TWI571043B - 馬達控制裝置及該裝置之修正資料製作方法 - Google Patents
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- H02P6/007—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor wherein the position is detected using the ripple of the current caused by the commutation
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Description
本發明係關於一種馬達控制裝置及製作於該裝置中所使用之修正資料之修正資料製作方法,該馬達控制裝置係基於自連接於馬達之旋轉軸之分解器或編碼器等感測器輸出之信號而產生旋轉軸之位置檢測信號,進而反饋利用修正資料對該位置檢測信號進行修正而獲得之已完成修正之位置信號來控制馬達。
於馬達控制技術中,為了獲得位置指令與實際之馬達旋轉軸之旋轉位置的位置偏差,必須檢測旋轉軸之旋轉位置。該位置檢測單元之一係分解器。此處,於使用分解器之情形時,必需考慮到分解器之位置檢測誤差之位置修正技術。因此,於例如日本專利第2541169號公報或日本專利第5281102號公報中所記載之裝置中,預先將修正資料記憶於記憶體,於控制馬達時,利用修正資料對基於自分解器輸出之信號製作之位置檢測信號進行修正而製作已完成修正之位置信號,且利用該已完成修正之位置信號對馬達進行反饋控制。
於日本專利第2541169號公報及日本專利第5281102號公報中,根據利用分解器檢測出之位置檢測信號而製作修正資料,但該修正資料未必可稱為高精度,即便使用該修正資料修正位置檢測信號,亦難以
高精度地控制馬達。
本發明係鑒於上述問題而完成者,其目的在於可基於自分解器或編碼器等感測器輸出之信號而高精度地製作於控制馬達之馬達控制裝置所使用之修正資料,從而提高馬達控制之精度。
本發明之第1態樣係一種修正資料製作方法,其特徵在於:其係於馬達控制裝置中製作修正資料者,該馬達控制裝置基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,並反饋利用修正資料對位置檢測信號進行修正而獲得之已完成修正之位置信號而控制馬達;該修正資料製作方法係一面以包含旋轉軸以固定速度正向旋轉之固定速度區域之去路驅動模式驅動馬達,一面於旋轉軸在固定速度區域正向旋轉一圈以上之期間對指令信號進行取樣而獲取正向旋轉時指令資訊,且一面以包含旋轉軸以固定速度反向旋轉之固定速度區域之返路驅動模式驅動馬達,一面於旋轉軸在固定速度區域反向旋轉一圈以上之期間獲取對指令信號進行取樣而獲得之反向旋轉時指令資訊,且使用正向旋轉時指令資訊及反向旋轉時指令資訊製作修正資料。
又,本發明之第2態樣係一種馬達控制裝置,其特徵在於:其係基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,並反饋利用修正資料對位置檢測信號進行修正而獲得之已完成修正之位置信號而控制馬達;該馬達控制裝置包括:馬達驅動部,其驅動馬達;及修正資料製作部,其製作修正資料;且於製作修正資料時,馬達驅動部執行:去路驅動,係以包含旋轉軸以固定速度正向旋轉之固定速度區域之去路驅動模式驅動馬達;及返路驅動,係以包含旋轉軸以固定速度反向旋轉之固定速度區域之返路驅動模式驅動馬達;且修正資料製作部於去路驅動中在旋轉軸在固定速度區域正向旋轉一圈以上之期
間,對指令信號進行取樣而獲取正向旋轉時指令資訊,於返路驅動中在旋轉軸在固定速度區域反向旋轉一圈以上之期間,獲取對指令信號進行取樣而獲得之反向旋轉時指令資訊,且使用正向旋轉時指令資訊及反向旋轉時指令資訊而製作修正資料。
又,本發明之第3態樣係一種修正資料製作方法,其特徵在於:其係於馬達控制裝置中製作修正資料者,該馬達控制裝置基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,並反饋利用修正資料對位置檢測信號進行修正而獲得之已完成修正之位置信號而控制馬達;該修正資料製作方法包括:第1步驟,自取樣資料獲取旋轉時指令資訊,該取樣資料係一面以包含旋轉軸以固定速度旋轉之固定速度區域之驅動模式驅動馬達,一面於旋轉軸在固定速度區域旋轉一圈以上之期間對指令信號進行取樣而獲得;及第2步驟,將相似比乘以旋轉時指令資訊而製作修正資料。
又,本發明之第4態樣係一種馬達控制裝置,其特徵在於:基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,並反饋利用修正資料對位置檢測信號進行修正而獲得之已完成修正之位置信號而控制馬達;且該馬達控制裝置包括:馬達驅動部,其驅動馬達;及修正資料製作部,其製作修正資料;且於製作修正資料時,馬達驅動部以包含旋轉軸以固定速度旋轉之固定速度區域之驅動模式驅動馬達,修正資料製作部基於在旋轉軸以固定速度區域旋轉一圈以上之期間對指令信號進行取樣而獲得之取樣資料,而獲取旋轉時指令資訊,且將相似比乘以旋轉時指令資訊而製作修正資料。
1‧‧‧馬達控制裝置
2‧‧‧馬達驅動部
3‧‧‧修正資料製作部
21‧‧‧位置控制部
22‧‧‧速度控制部
23‧‧‧微分器
24‧‧‧電流控制部
25‧‧‧電流感測器
26‧‧‧RD轉換器
31‧‧‧運算處理部
32‧‧‧記憶部
100‧‧‧馬達控制裝置
311‧‧‧電流指令值取樣部
312‧‧‧相位匹配部
313‧‧‧相似比匹配部
314‧‧‧偏移匹配部
315‧‧‧電流波動獲取部
321‧‧‧電流取樣記憶體
322‧‧‧修正原表記憶體
323‧‧‧相似比匹配記憶體
324‧‧‧修正表記憶體
E‧‧‧基準位置檢測器
M‧‧‧馬達
n‧‧‧計數值
PC‧‧‧個人電腦
Re‧‧‧分解器
S101~S117‧‧‧步驟
S201~S216‧‧‧步驟
T1‧‧‧時序
T2‧‧‧時序
T3‧‧‧時序
V0+、V0-‧‧‧速度
圖1A係表示為了獲得成為本發明之基礎之見解而使用之馬達控
制裝置之構成的圖。
圖1B係表示藉由圖1A所示之裝置檢測出之動態實際誤差與電流波動之關係的圖。
圖2係表示圖1A所示之裝置中確認到之靜態實際誤差與正向旋轉時之動態實際誤差之關係的圖。
圖3係表示圖1A所示之裝置中確認到之靜態實際誤差與反向旋轉時之動態實際誤差之關係的圖。
圖4係表示靜態實際誤差、正向旋轉時之動態實際誤差及反向旋轉時之動態實際誤差之關係的圖。
圖5A係表示藉由圖1A所示之裝置檢測出之動態實際誤差與電流波動之關係之曲線圖。
圖5B係表示靜態實際誤差之曲線圖。
