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位置檢測器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法與流程

文檔序號:11290447閱讀:465來源:國知局
位置檢測器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法與流程

本發(fā)明涉及對例如應(yīng)用于電梯曳引機的控制裝置、車載電動機控制裝置或者機床的電動機控制裝置等中的位置檢測器的角度誤差進行校正的位置檢測器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法,其中,該位置檢測器的角度誤差含有根據(jù)電動機的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差。



背景技術(shù):

以往以來已知有如下的旋變器(resolver)的角度檢測裝置:利用角度檢測器從旋變器檢測出的信號中檢測出角度信號,利用旋變器的誤差波形由旋變器固有的既定的n次成分構(gòu)成的特性及具有再現(xiàn)性的特性,通過角度誤差估計器,參照檢測出的角度信號來算出位置誤差,對該位置誤差進行微分來算出速度誤差信號,對該速度誤差信號例如通過傅里葉變換進行頻率分析來算出每個頻率成分的檢測誤差,合成所算出的檢測誤差來生成估計角度誤差信號,通過角度信號校正電路,使用所生成的估計角度誤差信號對檢測出的角度信號進行校正(例如,參照專利文獻1)。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2012-145371號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的課題

然而,在現(xiàn)有技術(shù)中存在以下這樣的課題。

在使用以往的旋變器裝置、旋變器的角度檢測裝置進行速度檢測的情況下,對由角度檢測器檢測出的角度信號進行微分來檢測電機的轉(zhuǎn)速,對該檢測速度進行傅里葉變換來估計角度誤差。在此,在使用檢測速度來估計角度誤差的情況下,根據(jù)角度檢測裝置的位置分辨率以及速度運算的采樣時間(時間分辨率)決定了角度誤差的估計精度。因此,在位置分辨率低的角度檢測裝置中,存在產(chǎn)生量化誤差而無法充分獲得角度誤差的估計精度的問題。

此外,在通過以往示例之外的方法來估計角度誤差的方法中,即使在超出位置檢測器的分辨率而獲得了良好的估計精度的角度誤差的情況下,在使用所獲得的角度誤差校正由位置檢測器檢測出的角度信號時,位置檢測器的分辨率也成為瓶頸,存在無法獲得充分的校正效果的問題。

本發(fā)明是為了解決上述這樣的課題而完成的,其目的是獲得能夠準確地估計角度誤差并能夠充分地校正角度誤差的位置檢測器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的位置檢測器的角度誤差校正裝置對位置檢測器的角度誤差進行校正,該位置檢測器檢測電動機的旋轉(zhuǎn)位置,含有根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差,其中,所述位置檢測器的角度誤差校正裝置具有:角度誤差估計器,其針對由位置檢測器檢測出的所述電動機的旋轉(zhuǎn)位置來估計角度誤差;和角度誤差校正部,其使用角度誤差估計器的輸出即角度誤差估計值來校正角度誤差,角度誤差校正部使由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置成為α倍(α為2以上的整數(shù))之后,使用角度誤差估計值來校正角度誤差。

此外,本發(fā)明的位置檢測器的角度誤差校正裝置對位置檢測器的角度誤差進行校正,該位置檢測器檢測電動機的旋轉(zhuǎn)位置,含有根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差,其中,所述位置檢測器的角度誤差校正裝置具有:角度誤差估計器,其針對由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置來估計角度誤差;和角度誤差校正部,其使用角度誤差估計器的輸出即角度誤差估計值來校正角度誤差,角度誤差校正部針對由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置,使用使角度誤差估計值成為1/γ倍(γ為正數(shù))而得到的值來校正角度誤差。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的位置檢測器的角度誤差校正裝置,位置檢測器對電動機的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測,含有根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差,角度誤差估計器針對由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置估計角度誤差,角度誤差校正部使用角度誤差估計器的輸出即角度誤差估計值來校正角度誤差。

此時,角度誤差校正部使由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置成為α倍(α為2以上的整數(shù))之后,使用角度誤差估計值來校正角度誤差,或者,針對由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置,使用使角度誤差估計值成為1/γ倍(γ為正數(shù))而得到的值來校正角度誤差。

