JP4946144B2 - Resolution switching device - Google Patents

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Description

本発明は、回転子の回転角度位置を検出する位置検出器の分解能を切り換える装置に係り、特に、分解能切換の応答性を向上するとともに処理負荷を低減するのに好適な分解能切換装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for switching the resolution of a position detector that detects the rotational angle position of a rotor, and more particularly to a resolution switching apparatus suitable for improving the response of resolution switching and reducing the processing load.

一般に、回転子の回転角度をその回転角度に応じて変化するアナログ信号として検出するセンサとしては、レゾルバが用いられている。レゾルバは、モータ等の回転軸に回転自在に取り付けられるものであって、例えば、ロータとステータとの間のリラクタンスがロータの位置により変化し、ロータ１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるように構成されており、サーボ機構の検出系などに用いられる。レゾルバからのレゾルバ信号はアナログであるため、これをディジタル信号に変換するレゾルバ用ディジタル変換器（ＲＤＣ：Resolver Digital Converter）が用意されている。   In general, a resolver is used as a sensor that detects the rotation angle of a rotor as an analog signal that changes in accordance with the rotation angle. The resolver is rotatably attached to a rotating shaft such as a motor. For example, the reluctance between the rotor and the stator changes depending on the position of the rotor, and the fundamental wave component of the change in reluctance per rotation of the rotor is one cycle. And is used in a servo system detection system and the like. Since the resolver signal from the resolver is analog, a resolver digital converter (RDC: Resolver Digital Converter) for converting this into a digital signal is prepared.

ＲＤＣとしては、レゾルバからのレゾルバ信号に基づいて、複数段階ある分解能のうち指定された分解能で回転子の回転角度位置を位置検出データとして検出するものが知られている。分解能には、例えば、最大速度が１［rps］／６１４４００［pps］である１２ビットの分解能と、最大速度が３［rps］／１５３６００［pps］である１０ビットの分解能とがあり、最大速度が増加するにつれて分解能が低く設定する。   As the RDC, there is known an RDC that detects a rotational angle position of a rotor as position detection data with a specified resolution among a plurality of resolutions based on a resolver signal from a resolver. The resolution includes, for example, a 12-bit resolution with a maximum speed of 1 [rps] / 614400 [pps] and a 10-bit resolution with a maximum speed of 3 [rps] / 153600 [pps]. As resolution increases, the resolution is set lower.

従来、レゾルバの回転に応じて分解能を切り換えるＲＤＣとしては、例えば、特許文献１記載の技術が知られている。
図４は、従来の位置決め制御システムの構成を示すブロック図である。
特許文献１記載の技術は、図４に示すように、モータ１０の回転軸に回転自在に取り付けられたレゾルバ２０と、レゾルバ２０からの出力信号に基づいてモータ１０の回転角度位置を検出するＲＤＣ２２と、ＲＤＣ２２の分解能を切り換える切換制御部３００とを有して構成されている。 Conventionally, for example, a technique described in Patent Document 1 is known as an RDC that switches resolution according to the rotation of a resolver.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional positioning control system.
As shown in FIG. 4, the technique described in Patent Document 1 includes a resolver 20 that is rotatably attached to a rotation shaft of the motor 10, and an RDC 22 that detects the rotational angle position of the motor 10 based on an output signal from the resolver 20. And a switching control unit 300 that switches the resolution of the RDC 22.

切換制御部３００は、ＲＤＣ２２の位置検出データの出力周期よりも長い所定サンプリング周期で位置検出データを読み出し、読み出した位置検出データに基づいてモータ１０の回転速度を算出する。そして、算出した回転速度が所定値以上となったときは、１０ビットの分解能に切換を行う切換指令である切換信号をＲＤＣ２２に出力し、算出した回転速度が回転速度が所定値以下となったときは、１２ビットの分解能に切換を行う切換指令である切換信号をＲＤＣ２２に出力する。
特開２０００−２７５０３９号公報 The switching control unit 300 reads the position detection data at a predetermined sampling period longer than the output period of the position detection data of the RDC 22, and calculates the rotation speed of the motor 10 based on the read position detection data. When the calculated rotational speed exceeds a predetermined value, a switching signal, which is a switching command for switching to 10-bit resolution, is output to the RDC 22, and the calculated rotational speed becomes below the predetermined value. At this time, a switching signal which is a switching command for switching to a resolution of 12 bits is output to the RDC 22.
JP 2000-275039 A

しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、所定サンプリング周期で読み出した位置検出データに基づいて回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて切換信号を出力するため、モータ１０の実際の回転速度が所定値を跨いで変化した時点からＲＤＣ２２に切換信号が出力されるまでに最大で１サンプリング時間の遅延が生じる。そのため、分解能切換の応答性が十分でないという問題があった。
また、切換制御部３００で回転速度を演算により算出しているため、切換制御部３００への処理負荷が大きいという問題もあった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、分解能切換の応答性を向上するとともに処理負荷を低減するのに好適な分解能切換装置を提供することを目的としている。 However, in the technique described in Patent Document 1, the rotational speed is calculated based on the position detection data read at a predetermined sampling period, and the switching signal is output based on the calculated rotational speed. There is a delay of one sampling time at the maximum from when the rotational speed changes over a predetermined value until the switching signal is output to the RDC 22. For this reason, there is a problem that the response of the resolution switching is not sufficient.
Further, since the rotation speed is calculated by the switching control unit 300, there is a problem that the processing load on the switching control unit 300 is large.
Therefore, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and is a resolution switching device suitable for improving the response of resolution switching and reducing the processing load. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の分解能切換装置は、回転子の回転角度をその回転角度に応じて変化する位置検出信号として検出し、切換信号に基づいて分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換え、切り換えた分解能で前記回転子の回転角度位置を検出する位置検出器に適用される分解能切換装置であって、前記回転子の回転速度に応じた電圧の回転速度信号を出力する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段からの前記回転速度信号の電圧と前記分解能の切換点を示す基準電圧を比較する比較器と、前記位置検出器の回路定数を調整する回路定数調整部と、を備え、前記比較器が、当該比較器の出力信号を前記切換信号として前記位置検出器及び前記回路定数調整部に対して出力することで、前記位置検出信号に基づく回転速度によらずに前記切換信号のみに基づいて、前記位置検出器は、前記分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換えるのと共に、前記回路定数調整部は、前記位置検出器の回路定数を調整することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a resolution switching device according to claim 1 of the present invention detects a rotation angle of a rotor as a position detection signal that changes in accordance with the rotation angle, and determines the resolution based on the switching signal. A resolution switching device that is applied to a position detector that detects a rotational angle position of the rotor with the switched resolution, and switches the voltage to a voltage corresponding to the rotational speed of the rotor. A rotation speed detection means for outputting a rotation speed signal; a comparator for comparing a voltage of the rotation speed signal from the rotation speed detection means with a reference voltage indicating a switching point of the resolution; and a circuit constant of the position detector. A circuit constant adjustment unit for adjusting, and the comparator outputs an output signal of the comparator as the switching signal to the position detector and the circuit constant adjustment unit, The position detector switches the resolution to one of a plurality of resolutions based on only the switching signal without depending on the rotation speed based on the position detection signal, and the circuit constant adjustment unit The circuit constant of the detector is adjusted .