圖6係表示本發明之馬達控制裝置之第1實施形態之電性構成的圖。
圖7係表示圖6所示之馬達控制裝置中之修正資料製作動作之流程圖。
圖8係表示修正資料製作中之馬達之旋轉速度模式之圖。
圖9係表示正向旋轉及反向旋轉之電流波動之一例之曲線圖。
圖10係表示相位匹配動作之一例之曲線圖。
圖11係表示相似比匹配動作之一例之曲線圖。
圖12係表示偏移匹配動作之曲線圖。
圖13係表示藉由使用修正資料而改善靜態實際誤差之曲線圖。
圖14係表示本發明之馬達控制裝置之第1實施形態之電性構成的圖。
圖15係表示圖14所示之馬達控制裝置中之修正資料製作動作之流程圖。
圖16係表示第1實施形態中之修正資料製作中之馬達之旋轉速度模式的圖。
圖17係表示正向旋轉電流波動之一例之曲線圖。
圖18係表示偏移匹配動作之曲線圖。
圖19係表示相似比匹配動作之一例之曲線圖。
A.分解器之位置檢測誤差與電流指令之相似關係
本案發明者藉由具有圖1A所示之構成之馬達控制裝置進行各種實驗,而得出於分解器之位置檢測誤差與電流指令之間存在相似關係之見解。此處,實驗中所使用之馬達控制裝置100係機器人控制器,藉由該馬達控制裝置100而對馬達M進行旋轉驅動。如圖1A所示,於該馬達M之旋轉軸,不僅安裝有分解器Re,亦安裝有可較分解器Re更高精度地檢測位置之基準位置檢測器E,分解器Re及基準位置檢測器E之檢測信號分別被輸出至馬達控制裝置100。再者,圖1A中之符號PC係經由串列通信介面(RS232C)連接於馬達控制裝置100之個人電腦。
又,圖1B係表示使用分解器Re時之動態實際誤差與電流指令之關係之圖。該實驗結果係於使馬達M以30[rps]之固定速度旋轉之期間取樣而得者。圖1B中之動態實際誤差係指於固定速度動作狀態下測量所得之分解器與基準位置檢測器之檢測位置之差,於本實施形態中,使用自各旋轉角度之分解器Re之檢測位置減去基準位置檢測器E之檢測位置所得之值,藉由該動態實際誤差表示分解器Re之位置檢測誤差。又,電流指令表示固定速度動作狀態下之電流指令值之AC(alternating current,交流)成分、即電流波動,於本實施形態中,求出於一旋轉區間之間取樣而得之電流指令信號之區間平均(直流成分),並且自該區間中之電流指令信號減去上述區間平均而求出電流
波動。再者,圖1B之橫軸、即旋轉角度係對基準位置檢測器E之檢測位置進行角度換算所得者。
根據圖1B可知,分解器Re之位置檢測誤差即動態實際誤差係與電流指令值之AC成分(電流波動)具有相似關係。因此,本案發明者得出如下見解:可自電流波動推斷動態實際誤差,且自該推斷誤差製作修正資料並利用該修正資料修正分解器Re之位置檢測信號,藉此可提高位置精度。進而,本案發明者一面使馬達M以各種固定速度(15[rps]、30[rps]、60[rps])正向旋轉一面測量動態實際誤差,並將其測量結果與靜態實際誤差一併匯總於圖2。又,亦對使馬達M反向旋轉之情形時之動態實際誤差進行測量,並將其測量結果與靜態實際誤差一併匯總於圖3。再者,所謂該「靜態實際誤差」係指於靜止狀態下測量所得之分解器Re與基準位置檢測器E之檢測角度之差。
圖2係表示圖1A所示之裝置中確認到之靜態實際誤差與正向旋轉時之動態實際誤差之關係的圖。又,圖3係表示圖1A所示之裝置中確認到之靜態實際誤差與反向旋轉時之動態實際誤差之關係的圖。進而,圖4係表示圖1A所示之裝置中以同一固定速度對馬達進行往返驅動時之正向旋轉時動態實際誤差、反向旋轉時動態實際誤差及靜態實際誤差之關係之圖。再者,於該等圖中,所謂「靜止」表示於靜止狀態下測量所得之分解器Re與基準位置檢測器E之檢測角度之差即靜態實際誤差。
如圖2所示,於正向旋轉時,相位伴隨速度之上升而延遲,並且負值側之誤差增加。與此相對,如圖3所示,於反向旋轉時,自360°向0°方向掃描橫軸之旋轉角度,故而相位伴隨速度之上升而延遲,並且正值側之誤差增加。可認為其主要原因之一係由內置於馬達控制裝置100之RD(resolver-digital,分解器-數位)轉換器所引起。該「RD轉換器」係分解器-數位轉換器,而具有將分解器之輸出信號轉換處理
成數位之角度資料之功能者。因此,探討由於RD轉換器之延遲系統,而存在分解器Re之檢測結果相對於無延遲之基準位置檢測器E之檢測結果,誤差增大並且相位亦延遲之傾向。
又,若將使馬達M以固定速度例如60[rps]正向旋轉時之動態實際誤差、以相同速度反向旋轉時之動態實際誤差及靜態實際誤差繪製於同一曲線圖,則如圖4所示,誤差之增加方向及相位之變化方向於正向旋轉及反向旋轉中正相反,而正向旋轉時之動態實際誤差與反向旋轉時之動態實際誤差之平均近似於靜態實際誤差。即,本案發明者得出如下見解(以下稱為「第1見解」):一面以同一固定速度將馬達M往返驅動一面求出正向旋轉時之動態實際誤差與反向旋轉時之動態實際誤差,進而針對每一旋轉角度將兩者之值平均化,藉此可近似地求出靜態實際誤差。再者,於圖2至圖4中,僅示出15~60[rps]之測量結果,對於60~100[rps],亦可獲得同樣之測量結果,從而上述第1見解成立。
而且,基於此種第1見解,本案發明者得出如下結論:於一面以包含馬達M之旋轉軸以固定速度正向旋轉之固定速度區域的去路驅動模式及以包含以相同速度反向旋轉之固定速度區域的返路驅動模式將馬達M往返驅動,一面獲取正向旋轉時動態實際誤差及反向旋轉時動態實際誤差後,可自其等高精度製作修正資料。
又,本案發明者藉由具有圖1A所示之構成之馬達控制裝置進一步進行實驗,而得出如下見解。
圖5A係表示使用分解器Re時之動態實際誤差與電流指令之關係之圖。該實驗結果係於使馬達M以30[rps]之固定速度旋轉之期間取樣所得者。圖5A中之動態實際誤差係指於固定速度動作狀態下測量所得之分解器與基準位置檢測器之檢測位置之差,於本實施形態中,使用自各旋轉角度中之分解器Re之檢測位置減去基準位置檢測器E之檢
測位置所得之值,藉由該動態實際誤差表示分解器Re之位置檢測誤差。又,電流指令表示固定速度動作狀態下之電流指令值之AC成分、即電流波動,於本實施形態中,將於一旋轉區間之間取樣所得之電流指令信號作為取樣資料,求出該區間平均(直流成分),並且自該區間中之電流指令信號減去上述區間平均而求出電流波動。再者,圖5A之橫軸、即旋轉角度係對基準位置檢測器E之檢測位置進行角度換算所得者。
根據圖5A可知,分解器Re之位置檢測誤差即動態實際誤差係與電流指令值之AC成分(電流波動)具有相似關係。因此,本案發明者得出如下見解(以下稱為「第2見解」):可自電流波動推斷動態實際誤差,且自該推斷誤差製作修正資料並利用該修正資料修正分解器Re之位置檢測信號,藉此可提高位置精度。再者,此處係基於在使馬達M以30[rps]之固定速度旋轉之期間取樣所得之取樣結果而得出上述見解,但本案發明者確認出:於包括該30[rps]之速度範圍、具體而言15[rps]~100[rps]之速度範圍內,與上述相同之第2見解亦成立。
