JPH0528486Y2 - - Google Patents

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JPH0528486Y2
JPH0528486Y2 JP3337387U JP3337387U JPH0528486Y2 JP H0528486 Y2 JPH0528486 Y2 JP H0528486Y2 JP 3337387 U JP3337387 U JP 3337387U JP 3337387 U JP3337387 U JP 3337387U JP H0528486 Y2 JPH0528486 Y2 JP H0528486Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、レゾルバによつて回転角を検出する
レゾルバ式回転角検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a resolver-type rotation angle detection device that detects a rotation angle using a resolver.

[従来の技術] 近年、レゾルバは回転角および回転速度を同時
に検出する装置として、特にサーボモータ用とし
て広く用いられつつあり、従来のロータリエンコ
ーダ(パルスピツクアツプ)等に比べ安価にして
堅牢であるという利点を有する。
[Prior Art] In recent years, resolvers have been widely used as devices that simultaneously detect rotational angle and rotational speed, especially for servo motors, and are said to be cheaper and more robust than conventional rotary encoders (pulse pickups). has advantages.

かかるレゾルバの原理を簡単に説明する。すな
わちレゾルバはステータとロータとを有してお
り、このステータの2相巻線にそれぞれ90°位相
差の2相交流電流を流すと、ロータ巻線には位相
変調されたsin(θ+θr)なる誘起電圧が発生す
る。ここで、θrはロータ回転角である。
The principle of such a resolver will be briefly explained. In other words, a resolver has a stator and a rotor, and when a two-phase alternating current with a phase difference of 90° is passed through the two-phase windings of the stator, a phase-modulated sin (θ + θr) is induced in the rotor winding. Voltage is generated. Here, θr is the rotor rotation angle.

そして、この電圧信号sin(θ+θr)より位相信
号θrを抽出すれば、ロータ回転角θrを検出するこ
とができ、更にこれを時間微分すれば、dθr/dt
となりロータ回転速度を検出することができる。
Then, by extracting the phase signal θr from this voltage signal sin(θ+θr), the rotor rotation angle θr can be detected, and by further differentiating this with time, dθr/dt
Therefore, the rotor rotation speed can be detected.

第3図に従来のレゾルバ式回転角検出装置例を
示す。この第3図において、1はクロツク発振
器、2はカウンタ、3はカウンタ出力のインクリ
メンタルデータ(又はデクリメンタルデータ)に
基づきsinθ,cosθの2相交流出力を発生する回路
で、この回路3は、カウンタ2からのデジタル信
号に相応するスイツチパターンを2相のパルス幅
変調(PWM)正弦波信号の形で予め記録されて
いるデコーダと、sinθ,cosθ相当のPWM信号に
より高速で動作してPWM波形から成る90°位相差
の2相交流電流を出力するスイツチ回路とで構成
されている。このようにして、発振器1、カウン
タ2ならびにデコーダおよびスイツチ回路から成
る2相交流発生回路3で、レゾルバを励振するた
め相互に90°の位相差を有する2相交流電流を生
成するための2相励振回路を構成する。
FIG. 3 shows an example of a conventional resolver type rotation angle detection device. In FIG. 3, 1 is a clock oscillator, 2 is a counter, and 3 is a circuit that generates two-phase AC outputs of sin θ and cos θ based on the incremental data (or decremental data) of the counter output. The switch pattern corresponding to the digital signal from counter 2 is pre-recorded in the form of a two-phase pulse width modulation (PWM) sine wave signal, and a decoder operates at high speed using PWM signals equivalent to sinθ and cosθ to form a PWM waveform. It consists of a switch circuit that outputs two-phase alternating current with a 90° phase difference. In this way, the two-phase AC generating circuit 3 consisting of the oscillator 1, the counter 2, and the decoder and switch circuit generates a two-phase AC current having a phase difference of 90° to excite the resolver. Configure the excitation circuit.

また、第3図において、5はレゾルバロータ4
B(このレゾルバロータ4Bには回転トランスを
含む)に誘起された位相変調された電圧を検出す
る誘起電圧信号検出ラインで、この誘起電圧信号
検出ライン5には、波形整形回路6が接続されて
いる。この波形整形回路6は位相変調された正弦
波sin(θ+θr)を矩形波に整形するもので、この
波形整形回路6には、この波形整形回路6の出力
信号の360°毎のエツジでカウンタ2の出力デジタ
ル値をラツチして回転角θr情報を検出するラツチ
回路7が接続されている。
In addition, in FIG. 3, 5 is the resolver rotor 4.
This is an induced voltage signal detection line that detects a phase-modulated voltage induced in B (this resolver rotor 4B includes a rotating transformer).A waveform shaping circuit 6 is connected to this induced voltage signal detection line 5. There is. This waveform shaping circuit 6 shapes the phase-modulated sine wave sin (θ+θr) into a rectangular wave. A latch circuit 7 for detecting rotation angle θr information by latching the output digital value of is connected.

