KR0155746B1 - 레졸버의 위치보정방법 및 장치 - Google Patents

레졸버의 위치보정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레졸버의 위치보정방법 및 장치는 레졸버의 검출위치와 실제위치와의 차이를 반복학습식을 통하여 얻어진 데이타를 롬메모리에 저장하여 신호보정용으로 사용하는 과정을 반복적으로 수행함으로써 검출위치와 실제위치와의 차이를 줄이게 되어 토크제어기의 정확한 제어를 가능하게 한다.

Description

레졸버의 위치보정방법 및 장치
제1도는 종래 기술의 개략적인 구성 블럭도이다.
제2도는 레졸버가 가지는 신호오차를 표시하는 시스템도이다.
제3도는 본 발명의 개략적인 구성 블럭도이다.
제4도는 신호보정부의 반복학습 수렴성을 나타내는 그래프이다.
제5도는 신호보정부의 반복시행에 따른 속도리플을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
300 : 신호보정부 302 : 가상위치추정부
304 : 저장수단
본 발명은 모터의 위치를 검출하기 위해 사용되는 레졸버의 위치를 보정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
레졸버를 위치검출기로 사용할 때 전기적으로 상변위, 잔류전압, 여자신호왜곡 등과 기계적으로는 진폭오차, 직교오차 등의 문제점을 가지고 있기 때문에 레졸버-디지탈 변환기(Resolver-Digital Converter; 이하 RDC라고 함)를 이상적이라 보더라도 회전자의 실제위치와 레졸버 신호가 전달하는 위치정보에는 차이가 존재한다.
여기서, 레졸버의 기계적 오프셋 영향은 어느정도 보상이 가능하지만 그 외의 영향은 실질적으로 제거가 어렵다.
제1도는 종래 기술의 개략적인 구성 블럭도이고, 제2도는 레졸버가 가지는 신호오차를 표시하는 시스템도이다. 즉, 레졸버(106)의 출력은 θkout= θk+ n(θk)로 나타낼 수 있는데, 여기서 n(θk)는 신호오차를 나타낸다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 정밀한 측정장비를 사용하여 모터의 위치마다 실제위치에 대한 레졸버 출력신호의 차이를 구해서, 구해진 값으로 보정해주는 방법이 있지만, 측정장비의 가격과 레졸버마다 다른 기계, 전기적 특성을 보상해준다는 것은 실제적인 면에서 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은 레졸버의 전기, 기계적인 요인으로 인해 실제 모터의 위치와 레졸버의 출력위치 사이의 오차를 반복학습으로 추정하여 제거하는 레졸버의 위치보정 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 레졸버의 위치보정 방법은 모터의 실제위치값으로부터 현재의 제어명령에 대한 모터의 가상위치를 추정해내어 가상위치 추정치를 출력하는 과정; 레졸버-디지탈 변환기로부터 출력되는 레졸버위치값을 읽어오는 과정; 상기 가상위치 추정치와 레졸버위치값을 입력으로 하여 반복학습식에 대입함으로써 얻어지는 데이타를 ROM 메모리에 저장하는 과정; 및 상기 ROM 메모리를 사용하여 위치보정을 실시하면서 상기 가상위치 출려과정, 상기 레졸버위치값 독출과정, 및 상기 저장과정을 반복적으로 실시하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 레졸버의 위치보정 장치는 레졸버를 통해서 출력되는 레졸버량을 레졸버-디지탈 변환기를 통하여 변환하여 레졸버위치값을 제어신호로 사용하는 레졸버타입 모터 제어시스템에 있어서, 모터의 실제위치값을 입력으로 하여 현재의 제어명령에 대한 모터의 가상위치를 추정해내어 가상위치 추정치를 출력하기 위한 가상위치 추정수단; 상기 가상위치 추정치와 상기 레졸버위치값을 입력으로 하여 상기 두 값의 차이를 보상해주기 위한 반복학습식에 따른 데이타를 롬메모리에 저장시킬 수 있는 저장수단; 및 상기 롬메모리를 이용하여 상기 레졸버의 신호오차만큼을 빼줌으로써 신호를 보정하는 신호보정수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제3도는 본 발명의 개략적인 구성 블럭도로서, 본 발명은 레졸버 타입 모터의 레졸버(106)로부터의 위치데이타를 RDC(108)를 통하여 디지탈화하여서 속도제어에 사용하는 종래의 속도제어 시스템에서 RDC(108)로부터의 출력신호를 궤환하여 레졸버(106)가 포함하고 있는 신호오차만큼을 감해주는 신호보정부(300)와 현재 지령에 따른 모터의 회전자의 가상위치를 추정해내는 가상위치 추정부(302)를 더 구비하여 구성되어 있다.
물론, RDC(108)로부터의 출력신호( k k
토크제어기(100)는 일정토크( *)를 발생시키기 위한 전류 i*를 θ에 대한 정보로부터 구한다. 곧, 모터 회전자의 위치 θ에 따라 전류 i*가 되도록 전류제어하면 일정토크제어가 가능해진다.
그러나, 제2도의 레졸버의 구조에서 알 수 있듯이 RDC(108)의 출력신호가 실제 모터 위치와 다르면 일정 토크제어기(100)의 토크는 다음 (식2)와 같이 된다.
이때, 정상상태에서 속도는 속도리플이 섞인 다음 (식3)으로 나타난다.
여기서, ave는 θ의 평균값이고, ac(t)는 AC 성분의 속도리플이다.
그러면, 모터의 실제위치는 다음 (식4)와 같이 θ(t)로 주어진다.
본 발명은 신호보정 반복학습 알고리즘으로 (식4)에 표시된 위치오차에 해당하는의 영향을 보상함으로써 위치오차로 인한 속도리플을 감소시킬 수 있다.
신호보정부(300)의 특성함수인 fk와 레졸버(106)의 노이즈함수인 nk사이의 관계를 모터의 회전자의 위치인 θk와 k로 나타내면 다음의 (식5)와 같다.
그리고, 가상위치추정부(302)의 특성함수인 dk가 레졸버(106)의 노이즈함수로 인한 추정오차인 ek보다 충분히 작다는 다음 (식6)과 같은 조건을 만족하여라 할 수 있다.
여기서,이다.
따라서, (식5)는 다음 (식7)과 같이 정리할 수 있다.
그러면, 본 발명에서 사용되는 반복학습식인 (식1)은 다음 (식8)과 같이 정리할 수 있다.
그러면, 반복학습식인 (식8)을 이용하여 초기상태부터 2회 반복하는 경우의 신호보정 테이블, 즉 신호보정 데이타를 롬메모리에 저장하는 경우를 예를 들어 보이면 다음과 같다
먼저, f0( 0) = 0 라고 하면, 초기상태의 노이즈함수인 n( 0)는 다음 (식9)와 같이 나타낼 수 있다.
(식9)에서 구해진 데이타는 신호보정 테이블없이 구해진 초기 데이타이다. 이것을 근거로 다시 구하면 다음 (식10)과 같이 나타낼 수 있는데, (식10)에서의 보정테이블이 구해진다.
이와같이 반복횟수가 k = 2 인 경우에도 다음과 같이 구할 수 있다.
여기서, f1의 변수는 0이지만 보정테이블의 입력은 1이 되므로 (식11)과 같이 된다.
(식12)와 같은 식에 의해서 반복횟수 k = 2 인 신호보정 테이블의 데이타가 구해진다.
이때, 본 발명에 사용되는 반복학습식은 다음 (식13)과 같은 조건을 만족하여야 한다.
만일 (식13)의 조건을 만족하지 않는 경우에는 n(θ)fk(θ)를 만족치 못하게 되므로 반복학습식으로는 ek(σ)를 영으로 수렴시키지 못하게 된다.
저장수단(304)은 RDC(108)에서 출력되는 위치신호 k와 가상위치추정부(302)로부터 출력되는 위치추정신호 k를 입력으로 하여 (식5)의 반복학습식을 수행하고 신호보정부(300)에 끼워넣을 롬메로리에 저장한다. 이런 과정을 반복함으로써 제4도에 도시된 바, 신호보정을 좀더 정확히 수행할 수 있다.
또한, 반복학습을 여러번 수행할수록 제5도에 도시된 것처럼 속도리플이 점점 줄어든다. 여기서, 속도리플은 레졸버의 모터 검출위치와 실제위치가 다른 경우, 이 위치오차로 인한 영향이 토크제어기의 정확한 제어를 방해함으로써 발생하는 것이다.
그러므로, 제4도 및 제5도의 그래프에서와 같이 신호보정부(300)의 롬메모리 저장과정을 반복하는 횟수가 증가할수록 보다 더 정확한 속도제어가 가능하게 된다.
따라서, 본 발명인 레졸버의 위치보정방법 및 장치는 레졸버의 검출위치와 실제위치와의 차이를 반복학습식을 통하여 얻어진 데이타를 롬메모리에 저장하여 신호보정용으로 사용하는 과정을 반복적으로 수행함으로써 검출위치와 실제위치와의 차이를 줄이게 되어 토크제어기의 정확한 제어를 가능하게 한다.