このような構成であれば、回転子が回転すると、回転速度検出手段により、その回転速度に応じた電圧の回転速度信号が出力され、回転速度信号が比較器の一方の入力部に入力される。また、比較器の他方の入力部には基準電圧が入力される。そのため、回転速度信号の電圧が基準電圧を跨いで変化すると、比較器の出力信号が変化する。この出力信号が切換信号として位置検出器及び回路定数調整部に入力されるので、回転速度信号の電圧が基準電圧を跨いで変化した時点で遅延なく位置検出器の分解能が切り換えられると共に、位置検出器の回路定数を調整することが可能となる。 With such a configuration, when the rotor rotates, the rotation speed detection means outputs a rotation speed signal having a voltage corresponding to the rotation speed, and the rotation speed signal is input to one input section of the comparator. . A reference voltage is input to the other input section of the comparator. For this reason, when the voltage of the rotation speed signal changes across the reference voltage, the output signal of the comparator changes. Since this output signal is input as a switching signal to the position detector and circuit constant adjustment unit , the resolution of the position detector is switched without delay when the voltage of the rotational speed signal changes across the reference voltage , and the position detection It is possible to adjust the circuit constant of the device .

ここで、位置検出器としては、例えば、回転子に回転自在に取り付けられたレゾルバを備え、レゾルバにより、回転子の回転角度をその回転角度に応じて変化する位置検出信号として検出する構成のものを用いることができる。以下、請求項２記載の分解能切換方法において同じである。
一方、上記目的を達成するために、本発明に係る請求項２記載の分解能切換方法は、回転子の回転角度をその回転角度に応じて変化する位置検出信号として検出し、切換信号に基づいて分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換え、切り換えた分解能で前記回転子の回転角度位置を検出する位置検出器に適用される分解能切換方法であって、前記回転子の回転速度に応じた電圧の回転速度信号を生成する回転速度検出ステップと、前記回転速度検出ステップで生成した前記回転速度信号の電圧と前記分解能の切換点を示す基準電圧を比較器により比較する比較ステップと、前記位置検出器の回路定数を回路定数調整部により調整する回路定数調整ステップと、前記比較器が、当該比較器の出力信号を前記切換信号として前記位置検出器及び前記回路定数調整部に対して出力することで、前記位置検出信号に基づく回転速度によらずに前記切換信号のみに基づいて、前記位置検出器は、前記分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換えるのと共に、前記回路定数調整部は、前記位置検出器の回路定数を調整する切換制御ステップとを含むことを特徴とする。 Here, as the position detector, for example, a resolver that is rotatably attached to the rotor is used, and the resolver detects the rotation angle of the rotor as a position detection signal that changes according to the rotation angle. Can be used. The same applies to the resolution switching method according to claim 2 below.
On the other hand, in order to achieve the above object, the resolution switching method according to claim 2 of the present invention detects the rotation angle of the rotor as a position detection signal that changes in accordance with the rotation angle, and based on the switching signal. A resolution switching method that is applied to a position detector that detects a rotational angle position of the rotor with the switched resolution by switching the resolution to any one of a plurality of resolutions, and according to the rotational speed of the rotor A rotation speed detecting step for generating a voltage rotation speed signal, a comparison step for comparing a voltage of the rotation speed signal generated in the rotation speed detection step with a reference voltage indicating a switching point of the resolution, and the position A circuit constant adjustment step for adjusting a circuit constant of the detector by a circuit constant adjustment unit; and the comparator detects the position using the output signal of the comparator as the switching signal. Output to the detector and the circuit constant adjustment unit, the position detector is based on only the switching signal without depending on the rotation speed based on the position detection signal. In addition to switching to any one of the above, the circuit constant adjusting unit includes a switching control step of adjusting a circuit constant of the position detector .

以上説明したように、本発明に係る請求項１記載の分解能切換装置、または請求項２記載の分解能切換方法によれば、回転速度信号の電圧が基準電圧を跨いで変化した時点で遅延なく位置検出器の分解能が切り換えられるので、従来に比して、分解能切換の応答性を向上することができるという効果が得られる。また、回転子の回転速度を演算ではなく、回転速度に応じた電圧の回転速度信号として検出するので、従来に比して、処理負荷を低減することができるという効果も得られる。   As described above, according to the resolution switching device according to claim 1 or the resolution switching method according to claim 2 of the present invention, the position is not delayed when the voltage of the rotation speed signal changes across the reference voltage. Since the resolution of the detector is switched, an effect that the response of resolution switching can be improved as compared with the conventional case is obtained. In addition, since the rotation speed of the rotor is detected not as a calculation but as a rotation speed signal having a voltage corresponding to the rotation speed, the processing load can be reduced as compared with the conventional technique.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図３は、本発明に係る分解能切換装置の実施の形態を示す図である。
本実施の形態は、本発明に係る分解能切換装置を、図１に示すように、ＲＤＣ２２を用いてモータ１０の位置決め制御を行う位置決め制御システムにおいてＲＤＣ２２の分解能を切り換える場合について適用したものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are diagrams showing an embodiment of a resolution switching device according to the present invention.
In this embodiment, the resolution switching device according to the present invention is applied to a case where the resolution of the RDC 22 is switched in a positioning control system that performs positioning control of the motor 10 using the RDC 22 as shown in FIG.

