CN107210691A - 位置检测器的角度误差校正装置以及角度误差校正方法 - Google Patents
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Abstract
获得能够准确地估计角度误差进行校正的位置检测器的角度误差校正装置以及角度误差校正方法。位置检测器对电动机的旋转位置进行检测,含有根据旋转位置而唯一确定的周期性误差,角度误差校正部使由位置检测器检测出的电动机的旋转位置成为α倍(α为2以上的整数)之后,使用角度误差估计值对角度误差进行校正,或者,针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置,使用使角度误差估计值成为1/γ倍(γ为正数)而得到的值对角度误差进行校正。
Description
技术领域
本发明涉及对例如应用于电梯曳引机的控制装置、车载电动机控制装置或者机床的电动机控制装置等中的位置检测器的角度误差进行校正的位置检测器的角度误差校正装置以及角度误差校正方法,其中,该位置检测器的角度误差含有根据电动机的旋转位置而唯一确定的周期性误差。
背景技术
以往以来已知有如下的旋变器(resolver)的角度检测装置:利用角度检测器从旋变器检测出的信号中检测出角度信号,利用旋变器的误差波形由旋变器固有的既定的n次成分构成的特性及具有再现性的特性,通过角度误差估计器,参照检测出的角度信号来算出位置误差,对该位置误差进行微分来算出速度误差信号,对该速度误差信号例如通过傅里叶变换进行频率分析来算出每个频率成分的检测误差,合成所算出的检测误差来生成估计角度误差信号,通过角度信号校正电路,使用所生成的估计角度误差信号对检测出的角度信号进行校正(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-145371号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在现有技术中存在以下这样的课题。
在使用以往的旋变器装置、旋变器的角度检测装置进行速度检测的情况下,对由角度检测器检测出的角度信号进行微分来检测电机的转速,对该检测速度进行傅里叶变换来估计角度误差。在此,在使用检测速度来估计角度误差的情况下,根据角度检测装置的位置分辨率以及速度运算的采样时间(时间分辨率)决定了角度误差的估计精度。因此,在位置分辨率低的角度检测装置中,存在产生量化误差而无法充分获得角度误差的估计精度的问题。
此外,在通过以往示例之外的方法来估计角度误差的方法中,即使在超出位置检测器的分辨率而获得了良好的估计精度的角度误差的情况下,在使用所获得的角度误差校正由位置检测器检测出的角度信号时,位置检测器的分辨率也成为瓶颈,存在无法获得充分的校正效果的问题。
本发明是为了解决上述这样的课题而完成的,其目的是获得能够准确地估计角度误差并能够充分地校正角度误差的位置检测器的角度误差校正装置以及角度误差校正方法。
用于解决课题的手段
本发明的位置检测器的角度误差校正装置对位置检测器的角度误差进行校正,该位置检测器检测电动机的旋转位置,含有根据旋转位置而唯一确定的周期性误差,其中,所述位置检测器的角度误差校正装置具有:角度误差估计器,其针对由位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置来估计角度误差;和角度误差校正部,其使用角度误差估计器的输出即角度误差估计值来校正角度误差,角度误差校正部使由位置检测器检测出的电动机的旋转位置成为α倍(α为2以上的整数)之后,使用角度误差估计值来校正角度误差。
此外,本发明的位置检测器的角度误差校正装置对位置检测器的角度误差进行校正,该位置检测器检测电动机的旋转位置,含有根据旋转位置而唯一确定的周期性误差,其中,所述位置检测器的角度误差校正装置具有:角度误差估计器,其针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置来估计角度误差;和角度误差校正部,其使用角度误差估计器的输出即角度误差估计值来校正角度误差,角度误差校正部针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置,使用使角度误差估计值成为1/γ倍(γ为正数)而得到的值来校正角度误差。
发明效果
根据本发明的位置检测器的角度误差校正装置,位置检测器对电动机的旋转位置进行检测,含有根据旋转位置而唯一确定的周期性误差,角度误差估计器针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置估计角度误差,角度误差校正部使用角度误差估计器的输出即角度误差估计值来校正角度误差。
