、しかもopxが零の近くでも、正確に
検出できると言う効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、P極対数レゾルバ位置検出値の絶対位
置を1極対数レゾルバ検出値を基に判断できるので、P
極対数レゾルバ検出分解能で精度良く、絶対位置を検出
できる。つまり、P極対数レゾルバ位置検出値θPXを
2つの範囲に分け、それぞれのθPX検出範囲より両側
に(90/P)′広い範囲の分割番号Nを設定すること
で、レゾルバの位相誤差等による1極対数レゾルバ検出
値θ1Xの変動があっても正確な(360/P)’毎の
分割番号Nを算出できる。この結果、正確なNと、分解
能が高いP極対数レゾルバ位置検出値θPXを基に、絶
対位置を算出できるので、機械的原点からの絶対位置を
P極対数レゾルバの位置検出分解能で高精度に検出でき
ると言う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を行なうための回路構成ブロ
ック図、第2図は本発明の一実施例動作を説明するため
のタイムチャート図、第3図は本発明の一実施例での絶
対位置を演算するフローチャート図、第4図は本発明の
他の実施例動作を説明するためのタイムチャート図、第
5図は本発明の他の実施例における絶対位置を演算する
フローチャート図である。 1・・・誘導電動機、2・・・1極対数レゾルバ、3・
・・P極対数レゾルバ、4・・・複速レゾルバ、5・・
・1チツプマイコン、7・・・励磁回路、91X、9p
x・・・ラッチ回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電動機に直結された1極対数レゾルバと、任意の複
    数(P)極対数レゾルバから成る複速レゾルバの励磁信
    号の位相θ_0を1極対数レゾルバ出力信号の零位相で
    ラッチした360゜の範囲で変化する回転位置検出値θ
    _1_Xと、P極対数レゾルバ出力信号の零位相でラッ
    チした、(360/P)゜の範囲で変化する回転位置検
    出値θ_P_Xを基に、電動機ロータの回転位置を検出
    する方法において、360゜の範囲で変化する1極対数
    レゾルバ検出値を任意の範囲毎に分割した分割番号Nを
    設けておき、この分割番号Nと、前記P極対数レゾルバ
    位置検出値θ_P_Xとを基に電動記ロータの絶対位置
    を検出することを特徴とした複速レゾルバを用いた絶対
    位置検出方法。 2、特許請求の範囲第1項において、分割番号NとP極
    対数レゾルバ位置検出値θ_P_Xを基に絶対位置を検
    出する方法として、360゜の範囲で変化する1極対数
    レゾルバ検出値を(360/P)゜毎に分割した分割番
    号Nと、前記P極対数レゾルバ位置検出値θ_P_Xと
    を基に電動機ロータの絶対位置を検出することを特徴と
    した複速レゾルバを用いた絶対位置検出方法。 3、特許請求の範囲第1項において、分割番号NとP極
    対数レゾルバ位置検出値θ_P_Xを基に絶対位置を検
    出する方法として、(360/P)゜の範囲で変化する
    P極対数レゾルバの位置検出値を2つの範囲に分けてお
    き、この分けた範囲より両側に広い位置の間隔毎に、3
    60゜の範囲で変化する1極対数レゾルバ検出値を分割
    した分割番号Nと、前記P極対数レゾルバ位置検出値θ
    _P_Xとを基に電動機ロータの絶対位置を検出するこ
    とを特徴とした複速レゾルバを用いた絶対位置検出方法
JP27742687A 1987-11-04 1987-11-04 複速レゾルバを用いた絶体位置検出方法 Pending JPH01119717A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02264306A (ja) * 1989-04-04 1990-10-29 Yokogawa Electric Corp モータ・ドライブ・システム
JPH03160509A (ja) * 1989-11-18 1991-07-10 Yokogawa Electric Corp モータ・ドライブ・システム
JPH0420813A (ja) * 1990-05-15 1992-01-24 Ckd Corp レゾルバにおける補正データ作成方法及び角度検出装置

Cited By (3)

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