まず、本発明に係る分解能切換装置を適用する位置決め制御システムの構成を説明する。
図１は、本発明に係る分解能切換装置を適用する位置決め制御システムの構成を示すブロック図である。
位置決め制御システムは、図１に示すように、メガトルクモータ等のモータ１０と、モータ１０の回転軸に回転自在に取り付けられたレゾルバ２０と、レゾルバ２０からの出力信号に基づいてモータ１０の回転角度位置を検出するＲＤＣ２２と、ＲＤＣ２２の分解能を切り換える切換制御部３０と、ＲＤＣ２２からの出力信号に基づいてモータ１０の回転速度を演算する速度演算部５２と、ＲＤＣ２２からの出力信号と位置指令信号に基づいてモータ１０の位置制御を行う位置制御部４０と、速度演算部５２からの出力信号と位置制御部４０からの出力信号に基づいてモータ１０の速度制御を行う速度制御部５０と、速度制御部５０からの出力信号に基づいてモータ１０に与える負荷電流を制御する電流制御部６０とで構成されている。 First, the configuration of a positioning control system to which the resolution switching device according to the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a positioning control system to which a resolution switching device according to the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, the positioning control system includes a motor 10 such as a megatorque motor, a resolver 20 rotatably attached to a rotation shaft of the motor 10, and a rotation angle of the motor 10 based on an output signal from the resolver 20. RDC 22 for detecting the position, switching control unit 30 for switching the resolution of the RDC 22, speed calculation unit 52 for calculating the rotational speed of the motor 10 based on the output signal from the RDC 22, output signal from the RDC 22 and position command signal A position control unit 40 that controls the position of the motor 10 based on the speed control unit 50 that controls the speed of the motor 10 based on an output signal from the speed calculation unit 52 and an output signal from the position control unit 40; And a current control unit 60 that controls a load current applied to the motor 10 based on an output signal from the unit 50.

レゾルバ２０は、例えば、単極３相可変リラクタンス型レゾルバであって、円筒状のステータと、モータ１０の回転軸を把持してステータ内に回転自在に配設されたロータとで構成されており、ロータとステータとの間のリラクタンスがロータの位置により変化し、ロータの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるように構成されている。すなわち、ロータの内径中心をステータの内径中心と一致させ、ロータの外形中心をその内径中心から一定の偏心量だけ偏心させるようにしてロータの肉厚を変化させてあり、これによってリラクタンスがロータの位置により変化するようになっている。そのため、レゾルバ２０は、モータ１０の回転角度をその回転角度に応じて変化するアナログ信号として検出する。   The resolver 20 is, for example, a single-pole, three-phase variable reluctance type resolver, and includes a cylindrical stator and a rotor that grips the rotation shaft of the motor 10 and is rotatably disposed in the stator. The reluctance between the rotor and the stator changes depending on the position of the rotor, and the fundamental wave component of the change in reluctance is one cycle per one rotation of the rotor. That is, the rotor inner thickness center is made to coincide with the stator inner diameter center, and the rotor outer thickness center is decentered from the inner diameter center by a certain amount of eccentricity, thereby changing the rotor thickness. It changes according to the position. Therefore, the resolver 20 detects the rotation angle of the motor 10 as an analog signal that changes according to the rotation angle.

ＲＤＣ２２は、レゾルバ２０からのアナログ信号であるレゾルバ信号に基づいて、２段階ある分解能のうち指定された分解能でモータ１０の回転角度位置を位置検出データとして検出する。分解能には、例えば、最大速度が１［rps］／６１４４００［pps］である１２ビットの分解能と、最大速度が３［rps］／１５３６００［pps］である１０ビットの分解能とがある。ＲＤＣ２２は、１２ビットの分解能に設定されているときは、モータ１０の回転速度が最大速度１［rps］を超えない範囲において、モータ１０の回転角度位置を１２ビット（０〜４０９５）の精度で分解してこれを位置検出データとして検出し、１０ビットの分解能に設定されているときは、モータ１０の回転速度が最大速度３［rps］を超えない範囲において、モータ１０の回転角度位置を１０ビット（０〜１０２３）の精度で分解してこれを位置検出データとして検出する。なお、ＲＤＣ２２の分解能は、モータ１０の回転速度が“０”の状態では１２ビットに設定されている。   The RDC 22 detects the rotational angle position of the motor 10 as position detection data with a specified resolution out of two resolutions based on a resolver signal that is an analog signal from the resolver 20. The resolution includes, for example, a 12-bit resolution with a maximum speed of 1 [rps] / 614400 [pps] and a 10-bit resolution with a maximum speed of 3 [rps] / 153600 [pps]. When the RDC 22 is set to a resolution of 12 bits, the rotational angle position of the motor 10 can be determined with an accuracy of 12 bits (0 to 4095) within a range where the rotational speed of the motor 10 does not exceed the maximum speed 1 [rps]. When this is disassembled and detected as position detection data, and the resolution is set to 10 bits, the rotational angle position of the motor 10 is set to 10 within a range where the rotational speed of the motor 10 does not exceed the maximum speed 3 [rps]. This is decomposed with the accuracy of bits (0 to 1023) and detected as position detection data. The resolution of the RDC 22 is set to 12 bits when the rotation speed of the motor 10 is “0”.

切換制御部３０は、モータ１０の回転速度に基づいてＲＤＣ２２の分解能切換端子に切換信号を出力することにより、ＲＤＣ２２の分解能を１２ビットおよび１０ビットのいずれかに切り換える。
位置制御部４０は、ＲＤＣ２２からの位置検出データおよび位置指令信号を入力し、位置指令信号による位置指令値と位置検出データとの差分に基づいて、モータ１０の回転角度位置が位置指令値と一致するように速度指令値を算出して速度制御部５０に出力することにより、モータ１０の回転角度位置をフィードバック制御する。 The switching control unit 30 switches the resolution of the RDC 22 to either 12 bits or 10 bits by outputting a switching signal to the resolution switching terminal of the RDC 22 based on the rotation speed of the motor 10.
The position control unit 40 receives the position detection data and the position command signal from the RDC 22, and the rotational angle position of the motor 10 matches the position command value based on the difference between the position command value and the position detection data based on the position command signal. By calculating the speed command value and outputting it to the speed control unit 50, the rotational angle position of the motor 10 is feedback controlled.