又,圖5B係表示靜態實際誤差之圖。所謂該「靜態實際誤差」係指於靜止狀態下測量所得之分解器Re與基準位置檢測器E之檢測角度之差。此處,於圖5B所示之靜態實際誤差中應注意之方面係於旋轉角度為零時,靜態實際誤差成為零。因此,本案發明者得出如下見解(以下稱為「第3見解」):於製作修正資料時,除了如上所述般自電流波動推斷動態實際誤差以外,可藉由還進而考慮於旋轉角度為零時靜態實際誤差成為零之方面而進一步提高修正資料之精度。
基於此種第2見解及第3見解,本案發明者得出如下結論:自於馬達M之旋轉軸以固定速度旋轉之期間對指令信號進行取樣所得之取樣資料而獲取電流波動,並將適當之相似比乘以電流波動,藉此可高精度地製作修正資料。
以下,一面參照圖式,一面於以下對使用上述見解製作修正資料之發明之實施形態進行說明。
B.第1實施形態
圖6係表示本發明之馬達控制裝置之第1實施形態之電性構成的圖。該馬達控制裝置1包含:馬達驅動部2,其基於位置指令信號而驅動馬達M;及修正資料製作部3,其製作修正資料。以下,首先對馬達驅動部2之構成進行說明,其後對修正資料製作部3之構成進行說明。
於馬達驅動部2中,位置控制部21基於自外部賦予之位置指令信號與下文說明之已完成修正之位置信號之差而輸出速度指令信號。速度控制部22基於馬達M之驅動速度與速度指令信號之差而輸出電流指令信號,該馬達M之驅動速度係藉由利用微分器23對上述已完成修正之位置信號進行微分而算出。該電流指令信號被輸出至下述之修正資料製作部3,並且被輸出至電流控制部24。該電流控制部24基於電流指令信號而經由電流感測器25將驅動指令信號輸出至馬達M。更詳細而言,電流感測器25檢測自電流控制部24輸出之驅動指令信號,並將表示驅動指令信號之電流值之電流檢測信號反饋至電流控制部24之輸入側。繼而,電流控制部24基於電流檢測信號與電流指令信號之差而輸出驅動指令信號。繼而,接收到驅動指令信號之馬達M輸出與該驅動指令信號對應之扭矩。
又,於馬達M之旋轉軸(省略圖示)連接有分解器Re,檢測旋轉軸之旋轉位置並輸出表示旋轉位置之類比信號。該類比信號被輸入至RD轉換器(resolver digital converter,分解器數位轉換器)26而轉換為數位之位置檢測信號並被輸出。對該位置檢測信號相加以下說明之利用修正資料製作部3製作之修正信號進行修正所得之信號係上述已完成修正之位置信號,並如上所述般被賦予至位置控制部21及微分器
23。
其次,對修正資料製作部3之構成進行說明,其後對修正資料之製作方法進行說明。該修正資料製作部3包含如CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)等般之具有運算功能之運算處理部31、及具有4個記憶體321~324之記憶部32。運算處理部31於馬達M藉由馬達驅動部2以特定之驅動模式往返驅動之期間,根據預先記憶之程式,對自速度控制部22輸出之電流指令信號進行取樣,進而執行於下文詳細說明之相位匹配處理、相似比匹配處理及偏移匹配處理而製作修正資料。如此,於本實施形態中,運算處理部31作為電流指令值取樣部311、相位匹配部312、相似比匹配部313及偏移匹配部314而發揮功能。
圖7係表示圖6所示之馬達控制裝置中之修正資料製作動作之流程圖。於本實施形態中,於進行馬達M或分解器Re之安裝或更換等之情形或藉由使用者指示修正資料之製作之情形時,於在裝置組裝有馬達M之狀態下、例如使用馬達M作為機器人之驅動源時,保持在馬達M之旋轉軸連結有機器人之可動部(滾珠螺桿等移動機構部)之狀態,執行以下所說明之修正資料製作處理。
於步驟S101中,設定藉由馬達驅動部2使馬達M動作而使機器人移動之距離及固定速度區域之速度V0+、V0-(其中,|V0+|=|V0-|)。藉由該等設定,決定於進行修正資料製作處理時馬達M驅動機器人而使機器人動作之動作模式、即利用馬達驅動部2之馬達M之驅動模式。又,預先準備有複數個動作模式作為馬達驅動部2之動作模式,但於修正資料之製作處理中,首先選擇不對馬達驅動部2輸出修正信號、即於不利用修正資料進行修正之情況下驅動馬達M之「無修正之動作」(步驟S102),從而執行相位匹配處理(步驟S103~S106)。
於該相位匹配處理中,開始利用馬達驅動部2之馬達M之驅動而使機器人往返移動並且於該移動中進行電流取樣(步驟S103)。即,藉由開始馬達M之驅動,例如圖8所示,馬達M正向旋轉,用特定時間將機器人之移動速度加速至速度V0+,於將固定速度V0+僅維持與步驟S101中所設定之移動距離對應之時間之後開始減速而使馬達M之正向旋轉停止。如此,將使馬達M正向旋轉而使機器人移動稱為「去路移動」,將用以使馬達M以此方式移動之馬達M之驅動模式稱為「去路驅動模式」,並且將該去路驅動模式中維持固定速度V0+之區域稱為「固定速度區域」。又,於去路移動中之固定速度區域之大致中間位置,於馬達M之一圈之旋轉中以固定之時間間隔對自馬達驅動部2之速度控制部22輸出之電流指令信號進行取樣,將每一旋轉角度之電流指令值作為「正向旋轉之取樣資料」寫入至電流取樣記憶體321。
若機器人之去路移動完成,則馬達M反向旋轉,以使去路驅動模式反轉而得之驅動模式使機器人移動。即,將機器人之移動速度加速至速度V0-,於將固定速度V0-僅維持與步驟S101中所設定之移動距離對應之時間之後,開始減速而使馬達M之反向旋轉停止。如此,將使馬達M反向旋轉而使機器人移動稱為「返路移動」,將用以使馬達M以此方式移動之馬達M之驅動模式稱為「返路驅動模式」,並且對於此返路驅動模式中維持固定速度V0-之區域亦稱為「固定速度區域」。又,於返路移動中之固定速度區域之大致中間位置,於馬達M之一圈之旋轉中以固定之時間間隔對自馬達驅動部2之速度控制部22輸出之電流指令信號進行取樣,將每一旋轉角度之電流指令值作為「反向旋轉之取樣資料」寫入至電流取樣記憶體321。
於接下來之步驟S104中,自電流取樣記憶體321讀出正向旋轉之取樣資料,而計算旋轉一圈量之電流指令值之平均(直流成分)。繼而,針對每一旋轉角度自電流指令值減去上述平均而求出正向旋轉電
流波動,並覆寫至電流取樣記憶體321。如此,獲取去路移動中之電流指令值之AC成分即正向旋轉電流波動(圖9中之實線)。
又,對於反向旋轉側,亦與正向旋轉側同樣地求出反向旋轉電流波動(步驟S105)。即,自電流取樣記憶體321讀出反向旋轉之取樣資料,計算旋轉一圈量之電流指令值之平均(直流成分),針對每一旋轉角度自電流指令值減去上述平均而求出正向旋轉電流波動,並覆寫至電流取樣記憶體321。如此,獲取返路移動中之電流指令值之AC成分即反向旋轉電流波動(圖9中之虛線)。
