KR20110132913A - 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레졸버-디지털 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 왜곡신호를 제거하는 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법에 관한 것으로, 회전자의 위치 측정값을 입력받는 단계; 상기 회전자의 위치 측정값과 상기 회전자의 각속도에 따라 비선형 상태 변수를 추정하여 상기 회전자의 위치 추정값을 연산하는 단계; 및 상기 회전자의 위치 측정값과 상기 위치 추정값을 비선형 상태 방정식을 이용하여 상기 회전자의 위치 측정값을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법{METHOD FOR COMPENSATING OUTPUT OF RESOLVER-DIGITAL CONVERTER}

본 발명은 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 레졸버-디지털 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 왜곡신호를 제거하는 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 레졸버(Resolver)는 3상 교류 모터의 회전자 위치를 검출하기 위한 센서로 진동에 강하고 열 특성이 비교적 우수하여 하이브리드 구동용 모터의 회전자 위치 센서 등으로 많이 사용된다.

레졸버-디지털 변환기는 레졸버로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는데, 레졸버의 비이상적인 특징으로 인하여 출력신호에 실제 회전자 위치와 왜곡된 신호가 함께 출력된다.

이처럼 레졸버-디지털 변환기의 출력에 나타나는 회전자 위치가 왜곡되어 있으면, 정확한 회전자 위치를 알 수 없게 되므로 3상 교류 모터의 기준전류 제어시에 전류가 진동적인 모양을 갖게 된다.

이러한 전류의 진동은 3상 교류 모터 및 인버터의 동손을 증가시켜 구동시스템의 효율을 떨어뜨리고 토크 맥동을 일으킨다.

따라서, 레졸버-디지털 변환기의 출력으로부터 왜곡된 신호를 분리하여 정확한 회전자 위치를 추출해 낼 필요성이 있다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 레졸버-디지털 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 왜곡신호를 비선형 상태 관측기를 통해 제거함으로써 3상 교류 모터의 정밀 제어를 가능하게 하는 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법은, 회전자의 위치 측정값을 입력받는 단계; 상기 회전자의 위치 측정값과 상기 회전자의 각속도에 따라 비선형 상태 변수를 추정하여 상기 회전자의 위치 추정값을 연산하는 단계; 및 상기 회전자의 위치 측정값과 상기 위치 추정값을 비선형 상태 방정식을 이용하여 상기 회전자의 위치 측정값을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 회전자의 위치 측정값을 보정하는 단계는 상기 회전자의 위치 측정값과 상기 위치 추정값을 비선형 상태 방정식에 대입하여 왜곡 값을 연산하는 단계; 및 상기 회전자의 위치 측정값에서 상기 왜곡 값을 가감하여 상기 회전자의 위치 측정값을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 레졸버-디지털 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 왜곡신호를 비선형 상태 알고리즘을 통해 보상함으로써 3상 교류 모터의 정밀 제어를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버의 센싱 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버의 출력 파형도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버-디지털 변환기의 출력 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 상태 관측기를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버의 센싱 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버의 출력 파형도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버-디지털 변환기의 출력 파형도이다.

먼저, 레졸버가 회전자의 위치를 검출하는 개념을 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고하면, 레졸버는 R1-R2 권선(여자 권선) 사이에 정현파의 고주파 전압을 인가하고 S1-S3 권선과 S2-S4 권선 사이에 유기되는 전압을 센싱하여 회전자(2)의 위치를 검출한다.

도 2는 R1-R2 권선(여자 권선) 사이에 인가되는 정현파의 고주파 전압과, S1-S3 권선과 S2-S4 권선 사이에 유기되는 전압을 센싱하여 출력하는 파형을 도시하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 레졸버는 S1-S3 권선과 S2-S4 권선 사이에 유기되는 전압, 즉 회전자 위치 정보를 포함하고 있는 전압 파형을 아날로그 신호로 출력한다.

그러면, 도 3에 도시한 바와 같이, 레졸버-디지털 변환기(RDC:Resolver to Digital Converter)는 레졸버로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

이때, 실제 회전자의 위치와 왜곡된 신호가 함께 보이게 되며 이를 식으로 나타내면 수학식 1과 같다.

수학식 1에 나타낸 바와 같이 왜곡된 신호는 회전자 위치에 임의의 위상각을 갖고 동기되어 나타난다.

본 발명의 실시예서는 실제 회전자 위치를 구하기 위하여 수학식 2와 수학식 3과 같이 회전자의 위치 측정값과 회전자(2)의 각속도에 따라 비선형 상태 변수를 추정하여 회전자의 위치 추정값을 연산할 수 있도록 상태변수 X와 출력변수 y를 갖는 비선형 상태 방정식을 이용한다.

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이러한 비선형 상태 방정식을 이용하여 레졸버-디지털 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 왜곡신호를 제거하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 상태 관측기를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 R1-R2 권선(여자 권선) 사이에 정현파의 고주파 전압을 인가하고 S1-S3 권선과 S2-S4 권선 사이에 유기되는 전압을 센싱하여 회전자(2)의 위치 측정값을 입력받는다.

이어서, 레졸버-디지털 변환기로부터 입력되는 회전자(2)의 위치 측정값을 보정하기 위해 수학식 2를 이용하여 회전자(2)의 위치 측정값과 회전자(2)의 각속도에 따라 비선형 상태 변수를 추정하고, 비선형 상태 변수를 통해 회전자의 위치 추정값을 연산한다.

다음으로, 회전자의 위치 측정값과 위치 추정값을 수학식 3의 비선형 상태 방정식에 대입하여 위치 측정값에 포함되어 있는 왜곡 값을 연산하고, 연산한 왜곡 값을 회전자의 위치 측정값에서 가감하여 회전자의 위치 측정값을 보정한다.

즉, 회전자의 위치 측정값과 회전자의 각속도에 따른 비선형 상태변수 X와 출력변수 y를 연산하여 회전자의 위치를 추정하고, 추정한 회전자의 위치와 측정한 회전자의 위치 값을 비교하여 측정값에 포함되어 있는 왜곡 값을 연산하여 제거함으로써 위치 측정값을 보정한다.

이와 같이 본 발명은 레졸버-디지털 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 왜곡신호를 비선형 상태 알고리즘을 통해 보상함으로써 3상 교류 모터의 정밀 제어를 가능하게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 고정자 2 : 회전자

Claims (2)

1. 회전자의 위치 측정값을 입력받는 단계;
   상기 회전자의 위치 측정값과 상기 회전자의 각속도에 따라 비선형 상태 변수를 추정하여 상기 회전자의 위치 추정값을 연산하는 단계; 및
   상기 회전자의 위치 측정값과 상기 위치 추정값을 비선형 상태 방정식을 이용하여 상기 회전자의 위치 측정값을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자의 위치 측정값을 보정하는 단계는
   상기 회전자의 위치 측정값과 상기 위치 추정값을 비선형 상태 방정식에 대입하여 왜곡 값을 연산하는 단계; 및
   상기 회전자의 위치 측정값에서 상기 왜곡 값을 가감하여 상기 회전자의 위치 측정값을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레졸버-디지털 변환기의 출력 보상 방법.
   
   
   

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