速度制御部５０は、速度演算部５２からの速度実績値と位置制御部４０からの速度指令値とを入力し、速度実績値と速度指令値との差分に基づいて、モータ１０の回転速度が速度指令値と一致するように電流指令値を算出して電流制御部６０に出力することにより、モータ１０の回転速度をフィードバック制御する。
電流制御部６０は、速度制御部５０からの電流指令値を入力し、モータ１０の負荷電流値と電流指令値との差分に基づいて、モータ１０の負荷電流値が電流指令値と一致するようにモータ１０の負荷電流をフィードバック制御する。 The speed control unit 50 inputs the actual speed value from the speed calculation unit 52 and the speed command value from the position control unit 40, and the rotational speed of the motor 10 is determined based on the difference between the actual speed value and the speed command value. By calculating a current command value so as to coincide with the speed command value and outputting it to the current control unit 60, the rotational speed of the motor 10 is feedback-controlled.
The current control unit 60 receives the current command value from the speed control unit 50, and based on the difference between the load current value of the motor 10 and the current command value, the load current value of the motor 10 matches the current command value. In addition, the load current of the motor 10 is feedback controlled.

次に、ＲＤＣ２２および切換制御部３０の構成を詳細に説明する。
図２は、ＲＤＣ２２および切換制御部３０の詳細な構成を示すブロック図である。
ＲＤＣ２２は、図２に示すように、位置検出データを出力するための１６ビットの出力端子である位置検出データ出力端子Ｔo0〜Ｔo15と、ＲＤＣ２２の分解能を切り換える切換指令である切換信号を入力するための分解能切換端子Ｔiと、回転速度信号を出力するための回転速度出力端子Ｔvとを有する。 Next, the configuration of the RDC 22 and the switching control unit 30 will be described in detail.
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the RDC 22 and the switching control unit 30.
As shown in FIG. 2, the RDC 22 inputs position detection data output terminals To 0 to To 15 which are 16-bit output terminals for outputting position detection data, and a switching signal which is a switching command for switching the resolution of the RDC 22. And a rotation speed output terminal Tv for outputting a rotation speed signal.

ＲＤＣ２２は、１２ビットの分解能に設定されているときは、位置検出データ出力端子Ｔo0〜Ｔo11を介して１２ビットの位置検出データを出力し、１０ビットの分解能に設定されているときは、位置検出データ出力端子Ｔo2〜Ｔo11を介して１０ビットの位置検出データを出力する。これにより、ＲＤＣ２２の動作中に分解能が切り換えられても、位置検出データの桁数が切換前後で同一に保たれる。例えば、１２ビットの分解能に設定されているときに、位置検出データが、“2000”，“2001”，“2002”，“2003”，“2004”，“2005”，“2006”，“2007”と変化していき、“2008”になったときに１０ビットの分解能に切り換えられると、位置検出データはその後、“2008”，“2008”，“2008”，“2008”，“2012”，“2012”，“2012”，“2012”と変化していく。 The RDC 22 outputs 12-bit position detection data via the position detection data output terminals To 0 to To 11 when set to 12-bit resolution, and when set to 10-bit resolution, 10-bit position detection data is output via position detection data output terminals To 2 to To 11 . Thereby, even if the resolution is switched during the operation of the RDC 22, the number of digits of the position detection data is kept the same before and after the switching. For example, when the resolution is set to 12 bits, the position detection data is “2000”, “2001”, “2002”, “2003”, “2004”, “2005”, “2006”, “2007”. If the resolution is changed to 10-bit resolution when “2008” is reached, the position detection data will be “2008”, “2008”, “2008”, “2008”, “2012”, “ It changes with “2012”, “2012”, “2012”.

ＲＤＣ２２は、レゾルバ２０からのレゾルバ信号に基づいて、モータ１０の回転速度に応じた電圧の回転速度信号を生成する回転速度検出回路２２ｄを有し、回転速度検出回路２２ｄで生成した回転速度信号を回転速度出力端子Ｔvを介して出力する。回転速度信号は、モータ１０の実際の回転速度の変化に対してほぼ遅延なく追従して出力される。
切換制御部３０は、比較器３２と、比較器３２からの出力信号に基づいてＲＤＣ２２の回路定数を調整する回路定数調整部３６とで構成されている。 The RDC 22 has a rotation speed detection circuit 22d that generates a rotation speed signal of a voltage corresponding to the rotation speed of the motor 10 based on the resolver signal from the resolver 20, and the rotation speed signal generated by the rotation speed detection circuit 22d is Output via the rotation speed output terminal Tv. The rotation speed signal is output following the change in the actual rotation speed of the motor 10 with almost no delay.
The switching control unit 30 includes a comparator 32 and a circuit constant adjustment unit 36 that adjusts a circuit constant of the RDC 22 based on an output signal from the comparator 32.

比較器３２のプラス入力には回転速度出力端子Ｔvが接続され、比較器３２のマイナス入力には分解能の切換点を示す基準電圧ＶTが接続されている。また、比較器３２の出力には分解能切換端子Ｔiおよび回路定数調整部３６が接続されている。比較器３２は、回転速度信号の電圧が基準電圧ＶTよりも低いときは、ローレベルの信号を１０ビットの切換信号（１０ビットの分解能に切換を行う切換指令である切換信号）として出力し、回転速度信号の電圧が基準電圧ＶTよりも高いときは、ハイレベルの信号を１２ビットの切換信号（１２ビットの分解能に切換を行う切換指令である切換信号）として出力する。   A rotational speed output terminal Tv is connected to the plus input of the comparator 32, and a reference voltage VT indicating a resolution switching point is connected to the minus input of the comparator 32. The output of the comparator 32 is connected to a resolution switching terminal Ti and a circuit constant adjustment unit 36. When the voltage of the rotation speed signal is lower than the reference voltage VT, the comparator 32 outputs a low level signal as a 10-bit switching signal (a switching signal that is a switching command for switching to 10-bit resolution), When the voltage of the rotation speed signal is higher than the reference voltage VT, a high-level signal is output as a 12-bit switching signal (a switching signal that is a switching command for switching to 12-bit resolution).