若求出正向旋轉電流波動及反向旋轉電流波動,則自電流取樣記憶體321針對每一旋轉角度分別讀出正向旋轉之電流波動及反向旋轉之電流波動,並計算該等值之平均。繼而,將平均(=(正向旋轉電流波動+反向旋轉電流波動)/2)作為平均電流波動寫入至記憶體322中之修正原表(步驟S106)。再者,於圖10中,以圖10之鏈線表示以上述方式獲取之平均電流波動之一例。
若完成上述相位匹配處理(圖8中之時序T1),則選擇「相似比匹配動作」作為動作模式(步驟S107),執行以下所說明之相似比匹配處理(步驟S108~S116)。於該相似比匹配處理中,在步驟S108中進行各種初始設定。於本實施形態中,作為初始設定之一,將自旋轉一圈量之平均電流波動之最大值減去最小值所得之值、即電流波動振幅之最小值RWmin設定為預設值(於該實施形態中為「10000」),並且將計數值n之初始值設定為「1」。繼而,於接下來之步驟S109中,將相似比設定為值(n/20)。例如於n=1時,相似比設定為初始值(1/20)。
於設定相似比(n/20)後,自修正原表記憶體322讀出平均電流波動,並將對每一旋轉角度之平均電流波動乘以相似比所得之值作為修正信號輸出至馬達驅動部2。繼而,一面進行利用修正信號之修正,一面開始利用馬達驅動部2之馬達M之驅動而使機器人往返移動,並
且於該移動中進行電流取樣(步驟S110)。再者,除了進行利用修正信號之修正之方面,往返移動動作及電流取樣動作係與相位匹配處理時之往返移動動作及電流取樣動作(步驟S103)相同,而旋轉一圈量之正向旋轉之取樣資料與旋轉一圈量之反向旋轉之取樣資料被寫入至電流取樣記憶體321。例如於n=1時,於圖8中之自時序T1至時序T2之間,一面以連續之去路驅動模式及返路驅動模式驅動馬達M,一面進行各固定速度區域之大致中間之旋轉一圈量的電流取樣。
若完成電流取樣,則進行電流波動之計算及向相似比匹配記憶體323之寫入(步驟S111)。即,與上述步驟S104同樣地算出正向旋轉電流波動,與上述步驟S105同樣地算出反向旋轉電流波動,進而與上述步驟S106同樣地算出平均電流波動。繼而,對相似比匹配記憶體323寫入將相似比設定為(n/20)時之平均電流波動。
於接下來之步驟S112中,在根據寫入於相似比匹配記憶體323之旋轉一圈量之平均電流波動求出電流波動振幅後,判定該電流波動振幅是否未達最小值RWmin。繼而,於在步驟S112中判定為「是」、即判定計數值n時之電流波動振幅未達最小值RWmin時,將最小值RWmin更新為該電流波動振幅,並且將該計數值n作為最佳值Kbest寫入至相似比匹配記憶體323(步驟S113),其後前進至步驟S114。再者,最佳值Kbest之記憶處並不限定於相似比匹配記憶體323,可寫入至任意記憶體。另一方面,於在步驟S112中判定為「否」時,不進行最小值RWmin及最佳值Kbest之更新,而直接前進至步驟S114。
於該步驟S114中將計數值n遞增「1」後,判定計數值n是否為「21」(步驟S115)。繼而,於在步驟S115中判定為「否」、即計數值n為「20」以下之期間,返回至步驟S109,反覆進行電流波動振幅成為最小之相似比之導出處理(步驟S109~S115)。即,於本實施形態中,預先準備(1/20)、(2/20)、…、(20/20)作為相似比之候補,針對每一相
似比之候補進行相似比之導出處理,並且決定最佳值Kbest。
另一方面,於在步驟S115中判定為「是」時,自相似比匹配記憶體323讀出最佳值Kbest,並決定電流波動振幅成為最小之最佳相似比(=Kbest/20)。繼而,自修正原表記憶體322讀出平均電流波動,將對每一旋轉角度之平均電流波動乘以最佳相似比所得之值作為已完成相似比匹配之資料寫入至修正表記憶體324(步驟S116)。
以此方式藉由最佳相似比調整平均電流波動,藉此獲得近似於靜態實際誤差(圖11中之虛線)之已完成相似比匹配之資料(圖11中之實線),例如圖11所示,已完成相似比匹配之資料自靜態實際誤差偏移,而且如圖11之虛線所示般旋轉角度為0°時之靜態實際誤差為零,故而於本實施形態中,最後進行偏移匹配(步驟S117)。即,對每一旋轉角度之已完成相似比匹配之資料減去旋轉角度為零之已完成相似比匹配之資料,並將該已完成偏移匹配之資料作為最終之修正資料(例如圖12中之實線)覆寫至修正表記憶體324。藉此,獲得更高精度之修正資料。
如以上般,根據本實施形態,基於上述第1見解至第3見解製作馬達控制裝置1中所使用之修正資料,故而可高精度地製作修正資料,從而可提高馬達M之控制精度。
又,於第1實施形態中,根據正向旋轉電流波動及反向旋轉電流波動算出平均電流波動,並對該平均電流波動進行相似比匹配處理。因此,可高精度地求出本發明之「旋轉時指令資訊」,從而可進一步提高修正資料之精度。其原因係由於如上述之「A.分解器之位置檢測誤差與電流指令之相似關係」之項所說明般,正向旋轉時及反向旋轉時之誤差之增加方向及相位之變化方向相互正相反,而可根據正向旋轉電流波動及反向旋轉電流波動更高精度地推斷動態實際誤差。
又,作為製作修正資料之方法,先前提出有安裝基準位置檢測
器而將與利用該基準位置檢測器測量出之位置之誤差作為修正資料之方法,但於此情形時,另外需要用以製作修正資料之修正設備。與此相對,於上述實施形態中,可完全不使用該修正設備,而藉由馬達控制裝置1之獨自之功能製作修正資料,從而可改善自身之性能。即,上述實施形態之馬達控制裝置1具有自我修正功能。又,可於在機器人安裝有馬達M之狀態下製作修正資料。因此,於在設置有機器人之工廠等更換或修理馬達M時,亦可於更換、修理後當場製作修正資料。
又,於上述實施形態中,利用藉由速度控制部22將速度指令信號放大後之電流指令信號製作修正資料,可充分高地獲取解析度,從而可將修正後之位置精度提高得較先前技術高。此處,亦可使用電流檢測信號代替電流指令信號製作修正資料,而獲得與上述實施形態同樣之作用效果。
如此般於本實施形態中,分解器Re相當於本發明之「感測器」之一例。又,「正向旋轉電流波動」相當於本發明之「正向旋轉時指令資訊」之一例,「反向旋轉電流波動」相當於本發明之「反向旋轉時指令資訊」之一例。又,於步驟S106中所求出之平均電流波動相當於本發明之「相位匹配資訊」。又,於1個去路移動中執行之電流指令信號之取樣相當於本發明之「正向旋轉時之取樣」之一例,於1個返路移動中執行之電流指令信號之取樣相當於本發明之「反向旋轉時之取樣」之一例,連續進行其等之動作相當於本發明之「一對取樣動作」之一例,於本實施形態中,反覆進行(n+1)次該一對取樣動作而製作修正資料。再者,於本實施形態中,如圖8所示,於相似比匹配處理中一面切換相似比之候補一面將一對取樣動作反覆進行20次,但該反覆數(相似比之候補數)並不限定於此,可為任意數。