なお、4Aは2相励振型のレゾルバの固定子
(ステータ)である。
Note that 4A is a stator of a two-phase excitation type resolver.

また、8はラツチ回路7からの回転角θrデータ
を取り込んで回転角θr情報をそのまま取り出すと
ともに時間微分して回転速度を求めるマイコン
(マイクロコンピユータ)である。
Further, 8 is a microcomputer that takes in the rotation angle θr data from the latch circuit 7, takes out the rotation angle θr information as it is, and differentiates it with respect to time to obtain the rotation speed.

上述の構成により、2相交流発生回路3から
90°位相差の2相交流電流(励振波)がレゾルバ
ステータ4Aへ供給されると、レゾルバロータ4
Bにはロータの回転角で位相変調された信号sin
(θ+θr)が帰還信号として誘起される。その後
はこのレゾルバの帰還信号のゼロクロス点で、カ
ウンタ出力θをラツチすることが行なわれ、これ
により励振波sinθ,cosθと帰還波sin(θ+θr)と
の位相差θrがラツチ回路7からデジタルデータで
出される。このθrデータをマイコン8にて取り込
み微分して回転速度を得るとともに、そのままで
回転角θrのフイードバツク用として使用すること
が行なわれる。なお、参考までにθと帰還信号の
1波長毎のエツジ、そしてθrとの関係をタイムチ
ヤートで示すと、第4図a〜cのようになる。
With the above configuration, from the two-phase AC generating circuit 3
When a two-phase alternating current (excitation wave) with a 90° phase difference is supplied to the resolver stator 4A, the resolver rotor 4
B is a signal sin whose phase is modulated by the rotation angle of the rotor.
(θ+θr) is induced as a feedback signal. Thereafter, the counter output θ is latched at the zero-crossing point of the feedback signal of this resolver, and the phase difference θr between the excitation waves sinθ, cosθ and the feedback wave sin (θ+θr) is converted into digital data from the latch circuit 7. Served. This θr data is taken in and differentiated by the microcomputer 8 to obtain the rotational speed, and is used as is for feedback of the rotational angle θr. For reference, the relationship between .theta., the edge of each wavelength of the feedback signal, and .theta.r is shown in time charts as shown in FIGS. 4a to 4c.

[考案が解決しようとする問題点] しかしながら、このような従来のレゾルバ式回
転角検出装置では、帰還信号の1波長毎でしか、
回転角θrのフイードバツクデータを更新すること
ができない。そこで、励振用周波数を高くして、
帰還周波数を高くすることも考えられるが、これ
では位相差の時間幅をクロツクで計数するデータ
の分解能が低下するという問題点がある。
[Problems to be solved by the invention] However, in such a conventional resolver-type rotation angle detection device, only one wavelength of the feedback signal is detected.
The feedback data of rotation angle θr cannot be updated. Therefore, by increasing the excitation frequency,
It is conceivable to increase the feedback frequency, but this poses a problem in that the resolution of data obtained by counting the time width of the phase difference using a clock decreases.

本考案はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、レゾルバロータの回転角の分解能
を低下させることなく、サンプリング周波数を高
めて、制御の応答性や精度を向上させることがで
きるようにした、レゾルバ式回転角検出装置を提
供することを目的とする。
The present invention was developed to solve these problems, and it is possible to increase the sampling frequency and improve control responsiveness and accuracy without reducing the resolution of the rotation angle of the resolver rotor. An object of the present invention is to provide a resolver type rotation angle detection device.