回路定数調整部３６は、ＲＤＣ２２における位置検出データの１ビット当たりの電流値を決定するためのゲインスケーリング抵抗部３６ａと、帯域を調整するためのＣＲ部３６ｂと、ＲＤＣ２２の最大トラッキングレートを決定するためのトラッキング抵抗部３６ｃと、比較器３２からの切換信号に応じてゲインスケーリング抵抗部３６ａ、ＣＲ部３６ｂおよびトラッキング抵抗部３６ｃの回路定数を切り換えるスイッチング部３６ｄとで構成されており、ゲインスケーリング抵抗部３６ａと、ＣＲ部３６ｂと、トラッキング抵抗部３６ｃとは、その順で直列に接続されている。   The circuit constant adjustment unit 36 determines a gain scaling resistance unit 36a for determining a current value per bit of position detection data in the RDC 22, a CR unit 36b for adjusting a band, and a maximum tracking rate of the RDC 22. And a switching unit 36d for switching the circuit constants of the gain scaling resistor unit 36a, the CR unit 36b and the tracking resistor unit 36c in accordance with a switching signal from the comparator 32, and the gain scaling resistor 36c. The part 36a, the CR part 36b, and the tracking resistor part 36c are connected in series in that order.

ゲインスケーリング抵抗部３６ａは、スイッチＳ1と抵抗Ｒ41（例えば３６［ｋΩ］）とを直列接続し、スイッチＳ2と抵抗Ｒ42（例えば１８０［ｋΩ］）とを直列接続し、さらに、これらと抵抗Ｒ43（例えば５１０［ｋΩ］）とを並列接続して構成されている。そして、スイッチＳ1、スイッチ2および抵抗Ｒ43の一端には、ＲＤＣ２２の同期整流回路２２ａが接続されている。 Gain scaling resistor unit 36a, a switch S 1 and the resistor R 41 (e.g., 36 [kΩ]) connected in series, switches S 2 and a resistor R 42 (e.g., 180 [kΩ]) and connected in series, and further, these And a resistor R 43 (for example, 510 [kΩ]) are connected in parallel. Then, the switch S 1, the one end of the switch 2 and the resistor R 43, synchronous rectifier circuit 22a of RDC22 is connected.

ＣＲ部３６ｂは、ＲＤＣ２２の積分器２２ｂと並列接続して、積分器２２ｂの帯域を決定するための回路部である。これは、コンデンサＣ51と抵抗Ｒ51とを直列接続するとともにこれらとコンデンサＣ41とを並列接続して第１のＣＲ部を構成し、コンデンサＣ52と抵抗Ｒ52とを直列接続するとともにこれらとコンデンサＣ42とを並列接続して第２のＣＲ部を構成し、さらに、第１のＣＲ部と第２のＣＲ部とのいずれかに切換可能な３点切換スイッチＳ3を設けて構成されている。そして、コンデンサＣ41，Ｃ51，Ｃ42，Ｃ52の一端には、ゲインスケーリング抵抗部３６ａにおける抵抗Ｒ41〜Ｒ43の他端が接続されている。 The CR unit 36b is a circuit unit that is connected in parallel with the integrator 22b of the RDC 22 and determines the band of the integrator 22b. This is because the capacitor C 51 and the resistor R 51 are connected in series, and the capacitor C 41 and the capacitor C 41 are connected in parallel to form a first CR section, and the capacitor C 52 and the resistor R 52 are connected in series. And a capacitor C 42 are connected in parallel to form a second CR section, and further, a three-point selector switch S 3 that can be switched to either the first CR section or the second CR section is provided. Has been. The other ends of the resistors R 41 to R 43 in the gain scaling resistor unit 36 a are connected to one ends of the capacitors C 41 , C 51 , C 42 , and C 52 .

トラッキング抵抗部３６ｃは、スイッチＳ4と抵抗Ｒ61（例えば５．６［ｋΩ］）とを直列接続し、スイッチＳ5と抵抗Ｒ62（例えば２７［ｋΩ］）とを直列接続し、さらに、これらと抵抗Ｒ63（例えば８２［ｋΩ］）とを並列接続して構成されている。そして、スイッチＳ4、スイッチ5および抵抗Ｒ63の一端には、ＣＲ部３６ｂにおけるスイッチＳ3の他端が接続されており、抵抗Ｒ61〜Ｒ63の他端には、ＲＤＣ２２の電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）２２ｃが接続されている。 Tracking resistance unit 36c, the switch S 4 and resistor R 61 (e.g., 5.6 [kΩ]) connected in series, the switch S 5 and the resistor R 62 (e.g., 27 [kΩ]) and connected in series, and further, These are connected in parallel with a resistor R 63 (for example, 82 [kΩ]). One end of the switch S 4 , the switch 5 and the resistor R 63 is connected to the other end of the switch S 3 in the CR unit 36 b, and the other end of the resistors R 61 to R 63 is connected to the voltage controlled oscillator of the RDC 22. A (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 22c is connected.

スイッチング部３６ｄは、１０ビットの切換信号を入力したときは、スイッチＳ1，Ｓ4をオン状態とし、スイッチＳ2，Ｓ5をオフ状態とするとともに、スイッチＳ3を第１のＣＲ部に切り換える。また、１２ビットの切換信号を入力したときは、スイッチＳ1，Ｓ4をオフ状態とし、スイッチＳ2，Ｓ5をオン状態とするとともに、スイッチＳ3を第２のＣＲ部に切り換える。 The switching unit 36d, when it has entered a switching signal 10 bits, the switches S 1, S 4 is turned on, the switch S 2, S 5 while the off state, the switch S 3 to the first CR portion Switch. When a 12-bit switching signal is input, the switches S 1 and S 4 are turned off, the switches S 2 and S 5 are turned on, and the switch S 3 is switched to the second CR section.