如此般於第1實施形態中,於步驟S106中求出之平均電流波動相
當於本發明之「旋轉時指令資訊」之一例。此處,亦可與於下文說明之第2實施形態同樣地,使用對平均電流波動進行偏移匹配處理而獲得之已完成偏移匹配之電流波動作為本發明之「旋轉時指令資訊」。於此情形時,可無需步驟S117,而將於步驟S116中算出之已完成相似比匹配之資料作為修正資料。
又,於第1實施形態中,相位匹配處理相當於本發明之「第1步驟」之一例。又,相似比匹配處理相當於本發明之「第2步驟」之一例。於該相似比匹配處理中將相似比(n/20)乘以平均電流波動而獲得之資料相當於本發明之「修正資料候補」之一例,獲取該資料之動作相當於本發明之「修正資料候補製作步驟」之一例,並且利用該資料反饋控制而驅動馬達M之動作相當於本發明之「馬達驅動步驟」之一例。
於以此方式構成之發明中,一面以去路驅動模式及返路驅動模式驅動馬達一面分別獲取正向旋轉時指令資訊及反向旋轉時指令資訊。該正向旋轉時指令資訊係於旋轉軸在固定速度區域正向旋轉一圈以上之期間對指令信號進行取樣而獲得者。又,反向旋轉時指令資訊係於旋轉軸在固定速度區域反向旋轉一圈以上之期間對指令信號進行取樣而獲得者。因此,如下文所詳細說明般,正向旋轉時指令資訊及反向旋轉時指令資訊所包含之誤差之增加方向及相位之變化方向相互正相反,藉由利用此種特性,可根據正向旋轉時指令資訊及反向旋轉時指令資訊高精度地製作修正資料。又,藉由進行使用以此方式製作之修正資料之反饋控制,提高馬達控制之精度。
如以上般,根據本發明,使用正向旋轉時指令資訊及反向旋轉時指令資訊製作馬達控制裝置中所使用之修正資料,故而可高精度地製作修正資料,從而可提高馬達控制之精度。
C.第2實施形態
基於上述第2見解及第3見解,本案發明者得出如下結論:藉由根據於馬達M之旋轉軸以固定速度旋轉之期間對指令信號進行取樣而獲得之取樣資料獲得電流波動,並將適當之相似比乘以電流波動,可高精度地製作修正資料。以下,一面參照圖式,一面於以下對使用上述第2見解及第3見解製作修正資料之發明之第2實施形態進行說明。
圖14係表示本發明之馬達控制裝置之第2實施形態之電性構成的圖。該第2實施形態與第1實施形態較大不同之方面係修正資料製作部3之構成,馬達驅動部2之構成相同。因此,於對第2實施形態中之修正資料製作部3之構成進行說明後,對修正資料之製作方法進行說明,對相同構成標註相同符號而省略說明。
該修正資料製作部3包含如CPU等般之具有運算功能之運算處理部31、及具有4個記憶體321~324之記憶部32。運算處理部31於馬達M藉由馬達驅動部2以特定之驅動模式往返驅動之期間,根據預先記憶之程式,對自速度控制部22輸出之電流指令信號進行取樣,進而執行於下文詳細說明之電流波動獲取處理、偏移匹配處理及相似比匹配處理而製作修正資料。如此,於本實施形態中,運算處理部31作為電流指令值取樣部311、電流波動獲取部315、相似比匹配部313及偏移匹配部314而發揮功能。
圖15係表示圖14所示之馬達控制裝置中之修正資料製作動作之流程圖。於本實施形態中,於進行馬達M或分解器Re之安裝或更換等之情形或由使用者指令修正資料之製作之情形時,於在裝置組裝有馬達M之狀態下、例如使用馬達M作為機器人之驅動源時,保持在馬達M之旋轉軸連結有機器人之可動部(滾珠螺桿等移動機構部)之狀態,執行以下所說明之修正資料製作處理。
於步驟S201中,設定藉由馬達驅動部2使馬達M動作而使機器人移動之距離與固定速度區域之速度V0+、V0-。藉由該等設定,決定
於進行修正資料製作處理時馬達M驅動機器人而使機器人動作之動作模式、即利用馬達驅動部2之馬達M之驅動模式。又,預先準備有複數個動作模式作為馬達驅動部2之動作模式,於修正資料之製作處理中,首先選擇不對馬達驅動部2輸出修正信號、即不進行利用修正資料之修正而驅動馬達M之「無修正之動作」(步驟S202),從而執行電流波動獲取處理(步驟S203~S205)。
於該電流波動獲取處理中,開始利用馬達驅動部2之馬達M之驅動而使機器人往返移動,並且於去路移動中進行電流取樣(步驟S203)。即,藉由開始馬達M之驅動,例如圖16所示,馬達M正向旋轉,用特定時間將機器人之移動速度加速至速度V0+,於將固定速度V0+維持與步驟S201中所設定之移動距離對應之時間之後,開始減速而使馬達M之正向旋轉停止。如此,將使馬達M正向旋轉而使機器人移動稱為「去路移動」,將用以使馬達M以此方式移動之馬達M之驅動模式稱為「去路驅動模式」,並且將該去路驅動模式中維持固定速度V0+之區域稱為「固定速度區域」。又,於去路移動中之固定速度區域之大致中間位置,將每一旋轉角度之電流指令值作為「取樣資料」寫入至電流取樣記憶體321,該每一旋轉角度之電流指令值係於馬達M之一圈之旋轉中以固定之時間間隔對自馬達驅動部2之速度控制部22輸出之電流指令信號進行取樣所得。
又,於接下來之步驟S204中,自電流取樣記憶體321讀出旋轉一圈量之電流指令值,並計算其平均(直流成分)。繼而,針對每一旋轉角度,自電流指令值減去上述平均而求出正向旋轉電流波動,並覆寫至電流取樣記憶體321。如此,獲取去路移動中之電流指令值之AC成分即正向旋轉電流波動(圖17)。
進而,根據旋轉角度為零時之靜態實際誤差為零而進行偏移匹配(步驟S205)。即,將構成電流波動之旋轉軸之每一旋轉角度之值中
旋轉角度為零的值作為偏移資料,自每一旋轉角度之值減去偏移資料而求出偏移匹配過之電流波動(例如圖18中之實線),並將該已完成偏移匹配之電流波動寫入至記憶體322中之修正原表(步驟S206)。
若完成上述電流波動獲取處理,並選擇「相似比匹配動作」作為動作模式(步驟S207),則自接下來之往返驅動之開始時序T1(圖16),執行以下所說明之相似比匹配處理(步驟S208~S215)。於該相似比匹配處理中,首先,最先進行各種初始設定。於本實施形態中,作為初始設定之一,設定「1」作為計數值n之初始值並且將自旋轉一圈量之平均電流波動之最大值減去最小值所得之值、即電流波動振幅之最小值RWmin設定為預設值(於該實施形態中為「10000」)(步驟S208)。繼而,於接下來之步驟S209中,將相似比設定為值(n/20)。例如於n=1時,相似比設定為初始值(1/20)。
於設定相似比(n/20)後,自修正原表記憶體322讀出已完成偏移匹配之電流波動,並將對該已完成偏移匹配之電流波動乘以相似比所得之值作為修正信號輸出至馬達驅動部2。繼而,一面進行利用修正信號之修正,一面開始利用馬達驅動部2之馬達M之驅動而使機器人往返移動,並且於該移動中進行電流取樣(步驟S210)。再者,除了進行利用修正信號之修正之方面,往返移動動作及電流取樣動作係與電流波動獲取處理時之往返移動動作及電流取樣動作(步驟S203)相同,旋轉一圈量之取樣資料被寫入至電流取樣記憶體321。例如於n=1時,於圖16中之時序T1至時序T2之間一面驅動馬達M,一面進行去路驅動模式之固定速度區域之大致中間之旋轉一圈量的電流取樣。