[問題点を解決するための手段] このため、本考案のレゾルバ式回転角検出装置
は、レゾルバロータに誘起される位相変調された
交流電圧を検出する信号検出ラインからの上記交
流電圧信号を矩形波信号に整形する波形整形回路
が設けられるとともに、同波形整形回路からの矩
形波信号の立上がりおよび立下がりごとにトリガ
信号を発生するトリガ信号発生回路が設けられ
て、上記トリガ信号が出力されるたびにデータを
取り込んで上記レゾルバロータの回転角を演算す
る演算手段が設けられ、同演算手段が、上記トリ
ガ信号が出力されるたびに交互にデータをラツチ
する一対のラツチ手段と、上記の各ラツチ手段で
ラツチされたデータから上記レゾルバロータの回
転角誤差分を求める誤差演算手段と、同誤差演算
手段で演算された上記回転角誤差分を上記ラツチ
手段の一方の記憶値から引いて出力する誤差補正
手段と、同誤差補正手段の出力と上記ラツチ手段
の他方の出力とを交互に切り替えて出力する切替
手段とで構成されたことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the resolver-type rotation angle detection device of the present invention converts the AC voltage signal from the signal detection line for detecting the phase-modulated AC voltage induced in the resolver rotor into a rectangular shape. A waveform shaping circuit that shapes the wave signal is provided, and a trigger signal generation circuit that generates a trigger signal at each rise and fall of the rectangular wave signal from the waveform shaping circuit is provided, and the trigger signal is output. Calculating means is provided for calculating the rotation angle of the resolver rotor by taking in data every time the trigger signal is output, and the calculating means is provided with a pair of latching means that alternately latches data each time the trigger signal is output, and each of the above-mentioned latching means. error calculation means for calculating the rotation angle error of the resolver rotor from the data latched by the latch means; and subtracting the rotation angle error calculated by the error calculation means from one of the stored values of the latch means and outputting the result. It is characterized by comprising an error correction means and a switching means for alternately switching and outputting the output of the error correction means and the other output of the latch means.

[作用] 上述の本考案のレゾルバ式回転角検出装置で
は、2相励振回路から2相交流がレゾルバのステ
ータに供給され、これによりレゾルバロータにロ
ータ回転角情報をもつた誘起交流電圧が出力され
るが、この交流電圧は波形整形回路にて矩形波信
号に整形され、その後この矩形波信号はトリガ信
号発生回路へ入力され、このトリガ信号発生回路
から上記矩形波信号の立上がりおよび立下がりご
とにトリガ信号が出力される。そして演算手段は
トリガ信号が出されるたびにデータを取り込んで
レゾルバの回転角を演算する。
[Operation] In the above-described resolver-type rotation angle detection device of the present invention, two-phase AC is supplied from the two-phase excitation circuit to the stator of the resolver, thereby outputting an induced AC voltage having rotor rotation angle information to the resolver rotor. However, this AC voltage is shaped into a rectangular wave signal by a waveform shaping circuit, and then this rectangular wave signal is input to a trigger signal generating circuit, and from this trigger signal generating circuit, a signal is generated at each rise and fall of the above rectangular wave signal. A trigger signal is output. The calculating means takes in data every time a trigger signal is issued and calculates the rotation angle of the resolver.

このとき、波形整形回路出力ひいてはトリガ信
号発生回路出力にはレゾルバロータの回転角誤差
が含まれている可能性があるので、演算手段にお
いては、この回転角誤差分を除去することが行な
われる。すなわちトリガ信号が出力されるたびに
交互にデータをラツチする一対のラツチ手段でそ
れぞれラツチされたデータから、誤差演算手段に
よつて回転角誤差分が演算され、誤差補正手段に
より、この回転角誤差分がラツチ手段の一方の記
憶値から引いて除かれる。その後は切替手段によ
つて、誤差補正手段からの出力とラツチ手段の他
方の出力とが交互に出力される。
At this time, since there is a possibility that the output of the waveform shaping circuit and the output of the trigger signal generation circuit include a rotation angle error of the resolver rotor, the calculation means removes this rotation angle error. That is, the rotation angle error is calculated by the error calculation means from the data latched by a pair of latch means that alternately latches data each time a trigger signal is output, and the rotation angle error is calculated by the error correction means. minutes are subtracted from the stored value of one of the latching means. Thereafter, the switching means alternately outputs the output from the error correction means and the other output from the latch means.

[考案の実施例] 以下、図示する実施例につき本考案を具体的に
説明する。第1,2図は本考案の一実施例として
のレゾルバ式回転角検出装置を示すもので、第1
図はその演算手段の要部を示す電気回路図、第2
図はその全体構成を示す電気回路図である。まず
第2図において、1は発振器、2はカウンタ、3
は2相交流発生回路、4Aはレゾルバステータ、
4Bはレゾルバロータ、5は誘起電圧信号検出ラ
イン、6は波形整形回路で、これらは第3図にお
いて説明したものと同様のものである。
[Embodiments of the Invention] The present invention will be specifically described below with reference to illustrated embodiments. Figures 1 and 2 show a resolver type rotation angle detection device as an embodiment of the present invention.
The figure is an electric circuit diagram showing the main part of the calculation means,
The figure is an electrical circuit diagram showing the overall configuration. First, in Figure 2, 1 is an oscillator, 2 is a counter, and 3
is a two-phase AC generation circuit, 4A is a resolver stator,
4B is a resolver rotor, 5 is an induced voltage signal detection line, and 6 is a waveform shaping circuit, which are similar to those explained in FIG. 3.

