CN111034012B - 致动器的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

传感器(110)检测同步电动机(101)的输出轴(101a)的角度。多旋转处理部(301)将由传感器(110)检测到的1次旋转以上的角度换算为多旋转角度。相位差FB部(305)将同步电动机(101)的电气角与机械角之间的相位差反馈控制为目标相位差(306)。位置FB部(302)将由多旋转处理部(301)换算的多旋转角度反馈控制为目标位置(303)。

Description

致动器的控制装置及控制方法

技术领域

该发明涉及由同步电动机驱动的致动器的控制装置及控制方法。

背景技术

专利文献1涉及的致动器包括：同步电动机、减速机构、检测减速机构的输出轴的角度位置的传感器、以及根据减速机构的输出轴的角度位置来对同步电动机进行通电控制的电子电路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1

日本专利特开2004-515187号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

与对同步电动机的转子的磁极位置进行检测的传感器的输出信号相比较，对减速机构的输出轴的角度位置进行检测的传感器的输出信号具有低的精度和分辨率。若为了提高精度而对输出信号进行平均或滤波，那么输出信号将产生延迟。此外，若设置在减速机构的输出轴上的传感器与电子电路之间的距离增大，则噪声从连接双方的线束侵入。如此，认为对减速机构的输出轴的角度位置进行检测的传感器的输出信号的劣化原因有很多。当使用劣化的输出信号来进行对同步电动机的通电控制时，存在同步电动机的操作不稳定这样的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于使用对致动器的输出轴的角度进行检测的传感器来使同步电动机的动作稳定。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明涉及的致动器的控制装置包括：传感器，该传感器检测致动器的输出轴的角度；多旋转处理部，该多旋转处理部将由传感器检测到的1次旋转以上的角度换算为多旋转角度；相位差反馈部，该相位差反馈部将同步电动机的电气角与机械角之间的相位差反馈控制为目标相位差；位置反馈部，该位置反馈部将由多旋转处理部换算后的多旋转角度反馈控制为致动器的目标位置；以及三相起振部，该三相起振部基于相位差反馈部及位置反馈部的控制结果来控制同步电动机的通电。

发明效果

根据本发明，由于设为由相位差反馈部控制速度且位置反馈部控制位置，因此可使用对致动器的输出轴的角度进行检测的传感器来使同步电动机的动作稳定。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的致动器的控制装置的结构例的框图。

图2是示出实施方式1中的初始相位的设定方法的一个示例的曲线图。

图3A至图3D是表示与实施方式1的相位差FB部的控制有关的值的波形的曲线图。

图4是表示实施方式1的波形存储部所存储的波形例的曲线图。

图5是表示实施方式1所涉及的致动器的控制装置的动作例的流程图。

图6是表示实施方式2所涉及的致动器的控制装置的结构例的框图。

图7A及图7B是表示各实施方式所涉及的致动器的控制装置的硬件结构例的图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，根据附图，对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1

图1是表示实施方式1所涉及的致动器1的控制装置3的结构例的框图。致动器1包括：动力源即同步电动机101、使同步电动机101所输出的转矩增加的减速机构102、将减速机构102的输出轴的旋转运动转换为线性运动的线性运动转换机构103、以及对同步电动机101的输出轴101a的角度进行检测的传感器110。该致动器1使与线性运动转换机构103的输出轴103a相连结的杆4动作。例如，车辆用的致动器1通过使杆4进行动作来使与杆4连结的未图示的排气再循环(EGR)阀或废气门阀等进行开闭。

传感器110的输出信号经由传感器线束2输入至控制装置3。传感器线束2越长，噪声201越容易侵入到传感器线束2且传感器110的输出信号越容易劣化。

控制装置3使用经由传感器线束2输入的传感器110的输出信号来控制同步电动机101的通电，以使致动器1动作。该控制装置3包括多旋转处理部301、位置反馈(FB)部302、相位检测部304、相位差FB部305、三相起振部309、和驱动电路311。作为同步电动机101的通电控制方法，存在使用电压矢量的方法和使用电流矢量的方法，但是在实施方式1中，说明使用电压矢量的方法。使用电流矢量的方法在实施方式2中进行详述。

