JPH1198876A - 位置・速度検出装置 - Google Patents
位置・速度検出装置Info
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- JPH1198876A JPH1198876A JP9256451A JP25645197A JPH1198876A JP H1198876 A JPH1198876 A JP H1198876A JP 9256451 A JP9256451 A JP 9256451A JP 25645197 A JP25645197 A JP 25645197A JP H1198876 A JPH1198876 A JP H1198876A
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】位置制御に対応して任意の検出周期にて位置・
速度検出を行え、更に位置検出をソフトウェアによるＰ
ＬＬで検出することにより安価で調整が容易なシステム
を構築することにある。 【解決手段】検出した位置と回転位置に対応した二相信
号により位相誤差を求め、この位相誤差を積分すること
で回転位置を求める。更に検出した回転位置の微分によ
り回転速度の検出を行う。また、回転体がランプ状の加
減速を行ったときに発生するオフセット誤差を抑える為
にソフトウェア上のＰＬＬは積分の他に比例積分を加
え、二重積分系を構成する。
速度検出を行え、更に位置検出をソフトウェアによるＰ
ＬＬで検出することにより安価で調整が容易なシステム
を構築することにある。 【解決手段】検出した位置と回転位置に対応した二相信
号により位相誤差を求め、この位相誤差を積分すること
で回転位置を求める。更に検出した回転位置の微分によ
り回転速度の検出を行う。また、回転体がランプ状の加
減速を行ったときに発生するオフセット誤差を抑える為
にソフトウェア上のＰＬＬは積分の他に比例積分を加
え、二重積分系を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の位置・速
度制御装置に係わり、特にレゾルバを位置検出器、又は
速度検出器として用い、電動機の回転位置と回転速度を
検出するに好適な位置・速度検出装置に関する。
度制御装置に係わり、特にレゾルバを位置検出器、又は
速度検出器として用い、電動機の回転位置と回転速度を
検出するに好適な位置・速度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レゾルバを用いて電動機の回転速
度を求める方法として、レゾルバから出力される誘起信
号の回転周波数をＰＬＬにて検出し、回転速度を求める
方法が特開昭57−33355 号公報で知られている。また、
電動機の回転位置を検出する方法としては、レゾルバか
ら出力された誘起信号とレゾルバに印加した励磁信号の
積和演算により回転位置に対応した二相信号を算出し、
この二相信号をtan-1 演算することで電動機の回転位置
を検出する方法が特開昭59−13708 号公報で知られてい
る。
度を求める方法として、レゾルバから出力される誘起信
号の回転周波数をＰＬＬにて検出し、回転速度を求める
方法が特開昭57−33355 号公報で知られている。また、
電動機の回転位置を検出する方法としては、レゾルバか
ら出力された誘起信号とレゾルバに印加した励磁信号の
積和演算により回転位置に対応した二相信号を算出し、
この二相信号をtan-1 演算することで電動機の回転位置
を検出する方法が特開昭59−13708 号公報で知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最初の上記従来技術