ところで、本装置では、波形整形回路6からの
矩形波信号の立上がりおよび立下がりごとにトリ
ガ信号(立上がりエツジ信号)を発生するトリガ
信号発生回路9をそなえている。このトリガ信号
発生回路9としては、例えば波形整形回路6から
の信号を微分する微分回路と、負信号を正信号に
変換す絶対値回路とを組合せたものが用いられ
る。
Incidentally, this device includes a trigger signal generation circuit 9 that generates a trigger signal (rising edge signal) at each rise and fall of the rectangular wave signal from the waveform shaping circuit 6. As the trigger signal generation circuit 9, for example, a combination of a differentiation circuit that differentiates the signal from the waveform shaping circuit 6 and an absolute value circuit that converts a negative signal into a positive signal is used.

また、カウンタ2の出力データをトリガ信号発
生回路9のトリガ出力(立上がりエツジ出力)ご
とにラツチするラツチ回路10が設けられてお
り、これにより回転角データθrおよびθr+π(こ
の角度データをAとする)を検出することができ
る。さらに、このラツチ回路10の出力を受信す
るとともにラツチされたデータがθrまたはθr+π
のいずれかであるのかを認識するために波形整形
回路6の波形整形出力(この位相データをBとす
る)も受信するマイコン(マイクロコンピユー
タ)11が設けられており、このマイコン11に
よつて回転速度dθr/dtの演算が施されたり、回
転角情報θr+πからθrを求めたり、この回転角θr
(このθrにはラツチ回路10から入力されて演算
を施こされていない回転角θrを含む)をサーボモ
ータにおける速度制御系のフイードバツク用とし
て出力させたりする。すなわちラツチ回路10や
マイコン11で、トリガ信号が出力されるたびに
データを取り込んでレゾルバロータ4Bの回転角
θrを演算する演算手段を構成する。
Further, a latch circuit 10 is provided which latches the output data of the counter 2 every time the trigger output (rising edge output) of the trigger signal generation circuit 9 is generated. ) can be detected. Furthermore, the output of this latch circuit 10 is received and the latched data is θr or θr+π.
In order to recognize whether the rotation The speed dθr/dt is calculated, θr is calculated from rotation angle information θr + π, and this rotation angle θr
(This θr includes the rotation angle θr inputted from the latch circuit 10 and not subjected to calculation) is outputted as a feedback for the speed control system of the servo motor. That is, the latch circuit 10 and the microcomputer 11 constitute a calculation means that takes in data every time a trigger signal is output and calculates the rotation angle θr of the resolver rotor 4B.

ところで、演算手段を構成するマイコン11
は、第1図に示すごとく、矩形波信号の立上がり
および立下がりごとに、即ちトリガ信号が出力さ
れるたびに、交互にラツチ回路10からの角度デ
ータA(θr,θr+π)をラツチするラツチ手段1
2,13を有している。なお、このラツチ手段1
2,13のラツチタイミングの制御は波形整形回
路6からの位相データBを若干遅らせる遅延手段
20からのタイミング信号によつて行なわれる。
これによりラツチ手段12にはデータθr+πが、
ラツチ手段13にはデータθrがそれぞれラツチさ
れる。
By the way, the microcomputer 11 constituting the calculation means
As shown in FIG. 1, the latch means alternately latches the angle data A (θr, θr+π) from the latch circuit 10 every time the rectangular wave signal rises and falls, that is, every time the trigger signal is output. 1
2.13. Note that this latch means 1
The latch timings 2 and 13 are controlled by a timing signal from a delay means 20 that slightly delays the phase data B from the waveform shaping circuit 6.
As a result, the latch means 12 receives data θr+π.
Data θr is latched in the latch means 13, respectively.

ここで、波形整形回路入力のオフセツト、波形
整形回路6の立上がり、立下がりの感度の差等に
よつて、現実には微小ではあるが、波形整形回路
出力は正しく180°毎にハイレベルとローレベルと
になる矩形波とはならない場合がある。すなわち
この波形整形回路6のエツジでラツチされるデー
タは、360°毎の1つのエツジで得られるデータを
仮りに真値θrとすれば、それから180°ずれた360°
毎のエツジでラツチされるデータはθr+π+Δθr
と表現される回転角誤差Δθrを含んでいる。
Here, due to the offset of the waveform shaping circuit input, the difference in sensitivity between the rise and fall of the waveform shaping circuit 6, etc., the output of the waveform shaping circuit is accurately set at high level and low level every 180°, although it is actually very small. It may not be a square wave that corresponds to the level. In other words, the data latched at the edges of this waveform shaping circuit 6 is 360 degrees that is 180 degrees off from the true value θr, assuming that the data obtained at one edge every 360 degrees is the true value θr.
The data latched at each edge is θr + π + Δθr
It includes a rotation angle error Δθr expressed as .