多旋转处理部301使用传感器110的输出信号来算出同步电动机101的输出轴101a的旋转速度和旋转角度。

例如，传感器110的输出信号是从0.5V开始线性变化到4.5V从而表示从0度到360度的信号。多旋转处理部301例如每5毫秒对传感器110的输出信号的电压值进行采样，并将采样到的电压值转换为从0度到360度为止的任何单旋转角度。

由于同步电动机101的输出轴101a能够旋转1次旋转以上，因此，当转换后的单旋转角度从270度以上急剧变为90度以下时，多旋转处理部301判定为在角度增大的方向(正方向)上经过0度位置且进行了1次旋转，从而将360度加上单旋转角度以求出多旋转角度。相反，当转换后的单旋转角度从90度以下急剧变为270度以上时，多旋转处理部301判定为在角度减小的方向(负方向)上经过0度位置且进行了1次旋转，从而从单旋转角度减去360度以求出多旋转角度。

这里，将用于多旋转校正的360度和-360度称作多旋转校正值。

随后，多旋转处理部301将多旋转角度限制为从-1440度到1440度，并且将限制后的多旋转角度输出至位置FB部302。在该示例中，由于是在线性运动转换机构103的输出轴103a往复运动1次的期间、同步电动机101的输出轴101a成为从-1440度到1440度这样的结构，因此多旋转角度被限制为从-1440度到1440度。

此外，多旋转处理部301根据每5毫秒采样得到的单旋转角度的上次值与本次值之差求出同步电动机101的转子的旋转速度，并输出至相位差FB部305。此时，多旋转处理部301通过对于单旋转角度的上次值加上多旋转校正值，从而即使每1次旋转产生不连续，也可以算出连续的旋转速度。

此外，多旋转处理部301使用式(1)对单旋转角度x进行滤波处理来进行平滑化，同时当同步电动机101的输出轴101a旋转1次时，将输出值校正为1次旋转以内的角度，从而求出滤波处理后的单旋转角度y。在式(1)中，Kf为滤波系数，Dy为上次的滤波处理后的单旋转角度。多旋转处理部301对于Dy进行1次旋转校正。

y＝(1-Kf)·x+Kf·Dy (1)

由此，在转子通过0度位置时，能够对急剧改变的单旋转角度进行连续的滤波处理。此外，可以对传感器110的输出信号中的噪声201的影响进行抑制。多旋转处理部301将滤波处理后的单旋转角度作为滤波后单旋转角度输出至相位差FB部305。

位置FB部302进行反馈控制，使得从多旋转处理部301输出的多旋转角度变为目标位置303，并通过对向同步电动机101进行通电的电压矢量的振幅a进行操作，从而控制同步电动机101的输出轴101a的位置。位置FB部302将电压矢量的振幅a输出至三相起振部309。同步电动机101的输出轴101a的目标位置303例如由发动机控制单元等上位控制器决定，并且被输入至控制装置3。在从上位控制器输入线性运动转换机构103的输出轴103a等目标位置时，位置FB部302也可换算为同步电动机101的输出轴101a的目标位置303。

另外，位置FB部302不仅可以进行反馈控制，也可以将反馈控制和前馈控制相组合。例如，位置FB部302进行下述控制，即：通过基于从多旋转处理部301输出的多旋转角度的超前比例积分(IP)的反馈与目标位置303的前馈，使多旋转角度收敛至目标位置303。

此外，位置FB部302也可以在将在反馈和前馈中所操作的电压矢量的振幅a限制为产生电压饱和的最大值以下之后，输出到三相起振部309。

相位检测部304将从相位差FB部305输出的电气角速度ω除以同步电动机101的极对数，从而求出机械角速度。相位检测部304从机械角速度求出机械角，并且当该机械角在0度以下时加上360度，当该机械角在360度以上时减去360度，从而始终限制于从0度到360度的范围。相位检测部304将机械角与上次的电压矢量的相位(电气角)相加从而求出新的电压矢量的相位，并且输出到相位差FB部305。