は、ＰＬＬにより電動機の回転速度のみを検出する方法
であり、電動機の回転位置を検出する回路を別に設ける
必要がある。また、回転速度を検出するためにＰＬＬに
て誘起信号の回転周波数を追従するが、誘起信号の周波
数が高いためＰＬＬの動作を高速に行わなければなら
ず、これを実現すべくハードウェアにてＰＬＬを構成し
ている。このためＰＬＬの調整が容易でないという問題
がある。２番目の上記従来技術においては、回転位置の
他に、求めた回転位置から回転速度の検出は可能であ
る。しかしながら、上記従来技術においては、誘起信号
と励磁信号の積和演算を行いtan-1 演算にて回転位置を
検出しており、誘起信号がノイズ等の影響を受けてしま
うとその影響がそのまま位置検出誤差となってしまうと
いう問題点がある。
は、ＰＬＬにより電動機の回転速度のみを検出する方法
であり、電動機の回転位置を検出する回路を別に設ける
必要がある。また、回転速度を検出するためにＰＬＬに
て誘起信号の回転周波数を追従するが、誘起信号の周波
数が高いためＰＬＬの動作を高速に行わなければなら
ず、これを実現すべくハードウェアにてＰＬＬを構成し
ている。このためＰＬＬの調整が容易でないという問題
がある。２番目の上記従来技術においては、回転位置の
他に、求めた回転位置から回転速度の検出は可能であ
る。しかしながら、上記従来技術においては、誘起信号
と励磁信号の積和演算を行いtan-1 演算にて回転位置を
検出しており、誘起信号がノイズ等の影響を受けてしま
うとその影響がそのまま位置検出誤差となってしまうと
いう問題点がある。
【０００４】本発明の目的は、誘起信号がノイズによっ
て影響を受けても、ノイズによる感度を低くし、高精度
に位置検出と速度検出を可能にすることにある。それ
に、上記ハードウェアにて構成されたＰＬＬの動作をマ
イコン上のソフトウェア処理にて行うことで、ＰＬＬの
調整が容易となり、高速なマイコンを用いることなく安
価に位置・速度検出装置が構築できる。また、電動機が
ランプ状に加減速を行った際の位置検出に発生するオフ
セット誤差をなくす構成とすることにより、位置検出精
度をさらに向上させ、かつ位置制御、または速度制御に
対応した任意の周期にて検出を行える事にある。
て影響を受けても、ノイズによる感度を低くし、高精度
に位置検出と速度検出を可能にすることにある。それ
に、上記ハードウェアにて構成されたＰＬＬの動作をマ
イコン上のソフトウェア処理にて行うことで、ＰＬＬの
調整が容易となり、高速なマイコンを用いることなく安
価に位置・速度検出装置が構築できる。また、電動機が
ランプ状に加減速を行った際の位置検出に発生するオフ
セット誤差をなくす構成とすることにより、位置検出精
度をさらに向上させ、かつ位置制御、または速度制御に
対応した任意の周期にて検出を行える事にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する方法
として、誘起信号と励磁信号の積和演算を行うことで回
転位置に対応した回転位置信号を算出し、この回転位置
信号をマイコン上のソフトウェアで行うＰＬＬ処理（ソ
フトウェアＰＬＬ処理）にて位相を追従させ、回転位置
及び回転速度を検出する。誘起信号は、励磁信号の周波
数（数ＫＨｚ）を基本波として、回転体の回転周波数が
変調された周波数で出力されるため、この誘起信号の周
波数から励磁周波数成分を減算できれば、回転周波数で
ある数十Ｈｚの回転位置信号とでき、ソフトウェアＰＬ
Ｌ処理にて十分に追従可能となる。誘起信号の周波数か
らの励磁周波数の減算は、誘起信号と励磁信号の積和演
算により求めることができる。この積和演算により、従
来のように高い周波数である誘起信号を追従させること