従つて、実際はラツチ手段12には回転角誤差
Δθrを含んだθr+π+Δθrがラツチされる。
Therefore, in reality, θr+π+Δθr including the rotational angle error Δθr is latched in the latch means 12.

また、マイコン11はラツチ手段12,13で
ラツチされたデータθr,θr+π+Δθrからレゾル
バロータ4Bの回転角誤差分Δθrを求める誤差演
算手段21をそなえている。この誤差演算手段2
1は、ラツチ手段12からのデータθr+π+Δθr
とラツチ手段13からのデータθrと定数設定手段
23からのデータπとを受けて、(θr+π+Δθr)
−θr−πなる演算を行なう加減算手段22を有し
ており、この加減算手段22からの演算結果は、
サンプラ17を介して1次記憶手段18へ入力さ
れ、この1次記憶手段18で記憶されこの記憶値
が最新値として更新されるようになつている。
The microcomputer 11 also includes an error calculation means 21 for calculating the rotation angle error Δθr of the resolver rotor 4B from the data θr, θr+π+Δθr latched by the latch means 12 and 13. This error calculation means 2
1 is data θr+π+Δθr from the latch means 12
(θr+π+Δθr)
It has an addition/subtraction means 22 that performs the calculation -θr-π, and the calculation result from this addition/subtraction means 22 is
The data is input to the primary storage means 18 via the sampler 17, stored in the primary storage means 18, and this stored value is updated as the latest value.

サンプラ17は、ラツチ手段13からのデータ
θrを時間微分する微分手段15からの出力が回転
速度の絶対値で所定値以下になつたときにゼロ速
と判定してその旨の出力を出す判定手段16から
のゼロ速判定信号を受けて閉じるもので、サンプ
ラ17が閉じると、加減算手段22からのデータ
が1次記憶手段18へ入力されて1次記憶手段1
8の記憶値が更新されるようになつている。
The sampler 17 is a determining means that determines that the speed is zero when the output from the differentiating means 15 that time-differentiates the data θr from the latch means 13 becomes less than a predetermined value in absolute value of the rotational speed, and outputs an output to that effect. When the sampler 17 closes, the data from the addition/subtraction means 22 is input to the primary storage means 18 and the data is input to the primary storage means 18.
The stored value of 8 is now updated.

さらに、マイコン11は、誤差演算手段21で
演算された回転角誤差分Δθrをラツチ手段12の
記憶値θr+π+Δθrから引いて出力する誤差補正
手段24を有している。この誤差補正手段24
は、1次記憶手段18からのデータΔθr、定数設
定手段23からのデータπを加算する加算手段2
5と、この加算手段25からの出力Δθr+πをラ
ツチ手段12からの出力θr+π+Δθrより引いて
出力する引算手段26とをそなえている。
Furthermore, the microcomputer 11 has an error correction means 24 which subtracts the rotational angle error Δθr calculated by the error calculation means 21 from the stored value θr+π+Δθr of the latch means 12 and outputs the result. This error correction means 24
is the addition means 2 which adds the data Δθr from the primary storage means 18 and the data π from the constant setting means 23.
5, and a subtraction means 26 for subtracting the output Δθr+π from the adding means 25 from the output θr+π+Δθr from the latch means 12 and outputting the result.

また、マイコン11は、誤差補正手段24から
の出力θrとラツチ手段13かの出力θrとを交互に
切り替えることによりθr*として出力する切替手
段(サンプラ19をそなえている。すなわちこの
切替手段19はサンプラコントローラ14からの
180°ごとの切替信号によつて誤差補正手段24側
とラツチ手段13側とが交互に切り替わる。な
お、サンプラコントローラ14は遅延手段20か
らの信号を受けて180°ごとの切替信号を出力す
る。
The microcomputer 11 also includes a switching means (sampler 19) that alternately switches the output θr from the error correction means 24 and the output θr from the latch means 13 to output it as θr * . from the sampler controller 14
The error correction means 24 side and the latch means 13 side are alternately switched by a switching signal every 180 degrees. The sampler controller 14 receives a signal from the delay means 20 and outputs a switching signal every 180 degrees.