若完成電流取樣,則進行電流波動之計算及向相似比匹配記憶體323之寫入(步驟S211)。即,與上述步驟S204同樣地計算電流波動。繼而,對相似比匹配記憶體323寫入將相似比設定為(n/20)時之電流波動。
於接下來之步驟S212中,在根據寫入於相似比匹配記憶體323之旋轉一圈量之電流波動求出電流波動振幅後,判定該電流波動振幅是否未達最小值RWmin。繼而,於在步驟S212中判定為「是」、即判定計數值n時之電流波動振幅未達最小值RWmin時,將最小值RWmin更新為該電流波動振幅,並且將該計數值n作為最佳值Kbest寫入至相似比匹配記憶體323(步驟S213),其後前進至步驟S214。再者,最佳值Kbest之記憶處並不限定於相似比匹配記憶體323,可寫入至任意記憶體。另一方面,於在步驟S212中判定為「否」時,不進行最小值RWmin及最佳值Kbest之更新,而於該狀態下前進至步驟S214。
於步驟S214中將計數值n僅增加「1」後,判定計數值n是否為「21」(步驟S215)。繼而,於在步驟S215中判定為「否」、即計數值n為「20」以下期間,返回至步驟S209,反覆進行電流波動振幅成為最小之相似比之導出處理(步驟S209~S214)。即,於本實施形態中,預先準備(1/20)、(2/20)、…、(20/20)作為相似比之候補,而於針對每一相似比之候補進行相似比之導出處理後,決定最佳值Kbest。
另一方面,於在步驟S215中判定為「是」時,前進至圖15之步驟S216。於該步驟S216中,自相似比匹配記憶體323讀出最佳值Kbest,而決定電流波動振幅成為最小之最佳相似比(=Kbest/20)。繼而,自修正原表記憶體322讀出已完成偏移匹配之電流波動,對構成該已完成偏移匹配之電流波動之每一旋轉角度之值乘以最佳相似比,而製作已完成相似比匹配之資料,並將該已完成相似比匹配之資料作為修正資料寫入至修正表記憶體324(步驟S216)。藉此,可獲得更高精度之修正資料。
如以上般,根據本實施形態,基於上述見解製作馬達控制裝置1中所使用之修正資料,故而可高精度地製作修正資料,從而可提高馬達M之控制精度。
又,作為製作修正資料之方法,先前提出有安裝基準位置檢測器而將與利用該基準位置檢測器測量出之位置之誤差作為修正資料之方法,但於此情形時,另外需要用以製作修正資料之修正設備。與此相對,於上述實施形態中,可完全不使用該修正設備,而藉由馬達控制裝置1之獨自之功能製作修正資料,從而可改善自身之性能。即,上述實施形態之馬達控制裝置1具有自我修正功能。又,可於在機器人安裝有馬達M之狀態下製作修正資料。因此,於在設置有機器人之工廠等更換或修理馬達M時,亦可於更換、修理後當場製作修正資料。
又,於上述實施形態中,利用藉由速度控制部22將速度指令信號放大後之電流指令信號製作修正資料,可充分高地獲取解析度,從而可將修正後之位置精度提高得較先前技術高。此處,亦可使用電流檢測信號代替電流指令信號製作修正資料,而獲得與上述實施形態同樣之作用效果。
如此般於本實施形態中,分解器Re相當於本發明之「感測器」之一例。又,於上述實施形態中藉由電流波動獲取處理及偏移匹配處理求出已完成偏移匹配之電流波動,該等處理相當於本發明之「第1步驟」之一例。又,相似比匹配處理相當於本發明之「第2步驟」之一例。於該相似比匹配處理中將相似比(n/20)乘以已完成偏移匹配之電流波動而獲得之資料相當於本發明之「修正資料候補」之一例,獲取該資料之動作相當於本發明之「修正資料候補製作步驟」之一例,並且利用該資料反饋控制而驅動馬達M之動作相當於本發明之「馬達驅動步驟」之一例。
又,於步驟S206中求出之已完成偏移匹配之電流波動相當於本發明之「旋轉時指令資訊」之一例。再者,對於本發明之「旋轉時指令資訊」,亦可使用正向旋轉電流波動作為本發明之「旋轉時指令資
訊」。於此情形時,電流波動獲取處理相當於本發明之「第1步驟」之一例。又,由於在執行相似比匹配處理前不執行偏移匹配處理,故而較理想為將對已完成相似比匹配之資料進行偏移匹配處理而獲得之已完成偏移匹配之資料作為修正資料。又,於上述實施形態中,根據於正向旋轉中進行電流取樣而獲得之取樣資料獲取正向旋轉電流波動,進而求出已完成偏移匹配之電流波動及已完成相似比匹配之資料等,但亦可使用在反向旋轉中進行電流取樣而獲得之取樣資料代替上述正向旋轉取樣資料。即,亦可基於反向旋轉電流波動製作修正資料。
於以此方式構成之發明中,在旋轉軸於固定速度區域旋轉一圈以上之期間對指令信號進行取樣。繼而,自取樣資料獲取旋轉時指令資訊。該旋轉時指令資訊如下文所詳細說明般與動態實際誤差具有相似關係,而藉由將相似比乘以旋轉時指令資訊可高精度地製作修正資料。又,藉由進行使用如此製作之修正資料之反饋控制,提高馬達控制之精度。
如以上般,根據本發明,對旋轉時指令資訊乘以相似比而製作馬達控制裝置中所使用之修正資料,故而可高精度地製作修正資料,從而可提高馬達控制之精度。
D.其他
再者,本發明並不限定於上述實施形態,只要不脫離其主旨,可對上述情況施加各種變更。例如,於上述實施形態中,將本發明應用於使用自分解器Re輸出之信號控制馬達M之馬達控制裝置1,但亦可將本發明應用於使用除分解器Re以外之位置檢測感測器、例如編碼器等作為本發明之「感測器」之馬達控制裝置。
又,於上述實施形態中,電流指令信號之取樣時間為馬達M之旋轉一圈量,但亦可旋轉超過一圈而取樣。例如,於對旋轉m圈量之電流指令信號進行取樣之情形時,亦可針對每一旋轉角度將m個取樣資
料平均化而導出「正向旋轉電流波動」或「反向旋轉電流波動」。
又,於上述實施形態中,如圖7或圖15所示般於相似比匹配處理中一面切換相似比之候補一面將一對取樣動作反覆進行20次,但該反覆數(相似比之候補數)並不限定於此,可為任意數。
進而,於上述實施形態中,對使用馬達M作為機器人之驅動源之情形進行了說明,但本發明之應用對象並不限定於控制安裝於機器人之馬達之技術。即,亦可將本發明應用於控制安裝於藉由馬達驅動可動部之裝置、例如表面封裝機、零件檢查裝置、半導體製造裝置等工業設備之馬達的馬達控制裝置。
本發明可應用於製作用以修正自連接於馬達之旋轉軸之感測器輸出之信號的修正資料之修正資料製作技術及使用該修正資料控制馬達之馬達控制技術之全體。
S101~S117‧‧‧步驟
Claims (32)