此时,角度误差校正部使由位置检测器检测出的电动机的旋转位置成为α倍(α为2以上的整数)之后,使用角度误差估计值来校正角度误差,或者,针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置,使用使角度误差估计值成为1/γ倍(γ为正数)而得到的值来校正角度误差。
因此,能够使所校正的角度误差校正値大于位置检测器的分辨率,因此,能够获得可准确地估计角度误差并能够充分地校正角度误差的位置检测器的角度误差校正装置以及角度误差校正方法。
附图说明
图1是示出包含本发明的位置检测器的角度误差校正装置的电动机控制装置的整体结构的框图。
图2是示出应用了本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的电动机控制装置的框图。
图3是示出应用了本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的电动机控制装置的框图。
图4是例示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的位置检测器的检测误差的曲线图。
图5是示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的角度误差估计部的框图。
图6是一并示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的检测位置校正部、角度误差估计器和位置检测器的框图。
图7是示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的效果的说明图。
图8是一并示出本发明的实施方式2的位置检测器的角度误差校正装置的检测位置校正部、角度误差估计器和位置检测器的框图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的位置检测器的角度误差校正装置以及角度误差校正方法的优选实施方式进行说明,关于在各图中相同或相当的部分,标注相同标号进行说明。
另外,在以下的实施方式中,对如下方法进行说明:该方法是能够使位置检测器的角度误差校正装置与位置检测器的分辨率无关地充分校正角度误差的方法,其中,所述位置检测器的角度误差校正装置根据流过电动机的电流,估计来自位置检测器的输出即电动机的旋转位置所含有的具有位置依赖性的角度误差,来进行校正。
此外,在以下的实施方式中,以根据电流估计角度误差的估计方法为例进行说明,但是,只要估计方法是不依赖于位置检测器的分辨率的估计方法,则本发明还可以应用于其它的估计方法。
实施方式1.
图1是示出包含本发明的位置检测器的角度误差校正装置的电动机控制装置的整体结构的框图。此外,图2、图3是示出应用了本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的电动机控制装置的框图。
在图1~图3中,该电动机控制装置具备速度指令值生成部1、速度控制器2、电流控制器3、逆变器4、电动机5、位置检测器6、电流传感器(电流检测部)7、速度运算部8、检测位置校正部(角度误差校正部)9、位置运算部11、坐标变换器12以及角度误差估计部20。
速度指令值生成部1生成并输出针对电动机5的速度指令值。另外,虽未图示,但速度指令值生成部1也可以包含位置控制***。即使在速度指令值生成部1包含位置控制***的情况下,也能够应用本发明。
速度控制器2将来自速度指令值生成部1的速度指令值与由速度运算部8运算出的电动机5的转速之间的差值作为输入,生成并输出针对电动机5的电流指令值。
速度运算部8根据由检测位置校正部9对来自位置检测器6的输出即电动机5的旋转位置进行校正后的位置信息,运算电动机5的转速并输出。另外,速度运算部8最简单地是通过位置的时间微分来运算转速。
此外,速度运算部8也可以根据位置检测器6的位置信息(例如,光学式编码器的脉冲数)进行速度运算。此外,速度运算部8也可以包含用于计测时间的结构。
电流控制器3将来自速度控制器2的电流指令值与作为来自图2所示的电流传感器7的输出的相电流或电动机5的轴电流之间的差值作为输入,生成电动机5的电压指令值并输出,该电动机5的轴电流是利用坐标变换器12将图3所示的相电流变换为d-q轴等而得到的。
位置运算部11根据由检测位置校正部9校正后的位置信息,运算电动机5的角度信息并输出。此外,坐标变换器12在对电动机5进行矢量控制的情况下,将来自电流传感器7的相电流变换为α-β轴、d-q轴或γ-δ轴等适于控制的坐标。
检测位置校正部9针对来自位置检测器6的输出即电动机5的旋转位置,加上或减去来自角度误差估计部20的输出即角度误差估计值,输出校正后的位置信息。另外,关于检测位置校正部9的详细功能,在后面进行叙述。