次に、本実施の形態の動作を説明する。
位置決め制御システムにおいて、モータ１０が停止した状態で位置指令信号が入力されると、まず、位置制御部４０により、モータ１０の回転角度位置が位置指令信号による位置指令値と一致するように速度指令値が算出され、算出された速度指令値が速度制御部５０に出力される。次いで、速度制御部５０により、モータ１０の回転速度が速度指令値と一致するように電流指令値が算出され、算出された電流指令値が電流制御部６０に出力される。そして、電流制御部６０により、モータ１０の負荷電流値が電流指令値と一致するように負荷電流が制御される。これにより、モータ１０が駆動する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
In the positioning control system, when a position command signal is input in a state where the motor 10 is stopped, first, the position control unit 40 causes the speed command so that the rotational angle position of the motor 10 matches the position command value by the position command signal. The value is calculated, and the calculated speed command value is output to the speed control unit 50. Next, the current control value is calculated by the speed control unit 50 so that the rotation speed of the motor 10 matches the speed command value, and the calculated current command value is output to the current control unit 60. Then, the current control unit 60 controls the load current so that the load current value of the motor 10 matches the current command value. As a result, the motor 10 is driven.

モータ１０が駆動すると、レゾルバ２０により、モータ１０の回転角度に応じて変化するレゾルバ信号が出力され、ＲＤＣ２２により、レゾルバ信号に基づいて、１２ビットの分解能でモータ１０の回転角度位置が検出され、１２ビットの位置検出データが位置制御部４０および速度演算部５２に出力される。
位置検出データがフィードバックされると、まず、位置制御部４０により、位置検出データによる回転角度位置と位置指令値との差分がなくなるように速度指令値の増減が制御される。次いで、速度制御部５０により、速度指令値と速度実績値との差分がなくなるように電流指令値の増減が制御される。そして、電流制御部６０により、電流指令値と負荷電流値との差分がなくなるように負荷電流の増減が制御される。これにより、モータ１０は、回転角度位置が位置指令値となるように制御される。
このように、位置決め制御システムでは、位置指令信号に応じてモータ１０が制御されるが、その制御過程においては、モータ１０の回転速度に応じてＲＤＣ２２の分解能が切り換えられる。 When the motor 10 is driven, the resolver 20 outputs a resolver signal that changes according to the rotation angle of the motor 10, and the RDC 22 detects the rotation angle position of the motor 10 with a resolution of 12 bits based on the resolver signal. The 12-bit position detection data is output to the position controller 40 and the speed calculator 52.
When the position detection data is fed back, first, the position controller 40 controls the increase / decrease of the speed command value so that the difference between the rotation angle position based on the position detection data and the position command value is eliminated. Next, the speed control unit 50 controls the increase / decrease of the current command value so that the difference between the speed command value and the actual speed value disappears. Then, the current controller 60 controls the increase / decrease of the load current so that the difference between the current command value and the load current value disappears. Thereby, the motor 10 is controlled so that the rotation angle position becomes the position command value.
As described above, in the positioning control system, the motor 10 is controlled according to the position command signal. In the control process, the resolution of the RDC 22 is switched according to the rotational speed of the motor 10.

次に、分解能の切換動作を説明する。
モータ１０が駆動すると、回転速度検出回路２２ｄにより、モータ１０の回転速度に応じた電圧の回転速度信号が出力され、比較器３２のプラス入力に入力される。回転速度信号は、回転速度が増加すると電圧が上昇し、回転速度が減少すると電圧が下降するため、モータ１０の回転速度が増加し、回転速度信号の電圧が基準電圧ＶTよりも高くなると、比較器３２の出力がハイレベルとなり、１０ビットの切換信号がＲＤＣ２２および回路定数調整部３６に出力される。 Next, the resolution switching operation will be described.
When the motor 10 is driven, a rotation speed signal having a voltage corresponding to the rotation speed of the motor 10 is output by the rotation speed detection circuit 22d and input to the plus input of the comparator 32. The rotation speed signal increases when the rotation speed increases, and the voltage decreases when the rotation speed decreases. Therefore, the rotation speed of the motor 10 increases and the voltage of the rotation speed signal becomes higher than the reference voltage VT. The output of the device 32 becomes high level, and a 10-bit switching signal is output to the RDC 22 and the circuit constant adjustment unit 36.

回路定数調整部３６では、１０ビットの切換信号が入力されると、スイッチング部３６ｄにより、スイッチＳ1，Ｓ4がオフ状態とされ、スイッチＳ2，Ｓ5がオン状態とされるとともに、スイッチＳ3が第２のＣＲ部に切り換えられる。その結果、抵抗Ｒ42と抵抗Ｒ43とが並列接続され、第２のＣＲ部が接続され、抵抗Ｒ62と抵抗Ｒ63とが並列接続されることにより、抵抗Ｒ42，Ｒ43と、第２のＣＲ部と、抵抗Ｒ62，Ｒ63とが直列接続された回路が構成される。そのため、切換前と同じ帯域が保持されるとともにＲＤＣ２２の内部ループのヒステリシス幅が１０ビットの分解能に対応して調整される。 In the circuit constant adjustment unit 36, when a 10-bit switching signal is input, the switching unit 36d turns off the switches S 1 and S 4 and turns on the switches S 2 and S 5 , S 3 is switched to the second CR section. As a result, the resistor R 42 and the resistor R 43 are connected in parallel, the second CR section is connected, and the resistor R 62 and the resistor R 63 are connected in parallel, whereby the resistors R 42 , R 43 , A circuit is configured in which two CR sections and resistors R 62 and R 63 are connected in series. Therefore, the same band as before the switching is maintained and the hysteresis width of the inner loop of the RDC 22 is adjusted corresponding to the 10-bit resolution.