また、マイコン11は、切替手段19の出力を
時間微分dθr*/dtして回転速度を演算する微分手
段27もそなえている。
The microcomputer 11 also includes a differentiator 27 for calculating the rotational speed by time-differentiating the output of the switching means 19 dθr * /dt.

上述の構成により、第2図に示す2相交流発生
回路3から90°位相差の2相交流電流がレゾルバ
ステータ4Aに供給され、これによりレゾルバロ
ータ4Bにロータ回転角θrで位相変調された誘起
交流電圧sin(θ+θr)が出力されるが、この交流
信号sin(θ+θr)は波形整形回路6にて矩形波信
号に整形され、その後この矩形波信号はトリガ信
号発生回路9へ入力されこのトリガ信号発生回路
9から矩形波信号の立上がりおよび立下がりごと
にトリガ信号(立上がりエツジ信号)が出力され
る。このトリガ信号はラツチ回路10へ入力さ
れ、ラツチ回路10はこの立上がりエツジ信号
(トリガ信号)ごとにカウンタ2の出力データを
ラツチし、マイコン11はこのラツチ回路10か
らの回転角データθr,θr+πと波形整形回路6か
らの出力とを受けて、回転速度dθr/dtを演算し
たり、回転角情報θr+πからの回転角θrを求めた
りする。このとき帰還信号の1波長につき2回回
転角θrデータをマイコン11は認識できるので、
フイードバツクのサンプル周波数を1回のサンプ
ルデータの分解能を落すことなく、2倍にするこ
とができ、これによりサーボモータ制御系の応答
がほぼ2倍に向上する。また回転角情報θrの差分
をとつて速度を演算する場合におけるΔθr/Δtの
Δtが1/2になり、これにより等価的に速度の分解
能が2倍となつて、その結果制御精度をあげるこ
とができる。すなわち、レゾルバの帰還信号の半
波毎にマイコン11に信号を取り込み、かつ回転
角情報θrまたはθr+πのいずれかの認識信号もマ
イコン11に取り込み、ソフト的にθr+πをθrに
変換し、結果として回転角θrデータを半波毎にサ
ンプルすることができるので、上記制御系の応答
速度を2倍にしたり、回転速度演算の際の分解能
を2倍にしたりすることができ、制御応答性や制
御精度を向上できるのである。
With the above configuration, a two-phase AC current with a 90° phase difference is supplied to the resolver stator 4A from the two-phase AC generating circuit 3 shown in FIG. An AC voltage sin(θ+θr) is output, and this AC signal sin(θ+θr) is shaped into a rectangular wave signal by the waveform shaping circuit 6. After that, this rectangular wave signal is input to the trigger signal generation circuit 9 and this trigger signal is generated. A trigger signal (rising edge signal) is output from the generating circuit 9 at each rise and fall of the rectangular wave signal. This trigger signal is input to the latch circuit 10, and the latch circuit 10 latches the output data of the counter 2 for each rising edge signal (trigger signal). Upon receiving the output from the waveform shaping circuit 6, the rotational speed dθr/dt is calculated, and the rotational angle θr is determined from the rotational angle information θr+π. At this time, the microcomputer 11 can recognize the rotation angle θr data twice for each wavelength of the feedback signal, so
The feedback sampling frequency can be doubled without reducing the resolution of the single sample data, thereby improving the response of the servo motor control system by approximately twice. In addition, when calculating speed by taking the difference in rotation angle information θr, Δt of Δθr/Δt becomes 1/2, which equivalently doubles the speed resolution and improves control accuracy. I can do it. That is, a signal is input into the microcomputer 11 every half wave of the resolver feedback signal, and a recognition signal of either rotation angle information θr or θr+π is also input into the microcomputer 11, and θr+π is converted into θr using software, and as a result, the rotation angle is Since the angle θr data can be sampled every half wave, it is possible to double the response speed of the control system mentioned above and double the resolution when calculating rotational speed, improving control responsiveness and control accuracy. can be improved.

ところで、波形整形回路出力ひいてはトリガ信
号発生回路出力にはレゾルバロータ4Bの回転角
誤差Δθrが含まれている可能性があるので、マイ
コン11においては、この回転角誤差分Δθrを除
去することが行なわれる。すなわち位相データB
の180°ごとに交互に角度データAをラツチするラ
ツチ手段12,13でそれぞれラツチされた角度
データθr,θr+π+Δθrから、誤差演算手段21
によつて回転角誤差分Δθrが演算され、誤差補正
手段24により、この回転角誤差分Δθrがラツチ
手段12の記憶値からち引いて除かれる。
By the way, since there is a possibility that the output of the waveform shaping circuit and the output of the trigger signal generation circuit include the rotation angle error Δθr of the resolver rotor 4B, the microcomputer 11 removes this rotation angle error Δθr. It can be done. That is, phase data B
The error calculation means 21 calculates the angle data θr, θr+π+Δθr latched by the latching means 12 and 13, which alternately latches the angle data A every 180°.
The rotational angle error Δθr is calculated, and the error correction means 24 subtracts this rotational angle error Δθr from the value stored in the latch means 12.