电流传感器7测定电动机5的电流。例如,在电动机5是三相电动机的情况下,大多测定二相的相电流,但也可以测定三相的相电流。另外,在图1~图3中,电流传感器7测定逆变器4的输出电流,但也可以如基于单分流器电阻(one-shunt resistor)的电流测定法那样,由电流传感器7测定逆变器4的母线电流来估计各相电流。在该情况下,也没有对本发明带来任何影响。
逆变器4根据来自电流控制器3的电压指令值,将未图示的电源的电压转换为期望的可变电压可变频率。本发明中,逆变器4是指,包括如一般售卖的逆变器装置那样在利用变流器将交流电压转换为直流电压之后、利用逆变器将直流电压转换为交流电压的电力变换装置,或如矩阵变流器那样将交流电压直接转换为交流的可变电压可变频率的电力变换装置的可变电压可变频率电力变换装置。
此外,本发明的实施方式1的逆变器4除了上述的逆变器4的功能之外,还包含坐标变换的功能。即,还包含在电压指令值是d-q轴的电压指令值时,通过将d-q轴的电压指令值转换为相电压或线电压来变换为依照所指示的电压指令值的电压的坐标变换功能,这些都表达为逆变器4。另外,虽未图示,但即使设置有校正逆变器4的死区时间的装置或手段,也能够应用本发明。
位置检测器6例如像光学式编码器、磁编码器或旋变器那样,检测电动机5的控制所需的电动机5的旋转位置。此外,如图4所示,位置检测器6在所输出的旋转位置的信息中含有根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性误差。
在此,根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性误差是指,例如上述专利文献1的第0020、0021段中记载的旋变器的检测误差,或者如光学式编码器中的缝隙不良引起的脉冲遗漏以及脉冲间距离的不均衡那样、与旋转位置对应地具有再现性的误差。
下面,根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性误差表达为将位置信息变换为角度后的角度误差θerr。另外,本发明能够应用于位置检测器6含有根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性误差且角度误差θerr的主成分次数为已知的情况。
如下式(1)那样,可使用正弦波来近似地表示位置检测器6的周期性角度误差θerr。另外,因为基于正弦波的表述和基于余弦波的表述没有本质上的差异,所以,在本发明的实施方式1中,统一为基于正弦波的表述。
[式1]
其中,在式(1)中,θm表示电动机5的机械角度,A1表示N1次的次数下的误差振幅,A2表示N2次的次数下的误差振幅,An表示Nn次的次数下的误差振幅,表示与N1次的次数下的电动机5的机械角度相对的相位偏差(误差相位),表示与N2次的次数下的电动机5的机械角度相对的相位偏差,表示与Nn次的次数下的电动机5的机械角度相对的相位偏差。
另外,式(1)的N1、N2…Nn的空间次数不需要是如1、2…Nn那样连续的整数,而是根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性误差的主成分的空间次数。这里所说的主成分是指相对于其它频率的振幅而言,其空间次数下的振幅较大。
此外,式(1)表述为合成了3个以上的频率成分,但周期性角度误差θerr的频率成分也可以由1个、2个或其以上的成分构成。
图5是示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的角度误差估计部的框图。在图5中,角度误差估计部20具有频率分析部21以及角度误差估计器22。
频率分析部21将来自电流传感器7的相电流以及由检测位置校正部9对来自位置检测器6的输出即电动机5的旋转位置进行校正并由位置运算部11运算出的电动机5的角度信息作为输入,获得输入电流的期望频率下的振幅、或振幅以及相位。
在此,优选的是,频率分析部21构成为如傅里叶变换、傅里叶级数分析或快速傅里叶变换那样获得所输入的信号在期望频率下的振幅以及相位的结构,但也可以构成为如组合了陷波滤波器或带通滤波器而得到的滤波器那样、提取期望的频率信号并利用振幅检测部或相位检测部来运算输入信号的期望的振幅或相位的结构。此外,这里使用的滤波器既可以是组合了电阻、电容器或线圈等而得到的电气部件,也可以是在计算机内进行的处理。
尤其,在本发明的实施方式1中,只要是能够检测与期望频率的振幅成比例的信息或与振幅的乘方成比例的信息的结构,则频率分析部21的结构没有限定。此外,在图2中,虽然将相电流作为输入,但也可以如图3所示将使相电流坐标变换后的d轴电流、q轴电流、γ轴电流、δ轴电流或α轴电流、β轴电流中的任意电流作为输入。