初始相位308为同步电动机101的转子的d轴位置，且为同步电动机101的转子变为0度时的传感器110所检测出的角度。该初始相位308通过下述方式来被设定，即：通过在控制装置3的启动时或制造时控制装置3向同步电动机101进行通电来使得致动器1进行动作，获取传感器110的输出信号。

这里，在图2中，表示初始相位308的设定方法的一个示例。在图2中所示的曲线图的纵轴为传感器110所检测出的角度，横轴为电压矢量的相位。在将电压矢量的相位设为θ₁＜0及θ₂＞0的情况下，控制装置3将向同步电动机101通电的电压矢量的相位从θ₁扫描为θ₂。此时，同步电动机101的转子通过通电而旋转，并且传感器110检测到的角度也变化。扫描至θ₂之后，控制装置3使扫描方向反转并扫描至θ₁。如此的话，则电压矢量的相位与传感器110的角度之间的关系被测定出。若将从θ₁向θ₂扫描的情况下相位变为0度时的传感器110的角度设为v_up，将从θ₂向θ₁扫描的情况下相位变为0度时的传感器110的角度设为v_down，则相位变为0度时的传感器110的角度推定为“(v_up+v_down)/2”。该推定角度被控制装置3设定作为初始相位308。

相位差FB部305将初始相位308与从多旋转处理部301输出的滤波后单旋转角度相加，从而求出转子的机械角。如此的话，由于转子的机械角与转子的磁束方向即d轴相一致，所以如果后述的三相起振部309在正方向上驱动转子的情况下，在相对于d轴位置电气角为+90度的方向上进行通电，在负方向驱动转子的情况下，在相对于d轴位置电气角为-90度的方向上进行通电，则可以高效驱动同步电动机101。

相位差FB部305算出从相位检测部304输出的电压矢量的相位与上述的转子的机械角之间的相位差变为目标相位差306这样的电气角速度ω。然后，积分控制部307对电气角速度ω进行积分从而求出电压矢量的相位θ，向三相起振部309输出。相位差FB部305通过对通电至同步电动机101的电压矢量的相位θ进行操作，从而控制同步电动机101的转子的旋转速度。

相位差FB部305例如进行由积分控制部307进行的反馈控制。这时的积分控制部307的积分增益为对电气角速度ω进行操作以使得在电压矢量的相位相对于机械角有延迟时使角频率上升、并且在电压矢量的相位超前时使角频率下降的系数。由于通过积分控制对相位差进行反馈，因而传感器110的输出信号被平均化，电气角速度ω稳定。

此外，相位差FB部305也可以对电气角速度ω进行限制，使得变为与从多旋转处理部301输出的旋转速度对应的速度范围。例如，相位差FB部305也可以根据从多旋转处理部301输出的最新的旋转速度，来设定速度范围的上限值与下限值。在该情况下，积分控制部307对限制后的电气角速度ω进行积分。

目标相位差306可以是固定值，也可以是与旋转速度相对应的变动值。

使用固定值作为目标相位差306时，相位差FB部305将电气角90度除以同步电动机101的极对数以求出机械角，使用该机械角作为目标相位差306。

使用变动值作为目标相位差306时，相位差FB单元305预先保持表示上述的限制后的电气角速度ω与相位差之间的关系的查找表，并且从查找表中选择与上述的限制后的角速度ω相对应的相位差，并且使用其作为目标相位差306。此外，相位差FB部305也可以基于相电流或者相电压等的大小来决定目标相位差306。

图3A～图3D是表示相位差FB部305所进行的控制有关的值的波形的曲线图。另外，图3A～图3D为模拟结果。各曲线图的横轴为时间。

图3A为从相位检测部304输入至相位差FB部305的电压矢量的相位(以黑色来表示)和相位差FB部305所求出的转子的机械角(以灰色来表示)的曲线图。图3B为相位差FB部305所求出的电压矢量的相位与转子的机械角之间的相位差(以黑色来表示)和为固定值的目标相位差306(以灰色来表示)的曲线图。图3C是相位差FB部305所操作的电气角速度ω的曲线图。图3D是电气角加速度的曲线图。电气角加速度是为了积分控制部307对电气角速度ω进行操作而算出的积分项。

