JPH04204161A - レゾルバの測定速度誤差補正方法 - Google Patents

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〕 この発明は、レゾルバの出力を用いて演算した回転体の
回転速度を補正して真の回転速度を得るようにしたレゾ
ルバの測定速度誤差補正方法に関する。

〔従来の技術〕

第３図は２相励磁１相出力のレゾルバの概念的構成を示
すもので、９０度の機械的角度差をもって配置した１次
巻線１．２に５ｌｎｉＩｌｔＳＣＯｓｌｌＩｔの励磁信
号（−次信号）を加えたとすると、２次巻線３の位置（
回転角）がθのときには、２次巻線３には以下の信号が
発生する。

ｅ　＝　ｋｓｌｎ（ｖｔ十〇）　　ｋ　；定数　　−（
１）したがって、−次信号ｓｌｎωｔと上記式（１）で
示す２次巻線３の出力信号との位相差を求めれば、２次
巻線３を取り付けた回転軸の回転角θを求めることがで
きる。

第４図は、−膜内なレゾルバ駆動制御回路を示すもので
、このレゾルバ駆動制御回路は、発振器１０、ｆｙ’）
＞９２’Ｏ、メモリ３ｏおよびＤ／Ａ変換器４０からな
る構成によってレゾルバ５０に一次信号５ｉｎｌｔ　５
ｃｏｓωｔを供給すると共に、ラッチ６０およびＣＰＵ
７０からなる構成によって回転角θや回転速度ωを検出
するようにしている。

カウンタ２０はカウント上限が予め設定されたサイクリ
ックカウンタであり、発振器１ｏの発振パルスを順次カ
ウントし、そのカウント値をメモリ３０およびラッチ６
０に出力する。第５図（ａ）は、カウンタ２０の出力が
周期的に（周期Ｔ）カウントアツプされている様子を示
している。

メモリ３０には、レゾルバ５ｏに出力する一次信号５ｉ
ｎｌ　、　ｃｏｓｍｔを形成するためのデータが予め記
憶されており、カウンタ２ｏの出力をアドレス信号とし
て記憶データか読み出される。具体的には、ｓｉｎωｔ
　−、ｃｏｓｍｔが交互に（時分割に）がっカウンタ２
０の１力ウント周期Ｔ中に１周期分のｓｉｎωｔＳＣｏ
ｔωｔのデータが読み出されるようにデータが記憶され
ている。

Ｄ／Ａ変換器４０は２チヤンネルであり、メモリ３０か
ら出力されるｓｉｎυｔ　、　ｃｏｓｍｔのデータをデ
ジタル／アナログ変換し、その変換信号を励磁信号ｓｉ
ｎωｔ　、　ｃｏｓｍｔとしてレゾルバ５０に出力する
（第５図（ｂ））。そしてレゾルバ５０からは回転軸の
回転に応して先の（１）式に示したような信号ｅが出力
される（第５図（ｄ））。

、ゼロクロス検出回路８０は、レゾルバ５０の出力信号
ｅの例えば、負極性から正極性へのゼロクロスを検出し
、検出信号ＬＴをラッチ６０に出力する（第５図（ｅ）
）。このゼロクロス検出信号ＬＴはラッチ６０のラッチ
タイミング信号となる。

ラッチ６０は、このラッチタイミング信号ＬＴが入力さ
れる度に、カウンタ２０のカウント値をラッチする（第
５図（ｆ））。したかって、ラッチ６０の出力は励磁信
号ｓｉ口ｔとレゾルバ５０の出力の位相差θ、すなわち
２次巻線を取り付けた回転軸の位置を表わしていること
になる。

ＣＰＵ７０は、ラッチ６０のラッチデータを上記励磁信
号ｓｉｎωｔまたはｃｏｓ６１ｔの周期に同期したタイ
ミングで読み込むことで、上記ラッチデータを定期的に
サンプリングするものであり、この場合はゼロクロス検
出回路９０で一次信号５ｉｎｌｔの負極性から正極性へ
のゼロクロスを検出し、このゼロクロス検出信号をＣＰ
Ｕ７０の読込みタイミング信号として用いるようにして
いる。例えば、ＣＰＵ７０では、ゼロクロス検出回路９
０の検出信号を所定時間ｔ１だけ遅延し、この遅延終了
時をサンプリングタイミングとすることでラッチデータ
を読み込むようにする（（第５図（Ｃ））。

この結果、ＣＰＵ７０には、第５図（ｇ）に示すような
回転軸の位置データがサンプリングされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記の従来方式によれば、メモリ３０に記憶
されたデータを用いて発生した励磁信号ｓｉｎωｔおよ
びｃｏｓｍｔはデジタル処理によるものであるために理
想的なｓｉｎカーブ、ｅＯｓカーブから若干ずれたもの
になり、このｓｉｎωｔおよびｃｏｓｍｔが励磁信号と
してレゾルバに加えられる。また、前記第４図に示した
各構成要素には理想的なものと比べてそれぞれ様々な処
理の時間遅れが発生する。