另外,这里所说的期望频率(特定频率)的信号是指由位置检测器6的周期性角度误差θerr引起的与角度误差θerr的主成分频率相同的信号。此外,在本发明的实施方式1中,虽然将期望频率表示为空间频率,但即使是时间频率,也没有本质上的差异。
在此,空间频率是指特定区间的频率,在本发明的实施方式1中是指电动机5旋转一周的频率。此外,将电动机5的机械旋转一周的周期性的N个波的信号称为空间次数N的波。
在具备位置检测器6的电动机5的控制装置中,因为位置检测器6的误差具有与电动机5的旋转位置相应的周期性,所以,优选的是,频率分析是基于空间频率的分析,在上述式(1)中,角度误差θerr也为基于空间频率的表现,此外,关于图1~图3所示的频率分析部21,输入也为与空间频率分析对应的输入(电流以及角度)。
然而,本发明的实施方式1也能够应用于基于时间频率的频率分析,在进行基于时间频率的频率分析的情况下,取代将电流以及角度作为输入,而是将检测速度、时间计测部的计测时间以及电流作为输入,进行频率分析。
角度误差估计器22将频率分析部21的输出即期望的频率成分的电流振幅值和利用检测位置校正部9对来自位置检测器6的输出即电动机5的旋转位置进行校正、并由位置运算部11运算出的电动机5的角度信息作为输入,通过后述的估计方法来估计根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性角度误差θerr,输出角度误差估计值。
在此,因为检测位置校正部9的输入的一方为位置检测器6的输出信号(电动机5的旋转位置),所以,角度误差估计器22输出位置信息。即,如果考虑位置检测器6是光学式编码器、其分辨率是1024脉冲/转、角度误差估计器22的估计结果是1°的情况,则角度误差估计器22将相当于1°的脉冲数3脉冲作为位置信息输出。
另外,如上述式(1)所示,在存在多个角度误差的频率成分的情况下,逐次按照各个成分来估计角度误差进行求和或同时估计多个频率成分即可。此时,与逐次按照各个成分来估计角度误差的情况相比,在同时估计的情况下,能够缩短估计时间。在此,为了简单起见,说明角度误差仅由单一的频率成分构成的情况。
在此,已知当利用含有根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性角度误差的位置检测器6进行速度反馈控制时,产生包含与角度误差相同次数的频率成分的电流脉动或电流指令值的脉动。因此,如果估计角度误差并进行校正以便抑制电流脉动,则可缩小角度误差以及使用来自位置检测器6的输出而运算的电动机5的旋转位置的误差。
另外,在位置检测器6含有根据电动机5的旋转位置而唯一确定的周期性误差的情况下,如果通过频率分析部21进行相电流的频率分析,则在电动机5是永磁同步电动机时,如果设极对数为Pn、期望的频率次数为Nn,则相电流中出现的电流脉动的机械次数为Pn±Nn次的次数。
因此,只要对相电流中的至少1相的电流进行频率分析并根据Pn±Nn次或Pn-Nn次的电流来估计Pn±Nn次或Pn-Nn次的角度误差即可。但是,在期望频率的次数Nn大于电动机5的极对数Pn时,Pn-Nn次的次数存在成为负数而不存在的可能性,因此期望对Pn±Nn次的电流进行频率分析。此外,在进行估计时,期望恒定转矩、恒速运转。
此外,在利用频率分析部21对d轴电流或q轴电流中的任意方进行频率分析时,由于机械Nn次的次数的角度误差,出现在dq轴的电流脉动成分具有以与Nn次相同的次数脉动的成分。此外,由于因角度误差而产生的磁极偏差,作为转矩电流的q轴电流迂回流入(revolve),因此,d轴电流成为与角度误差相似的电流脉动。此外,q轴电流的速度脉动通过速度控制***而成为电流指令值的脉动。因此,q轴电流成为与构成速度脉动的原因的角度误差相似的电流脉动。
因此,例如,角度误差估计器22只要以使通过频率分析部21的频率分析而获得的d轴电流或q轴电流的Nn次电流振幅为最小的方式估计角度误差即可。
另外,当利用d轴电流或q轴电流中的任意的电流检测值或任意的电流指令值进行频率分析时,在迂回流入的q轴电流为固定的条件下即恒定加速度的条件下进行估计。尤其期望在电动机5以加速度为零即恒速旋转的条件下进行估计。
接着,对检测位置校正部9的详细功能进行说明。首先,检测位置校正部9在对来自位置检测器6的输出即电动机5的旋转位置中含有的、具有位置依赖性的角度误差进行估计并进行校正时,将来自角度误差估计部20的输出即角度误差估计值转换为位置检测器6的位置信息后加入位置检测器6的检测值。
在位置检测器6例如是以AB相来表示输出的位置信息的光学式编码器的情况下,针对对光学式编码器的AB相脉冲进行计数得到的结果应用按照光学式编码器的分辨率D对角度误差估计值进行离散化处理而得到的值进行校正。
因此,以往,角度误差估计器的分辨率D’与位置检测器6的分辨率D是相同的。此时,利用下式(2)来表示位置检测器6和角度误差估计器的每1脉冲的角度。