在三相起振部309中，使用波形存储部310所存储的波形，来生成具有从位置FB部302输出的振幅a及从相位差FB部305输出的相位θ的U相、V相及W相的信号，并且输出到驱动电路311。另外，在控制装置3中，除三相起振部309以外的各功能以5毫秒的采样周期进行动作，与此相对，该三相起振部309以小于5毫秒的采样周期(例如0.2毫秒)来进行动作。例如，三相起振部309相对于从相位差FB部305输出的5毫秒采样周期的相位θ，加上每0.2毫秒采样周期的角速度，求出0.2毫秒采样周期的相位θ。

波形存储部310存储电压波形。图4是表示实施方式1的波形存储部310所存储的波形例的曲线图。该电压波形是具有电气角从0度到600度以1度为增量的601个要素的矢量。

三相起振部309参照波形存储部310所存储的矢量，作为U要素，提取与0.2毫秒采样周期的相位θ相对应的电气角的矢量要素值，作为V要素，提取上述相位θ加上240度而得到的电气角的矢量要素值，并且作为W要素，提取上述相位θ加上120度而得到的电气角的矢量要素值。随后，三相起振部309将从位置FB部302输出的振幅a分别乘以U要素、V要素及W要素，通过加上0.5来从电压值转换成占空比值，从而求出U相、V相及W相的占空比值。然后，三相起振部309使用U相、V相及W相的占空比值来生成U相、V相及W相的脉冲信号，并将其输出至驱动电路311。

另外，一般的矢量控制中，在占空比值的计算中，进行从d-q轴转换为UVW轴这样的所谓二相三相转换，因此需要复杂计算。与此相对，三相起振部309无需进行二相三相转换，从而可以更简单且在更短时间内决定占空比值。

驱动电路311根据从三相起振部309输出的U相、V相及W相的脉冲信号，将电压施加到同步电动机101的U相绕组、V相绕组及W相绕组，从而驱动同步电动机101的转子。该驱动电路311例如具有通过3相电桥连接了6个开关的三相逆变器。

驱动电路311通过根据从图4所示的电压波形产生的脉冲信号来使同步电动机101通电，从而当在正方向上驱动转子时，可以在电气角为d轴位置+90度的方向上进行通电，当在负方向上驱动转子时，可以在电气角为d轴位置-90度的方向上进行通电，因而可以高效驱动同步电动机101。

图5是表示实施方式1所涉及的致动器1的控制装置3的动作例的流程图。

在步骤ST1中，多旋转处理部301将由传感器110检测到的1次旋转以上的角度换算为多旋转角度。

在步骤ST2中，相位差FB部305将同步电动机101的电气角与机械角之间的相位差反馈控制为目标相位差306。

在步骤ST3中，位置FB部302将由多旋转处理部301换算出的多旋转角度反馈控制为目标位置303。

在步骤ST4中，三相起振部309通过基于相位差FB部305和位置FB部302的控制结果来生成脉冲信号并向驱动电路311输出，从而控制同步电动机101的通电。

如上所述，实施方式1所涉及的致动器1的控制装置3包括：传感器110，该传感器110检测同步电动机101的输出轴101a的角度；多旋转处理部301，该多旋转处理部301将由传感器110检测到的1次旋转以上的角度换算为多旋转角度；相位差FB部305，该相位差FB部305将同步电动机101的电气角与机械角之间的相位差反馈控制为目标相位差306；位置FB部302，该位置FB部302将由多旋转处理部301换算出的多旋转角度反馈控制为目标位置303；以及三相起振部309，该三相起振部309基于相位差FB部305及位置FB部302的控制结果来控制同步电动机101的通电。如此，由于设为使得位相差FB部305控制同步电动机101的转子的速度，位置FB部302控制致动器1的输出轴103a的位置，从而可以使用检测致动器1的输出轴101a的角度的传感器110来使得同步电动机101的动作稳定。

此外，实施方式1的相位差FB部305在使得同步电动机101的转子在正方向和负方向上旋转时，将由传感器110检测到的角度的平均值“(v_up+v_down)/2”用作转子的d轴位置即初始相位308。由此，可以检测相对于传感器110的输出信号的转子的磁极位置。