これらを原因として従来構成では、第６図（ａ）に示す
ように、サンプリングされた位置データは真の位置デー
タからずれた誤差を含むものとなる。

したがって、この様な位置データを差分して求めた回転
速度は、第６図（ｂ）に示すように、真の回転速度から
ずれてしまい、この結果、例えばモータなどの速度制御
がうまくいかず、滑らかな回転制御をなし得ないなどの
問題がある。

この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、測
定された回転速度を補正して真の回転速度を得るように
して常に正確な回転速度検出をなし得るレゾルバの測定
速度誤差補正方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、レゾルバの励磁信号とレゾルバの出力と
の位相差データをレゾルバの回転位置データとしてサン
プリングし、前回サンプリング値と今回サンプリング値
との差分により回転速度を算出するレゾルバにおいて、
レゾルバを所定の等速度ωて回転させ、この等速回転中
にレゾルバ回転速度ωｎをレゾルバの各回転位置に対応
して求める工程と、前記等速の回転速度ωを上記工程で
求めた各レゾルバ回転速度ωｎで除すことで速度補正係
数をレゾルバの各回転位置に対応して求める工程と、レ
ゾルバを用いて回転軸の速度を算出する際、算出された
回転速度を上記速度補正係数を用いて補正する工程とを
具えるようにする。

〔作用〕

すなわち、前記等速度ωての回転中にレゾルバ１回転に
おける全ての位置θｎ　　（ｎ−１〜ＭＡＸ値）とこれ
らの位置に対応する速度ωｎ　　（ｎｌ〜ＭＡＸ値）と
を測定し、前記設定速度ωとこれら測定速度の比ω／ω
ｎを求めることで速度補正係数＾（ｎ）−ω／ωｎを予
め求めておく。

そして、レゾルバを実際に使用するときには測定された
速度に同じ位置データに対応する前記補正係数＾（ｎ）
を掛けることで真の速度を求めるようにする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面にしたかって詳細に
説明する。

まず、この発明の詳細な説明する。

レゾルバによってサンプリングされた位置データをＲ（
θ）、真の位置をθ、これらの偏差をＥ（θ）とすると
、 Ｒ（θ）−〇−Ｅ（θ）　・・（１） なる関係が成立する。

上式を時間ｔて微分すると、 ｄＲ（θ）／ｄｔ −ｄ（θ−Ｅ（θ））／ｄｔ −ｄθ／ｄｔ−ｄＥ（Ｉｆ）／ｄｔ −ｄθ１ｌ−（ｄＥ（θ）／ｄθ）ｌ／ｄｔしたかって
、 ｄｌｌ／ｄｔ −＋１／［１−（ｄＥ（θ）／ｄθ）］ｌＸ［ｄＲ（θ
）／ｄｉ］ここで、Ｅ（ｉｔ＋はθの関数であるから１
／［１−（ｄＥ（θ）／ｄθ）］−Ａ（ｉｆ）とすれば
、下記（２）式か成立する。

ｄ６／ｄｉ−Ａ（θ）Ｘ［ｄＲ（θ）／ｄｔＦ　　−（
２）上記（２）式によれば、真の速度ｄθ／ｄｔはサン
プリング位置データＲ（θ）の差分から求まる見掛上の
速度（測定速度）　ｄｉ？（θ）／ｄｔに対しθのみに
よって決定される補正係数Ａ（θ）を掛けたものになる
。

したがって、第２図に示すように、予め所定の等速度ω
てレゾルバを回転させ、この回転中にレゾルバ１回転に
おける全ての位置θｌ、θ２、・・・、ｏｎ１・・・、
θ１ｌｌａｘとこれらの位置に対応する速度ω１、ω２
、・・・、ｏｎ１・・・、ωｌａＸとを測定し、前記設
定速度ωとこれら測定速度の比を下記のように求めるこ
とで、各位置θ１、θ２、・・・、ｏｎ。

・・・、θｌ１ａＸに対応する補正係数＾（ｅｌ）、Ａ
（θ２〉、・・・、Ａ（ｏｎ）、・・、＾（θｍａｘ　
）を求め、これらを記憶しておく。

＾（θ１）−ω／ωｌ Ａ（θ２）−ω／ω２ Ａ（ｏｎ）−ω／ωｎ Ａ（θｍａｘ　）　−＜ＩＪ　／　（ＩＪ　ｗａｘそし
て、レゾルバを用いて速度検出並びに速度制御を行なう
際には、測定した位置データＲ（θ）に基ずき演算した
回転速度（見掛上の速度）　Ｖ（ｏｎ）（−ｄＲＦθ）
／ｄｔ）を下式（３）のようにその位置データＲ（θ）
に対応する補正係数へ（ｏｎ）で補正することで真の回
転速度Ｖｃ　（ｏｎ）を求めるようにする。