その後は切替手段19によつて、誤差補正手段
24の出力とラツチ手段13の出力とが交互に出
力される。
Thereafter, the switching means 19 alternately outputs the output of the error correction means 24 and the output of the latch means 13.

なお、誤差演算手段21の1次記憶手段18で
行なわれる回転角誤差分の記憶の更新は、回転速
度がゼロ速に相当するときに行なわれ、回転時は
Δθrの更新は行なわず、記憶されたΔθrに基づい
て補正が行なわれる。すなわち今、レゾルバのロ
ータ4Bが静止している時は、励振信号と帰還信
号との位相差は静止し、一定値を保持しているは
ずである。したがつて静止状態では帰還信号が理
想の正弦波交流(オフセツトがない)で、且つ波
形整形回路6も理想の動作をするならば、180°毎
に第2図の回路で交互に180°毎に検出される角度
データθr,θr+π,θr,θr+π…は正しくπの角
度差を有するはずである。そして、第1図に示す
回路において、サンプラ17がゼロ以外のサンプ
ル値をサンプルした場合、前記理由によりそれは
回路のオフセツト遅れ等により生成した誤差角
Δθrに他ならない。したがつてこのΔθrをゼロ速
時に記憶し、この誤差角Δθrを回転時にθr+π+
Δθrのデータすなわち2つのラツチ手段12,1
3から除くことにより、誤差角Δθrの補正が可能
となるのである。
Note that the memory for the rotation angle error is updated in the primary storage means 18 of the error calculation means 21 when the rotation speed corresponds to zero speed, and Δθr is not updated during rotation and is stored. Correction is performed based on Δθr. That is, when the rotor 4B of the resolver is now stationary, the phase difference between the excitation signal and the feedback signal should be stationary and hold a constant value. Therefore, in a stationary state, if the feedback signal is an ideal sine wave alternating current (no offset) and the waveform shaping circuit 6 also operates in an ideal manner, the circuit shown in Fig. The angle data θr, θr+π, θr, θr+π, etc. detected in the above should correctly have an angular difference of π. In the circuit shown in FIG. 1, when the sampler 17 samples a sample value other than zero, it is nothing but the error angle Δθr generated by the offset delay of the circuit, etc., for the reason mentioned above. Therefore, this Δθr is memorized at zero speed, and this error angle Δθr is calculated as θr+π+ when rotating.
The data of Δθr, that is, the two latch means 12, 1
3, it becomes possible to correct the error angle Δθr.

なお、誤差角Δθrはこのハード回路固有のもの
であり、温度等により時間的に変動する要因も含
まれるので、静止時のΔθrでもつて、他の時の
Δθrとするのは、100%正しくはない。しかしな
がら、温度変動以外の時間に対し固定の誤差要素
が支配的であるので、かかる手段で十分Δθrの補
正が実用上可能であるということができる。その
結果、正確にサンプル周波数の倍増が可能とな
り、サーボモータ制御系の応答の向上、改善、高
精度化が実現されるのである。
Note that the error angle Δθr is unique to this hardware circuit, and includes factors that vary over time due to temperature, etc. Therefore, it is not 100% accurate to use Δθr at rest as Δθr at other times. do not have. However, since fixed error elements are dominant over time other than temperature fluctuations, it can be said that it is practically possible to sufficiently correct Δθr using such means. As a result, it is possible to accurately double the sampling frequency, resulting in improved response, improvement, and higher accuracy of the servo motor control system.

なお、このようなマイコン11でのソフト処理
を適宜のハードウエアにて処理することももちろ
ん可能である。
Note that it is of course possible to perform such software processing by the microcomputer 11 using appropriate hardware.