此外，实施方式1的三相起振部309在使转子在正方向上旋转时，使得在d轴位置+90度的方向上通电，在使转子在负方向上旋转时，使得在d轴位置-90的方向上通电。由此，可以高效地驱动同步电动机101。

此外，实施方式1的相位差FB部305在电气角有延迟的情况下增高角频率，在电气角超前的情况下降低角频率。由于相位差FB部305为操作角频率的结构，因此可以简化相位差FB部305的控制逻辑。

此外，实施方式1的位置FB部302操作电压矢量的振幅a。由此，可以防止由位置FB部302与控制电压矢量的相位的相位差FB部305产生的控制的干涉。

此外，实施方式1的多旋转处理部301使用式(1)对由传感器110所检测到的角度平滑化，同时，当同步电动机101的输出轴101a旋转1次以上时，进行将输出值校正为1次旋转以内的角度的滤波处理。相位差FB部305将过滤后单旋转角度换算为机械角。由此，多旋转处理部301无需为了相位差FB部305的控制而进行多旋转处理，而仅进行滤波处理即可，从而可以简化多旋转处理部301的逻辑。此外，可对噪声201侵入传感器线束2而劣化的传感器110的输出信号平滑化。

此外，实施方式1的相位差FB部305也可在根据同步电动机101的转子的旋转速度而变化的速度范围内，对电气角速度ω进行限制。由此，在噪声201侵入传感器线束2而导致传感器101的输出信号劣化时，可防止电气角速度ω响应于噪声201而变为错误的值。

此外，在实施方式1中，相比于相位差FB部305和位置FB部302的采样周期(例如，5毫秒)，三相起振部309的采样周期(例如，0.2毫秒)要短。由此，可减少相位差FB部305和位置FB部302的处理负载。此外，三相起振部309所生成的信号波形变平滑，同步电动机101的转子平滑地旋转。

另外，实施方式1的传感器110为检测同步电动机101的输出轴101a的角度作为致动器1的输出轴的角度的结构，但是不限于该结构，也可为检测减速机构102的输入轴或输出轴的角度的结构。

此外，传感器110也可为检测线性运动转换机构103的输出轴103a的行程位置且将检测到的行程位置换算为同步电动机101的输出轴101a等的角度的结构。检测行程位置的传感器的输出信号也与专利文献1中记载的那样的检测减速机构的输出轴的角度位置的传感器的输出信号相同地，与对同步电动机的转子的磁极位置进行检测的传感器的输出信号相比较，精度及分辨率低。在这样的情况下，也可通过实施方式1涉及的控制装置3来使同步电动机101的动作稳定。

实施方式2.

实施方式1中，使用电压矢量来对向同步电动机101的通电进行控制的示例进行说明。实施方式2中，使用电流矢量来对向同步电动机101的通电进行控制的示例进行说明。

图6是表示实施方式2所涉及的致动器1的控制装置3的结构例的框图。实施方式2所涉及的控制装置3为相对于图1所示的实施方式1的控制装置3追加电流检测传感器320u、320v、320w、电流检测部321、以及矢量控制部322并且除去相位检测部304的结构。在图6中，与图1相同或相当的部分标记相同的符号并省略说明。

电流检测部321使用电流检测传感器320u、320v、320w的输出信号检测U相、V相及W相的相电流。电流检测部321将检测到的相电流的相位输出到相位差FB部305，将检测到的相电流的振幅输出到矢量控制部322。

矢量控制部322使用从电流检测部321输出的U相、V相及W相的相电流的各振幅来计算电流矢量的振幅。然后，矢量控制部322进行电流值反馈控制，以使得计算出的电流矢量的振幅变为从位置FB部302输出的电流矢量的振幅，并且算出使得d轴与q轴的位置偏移90度的位置关系这样的电流矢量的振幅a并且输出到三相起振部309。此外，矢量控制部322算出d轴与q轴偏移90度的位置关系这样的目标相位差306，并且输出相位差FB部305。