Claims (3)

  1. 모터의 실제위치값으로부터 현재의 속도제어명령에 대한 모터의 가상위치를 추정해내어 가상위치 추정치를 출력하는 과정; 레졸버-디지탈 변환기로부터 출력되는 레졸버위치값을 읽어오는 과정; 상기 가상위치 추정치와 레졸버위치값을 입력으로 하여 반복학습식에 대입함으로써 얻어지는 데이타를 ROM 메모리에 저장하는 과정; 및 상기 ROM 메모리를 사용하여 위치보정을 실시하면서 상기 가상위치 출력과정, 상기 레졸버위치값 독출과정, 및 상기 저장과정을 반복적으로 실시하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 레졸버의 위치보정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반복학습식은 반복할 때 마다 상기 레졸버위치값에서 상기 가상위치 추정치를 뺀 값들을 누적하여 더한 값의 절반을 산출하는 반복학습식임을 특징으로 하는 레졸버의 위치보정방법.
  3. 레졸버를 통해서 출력되는 레졸버량을 레졸버-디지탈 변환기를 통하여 변환하여 레졸버위치값을 제어신호로 사용하는 레졸버타입 모터 제어시스템에 있어서, 모터의 실제위치값을 입력으로 하여 현재의 속도제어명령에 대한 모터의 가상위치를 추정해내어 가상위치 추정치를 출력하기 위한 가상위치 추정수단; 상기 가상위치 추정치와 상기 레졸버위치값을 입력으로 하여 상기 두 값의 차이를 보상해주기 위한 반복학습식에 따른 데이타를 롬메모리에 저장시킬 수 있는 저장수단; 및 상기 롬메모리를 이용하여 상기 레졸버의 신호오차만큼을 빼줌으로써 신호를 보정하는 신호보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레졸버의 위치보정장치.
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