因此,能夠使所校正的角度誤差校正値大于位置檢測器的分辨率,因此,能夠獲得可準確地估計角度誤差并能夠充分地校正角度誤差的位置檢測器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法。

附圖說明

圖1是示出包含本發(fā)明的位置檢測器的角度誤差校正裝置的電動機控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是示出應(yīng)用了本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的電動機控制裝置的框圖。

圖3是示出應(yīng)用了本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的電動機控制裝置的框圖。

圖4是例示出本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的位置檢測器的檢測誤差的曲線圖。

圖5是示出本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的角度誤差估計部的框圖。

圖6是一并示出本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的檢測位置校正部、角度誤差估計器和位置檢測器的框圖。

圖7是示出本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的效果的說明圖。

圖8是一并示出本發(fā)明的實施方式2的位置檢測器的角度誤差校正裝置的檢測位置校正部、角度誤差估計器和位置檢測器的框圖。

具體實施方式

以下,使用附圖對本發(fā)明的位置檢測器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法的優(yōu)選實施方式進行說明,關(guān)于在各圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠?,標注相同標號進行說明。

另外,在以下的實施方式中,對如下方法進行說明:該方法是能夠使位置檢測器的角度誤差校正裝置與位置檢測器的分辨率無關(guān)地充分校正角度誤差的方法,其中,所述位置檢測器的角度誤差校正裝置根據(jù)流過電動機的電流,估計來自位置檢測器的輸出即電動機的旋轉(zhuǎn)位置所含有的具有位置依賴性的角度誤差,來進行校正。

此外,在以下的實施方式中,以根據(jù)電流估計角度誤差的估計方法為例進行說明,但是,只要估計方法是不依賴于位置檢測器的分辨率的估計方法,則本發(fā)明還可以應(yīng)用于其它的估計方法。

實施方式1.

圖1是示出包含本發(fā)明的位置檢測器的角度誤差校正裝置的電動機控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。此外,圖2、圖3是示出應(yīng)用了本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的電動機控制裝置的框圖。

在圖1~圖3中,該電動機控制裝置具備速度指令值生成部1、速度控制器2、電流控制器3、逆變器4、電動機5、位置檢測器6、電流傳感器(電流檢測部)7、速度運算部8、檢測位置校正部(角度誤差校正部)9、位置運算部11、坐標變換器12以及角度誤差估計部20。

速度指令值生成部1生成并輸出針對電動機5的速度指令值。另外,雖未圖示,但速度指令值生成部1也可以包含位置控制系統(tǒng)。即使在速度指令值生成部1包含位置控制系統(tǒng)的情況下,也能夠應(yīng)用本發(fā)明。

速度控制器2將來自速度指令值生成部1的速度指令值與由速度運算部8運算出的電動機5的轉(zhuǎn)速之間的差值作為輸入,生成并輸出針對電動機5的電流指令值。

速度運算部8根據(jù)由檢測位置校正部9對來自位置檢測器6的輸出即電動機5的旋轉(zhuǎn)位置進行校正后的位置信息,運算電動機5的轉(zhuǎn)速并輸出。另外,速度運算部8最簡單地是通過位置的時間微分來運算轉(zhuǎn)速。

此外,速度運算部8也可以根據(jù)位置檢測器6的位置信息(例如,光學(xué)式編碼器的脈沖數(shù))進行速度運算。此外,速度運算部8也可以包含用于計測時間的結(jié)構(gòu)。

電流控制器3將來自速度控制器2的電流指令值與作為來自圖2所示的電流傳感器7的輸出的相電流或電動機5的軸電流之間的差值作為輸入,生成電動機5的電壓指令值并輸出,該電動機5的軸電流是利用坐標變換器12將圖3所示的相電流變換為d-q軸等而得到的。

位置運算部11根據(jù)由檢測位置校正部9校正后的位置信息,運算電動機5的角度信息并輸出。此外,坐標變換器12在對電動機5進行矢量控制的情況下,將來自電流傳感器7的相電流變換為α-β軸、d-q軸或γ-δ軸等適于控制的坐標。

檢測位置校正部9針對來自位置檢測器6的輸出即電動機5的旋轉(zhuǎn)位置,加上或減去來自角度誤差估計部20的輸出即角度誤差估計值,輸出校正后的位置信息。另外,關(guān)于檢測位置校正部9的詳細功能,在后面進行敘述。