なく、回転位置信号を用いることで高速なマイコンを用
いずにＰＬＬにて回転位置の検出が行える。なお、ソフ
トウェアＰＬＬ処理は、位置検出精度を向上させるた
め、積分と比例積分による二重積分系で構成し、回転体
の回転速度がランプ状に加減速した際に位置検出に発生
するオフセット誤差をなくす。
として、誘起信号と励磁信号の積和演算を行うことで回
転位置に対応した回転位置信号を算出し、この回転位置
信号をマイコン上のソフトウェアで行うＰＬＬ処理（ソ
フトウェアＰＬＬ処理）にて位相を追従させ、回転位置
及び回転速度を検出する。誘起信号は、励磁信号の周波
数（数ＫＨｚ）を基本波として、回転体の回転周波数が
変調された周波数で出力されるため、この誘起信号の周
波数から励磁周波数成分を減算できれば、回転周波数で
ある数十Ｈｚの回転位置信号とでき、ソフトウェアＰＬ
Ｌ処理にて十分に追従可能となる。誘起信号の周波数か
らの励磁周波数の減算は、誘起信号と励磁信号の積和演
算により求めることができる。この積和演算により、従
来のように高い周波数である誘起信号を追従させること
なく、回転位置信号を用いることで高速なマイコンを用
いずにＰＬＬにて回転位置の検出が行える。なお、ソフ
トウェアＰＬＬ処理は、位置検出精度を向上させるた
め、積分と比例積分による二重積分系で構成し、回転体
の回転速度がランプ状に加減速した際に位置検出に発生
するオフセット誤差をなくす。
【０００６】また、ソフトウェアＰＬＬ処理は、入力値
となる積和演算結果とＰＬＬの出力であるフィードバッ
ク値と再度、積和演算を行うことで位相差を求め、この
位相差を二重積分系で積分することで入力値とフィード
バック値が一致するよう動作を行う。なお、１回目の位
置検出においては、ＰＬＬ処理で行う積和演算に用いる
フィードバック値が不定であるので、励磁信号と誘起信
号の積和演算結果を用いてtan-1 演算を行い、ＰＬＬの
イニシャル、即ちフィードバック値とする。また、位置
検出のタイミングを発生するタイミングパルス発生回路
においては、任意に位置検出タイミングを設定できる構
成とする。
となる積和演算結果とＰＬＬの出力であるフィードバッ
ク値と再度、積和演算を行うことで位相差を求め、この
位相差を二重積分系で積分することで入力値とフィード
バック値が一致するよう動作を行う。なお、１回目の位
置検出においては、ＰＬＬ処理で行う積和演算に用いる
フィードバック値が不定であるので、励磁信号と誘起信
号の積和演算結果を用いてtan-1 演算を行い、ＰＬＬの
イニシャル、即ちフィードバック値とする。また、位置
検出のタイミングを発生するタイミングパルス発生回路
においては、任意に位置検出タイミングを設定できる構
成とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を用いた位置・速度
検出装置の一実施例を説明する。図２は本発明を用いた
電動機駆動システムの全体構成図であり、位置・速度制
御処理を行う制御部２０１，電動機２０３へ速度指令に
応じた交流電圧を出力する主変換器２０２，検出器であ
るレゾルバ３０１，電動機２０３の回転位置と回転速度
の検出を行う位置・速度検出部１０１で構成される。制
御部２０１はマイコンなどの演算機能を有する手段で構
成され、所定のサンプリング周期毎に位置・速度検出部
１０１から回転位置の検出値と回転速度の検出値を入力
する。制御部２０１は、入力した回転速度と回転位置を
元に主変換器２０２から出力される三相の交流電圧と周
波数を調整し回転数を制御する。位置・速度検出部１０
１は、励磁信号発生回路とマイコンなどで構成され、電
動機２０３に機械的に取付けられたレゾルバ３０１に印
加した二相の励磁信号とレゾルバ３０１に誘起された二