360/D=360/D’[°/脉冲] …(2)
然而,根据本发明的实施方式1,因为角度误差估计部20根据流过电动机5的电流来估计角度误差估计值,所以,角度误差估计器22的分辨率D’是由电流传感器7的分辨率决定的,存在角度误差估计器的分辨率D’大于位置检测器6的分辨率D的情况(D’>D)。
在该情况下,当使用来自角度误差估计器22的角度误差估计值来校正位置检测器6的角度误差时,位置检测器6的分辨率D成为瓶颈,只能以小于原本的角度误差估计器22的分辨率D’的位置检测器6的分辨率D来校正角度误差,从而导致无法获得充分的校正效果的情况。
具体而言,考虑角度误差估计器22的分辨率D’=3600(360/D’=0.1[°/脉冲])、位置检测器6的分辨率D=720(360/D=0.5[°/脉冲])的情况。
此时,虽然角度误差估计器22能够以0.1°为单位来估计角度误差估计值,但是,在校正位置检测器6的角度误差时,受到位置检测器6的分辨率D的影响而以0.5°为单位来校正位置信息(脉冲)。
因此,在本发明的实施方式1中,对如下方法进行说明:在使用来自角度误差估计部20的角度误差估计值校正位置检测器6的角度误差时,通过使位置检测器6的分辨率D成为α倍(α为2以上的整数),由此使检测位置校正部9的分辨率成为高于位置检测器6的分辨率D的αD,而能够获得充分的校正效果。
图6是一并示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的检测位置校正部、角度误差估计器和位置检测器的框图。图6中,检测位置校正部9具备高分辨率位置变换部91、离散化处理部92、倍频部93、位置校正器94以及1/倍频部95。
高分辨率位置变换部91以分辨率αD对来自角度误差估计器22的角度误差估计值进行离散化处理。离散化处理部92以分辨率D对位置检测器6的位置信息进行离散化处理。倍频部93使来自离散化处理部92的输出成为α倍。位置校正器94对来自倍频部93的输出应用由高分辨率位置变换部91进行离散化处理后的角度误差估计值,输出校正后的位置信息。1/倍频部95使来自位置校正器94的输出成为1/α倍。
这样,使对位置检测器6的检测值进行离散化处理后的值成为α倍,执行利用角度误差估计值进行的校正,然后,使校正后的值成为1/α倍。由此,能够使检测位置校正部9的分辨率从位置检测器6的分辨率D准增大为α倍的αD。此时,关于检测位置校正部9的分辨率αD,角度误差估计器22的分辨率D’成为其上限。
具体而言,在上述示例中,能够使检测位置校正部9的分辨率从位置检测器6的分辨率D=720成为最大到角度误差估计器22的分辨率D’=3600,检测位置校正部9能够以5倍的分辨率校正位置检测器6的角度误差。
在此,当设角度误差估计值为θerr *时,以下式(3)来表示以位置检测器6的分辨率D对角度误差估计值θerr *进行了离散化处理时的离散值Pe。
Pe≒θerr *D/2π …(3)
此外,关于以分辨率αD对角度误差估计值θerr *进行了离散化处理时的离散值Pe’,下式(4)的关系成立。
Pe’≒θerr *αD/2π=αPe+β …(4)
另外,在式(4)中,β为通过以高分辨率进行离散化处理而得到的新出现的离散值,并且,β为<α的整数。
此时,当设以分辨率D对位置检测器6的位置信息进行离散化处理时的离散值为Ps时,以往的校正后的脉冲数为Ps-Pe,与此相对,本发明的实施方式1的校正后的脉冲数为(αPs-Pe’)/α,以下式(5)来表示。
(αPs-Pe’)/α=Ps-Pe’/α=Ps-(αPe+β)/α=Ps-Pe-β/α …(5)
在此,根据式(5),根据本发明的实施方式1,能够与β/α相应地高精度地对位置检测器6的角度误差进行校正。图7示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的效果。图7中,A表示角度误差估计值,B表示以往的校正后的脉冲,C表示本发明的实施方式1的校正后的脉冲。
如上所述,根据实施方式1,位置检测器对电动机的旋转位置进行检测,含有根据旋转位置而唯一确定的周期性误差,电流检测部对流过电动机的电流进行检测,频率分析部使用电动机的旋转位置,对由电流检测部检测出的电流进行频率分析,运算与角度误差对应的特定频率成分的振幅,角度误差估计器根据由频率分析部运算出的振幅和电动机的旋转位置,估计由特定频率成分构成的角度误差作为角度误差估计值,角度误差校正部使用角度误差估计值,针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置校正角度误差。
此时,角度误差校正部使由位置检测器检测出的电动机的旋转位置成为α倍(α为2以上的整数)之后,使用角度误差估计值来校正角度误差。
因此,能够准确地估计角度误差,并能够充分地校正角度误差。
实施方式2.