電流傳感器7測定電動機5的電流。例如,在電動機5是三相電動機的情況下,大多測定二相的相電流,但也可以測定三相的相電流。另外,在圖1~圖3中,電流傳感器7測定逆變器4的輸出電流,但也可以如基于單分流器電阻(one-shuntresistor)的電流測定法那樣,由電流傳感器7測定逆變器4的母線電流來估計各相電流。在該情況下,也沒有對本發(fā)明帶來任何影響。

逆變器4根據(jù)來自電流控制器3的電壓指令值,將未圖示的電源的電壓轉(zhuǎn)換為期望的可變電壓可變頻率。本發(fā)明中,逆變器4是指,包括如一般售賣的逆變器裝置那樣在利用變流器將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓之后、利用逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓的電力變換裝置,或如矩陣變流器那樣將交流電壓直接轉(zhuǎn)換為交流的可變電壓可變頻率的電力變換裝置的可變電壓可變頻率電力變換裝置。

此外,本發(fā)明的實施方式1的逆變器4除了上述的逆變器4的功能之外,還包含坐標變換的功能。即,還包含在電壓指令值是d-q軸的電壓指令值時,通過將d-q軸的電壓指令值轉(zhuǎn)換為相電壓或線電壓來變換為依照所指示的電壓指令值的電壓的坐標變換功能,這些都表達為逆變器4。另外,雖未圖示,但即使設(shè)置有校正逆變器4的死區(qū)時間的裝置或手段,也能夠應(yīng)用本發(fā)明。

位置檢測器6例如像光學(xué)式編碼器、磁編碼器或旋變器那樣,檢測電動機5的控制所需的電動機5的旋轉(zhuǎn)位置。此外,如圖4所示,位置檢測器6在所輸出的旋轉(zhuǎn)位置的信息中含有根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差。

在此,根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差是指,例如上述專利文獻1的第0020、0021段中記載的旋變器的檢測誤差,或者如光學(xué)式編碼器中的縫隙不良引起的脈沖遺漏以及脈沖間距離的不均衡那樣、與旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)地具有再現(xiàn)性的誤差。

下面,根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差表達為將位置信息變換為角度后的角度誤差θerr。另外,本發(fā)明能夠應(yīng)用于位置檢測器6含有根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差且角度誤差θerr的主成分次數(shù)為已知的情況。

如下式(1)那樣,可使用正弦波來近似地表示位置檢測器6的周期性角度誤差θerr。另外,因為基于正弦波的表述和基于余弦波的表述沒有本質(zhì)上的差異,所以,在本發(fā)明的實施方式1中,統(tǒng)一為基于正弦波的表述。

[式1]

其中,在式(1)中,θm表示電動機5的機械角度,a1表示n1次的次數(shù)下的誤差振幅,a2表示n2次的次數(shù)下的誤差振幅,an表示nn次的次數(shù)下的誤差振幅,表示與n1次的次數(shù)下的電動機5的機械角度相對的相位偏差(誤差相位),表示與n2次的次數(shù)下的電動機5的機械角度相對的相位偏差,表示與nn次的次數(shù)下的電動機5的機械角度相對的相位偏差。

另外,式(1)的n1、n2…nn的空間次數(shù)不需要是如1、2…nn那樣連續(xù)的整數(shù),而是根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差的主成分的空間次數(shù)。這里所說的主成分是指相對于其它頻率的振幅而言,其空間次數(shù)下的振幅較大。

此外,式(1)表述為合成了3個以上的頻率成分,但周期性角度誤差θerr的頻率成分也可以由1個、2個或其以上的成分構(gòu)成。

圖5是示出本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的角度誤差估計部的框圖。在圖5中,角度誤差估計部20具有頻率分析部21以及角度誤差估計器22。

頻率分析部21將來自電流傳感器7的相電流以及由檢測位置校正部9對來自位置檢測器6的輸出即電動機5的旋轉(zhuǎn)位置進行校正并由位置運算部11運算出的電動機5的角度信息作為輸入,獲得輸入電流的期望頻率下的振幅、或振幅以及相位。