Ｖｃ　（ｏｎ　）−Ｖ（Ｉｌｎ　）ｘＡ（θＩｆ）−（
３）第１図は、この発明の実施例を示すフローチャート
であり、このフローチャートは例えば、先の一第４図に
示した構成のＣＰＵ７０の作用を主に示している。以下
、このフローチャートを参照してその動作を説明する。

まず、例えばレゾルバ製造時や製品出荷前など、レゾル
バが実際に使用される前に、前述した補正係数＾（ｇｏ
　）を得るためにレゾルバが取り付けられた軸を等速度
ωで回転する（ステップ１００）。

この回転の際、ＣＰＵ７０はレゾルバ１回転における全
ての位置θ１、θ２、・・・、ｏｎ、・・・、θＩａＸ
とこれらの位置に対応する速度ω１、ω２、・・・、ｏ
ｎ、・・・、ωＷａＸとを測定演算する。成る位置と次
の位置との間隔はレゾルバの分解能を考慮して適宜の値
に設定する（ステップ１１０）。

次にこのようにして求めた速度ω１、ω２、・・・、ω
ｎ１・・・、ωｌａＸと前記設定等速度ωとの比をとる
ことで各位置θ１、θ２、・・・、θｎ１・・・、θｌ
ａＸに対応する前記補正係数Ａ（θ１）、Ａ（θ２）、
・・・、＾（θｎ）、・・・、Ａ（θｍａＸ　）を適宜
の手段で求める（ステップ１２０）。この様にして求め
た補正係数Ａ（Ｎ　）、Ａ（１１２）、・・・、Ａ（Ｉ
ｌｎ　）、・・・、Ａ（＃ｓ＋ａｘ　）は各位置θ１、
θ２、・・・、θｎ１・・・、θ１ｌａＸと対応付けて
例えば対応テーブル形式でＣＰＵ７０内のメモリに保存
記憶する。

その後、レゾルバが実際に使用される際には（ステップ
１３０）　、ＣＰＵ７０は前述した信号処理によって回
転位置Ｒ（θａ）を測定し、この位置データと前回の位
置データとの差分を取ることによって回転速度Ｖ（θｎ
）をまず求める。さらに、ＣＰＵ７０はこの回転位置Ｒ
（’＋１０）に対応する補正係数Ａ（１＋＋　）を前記
対応テーブルから読み出し、この補正係数Ａ（＃ｎ　）
を使って前記求めた回転速度■（θｎ）を先の第（３）
に従って補正し、この補正後の値を真の回転速度Ｖｃ　
Ｃｅｎ　）として実際の制御に用いるようにする。

なお、本発明を適用するレゾルバは、先の第４図に示し
た形式のものに限るわけてはなく、本発明は他の任意の
構成を持つレゾルバに適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、レゾルバを実際
に使用する前にレゾルバを等速度で回転して速度補正係
数を求め、レゾルバを実際に使用する際にはこの速度補
正係数を用いて測定速度を補正するようにしたので、簡
単な処理によって常に正確な回転速度検出をなし得るよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すフローチャート図、第
２図は上記実施例を説明するための図、第３図はレゾル
バの概念的構成を示す図、第４図は一般的なレゾルバ駆
動制御装置を例示する図、第５図は第３図のレゾルバ駆
動制御装置の各部の作用を示すタイムチャート、第６図
は従来の不具合を説明する図である。 １．２・・・１次巻線、３・・・２次巻線、１０・・・
発振器、２０・・・カウンタ、３０・・・メモリ、４０
・・・Ｄ／Ａ変換器、５０・・・レゾルバ、　６０・・
・ラッチ、７０・・・ＣＰＵ、　　８０．９０・・・ゼ
ロクロス検出回路 出願人代理人　　木村高久　Ｌ）Ｊり ＝−１− 第１図 ５ｉｎｌＡｌｔ 第３図 第４図 第５図 Ｖシアｌレイ立置 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レゾルバの励磁信号とレゾルバの出力との位相差データ
   をレゾルバの回転位置データとしてサンプリングし、前
   回サンプリング値と今回サンプリング値との差分により
   回転速度を算出するレゾルバにおいて、 レゾルバを所定の等速度ωで回転させ、この等速回転中
   にレゾルバ回転速度ωｎをレゾルバの各回転位置に対応
   して求める工程と、 前記等速の回転速度ωを上記工程で求めた各レゾルバ回
   転速度ωｎで除すことで速度補正係数をレゾルバの各回
   転位置に対応して求める工程と、レゾルバを用いて回転
   軸の速度を算出する際、算出された回転速度を上記速度
   補正係数を用いて補正する工程と、 を具えるレゾルバの測定速度誤差補正方法。