相位差FB部305进行反馈控制，以使从电流检测部321输出的电流矢量的相位(电气角)与根据从多旋转处理部301输出的滤波后单旋转角度求出的转子的机械角之间的相位差变为从矢量控制部322输出的目标相位差306，从而操作电气角速度ω。然后，积分控制部307对电气角速度ω进行积分从而求出电压矢量的相位θ，向三相起振部309输出。假定电流值与占空比值为一对一关系，三相起振部309使用从矢量控制部322输出的电流矢量的振幅a以及从相位差FB部305输出的电流矢量的相位θ，来求出通电到同步电动机101的U相、V相及W相的占空比值。电流值与占空比值之间的关系能够基于电流检测部321所检测到的相电流由矢量控制部322在电流值反馈中确认。

另外，实施方式2中，图2所示的θ₁及θ₂替换为电流矢量的相位。初始相位308为在从θ₁向θ₂扫描的情况下相位变为0度时的传感器110的角度v_up及在从θ₂向θ₁扫描的情况下相位变为0度时的传感器110的角度v_down的平均值“(v_up+v_down)/2。”

如以上那样，即使如实施方式2所涉及的致动器1的控制装置3那样是使用电流矢量来进行同步电动机101的通电控制的结构，也能得到与实施方式1所涉及的致动器1的控制装置3那样使用电压矢量来进行同步电动机101的通电控制的结构相同的效果

最后，对各实施方式1、2所涉及的控制装置3的硬件结构进行说明。

图7A及图7B是表示各实施方式所涉及的控制装置3的硬件结构例的硬件结构图。控制装置3中的驱动电路311为三相逆变器。控制装置3中的多旋转处理部301、位置FB部302、相位检测部304、相位差FB部305、三相起振部309、电流检测部321、和矢量控制部322的各功能通过处理电路实现。即，控制装置3包括用于实现上述各功能的处理电路。处理电路可为作为专用硬件的处理电路10，也可为执行存储器11中所存储的程序的处理器12。

如图7A所示，在处理电路是专用硬件的情况下，处理电路10例如可以是单一电路、复合电路、可编程处理器、并联可编程处理器、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或它们的组合。多旋转处理部301、位置FB部302、相位检测部304、相位差FB部305、三相起振部309、电流检测部321、和矢量控制部322的功能可通过多个处理电路10来实现，也可综合各部的功能通过1个处理电路10来实现。

如图7B所示，在处理电路为处理器12的情况下，多旋转处理部301、位置FB部302、相位检测部304、相位差FB部305、三相起振部309、电流检测部321、和矢量控制部322的各功能通过软件、固件、或软件与固件的组合来实现。软件或固件被记为程序，存储于存储器11。处理器12读取存储于存储器11的程序并执行，从而实现各部的功能。即，控制装置3在由处理器12执行时，具有用于存储最终执行图5的流程图所示的步骤的程序的存储器11。此外，该程序也可说是使计算机执行多旋转处理部301、位置FB部302、相位检测部304、相位差FB部305、三相起振部309、电流检测部321和矢量控制部322的步骤或方法的程序。

这里，处理器12为CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、处理装置、计算装置、微处理器或微计算机等。

存储器11可以为RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、EPROM(Erasable Programmable ROM：可擦可编程只读存储器)、或闪存等非易失性或易失性半导体存储器，也可以为硬盘或软盘等磁盘，也可以为CD(CompactDisc：压缩光盘)或DVD(Digital Versatile Disk：数字通用盘)等光盘。

波形存储部310为存储器11。

另外，多旋转处理部301、位置FB部302、相位检测部304、相位差FB部305、三相起振部309、电流检测部321、和矢量控制部322的各功能也可设为使得其一部分通过专用硬件实现，一部分通过软件或固件实现。如此，控制装置3中的处理电路可以利用硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各功能。

本发明可以在该发明的范围内，对各实施方式进行自由组合，或对各实施方式的任意构成要素进行变形，或者省略各实施方式中的任意构成要素。

工业上的实用性

由于本发明所涉及的致动器的控制装置即使在噪声侵入传感器线束时也使同步电动机的运行稳定，因此适用于如车载用致动器那样传感器线束长的致动器的控制装置。

标号说明

1致动器，2传感器线束，3控制装置，4杆，10处理电路，11存储器，12处理器，101同步电动机，101a、103a输出轴，102减速机构，103线性运动转换机构，110传感器，201噪声，301多旋转处理部，302位置FB部，303目标位置，304相位检测部，305相位差FB部，306目标相位差，307积分控制部，308初始相位，309三相起振部，310波形存储部，311驱动电路，320u、320v、320w电流检测传感器，321电流检测部，322矢量控制部，a幅度，θ相位，ω电气角速度。