- 一種修正資料製作方法,其特徵在於:其係於馬達控制裝置中製作上述修正資料者,該馬達控制裝置基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與上述旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,並反饋利用修正資料修正上述位置檢測信號所獲得之已完成修正之位置信號而控制上述馬達;且該修正資料製作方法係:一面以包含上述旋轉軸以固定速度正向旋轉之固定速度區域之去路驅動模式驅動上述馬達,一面於上述旋轉軸在上述固定速度區域正向旋轉一圈以上之期間對上述指令信號進行取樣,而獲取正向旋轉時指令資訊,一面以包含上述旋轉軸以上述固定速度反向旋轉之固定速度區域之返路驅動模式驅動上述馬達,一面於上述旋轉軸在上述固定速度區域反向旋轉一圈以上之期間獲取對上述指令信號進行取樣而獲得之反向旋轉時指令資訊,且使用上述正向旋轉時指令資訊及上述反向旋轉時指令資訊而製作上述修正資料。
- 如請求項1之修正資料製作方法,其中上述正向旋轉時之取樣與上述反向旋轉時之取樣均進行N(其中,N為2以上之自然數)次。
- 如請求項2之修正資料製作方法,其中將一對取樣動作反覆進行上述N次,該一對取樣動作係將上述正向旋轉時之取樣與上述反向旋轉時之取樣分別進行1次。
- 如請求項3之修正資料製作方法,其中於將上述一對取樣動作反覆進行上述N次之後,決定上述修正資料。
- 如請求項1之修正資料製作方法,其中上述指令信號係與賦予至 上述馬達之電流相關之信號,且上述正向旋轉時指令資訊及上述反向旋轉時指令資訊係上述旋轉軸之每一旋轉角度之電流指令值。
- 如請求項1之修正資料製作方法,其中上述指令信號係與賦予至上述馬達之電流相關之信號,且上述正向旋轉時指令資訊及上述反向旋轉時指令資訊係上述旋轉軸之每一旋轉角度之上述馬達之電流檢測信號。
- 如請求項5或6之修正資料製作方法,其中上述指令信號之取樣係針對上述旋轉軸之每一旋轉角度而進行。
- 如請求項5或6之修正資料製作方法,其更包括:第1步驟,於不利用上述修正資料修正之情況下反饋上述位置檢測信號而將上述馬達往返驅動,自於上述去路驅動中獲取之上述正向旋轉時指令資訊除去直流成分而求出正向旋轉電流波動,並且自於上述返路驅動中獲取之上述反向旋轉時指令資訊除去直流成分而求出反向旋轉電流波動,求出針對上述旋轉軸之每一旋轉角度運算上述正向旋轉電流波動與上述反向旋轉電流波動之平均而獲得之每一旋轉角度之平均電流波動作為相位匹配資訊;及第2步驟,自上述相位匹配資訊求出上述修正資料。
- 如請求項8之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,基於每一旋轉角度之已完成相似比匹配之資料而求出上述修正資料,該每一旋轉角度之已完成相似比匹配之資料係將相似比乘以構成上述相位匹配資訊之每一旋轉角度之平均電流波動而獲得。
- 如請求項9之修正資料製作方法,其中預先準備相互不同之複數個相似比候補值作為上述相似比之候補,且 反饋已完成修正之位置信號而將上述馬達往返驅動,該已完成修正之位置信號係基於針對每一上述相似比候補值將該相似比候補值乘以上述相位匹配資訊而獲得之資料來修正上述位置檢測信號而獲得,自於上述去路驅動中獲取之上述正向旋轉時指令資訊除去直流成分而求出正向旋轉電流波動,並且自於上述返路驅動中獲取之上述反向旋轉時指令資訊除去直流成分而求出反向旋轉電流波動,算出每一旋轉角度之平均電流波動中之最大值與最小值之差作為電流波動振幅,該每一旋轉角度之平均電流波動係針對上述旋轉軸之每一旋轉角度運算上述正向旋轉電流波動與上述反向旋轉電流波動之平均而獲得,且將成為上述複數個電流波動振幅中之最小值之相似比候補值設定為上述相似比。
- 如請求項9之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,將上述旋轉軸之每一旋轉角度之已完成相似比匹配之資料中旋轉角度為零之已完成相似比匹配的資料作為偏移資料,且將自每一上述旋轉角度之已完成相似比匹配之資料減去上述偏移資料所得之已完成偏移匹配的資料作為上述修正資料。
- 如請求項1至6中任一項之修正資料製作方法,其中上述感測器為分解器,且上述固定速度為15[rps]至100[rps]。
- 一種馬達控制裝置,其特徵在於:其係基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與上述旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,並反饋利用修正資料修正上述位置檢測信號而獲得之已完成修正之位置信號而控制上述馬達;且該馬達控制裝置包括: 馬達驅動部,其驅動上述馬達;及修正資料製作部,其製作上述修正資料;且於製作上述修正資料時,上述馬達驅動部執行:去路驅動,係以包含上述旋轉軸以固定速度正向旋轉之固定速度區域之去路驅動模式驅動上述馬達;及返路驅動,係以包含上述旋轉軸以上述固定速度反向旋轉之固定速度區域之返路驅動模式驅動上述馬達;且上述修正資料製作部於上述去路驅動中上述旋轉軸於上述固定速度區域正向旋轉一圈以上之期間,對上述指令信號進行取樣而獲取正向旋轉時指令資訊,於上述返路驅動中上述旋轉軸於上述固定速度區域反向旋轉一圈以上之期間,獲取對上述指令信號進行取樣而獲得之反向旋轉時指令資訊,並且使用上述正向旋轉時指令資訊及上述反向旋轉時指令資訊而製作上述修正資料。
- 一種修正資料製作方法,其特徵在於:其係於馬達控制裝置中製作上述修正資料者,該馬達控制裝置基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與上述旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,並反饋利用修正資料修正上述位置檢測信號而獲得之已完成修正之位置信號而控制上述馬達;且該修正資料製作方法包括:第1步驟,自取樣資料獲取旋轉時指令資訊,該取樣資料係一面以包含上述旋轉軸以上述固定速度旋轉之固定速度區域之驅動模式驅動上述馬達,一面於上述旋轉軸在上述固定速度區域旋轉一圈以上之期間對上述指令信號進行取樣而獲得;及第2步驟,將相似比乘以上述旋轉時指令資訊而製作上述修正資料。
- 如請求項14之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,利用將相似比乘以於上述第1步驟中獲取之上述旋轉時指令資訊而獲得之資料來反饋控制上述馬達而決定上述修正資料。
- 如請求項15之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,於進行複數次上述馬達之反饋控制後,決定上述修正資料。