相の誘起信号を入力し、後述の処理を実行して電動機２
０３の回転位置と回転速度を検出する。
検出装置の一実施例を説明する。図２は本発明を用いた
電動機駆動システムの全体構成図であり、位置・速度制
御処理を行う制御部２０１，電動機２０３へ速度指令に
応じた交流電圧を出力する主変換器２０２，検出器であ
るレゾルバ３０１，電動機２０３の回転位置と回転速度
の検出を行う位置・速度検出部１０１で構成される。制
御部２０１はマイコンなどの演算機能を有する手段で構
成され、所定のサンプリング周期毎に位置・速度検出部
１０１から回転位置の検出値と回転速度の検出値を入力
する。制御部２０１は、入力した回転速度と回転位置を
元に主変換器２０２から出力される三相の交流電圧と周
波数を調整し回転数を制御する。位置・速度検出部１０
１は、励磁信号発生回路とマイコンなどで構成され、電
動機２０３に機械的に取付けられたレゾルバ３０１に印
加した二相の励磁信号とレゾルバ３０１に誘起された二
相の誘起信号を入力し、後述の処理を実行して電動機２
０３の回転位置と回転速度を検出する。
【０００８】次にレゾルバ３０１について図３を用いて
説明する。レゾルバ３０１は機械的に９０度の角度をも
って配置された一次側巻線３０２，３０３と、同じく機
械的に９０度の角度をもって配置された二次側巻線３０
４，３０５で構成される二相励磁二相出力型である。ま
ず、一次側巻線３０２，３０３に後述の励磁信号発生部
４０１が出力する９０度位相差をもつ二相の励磁信号Ｖ
S1，ＶS2を印加すると
説明する。レゾルバ３０１は機械的に９０度の角度をも
って配置された一次側巻線３０２，３０３と、同じく機
械的に９０度の角度をもって配置された二次側巻線３０
４，３０５で構成される二相励磁二相出力型である。ま
ず、一次側巻線３０２，３０３に後述の励磁信号発生部
４０１が出力する９０度位相差をもつ二相の励磁信号Ｖ
S1，ＶS2を印加すると
【０００９】
【数１】 ＶS1＝ＶsinθS …（１）
【００１０】
【数２】 ＶS2＝ＶcosθS …（２） トランス効果により二次側巻線３０４，３０５に回転位
置θr に対応した下記の二相の誘起信号Ｖr1，Ｖr2が出
力（誘起）される。
置θr に対応した下記の二相の誘起信号Ｖr1，Ｖr2が出
力（誘起）される。
【００１１】
【数３】 Ｖr1＝Ｋ（ＶS1cosθr−ＶS2sinθr） …（３）
【００１２】
【数４】 Ｖr2＝Ｋ（ＶS1sinθr＋ＶS2cosθr） …（４） 但し、 ＶS1，ＶS2：励磁信号，Ｋ：変圧比 ここで、二相の励磁信号ＶS1，ＶS2を発生する励磁信号
発生部４０１について図４を用いて説明する。励磁信号
発生部４０１は水晶発振器４０２，水晶発振器４０２か
ら出力されたパルスをカウントするカウンタ４０３，励
磁信号ＶS1の瞬時値を記録したROM404，励磁信号ＶS2の
瞬時値を記録したROM405，各ROM404，４０５からのディ
ジタル値をアナログに変換するＤ／Ａ変換器４０６，４
０７，レゾルバ３０１の一次側巻線に印加する二相の励
磁信号ＶS1，ＶS2の電圧レベルを所望の値となるよう制
御（ＡＶＲ）する電圧制御部４０８，４０９，位置検出
のタイミングパルスtrg を出力するタイミングパルス発
生部４１０で構成される。
発生部４０１について図４を用いて説明する。励磁信号
発生部４０１は水晶発振器４０２，水晶発振器４０２か
ら出力されたパルスをカウントするカウンタ４０３，励
磁信号ＶS1の瞬時値を記録したROM404，励磁信号ＶS2の
瞬時値を記録したROM405，各ROM404，４０５からのディ
ジタル値をアナログに変換するＤ／Ａ変換器４０６，４
０７，レゾルバ３０１の一次側巻線に印加する二相の励
磁信号ＶS1，ＶS2の電圧レベルを所望の値となるよう制