Claims (9)

1.一种致动器的控制装置，该致动器使用同步电动机作为动力源，所述致动器的控制装置的特征在于，包括：

传感器，该传感器检测所述致动器的输出轴的角度；

多旋转处理部，该多旋转处理部将由所述传感器检测到的1次旋转以上的角度换算为多旋转角度；

相位差反馈部，该相位差反馈部将所述同步电动机的电气角与机械角之间的相位差反馈控制为目标相位差；

位置反馈部，该位置反馈部将由所述多旋转处理部换算出的多旋转角度反馈控制为所述致动器的目标位置；以及

三相起振部，该三相起振部基于所述相位差反馈部和所述位置反馈部的控制结果来控制所述同步电动机的通电，

所述多旋转处理部在0度至360度为止的单旋转角度从270度以上急剧变为90度以下时，判定为在角度增大的方向即正方向上经过0度位置且进行了1次旋转，从而将360度加上所述单旋转角度以求出所述多旋转角度，相反，在所述单旋转角度从90度以下急剧变为270度以上时，判定为在角度减小的方向即负方向上经过0度位置且进行了1次旋转，从而从所述单旋转角度减去360度以求出所述多旋转角度。

2.如权利要求1所述的致动器的控制装置，其特征在于，

所述相位差反馈部将在使所述同步电动机的转子在正方向和负方向上旋转时由所述传感器检测到的角度的平均值作为所述转子的d轴位置来使用。

3.如权利要求2所述的致动器的控制装置，其特征在于，

所述三相起振部在使所述转子在正方向上旋转时，使得在所述d轴位置+90度的方向上通电，在使所述转子在负方向上旋转时，使得在所述d轴位置-90度的方向上通电。

4.如权利要求1所述的致动器的控制装置，其特征在于，

所述相位差反馈部对电气角速度进行操作，使得在所述电气角有延迟时增高角频率，在所述电气角超前时降低角频率。

5.如权利要求1所述的致动器的控制装置，其特征在于，

所述位置反馈部对电压矢量或电流矢量的振幅进行操作。

6.如权利要求1所述的致动器的控制装置，其特征在于，

所述多旋转处理部对由所述传感器检测到的角度进行平滑化，同时，当所述致动器的输出轴旋转1次以上时，进行将输出值校正为1次旋转以内的角度的滤波处理，并且

所述相位差反馈部将所述滤波处理后的角度换算为所述机械角。

7.如权利要求4所述的致动器的控制装置，其特征在于，

所述相位差反馈部将所述电气角速度限制于根据所述同步电动机的转子的旋转速度而变化的速度范围内。

8.如权利要求1所述的致动器的控制装置，其特征在于，

与所述相位差反馈部和所述位置反馈部的采样周期相比，所述三相起振部的采样周期更短。

9.一种致动器的控制方法，该致动器使用同步电动机作为动力源，所述致动器的控制方法的特征在于，包括：

多旋转处理部将由传感器检测到的所述致动器的输出轴的1次旋转以上的角度换算为多旋转角度的步骤；

相位差反馈部将所述同步电动机的电气角与机械角之间的相位差反馈控制为目标相位差的步骤；

位置反馈部将由所述多旋转处理部换算出的多旋转角度反馈控制为所述致动器的目标位置的步骤；以及

三相起振部基于所述相位差反馈部和所述位置反馈部的控制结果来控制所述同步电动机的通电的步骤，

所述多旋转处理部在0度至360度为止的单旋转角度从270度以上急剧变为90度以下时，判定为在角度增大的方向即正方向上经过0度位置且进行了1次旋转，从而将360度加上所述单旋转角度以求出所述多旋转角度，相反，在所述单旋转角度从90度以下急剧变为270度以上时，判定为在角度减小的方向即负方向上经过0度位置且进行了1次旋转，从而从所述单旋转角度减去360度以求出所述多旋转角度。