[考案の効果] 以上詳述したように、本考案のレゾルバ式回転
角検出装置によれば、レゾルバロータ回転角の分
解能を低下させることなく、サンプリング周波数
を正確に高めることができ、これにより制御の応
答性や精度の向上に大いに寄与しうる利点があ
る。
[Effects of the invention] As detailed above, according to the resolver-type rotation angle detection device of the invention, the sampling frequency can be accurately increased without reducing the resolution of the resolver rotor rotation angle, and thereby the control This has the advantage of greatly contributing to improved responsiveness and accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1,2図は本考案の一実施例としてのレゾル
バ式回転角検出装置を示すもので、第1図はその
演算手段の要部を示す電気回路図、第2図はその
全体構成を示す電気回路図であり、第3,4図は
従来のレゾルバ式回転角検出装置を示すもので、
第3図はその電気回路図、第4図はその作用を説
明するためのタイムチヤートである。 図において、1……発振器、2……カウンタ、
3……2相交流発生回路、4A……レゾルバステ
ータ、4B……レゾルバロータ、5……誘起電圧
信号検出ライン、6……波形整形回路、9……ト
リガ信号発生回路、10……ラツチ回路、11…
…マイコン、12,13……ラツチ手段、14…
…サンプルコントローラ、15……微分手段、1
6……判定手段、17……サンプラ、18……1
次記憶手段、19……切替手段(サンプラ)、2
0……遅延手段、21……誤差演算手段、22…
…加減算手段、23……定数設定手段、24……
誤差補正手段、25……加算手段、26……引算
手段、27……微分手段。なお、図中、同一符号
は同一、又は相当部分を示す。
Figures 1 and 2 show a resolver-type rotation angle detection device as an embodiment of the present invention. Figure 1 is an electric circuit diagram showing the main part of its calculation means, and Figure 2 shows its overall configuration. This is an electrical circuit diagram, and Figures 3 and 4 show a conventional resolver type rotation angle detection device.
FIG. 3 is an electric circuit diagram thereof, and FIG. 4 is a time chart for explaining its operation. In the figure, 1...oscillator, 2...counter,
3... Two-phase AC generation circuit, 4A... Resolver stator, 4B... Resolver rotor, 5... Induced voltage signal detection line, 6... Waveform shaping circuit, 9... Trigger signal generation circuit, 10... Latch circuit , 11...
...Microcomputer, 12, 13...Latch means, 14...
...Sample controller, 15...Differentiating means, 1
6... Judgment means, 17... Sampler, 18... 1
Next storage means, 19...Switching means (sampler), 2
0... Delay means, 21... Error calculation means, 22...
... Addition/subtraction means, 23... Constant setting means, 24...
Error correction means, 25...addition means, 26...subtraction means, 27...differentiation means. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] レゾルバにより回転角を検出するレゾルバ式回
転角検出装置において、上記レゾルバを励振する
ため相互に90°の位相差を有する2相交流を生成
する2相励振回路と、レゾルバロータに誘起され
る位相変調された交流電圧を検出する信号検出ラ
インとをそなえ、同信号検出ラインからの上記交
流電圧信号を矩形波信号に整形する波形整形回路
が設けられるとともに、同波形整形回路からの矩
形波信号の立上がりおよび立下がりごとにトリガ
信号を発生するトリガ信号発生回路が設けられ
て、上記トリガ信号が出力されるたびにデータを
取り込んで上記レゾルバロータの回転角を演算す
る演算手段が設けられ、同演算手段が、上記トリ
ガ信号が出力されるたびに交互にデータをラツチ
する一対のラツチ手段と、上記の各ラツチ手段で
ラツチされたデータから上記レゾルバロータの回
転角誤差分を求める誤差演算手段と、同誤差演算
手段で演算された上記回転角誤差分を上記ラツチ
手段の一方の記憶値から引いて出力する誤差補正
手段と、同誤差補正手段の出力と上記ラツチ手段
の他方の出力とを交互に切り替えて出力する切替
手段とで構成されたことを特徴とする、レゾルバ
式回転角検出装置。
A resolver-type rotation angle detection device that detects a rotation angle using a resolver includes a two-phase excitation circuit that generates two-phase alternating current having a phase difference of 90 degrees to excite the resolver, and a phase modulation induced in the resolver rotor. A waveform shaping circuit is provided for shaping the alternating current voltage signal from the signal detection line into a rectangular wave signal. and a trigger signal generating circuit that generates a trigger signal every time the trigger signal falls, and calculating means that takes in data and calculates the rotation angle of the resolver rotor every time the trigger signal is output. However, a pair of latching means alternately latches data each time the trigger signal is output, and an error calculating means for calculating the rotation angle error of the resolver rotor from the data latched by each of the latching means. error correction means for subtracting the rotation angle error calculated by the error calculation means from the stored value of one of the latch means; and alternately switching between the output of the error correction means and the output of the other latch means. 1. A resolver-type rotation angle detection device comprising a switching means for outputting an output.
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