御（ＡＶＲ）する電圧制御部４０８，４０９，位置検出
のタイミングパルスtrg を出力するタイミングパルス発
生部４１０で構成される。
【００１３】まず水晶発振器４０２のパルスをカウンタ
４０３でカウントし、そのカウント値をROM404，４０５
のアドレスとして入力することで、Ｄ／Ａ変換器４０
６，４０７からは（１）（２）式で表される一定周波数
の励磁信号ＶS1，ＶS2が出力される。よって、レゾルバ
３０１の一次側巻線３０２には励磁信号ＶS1が、一次側
巻線３０３には励磁信号ＶS2が印加される。
４０３でカウントし、そのカウント値をROM404，４０５
のアドレスとして入力することで、Ｄ／Ａ変換器４０
６，４０７からは（１）（２）式で表される一定周波数
の励磁信号ＶS1，ＶS2が出力される。よって、レゾルバ
３０１の一次側巻線３０２には励磁信号ＶS1が、一次側
巻線３０３には励磁信号ＶS2が印加される。
【００１４】また、タイミングパルス発生部４１０はカ
ウンタ４０３の所定のカウント値で位置検出のタイミン
グとなるタイミングパルスtrg を発生し、後述の位置・
速度検出部１０１のマイコン１０２に割り込み信号とし
て、またＡ／Ｄ変換器１０３，１０４，１０５，１０６
には起動信号としてタイミングを供給する。なお、位置
検出のタイミングとなる所定のカウント値は、任意に設
定でき、位置または速度制御に適した検出周期に設定す
ることが可能とする。
ウンタ４０３の所定のカウント値で位置検出のタイミン
グとなるタイミングパルスtrg を発生し、後述の位置・
速度検出部１０１のマイコン１０２に割り込み信号とし
て、またＡ／Ｄ変換器１０３，１０４，１０５，１０６
には起動信号としてタイミングを供給する。なお、位置
検出のタイミングとなる所定のカウント値は、任意に設
定でき、位置または速度制御に適した検出周期に設定す
ることが可能とする。
【００１５】次に位置・速度検出部１０１の詳細な構成
を図１を用いて説明する。位置・速度検出部１０１の構
成は、位置と速度演算を行うマイコン１０２と、レゾル
バ３０１の一次側巻線に二相の励磁信号ＶS1，ＶS2を出
力する励磁信号発生部401と、二相の誘起信号Ｖr1，Ｖ
r2の電圧を取り込むＡ／Ｄ変換器１０３，１０４と、二
相の励磁信号ＶS1，ＶS2の電圧を取り込むＡ／Ｄ変換器
１０５，１０６で構成される。Ａ／Ｄ変換器１０３，１
０４，１０５，１０６は、励磁信号発生部４０１のタイ
ミングパルス発生部４１０が出力するタイミングパルス
trg を起動信号として励磁信号ＶS1，ＶS2と誘起信号Ｖ
r1，Ｖr2の変換を行う。
を図１を用いて説明する。位置・速度検出部１０１の構
成は、位置と速度演算を行うマイコン１０２と、レゾル
バ３０１の一次側巻線に二相の励磁信号ＶS1，ＶS2を出
力する励磁信号発生部401と、二相の誘起信号Ｖr1，Ｖ
r2の電圧を取り込むＡ／Ｄ変換器１０３，１０４と、二
相の励磁信号ＶS1，ＶS2の電圧を取り込むＡ／Ｄ変換器
１０５，１０６で構成される。Ａ／Ｄ変換器１０３，１
０４，１０５，１０６は、励磁信号発生部４０１のタイ
ミングパルス発生部４１０が出力するタイミングパルス
trg を起動信号として励磁信号ＶS1，ＶS2と誘起信号Ｖ
r1，Ｖr2の変換を行う。
【００１６】また、マイコン１０２にはタイミングパル
ス発生部４１０が出力するタイミングパルスtrg を割り
込み信号とし、この割り込みにより発生した処理にて位
置検出演算と速度検出演算を実行する。位置検出演算処
理では、まずＡ／Ｄ変換器１０３，１０４，１０５，１
０６から誘起信号Ｖr1，Ｖr2と励磁信号ＶS1，ＶS2の電
圧を取り込み、次に説明する手順にて位置と速度の検出
を行う。