在此,優(yōu)選的是,頻率分析部21構(gòu)成為如傅里葉變換、傅里葉級數(shù)分析或快速傅里葉變換那樣獲得所輸入的信號在期望頻率下的振幅以及相位的結(jié)構(gòu),但也可以構(gòu)成為如組合了陷波濾波器或帶通濾波器而得到的濾波器那樣、提取期望的頻率信號并利用振幅檢測部或相位檢測部來運算輸入信號的期望的振幅或相位的結(jié)構(gòu)。此外,這里使用的濾波器既可以是組合了電阻、電容器或線圈等而得到的電氣部件,也可以是在計算機內(nèi)進行的處理。

尤其,在本發(fā)明的實施方式1中,只要是能夠檢測與期望頻率的振幅成比例的信息或與振幅的乘方成比例的信息的結(jié)構(gòu),則頻率分析部21的結(jié)構(gòu)沒有限定。此外,在圖2中,雖然將相電流作為輸入,但也可以如圖3所示將使相電流坐標變換后的d軸電流、q軸電流、γ軸電流、δ軸電流或α軸電流、β軸電流中的任意電流作為輸入。

另外,這里所說的期望頻率(特定頻率)的信號是指由位置檢測器6的周期性角度誤差θerr引起的與角度誤差θerr的主成分頻率相同的信號。此外,在本發(fā)明的實施方式1中,雖然將期望頻率表示為空間頻率,但即使是時間頻率,也沒有本質(zhì)上的差異。

在此,空間頻率是指特定區(qū)間的頻率,在本發(fā)明的實施方式1中是指電動機5旋轉(zhuǎn)一周的頻率。此外,將電動機5的機械旋轉(zhuǎn)一周的周期性的n個波的信號稱為空間次數(shù)n的波。

在具備位置檢測器6的電動機5的控制裝置中,因為位置檢測器6的誤差具有與電動機5的旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)的周期性,所以,優(yōu)選的是,頻率分析是基于空間頻率的分析,在上述式(1)中,角度誤差θerr也為基于空間頻率的表現(xiàn),此外,關(guān)于圖1~圖3所示的頻率分析部21,輸入也為與空間頻率分析對應(yīng)的輸入(電流以及角度)。

然而,本發(fā)明的實施方式1也能夠應(yīng)用于基于時間頻率的頻率分析,在進行基于時間頻率的頻率分析的情況下,取代將電流以及角度作為輸入,而是將檢測速度、時間計測部的計測時間以及電流作為輸入,進行頻率分析。

角度誤差估計器22將頻率分析部21的輸出即期望的頻率成分的電流振幅值和利用檢測位置校正部9對來自位置檢測器6的輸出即電動機5的旋轉(zhuǎn)位置進行校正、并由位置運算部11運算出的電動機5的角度信息作為輸入,通過后述的估計方法來估計根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性角度誤差θerr,輸出角度誤差估計值。

在此,因為檢測位置校正部9的輸入的一方為位置檢測器6的輸出信號(電動機5的旋轉(zhuǎn)位置),所以,角度誤差估計器22輸出位置信息。即,如果考慮位置檢測器6是光學(xué)式編碼器、其分辨率是1024脈沖/轉(zhuǎn)、角度誤差估計器22的估計結(jié)果是1°的情況,則角度誤差估計器22將相當(dāng)于1°的脈沖數(shù)3脈沖作為位置信息輸出。

另外,如上述式(1)所示,在存在多個角度誤差的頻率成分的情況下,逐次按照各個成分來估計角度誤差進行求和或同時估計多個頻率成分即可。此時,與逐次按照各個成分來估計角度誤差的情況相比,在同時估計的情況下,能夠縮短估計時間。在此,為了簡單起見,說明角度誤差僅由單一的頻率成分構(gòu)成的情況。

在此,已知當(dāng)利用含有根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性角度誤差的位置檢測器6進行速度反饋控制時,產(chǎn)生包含與角度誤差相同次數(shù)的頻率成分的電流脈動或電流指令值的脈動。因此,如果估計角度誤差并進行校正以便抑制電流脈動,則可縮小角度誤差以及使用來自位置檢測器6的輸出而運算的電動機5的旋轉(zhuǎn)位置的誤差。