在上述实施方式1中,对如下方法进行了说明:在使用来自角度误差估计部20的角度误差估计值校正位置检测器6的角度误差时,通过将位置检测器6的分辨率D设为α倍(α为2以上的整数),从而使检测位置校正部9的分辨率成为高于位置检测器6的分辨率D的αD,从而能够获得充分的校正效果。
与此相对,在实施方式2中,对如下方法进行说明:在使用来自角度误差估计部20的角度误差估计值校正位置检测器6的角度误差时,通过使以分辨率γD(γ为正数)进行离散化处理后的角度误差估计值成为1/γ倍,利用高于检测位置校正部6的分辨率D的小数或分数脉冲来校正位置检测器6的角度误差,由此能够获得充分的校正效果。
图8是一并示出本发明的实施方式2的位置检测器的角度误差校正装置的检测位置校正部、角度误差估计器和位置检测器的框图。图8中,检测位置校正部9具备高分辨率位置变换部91、离散化处理部92、1/倍频部95以及位置校正器94。
高分辨率位置变换部91以分辨率γD对来自角度误差估计器22的角度误差估计值进行离散化处理。离散化处理部92以分辨率D对位置检测器6的位置信息进行离散化处理。1/倍频部95使来自位置校正器94的输出成为1/γ倍。位置校正器94对于来自离散化处理部92的输出,应用由高分辨率位置变换部91进行离散化处理、并由1/倍频部95使其成为1/γ倍而得到的角度误差估计值,输出校正后的位置信息。
这样,使以分辨率γD对来自角度误差估计器22的角度误差估计值进行离散化处理而得到的值成为1/γ倍,使用该值,利用高于位置检测器6的分辨率D的小数或分数脉冲对位置检测器6的角度误差进行校正。
由此,在以位置检测器6的分辨率D为基准时,能够利用1/γ的分数脉冲来校正角度误差,能够使检测位置校正部9的分辨率从位置检测器6的分辨率D准增大为γ倍的γD。此时,γ为角度误差估计器22的分辨率D’与位置检测器6的分辨率D的比率。
如上所述,根据实施方式2,位置检测器对电动机的旋转位置进行检测,含有根据旋转位置而唯一确定的周期性误差,电流检测部对流过电动机的电流进行检测,频率分析部使用电动机的旋转位置,对由电流检测部检测出的电流进行频率分析,运算出与角度误差对应的特定频率成分的振幅,角度误差估计器根据由频率分析部运算出的振幅和电动机的旋转位置,估计出由特定频率成分构成的角度误差作为角度误差估计值,角度误差校正部使用角度误差估计值,针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置校正角度误差。
此时,角度误差校正部针对由位置检测器检测出的电动机的旋转位置,使用使角度误差估计值成为1/γ倍(γ为正数)而得到的值,来校正角度误差。
因此,能够准确地估计出角度误差,并能够充分地校正角度误差。
另外,在上述实施方式2中,对使用分数脉冲来校正位置检测器6的角度误差的情况进行了说明,但即使在使用小数脉冲来校正位置检测器6的角度误差的情况下,也能够应用本发明,能够获得相同的效果。
此外,在上述实施方式1、实施方式2中,在常数倍的方法中,例如也可以以如下方式进行校正:对离散化后的、在光学式编码器的示例中以脉冲来表示的位置信息信号进行数学处理,或者利用频移器(shifter)进行位移(bit shift)。
Claims (6)
1.一种位置检测器的角度误差校正装置,该位置检测器的角度误差校正装置对位置检测器的角度误差进行校正,该位置检测器检测电动机的旋转位置,含有根据所述旋转位置而唯一确定的周期性误差,其中,所述位置检测器的角度误差校正装置具有:
角度误差估计器,其针对由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置,估计所述角度误差;以及
角度误差校正部,其使用所述角度误差估计器的输出即角度误差估计值来校正所述角度误差,
所述角度误差校正部使由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置成为α倍之后,使用所述角度误差估计值来校正所述角度误差,其中,α为2以上的整数。