- 如請求項16之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中包括:修正資料候補製作步驟,將相似比乘以於上述第1步驟中獲取之上述旋轉時指令資訊而製作修正資料候補;及馬達驅動步驟,反饋已完成修正之位置信號而驅動上述馬達,該已完成修正之位置信號係基於上述修正資料候補對上述位置檢測信號進行修正而獲得;且上述修正資料候補製作步驟係一面使上述相似比相互不同一面執行複數次,且每次執行上述修正資料候補製作步驟時均執行上述馬達驅動步驟。
- 如請求項17之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,於將一對動作反覆進行複數次後,決定複數個上述修正資料候補中之一個作為上述修正資料,該一對動作係將上述修正資料候補製作步驟與上述馬達驅動步驟分別進行1次。
- 如請求項16之修正資料製作方法,其中上述指令信號係與賦予至上述馬達之電流相關之信號,上述旋轉時指令資訊係上述旋轉軸之每一旋轉角度之電流指令值。
- 如請求項16之修正資料製作方法,其中上述指令信號係與賦予至上述馬達之電流相關之信號,上述旋轉時指令資訊係上述旋轉軸之每一旋轉角度之上述馬達之電流檢測信號。
- 如請求項19或20之修正資料製作方法,其中上述指令信號之取 樣係針對上述旋轉軸之每一旋轉角度而進行。
- 如請求項21之修正資料製作方法,其中於上述第1步驟中,於不利用上述修正資料修正之情況下反饋上述位置檢測信號,且自取樣資料除去直流成分而求出電流波動作為上述旋轉時指令資訊,該取樣資料係一面驅動上述馬達一面於在上述固定速度區域旋轉一圈以上之期間對上述指令信號進行取樣而獲得,於上述第2步驟中,根據每一旋轉角度之已完成相似比匹配之資料而求出上述修正資料,該每一旋轉角度之已完成相似比匹配之資料係將相似比乘以上述旋轉時指令資訊而獲得。
- 如請求項22之修正資料製作方法,其中於上述第1步驟中,將構成上述電流波動之上述旋轉軸之每一旋轉角度之值中旋轉角度為零之值作為偏移資料,將自每一上述旋轉角度之值減去上述偏移資料所得之已完成偏移匹配之資料作為上述旋轉時指令資訊。
- 如請求項22之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,預先準備相互不同之複數個相似比候補值作為上述相似比之候補,自取樣資料除去直流成分而算出電流波動中之最大值與最小值之差作為電流波動振幅,該取樣資料係一面反饋已完成修正之位置信號而驅動上述馬達,一面於在上述固定速度區域旋轉一圈以上之期間對上述指令信號進行取樣而獲得,該已完成修正之位置信號係基於針對每一上述相似比候補值將該相似比候補值乘以上述電流波動而獲得之資料來修正上述位置檢測信號而獲得,且將成為上述複數個電流波動振幅中之最小值之相似比候補值 設定為上述相似比。
- 如請求項21之修正資料製作方法,其中於上述第1步驟中,自正向旋轉之取樣資料除去直流成分而求出正向旋轉電流波動,該正向旋轉之取樣資料係一面以包含上述固定速度區域之去路驅動模式驅動上述馬達,一面於上述旋轉軸在上述固定速度區域正向旋轉一圈以上之期間對上述指令信號進行取樣而獲得,自反向旋轉之取樣資料除去直流成分而求出反向旋轉電流波動,該反向旋轉之取樣資料係一面上述旋轉軸以包含上述固定速度區域之返路驅動模式驅動上述馬達,一面於上述旋轉軸在上述固定速度區域反向旋轉一圈以上之期間對上述指令信號進行取樣而獲得,且求出每一旋轉角度之平均電流波動作為上述旋轉時指令資訊,該每一旋轉角度之平均電流波動係針對上述旋轉軸之每一旋轉角度而運算上述正向旋轉電流波動與上述反向旋轉電流波動之平均而獲得。
- 如請求項25之修正資料製作方法,其中於上述第1步驟中,於不利用上述修正資料修正之情況下反饋上述位置檢測信號而將上述馬達往返驅動,於上述第2步驟中,自已完成相似比匹配之資料求出上述修正資料,該已完成相似比匹配之資料係將相似比乘以上述旋轉時指令資訊而獲得。
- 如請求項25之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,將上述正向旋轉時之取樣與上述反向旋轉時之取樣分別進行複數次而決定上述相似比。
- 如請求項27之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,將如 下動作反覆進行複數次而決定上述相似比,該動作係將上述正向旋轉時之取樣與上述反向旋轉時之取樣分別進行1次。
- 如請求項28之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,預先準備相互不同之複數個相似比候補值作為上述相似比之候補,反饋已完成修正之位置信號而將上述馬達往返驅動,該已完成修正之位置信號係基於針對每一上述相似比候補值將該相似比候補值乘以上述旋轉時指令資訊而獲得之資料來修正上述位置檢測信號而獲得,自於上述去路驅動中對上述指令信號進行取樣而獲得之取樣資料除去直流成分而求出正向旋轉電流波動,並且自於上述返路驅動中對上述指令信號進行取樣而獲得之取樣資料除去直流成分而求出反向旋轉電流波動,算出每一旋轉角度之平均電流波動中之最大值與最小值之差作為電流波動振幅,該每一旋轉角度之平均電流波動係針對上述旋轉軸之每一旋轉角度而運算上述正向旋轉電流波動與上述反向旋轉電流波動之平均而獲得,且將成為上述複數個電流波動振幅中之最小值之相似比候補值設定為上述相似比。
- 如請求項26之修正資料製作方法,其中於上述第2步驟中,將上述旋轉軸之每一旋轉角度之已完成相似比匹配之資料中旋轉角度為零之已完成相似比匹配的資料作為偏移資料,且將自每一上述旋轉角度之已完成相似比匹配之資料減去上述偏移資料所得的已完成偏移匹配之資料作為上述修正資料。
- 如請求項14至20中任一項之修正資料製作方法,其中上述感測器為分解器,且上述固定速度為15[rps]至100[rps]。
- 一種馬達控制裝置,其特徵在於:其係基於與根據指令信號旋轉之馬達之旋轉軸之旋轉角度對應而自感測器輸出的信號,產生與上述旋轉軸之旋轉位置相關之位置檢測信號,且反饋利用修正資料來修正上述位置檢測信號而獲得之已完成修正之位置信號而控制上述馬達;且該馬達控制裝置包括:馬達驅動部,其驅動上述馬達;及修正資料製作部,其製作上述修正資料;且於製作上述修正資料時,上述馬達驅動部以包含上述旋轉軸以固定速度旋轉之固定速度區域之驅動模式驅動上述馬達,上述修正資料製作部基於取樣資料而獲取旋轉時指令資訊,並將相似比乘以上述旋轉時指令資訊而製作上述修正資料,該取樣資料係於上述旋轉軸在上述固定速度區域旋轉一圈以上之期間對上述指令信號進行取樣而獲得。
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