另外,在位置檢測器6含有根據(jù)電動機5的旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差的情況下,如果通過頻率分析部21進行相電流的頻率分析,則在電動機5是永磁同步電動機時,如果設(shè)極對數(shù)為pn、期望的頻率次數(shù)為nn,則相電流中出現(xiàn)的電流脈動的機械次數(shù)為pn±nn次的次數(shù)。

因此,只要對相電流中的至少1相的電流進行頻率分析并根據(jù)pn±nn次或pn-nn次的電流來估計pn±nn次或pn-nn次的角度誤差即可。但是,在期望頻率的次數(shù)nn大于電動機5的極對數(shù)pn時,pn-nn次的次數(shù)存在成為負數(shù)而不存在的可能性,因此期望對pn±nn次的電流進行頻率分析。此外,在進行估計時,期望恒定轉(zhuǎn)矩、恒速運轉(zhuǎn)。

此外,在利用頻率分析部21對d軸電流或q軸電流中的任意方進行頻率分析時,由于機械nn次的次數(shù)的角度誤差,出現(xiàn)在dq軸的電流脈動成分具有以與nn次相同的次數(shù)脈動的成分。此外,由于因角度誤差而產(chǎn)生的磁極偏差,作為轉(zhuǎn)矩電流的q軸電流迂回流入(revolve),因此,d軸電流成為與角度誤差相似的電流脈動。此外,q軸電流的速度脈動通過速度控制系統(tǒng)而成為電流指令值的脈動。因此,q軸電流成為與構(gòu)成速度脈動的原因的角度誤差相似的電流脈動。

因此,例如,角度誤差估計器22只要以使通過頻率分析部21的頻率分析而獲得的d軸電流或q軸電流的nn次電流振幅為最小的方式估計角度誤差即可。

另外,當(dāng)利用d軸電流或q軸電流中的任意的電流檢測值或任意的電流指令值進行頻率分析時,在迂回流入的q軸電流為固定的條件下即恒定加速度的條件下進行估計。尤其期望在電動機5以加速度為零即恒速旋轉(zhuǎn)的條件下進行估計。

接著,對檢測位置校正部9的詳細功能進行說明。首先,檢測位置校正部9在對來自位置檢測器6的輸出即電動機5的旋轉(zhuǎn)位置中含有的、具有位置依賴性的角度誤差進行估計并進行校正時,將來自角度誤差估計部20的輸出即角度誤差估計值轉(zhuǎn)換為位置檢測器6的位置信息后加入位置檢測器6的檢測值。

在位置檢測器6例如是以ab相來表示輸出的位置信息的光學(xué)式編碼器的情況下,針對對光學(xué)式編碼器的ab相脈沖進行計數(shù)得到的結(jié)果應(yīng)用按照光學(xué)式編碼器的分辨率d對角度誤差估計值進行離散化處理而得到的值進行校正。

因此,以往,角度誤差估計器的分辨率d’與位置檢測器6的分辨率d是相同的。此時,利用下式(2)來表示位置檢測器6和角度誤差估計器的每1脈沖的角度。

360/d=360/d’[°/脈沖]…(2)

然而,根據(jù)本發(fā)明的實施方式1,因為角度誤差估計部20根據(jù)流過電動機5的電流來估計角度誤差估計值,所以,角度誤差估計器22的分辨率d’是由電流傳感器7的分辨率決定的,存在角度誤差估計器的分辨率d’大于位置檢測器6的分辨率d的情況(d’>d)。

在該情況下,當(dāng)使用來自角度誤差估計器22的角度誤差估計值來校正位置檢測器6的角度誤差時,位置檢測器6的分辨率d成為瓶頸,只能以小于原本的角度誤差估計器22的分辨率d’的位置檢測器6的分辨率d來校正角度誤差,從而導(dǎo)致無法獲得充分的校正效果的情況。

具體而言,考慮角度誤差估計器22的分辨率d’=3600(360/d’=0.1[°/脈沖])、位置檢測器6的分辨率d=720(360/d=0.5[°/脈沖])的情況。