そして、ＲＤＣ２２により、分解能が１０ビットに切り換えられ、その結果、レゾルバ信号に基づいて、１０ビットの分解能でモータ１０の回転角度位置が検出され、１０ビットの位置検出データが位置制御部４０および速度演算部５２に出力される。
次に、モータ１０の回転速度が減少し、回転速度信号の電圧が基準電圧ＶTよりも低くなると、比較器３２の出力がローレベルとなり、１２ビットの切換信号がＲＤＣ２２および回路定数調整部３６に出力される。 Then, the resolution is switched to 10 bits by the RDC 22, and as a result, the rotational angle position of the motor 10 is detected with a resolution of 10 bits based on the resolver signal. It is output to the calculation unit 52.
Next, when the rotation speed of the motor 10 decreases and the voltage of the rotation speed signal becomes lower than the reference voltage VT, the output of the comparator 32 becomes low level, and the 12-bit switching signal is sent to the RDC 22 and the circuit constant adjustment unit 36. Is output.

回路定数調整部３６では、１２ビットの切換信号が入力されると、スイッチング部３６ｄにより、スイッチＳ1，Ｓ4がオン状態とされ、スイッチＳ2，Ｓ5がオフ状態とされるとともに、スイッチＳ3が第１のＣＲ部に切り換えられる。その結果、抵抗Ｒ41と抵抗Ｒ43とが並列接続され、第１のＣＲ部が接続され、抵抗Ｒ61と抵抗Ｒ63とが並列接続されることにより、抵抗Ｒ41，Ｒ43と、第１のＣＲ部と、抵抗Ｒ61，Ｒ63とが直列接続された回路が構成される。そのため、切換前と同じ帯域が保持されるとともにＲＤＣ２２の内部ループのヒステリシス幅が１２ビットの分解能に対応して調整される。
そして、ＲＤＣ２２により、分解能が１２ビットに切り換えられ、その結果、レゾルバ信号に基づいて、１２ビットの分解能でモータ１０の回転角度位置が検出され、１２ビットの位置検出データが位置制御部４０および速度演算部５２に出力される。 In the circuit constant adjustment unit 36, when a 12-bit switching signal is input, the switching unit 36d turns on the switches S 1 and S 4 and turns off the switches S 2 and S 5 , S 3 is switched to the first CR section. As a result, the resistor R 41 and the resistor R 43 are connected in parallel, the first CR section is connected, and the resistor R 61 and the resistor R 63 are connected in parallel, whereby the resistors R 41 , R 43 , A circuit in which one CR section and resistors R 61 and R 63 are connected in series is configured. For this reason, the same band as before the switching is maintained, and the hysteresis width of the inner loop of the RDC 22 is adjusted corresponding to the resolution of 12 bits.
Then, the resolution is switched to 12 bits by the RDC 22, and as a result, the rotational angle position of the motor 10 is detected with a resolution of 12 bits based on the resolver signal, and the position detection data of 12 bits is sent to the position control unit 40 and the speed. It is output to the calculation unit 52.

図３は、本実施の形態による切換タイミングと従来の切換タイミングを比較したグラフである。
特許文献１記載の技術では、図３に示すように、モータ１０の実際の回転速度が切換点を超えた時点から分解能が切り換えられるまで最大で１サンプリング時間の遅延が生じる。これに対し、本実施の形態では、モータ１０の実際の回転速度の変化に対してほぼ遅延なく分解能が切り換えられる。 FIG. 3 is a graph comparing the switching timing according to the present embodiment and the conventional switching timing.
In the technique described in Patent Document 1, as shown in FIG. 3, a delay of one sampling time occurs at a maximum from the time when the actual rotational speed of the motor 10 exceeds the switching point until the resolution is switched. On the other hand, in the present embodiment, the resolution can be switched with almost no delay with respect to a change in the actual rotational speed of the motor 10.

このようにして、本実施の形態では、複数段階ある分解能のうち指定された分解能でモータ１０の回転角度位置を位置検出データとして検出するＲＤＣ２２と、モータ１０の回転速度に応じた電圧の回転速度信号を出力する回転速度検出回路２２ｄと、回転速度検出回路２２ｄからの回転速度信号の電圧と分解能の切換点を示す基準電圧ＶTを比較する比較器３２とを備え、比較器３２の出力信号を切換信号としてＲＤＣ２２に入力する。   In this way, in the present embodiment, the RDC 22 that detects the rotation angle position of the motor 10 as position detection data with the specified resolution out of a plurality of resolutions, and the rotation speed of the voltage according to the rotation speed of the motor 10 A rotation speed detection circuit 22d that outputs a signal, and a comparator 32 that compares a voltage of the rotation speed signal from the rotation speed detection circuit 22d with a reference voltage VT that indicates a switching point of resolution, and outputs an output signal of the comparator 32. A switching signal is input to the RDC 22.

これにより、回転速度信号の電圧が基準電圧ＶTを跨いで変化した時点で遅延なくＲＤＣ２２の分解能が切り換えられるので、従来に比して、分解能切換の応答性を向上することができる。また、モータ１０の回転速度を演算ではなく、回転速度に応じた電圧の回転速度信号として検出するので、従来に比して、処理負荷を低減することができる。
上記実施の形態において、ＲＤＣ２２は、請求項１または２記載の位置検出器に対応し、回転速度検出回路２２ｄは、請求項１記載の回転速度検出手段に対応している。
なお、上記実施の形態においては、１０ビットの分解能と１２ビットの分解能とを有するＲＤＣ２２を用いて構成したが、これに限らず、さらに複数段階の分解能を有するＲＤＣ２２を用いて、ＲＤＣ２２の分解能を、複数段階ある分解能うちいずれかに切り換えるように構成することもできる。 As a result, the resolution of the RDC 22 can be switched without delay when the voltage of the rotation speed signal changes across the reference voltage VT, so that the responsivity of resolution switching can be improved as compared with the prior art. Further, since the rotation speed of the motor 10 is detected not as a calculation but as a rotation speed signal having a voltage corresponding to the rotation speed, the processing load can be reduced as compared with the prior art.
In the above embodiment, the RDC 22 corresponds to the position detector according to claim 1 or 2, and the rotation speed detection circuit 22d corresponds to the rotation speed detection means according to claim 1.
In the above embodiment, the RDC 22 having 10-bit resolution and 12-bit resolution is used. However, the present invention is not limited to this, and the RDC 22 having a plurality of levels of resolution is used. Alternatively, it can be configured to switch to any one of a plurality of resolutions.