2.一种位置检测器的角度误差校正装置,该位置检测器的角度误差校正装置对位置检测器的角度误差进行校正,该位置检测器检测电动机的旋转位置,含有根据所述旋转位置而唯一确定的周期性误差,其中,所述位置检测器的角度误差校正装置具有:
角度误差估计器,其针对由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置,估计所述角度误差;以及
角度误差校正部,其使用所述角度误差估计器的输出即角度误差估计值来校正所述角度误差,
所述角度误差校正部针对由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置,使用使所述角度误差估计值成为1/γ倍而得到的值来校正所述角度误差,其中,γ为正数。
3.根据权利要求1或2所述的位置检测器的角度误差校正装置,其中,所述位置检测器的角度误差校正装置还具有:
电流检测部,其检测流过所述电动机的电流;以及
频率分析部,其使用所述电动机的旋转位置,对由所述电流检测部检测出的电流进行频率分析,运算与所述角度误差对应的特定频率成分的振幅,
所述角度误差估计器根据所述电动机的旋转位置和由所述频率分析部运算出的振幅,估计由所述特定频率成分构成的所述角度误差作为角度误差估计值。
4.一种位置检测器的角度误差校正方法,该位置检测器的角度误差校正方法是由位置检测器的角度误差校正装置执行的,该位置检测器的角度误差校正装置对位置检测器的角度误差进行校正,该位置检测器检测电动机的旋转位置,含有根据所述旋转位置而唯一确定的周期性误差,其中,所述位置检测器的角度误差校正方法具有:
角度误差估计步骤,在该角度误差估计步骤中,估计所述角度误差作为角度误差估计值;以及
角度误差校正步骤,在该角度误差校正步骤中,针对由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置,使用所述角度误差估计值来校正所述角度误差,
所述角度误差校正步骤包含:
使由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置成为α倍的步骤,其中,α为2以上的整数;以及
针对成为α倍后的所述电动机的旋转位置,使用所述角度误差估计值来校正所述角度误差的步骤。
5.一种位置检测器的角度误差校正方法,该位置检测器的角度误差校正方法是由位置检测器的角度误差校正装置执行的方法,该位置检测器的角度误差校正装置对位置检测器的角度误差进行校正,该位置检测器检测电动机的旋转位置,含有根据所述旋转位置而唯一确定的周期性误差,其中,所述位置检测器的角度误差校正方法具有:
角度误差估计步骤,在该角度误差估计步骤中,估计所述角度误差作为角度误差估计值;以及
角度误差校正步骤,在该角度误差校正步骤中,针对由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置,使用所述角度误差估计值来校正所述角度误差,
所述角度误差校正步骤包含:
使所述角度误差估计值成为1/γ倍的步骤,其中,γ为正数;以及
针对由所述位置检测器检测出的所述电动机的旋转位置,使用成为1/γ倍后的所述角度误差估计值来校正所述角度误差的步骤。
6.根据权利要求4或5所述的位置检测器的角度误差校正方法,其中,所述位置检测器的角度误差校正方法还包含:
电流检测步骤,在该电流检测步骤中,检测流过所述电动机的电流;以及
频率分析步骤,在该频率分析步骤中,使用所述电动机的旋转位置,对通过所述电流检测步骤检测出的电流进行频率分析,运算与所述角度误差对应的特定频率成分的振幅,
在所述角度误差估计步骤中,根据所述电动机的旋转位置和通过所述频率分析步骤运算出的振幅,估计由所述特定频率成分构成的所述角度误差作为角度误差估计值。
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