此時,雖然角度誤差估計器22能夠以0.1°為單位來估計角度誤差估計值,但是,在校正位置檢測器6的角度誤差時,受到位置檢測器6的分辨率d的影響而以0.5°為單位來校正位置信息(脈沖)。

因此,在本發(fā)明的實施方式1中,對如下方法進行說明:在使用來自角度誤差估計部20的角度誤差估計值校正位置檢測器6的角度誤差時,通過使位置檢測器6的分辨率d成為α倍(α為2以上的整數(shù)),由此使檢測位置校正部9的分辨率成為高于位置檢測器6的分辨率d的αd,而能夠獲得充分的校正效果。

圖6是一并示出本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的檢測位置校正部、角度誤差估計器和位置檢測器的框圖。圖6中,檢測位置校正部9具備高分辨率位置變換部91、離散化處理部92、倍頻部93、位置校正器94以及1/倍頻部95。

高分辨率位置變換部91以分辨率αd對來自角度誤差估計器22的角度誤差估計值進行離散化處理。離散化處理部92以分辨率d對位置檢測器6的位置信息進行離散化處理。倍頻部93使來自離散化處理部92的輸出成為α倍。位置校正器94對來自倍頻部93的輸出應(yīng)用由高分辨率位置變換部91進行離散化處理后的角度誤差估計值,輸出校正后的位置信息。1/倍頻部95使來自位置校正器94的輸出成為1/α倍。

這樣,使對位置檢測器6的檢測值進行離散化處理后的值成為α倍,執(zhí)行利用角度誤差估計值進行的校正,然后,使校正后的值成為1/α倍。由此,能夠使檢測位置校正部9的分辨率從位置檢測器6的分辨率d準增大為α倍的αd。此時,關(guān)于檢測位置校正部9的分辨率αd,角度誤差估計器22的分辨率d’成為其上限。

具體而言,在上述示例中,能夠使檢測位置校正部9的分辨率從位置檢測器6的分辨率d=720成為最大到角度誤差估計器22的分辨率d’=3600,檢測位置校正部9能夠以5倍的分辨率校正位置檢測器6的角度誤差。

在此,當(dāng)設(shè)角度誤差估計值為θerr*時,以下式(3)來表示以位置檢測器6的分辨率d對角度誤差估計值θerr*進行了離散化處理時的離散值pe。

pe≒θerr*d/2π…(3)

此外,關(guān)于以分辨率αd對角度誤差估計值θerr*進行了離散化處理時的離散值pe’,下式(4)的關(guān)系成立。

pe’≒θerr*αd/2π=αpe+β…(4)

另外,在式(4)中,β為通過以高分辨率進行離散化處理而得到的新出現(xiàn)的離散值,并且,β為<α的整數(shù)。

此時,當(dāng)設(shè)以分辨率d對位置檢測器6的位置信息進行離散化處理時的離散值為ps時,以往的校正后的脈沖數(shù)為ps-pe,與此相對,本發(fā)明的實施方式1的校正后的脈沖數(shù)為(αps-pe’)/α,以下式(5)來表示。

(αps-pe’)/α=ps-pe’/α=ps-(αpe+β)/α=ps-pe-β/α…(5)

在此,根據(jù)式(5),根據(jù)本發(fā)明的實施方式1,能夠與β/α相應(yīng)地高精度地對位置檢測器6的角度誤差進行校正。圖7示出本發(fā)明的實施方式1的位置檢測器的角度誤差校正裝置的效果。圖7中,a表示角度誤差估計值,b表示以往的校正后的脈沖,c表示本發(fā)明的實施方式1的校正后的脈沖。

如上所述,根據(jù)實施方式1,位置檢測器對電動機的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測,含有根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差,電流檢測部對流過電動機的電流進行檢測,頻率分析部使用電動機的旋轉(zhuǎn)位置,對由電流檢測部檢測出的電流進行頻率分析,運算與角度誤差對應(yīng)的特定頻率成分的振幅,角度誤差估計器根據(jù)由頻率分析部運算出的振幅和電動機的旋轉(zhuǎn)位置,估計由特定頻率成分構(gòu)成的角度誤差作為角度誤差估計值,角度誤差校正部使用角度誤差估計值,針對由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置校正角度誤差。

此時,角度誤差校正部使由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置成為α倍(α為2以上的整數(shù))之后,使用角度誤差估計值來校正角度誤差。

因此,能夠準確地估計角度誤差,并能夠充分地校正角度誤差。

實施方式2.