また、上記実施の形態においては、回転速度検出回路２２ｄをＲＤＣ２２に内蔵して構成したが、これに限らず、ＲＤＣ２２とは別体に構成することもできる。この場合、例えば、タコジェネレータ等の回転検出機構を採用することができる。
また、上記実施の形態においては、本発明に係る分解能切換装置を、ＲＤＣ２２を用いてモータ１０の位置決め制御を行う位置決め制御システムにおいてＲＤＣ２２の分解能を切り換える場合について適用したが、これに限らず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で他の場合にも適用可能である。 In the above embodiment, the rotation speed detection circuit 22d is built in the RDC 22. However, the present invention is not limited to this, and the rotation speed detection circuit 22d may be formed separately from the RDC 22. In this case, for example, a rotation detection mechanism such as a tacho generator can be employed.
In the above embodiment, the resolution switching device according to the present invention is applied to the case where the resolution of the RDC 22 is switched in the positioning control system that performs the positioning control of the motor 10 using the RDC 22. The present invention can be applied to other cases without departing from the gist of the invention.

本発明に係る分解能切換装置を適用する位置決め制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the positioning control system to which the resolution switching apparatus which concerns on this invention is applied. ＲＤＣ２２および切換制御部３０の詳細な構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a detailed configuration of an RDC 22 and a switching control unit 30. FIG. 本実施の形態による切換タイミングと従来の切換タイミングを比較したグラフである。It is the graph which compared the switching timing by this Embodiment with the conventional switching timing. 従来の位置決め制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional positioning control system.

符号の説明Explanation of symbols

１０ モータ
２０ レゾルバ
２２ ＲＤＣ
２２ｄ 回転速度検出回路
３０ 切換制御部
３２ 比較器
３６ 回路定数調整部
３６ａ ゲインスケーリング抵抗部
３６ｂ ＣＲ部
３６ｃ トラッキング抵抗部
３６ｄ スイッチング部
４０ 位置制御部
５０ 速度制御部
５２ 速度演算部
６０ 電流制御部 10 Motor 20 Resolver 22 RDC
22d Rotational speed detection circuit 30 Switching control unit 32 Comparator 36 Circuit constant adjustment unit 36a Gain scaling resistance unit 36b CR unit 36c Tracking resistance unit 36d Switching unit 40 Position control unit 50 Speed control unit 52 Speed calculation unit 60 Current control unit

Claims (2)

回転子の回転角度をその回転角度に応じて変化する位置検出信号として検出し、切換信号に基づいて分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換え、切り換えた分解能で前記回転子の回転角度位置を検出する位置検出器に適用される分解能切換装置であって、
前記回転子の回転速度に応じた電圧の回転速度信号を出力する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段からの前記回転速度信号の電圧と前記分解能の切換点を示す基準電圧を比較する比較器と、
前記位置検出器の回路定数を調整する回路定数調整部と、
を備え、
前記比較器が、当該比較器の出力信号を前記切換信号として前記位置検出器及び前記回路定数調整部に対して出力することで、
前記位置検出信号に基づく回転速度によらずに前記切換信号のみに基づいて、前記位置検出器は、前記分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換えるのと共に、前記回路定数調整部は、前記位置検出器の回路定数を調整することを特徴とする分解能切換装置。 The rotation angle of the rotor is detected as a position detection signal that changes in accordance with the rotation angle, and the resolution is switched to one of a plurality of resolutions based on the switching signal. A resolution switching device applied to a position detector for detecting
A rotational speed detecting means for outputting a rotational speed signal of a voltage corresponding to the rotational speed of the rotor;
A comparator for comparing a reference voltage indicative of the switching point of the voltage and the resolution of the rotational speed signal from the rotational speed detecting means,
A circuit constant adjustment unit for adjusting a circuit constant of the position detector;
With
By the comparator, to force out against the position detectors and the circuit constant adjusting unit an output signal as said switching signal of the comparator,
The position detector switches the resolution to one of a plurality of resolutions based on only the switching signal without depending on the rotation speed based on the position detection signal, and the circuit constant adjustment unit A resolution switching device characterized by adjusting a circuit constant of a position detector . 回転子の回転角度をその回転角度に応じて変化する位置検出信号として検出し、切換信号に基づいて分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換え、切り換えた分解能で前記回転子の回転角度位置を検出する位置検出器に適用される分解能切換方法であって、
前記回転子の回転速度に応じた電圧の回転速度信号を生成する回転速度検出ステップと、
前記回転速度検出ステップで生成した前記回転速度信号の電圧と前記分解能の切換点を示す基準電圧を比較器により比較する比較ステップと、
前記位置検出器の回路定数を回路定数調整部により調整する回路定数調整ステップと、
前記比較器が、当該比較器の出力信号を前記切換信号として前記位置検出器及び前記回路定数調整部に対して出力することで、
前記位置検出信号に基づく回転速度によらずに前記切換信号のみに基づいて、前記位置検出器は、前記分解能を複数段階ある分解能のうちいずれかに切り換えるのと共に、前記回路定数調整部は、前記位置検出器の回路定数を調整する切換制御ステップとを含むことを特徴とする分解能切換方法。 The rotation angle of the rotor is detected as a position detection signal that changes in accordance with the rotation angle, and the resolution is switched to one of a plurality of resolutions based on the switching signal. A resolution switching method applied to a position detector for detecting
A rotational speed detection step for generating a rotational speed signal of a voltage corresponding to the rotational speed of the rotor;
A comparing step of comparing by the comparator a reference voltage indicative of the switching point of the voltage and the resolution of the rotational speed signal generated by the rotational speed detection step,
A circuit constant adjustment step of adjusting a circuit constant of the position detector by a circuit constant adjustment unit;
By the comparator, to force out against the position detector and the circuit constant adjusting unit an output signal as the switching signal of the comparator,
The position detector switches the resolution to one of a plurality of resolutions based on only the switching signal without depending on the rotation speed based on the position detection signal, and the circuit constant adjustment unit And a switching control step for adjusting a circuit constant of the position detector .
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