在上述實施方式1中,對如下方法進行了說明:在使用來自角度誤差估計部20的角度誤差估計值校正位置檢測器6的角度誤差時,通過將位置檢測器6的分辨率d設(shè)為α倍(α為2以上的整數(shù)),從而使檢測位置校正部9的分辨率成為高于位置檢測器6的分辨率d的αd,從而能夠獲得充分的校正效果。

與此相對,在實施方式2中,對如下方法進行說明:在使用來自角度誤差估計部20的角度誤差估計值校正位置檢測器6的角度誤差時,通過使以分辨率γd(γ為正數(shù))進行離散化處理后的角度誤差估計值成為1/γ倍,利用高于檢測位置校正部6的分辨率d的小數(shù)或分數(shù)脈沖來校正位置檢測器6的角度誤差,由此能夠獲得充分的校正效果。

圖8是一并示出本發(fā)明的實施方式2的位置檢測器的角度誤差校正裝置的檢測位置校正部、角度誤差估計器和位置檢測器的框圖。圖8中,檢測位置校正部9具備高分辨率位置變換部91、離散化處理部92、1/倍頻部95以及位置校正器94。

高分辨率位置變換部91以分辨率γd對來自角度誤差估計器22的角度誤差估計值進行離散化處理。離散化處理部92以分辨率d對位置檢測器6的位置信息進行離散化處理。1/倍頻部95使來自位置校正器94的輸出成為1/γ倍。位置校正器94對于來自離散化處理部92的輸出,應(yīng)用由高分辨率位置變換部91進行離散化處理、并由1/倍頻部95使其成為1/γ倍而得到的角度誤差估計值,輸出校正后的位置信息。

這樣,使以分辨率γd對來自角度誤差估計器22的角度誤差估計值進行離散化處理而得到的值成為1/γ倍,使用該值,利用高于位置檢測器6的分辨率d的小數(shù)或分數(shù)脈沖對位置檢測器6的角度誤差進行校正。

由此,在以位置檢測器6的分辨率d為基準時,能夠利用1/γ的分數(shù)脈沖來校正角度誤差,能夠使檢測位置校正部9的分辨率從位置檢測器6的分辨率d準增大為γ倍的γd。此時,γ為角度誤差估計器22的分辨率d’與位置檢測器6的分辨率d的比率。

如上所述,根據(jù)實施方式2,位置檢測器對電動機的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測,含有根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一確定的周期性誤差,電流檢測部對流過電動機的電流進行檢測,頻率分析部使用電動機的旋轉(zhuǎn)位置,對由電流檢測部檢測出的電流進行頻率分析,運算出與角度誤差對應(yīng)的特定頻率成分的振幅,角度誤差估計器根據(jù)由頻率分析部運算出的振幅和電動機的旋轉(zhuǎn)位置,估計出由特定頻率成分構(gòu)成的角度誤差作為角度誤差估計值,角度誤差校正部使用角度誤差估計值,針對由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置校正角度誤差。

此時,角度誤差校正部針對由位置檢測器檢測出的電動機的旋轉(zhuǎn)位置,使用使角度誤差估計值成為1/γ倍(γ為正數(shù))而得到的值,來校正角度誤差。

因此,能夠準確地估計出角度誤差,并能夠充分地校正角度誤差。

另外,在上述實施方式2中,對使用分數(shù)脈沖來校正位置檢測器6的角度誤差的情況進行了說明,但即使在使用小數(shù)脈沖來校正位置檢測器6的角度誤差的情況下,也能夠應(yīng)用本發(fā)明,能夠獲得相同的效果。

此外,在上述實施方式1、實施方式2中,在常數(shù)倍的方法中,例如也可以以如下方式進行校正:對離散化后的、在光學(xué)式編碼器的示例中以脈沖來表示的位置信息信號進行數(shù)學(xué)處理,或者利用頻移器(shifter)進行位移(bitshift)。

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