ス発生部４１０が出力するタイミングパルスtrg を割り
込み信号とし、この割り込みにより発生した処理にて位
置検出演算と速度検出演算を実行する。位置検出演算処
理では、まずＡ／Ｄ変換器１０３，１０４，１０５，１
０６から誘起信号Ｖr1，Ｖr2と励磁信号ＶS1，ＶS2の電
圧を取り込み、次に説明する手順にて位置と速度の検出
を行う。
【００１７】位置検出演算処理としては、まず、位置検
出タイミングでの誘起信号Ｖr1，Ｖr2をＡ／Ｄ変換器１
０３，１０４を介してマイコン１０２に入力し、また同
様に励磁信号ＶS1，ＶS2をＡ／Ｄ変換器１０５，１０６
を介して入力する。ここで、誘起信号Ｖr1，Ｖr2は
（３）（４）式で表されるが、励磁信号ＶS1，ＶS2が
（１）（２）式で表されるので、（３）（４）式は次の
ように変形できる。
出タイミングでの誘起信号Ｖr1，Ｖr2をＡ／Ｄ変換器１
０３，１０４を介してマイコン１０２に入力し、また同
様に励磁信号ＶS1，ＶS2をＡ／Ｄ変換器１０５，１０６
を介して入力する。ここで、誘起信号Ｖr1，Ｖr2は
（３）（４）式で表されるが、励磁信号ＶS1，ＶS2が
（１）（２）式で表されるので、（３）（４）式は次の
ように変形できる。
【００１８】
【数５】 Ｖr1＝ＶＫsin（θS−θr） …（５）
【００１９】
【数６】 Ｖr2＝ＶＫcos（θS−θr） …（６） 但し、Ｖ：励磁電圧，Ｋ：変圧比 （５）（６）式からも分かるように、誘起信号Ｖr1，Ｖ
r2は励磁信号の位相であるθS と回転位置θr の位相差
で表される。ここで位相θS は励磁信号の周波数である
数ＫＨｚで変化し、また回転位置θr は回転周波数であ
る数十Ｈｚで変化する。よって、誘起信号は励磁信号の
周波数を基本波とし、回転周波数だけ変調された周波数
で出力されるので、ほぼ励磁信号の周波数と見なす事が
できる。従来技術においては、この誘起信号の位相、若
しくは回転周波数をＰＬＬにより追従することで求め、
回転位置や回転速度の検出を行っていた。誘起信号の位
相、若しくは周波数をＰＬＬにより追従するには、高速
に行う必要があり、従来はハードウェアにてＰＬＬを構
成し実現していた。このＰＬＬによる位置検出、又は速
度検出処理をマイコン上で実現する場合、ＰＬＬの処理
の高速化が問題となるが、高速なマイコンを用いた場合
においても、従来のように高い周波数である誘起信号を
追従させるには限界がある。
r2は励磁信号の位相であるθS と回転位置θr の位相差
で表される。ここで位相θS は励磁信号の周波数である
数ＫＨｚで変化し、また回転位置θr は回転周波数であ
る数十Ｈｚで変化する。よって、誘起信号は励磁信号の
周波数を基本波とし、回転周波数だけ変調された周波数
で出力されるので、ほぼ励磁信号の周波数と見なす事が
できる。従来技術においては、この誘起信号の位相、若
しくは回転周波数をＰＬＬにより追従することで求め、
回転位置や回転速度の検出を行っていた。誘起信号の位
相、若しくは周波数をＰＬＬにより追従するには、高速
に行う必要があり、従来はハードウェアにてＰＬＬを構
成し実現していた。このＰＬＬによる位置検出、又は速
度検出処理をマイコン上で実現する場合、ＰＬＬの処理
の高速化が問題となるが、高速なマイコンを用いた場合
においても、従来のように高い周波数である誘起信号を
追従させるには限界がある。
【００２０】そこでマイコン上のＰＬＬ処理にて回転位
置，回転速度を求める方法として、高速なマイコンを用
いるのではなく、後述の信号処理により回転周波数であ
る回転位置信号を生成し、この回転位置信号をマイコン
上のソフトウェアＰＬＬ処理で追従させる。つまり、励
磁信号と誘起信号の積和演算を行うことで誘起信号の周
波数から励磁周波数成分を除去し、回転周波数で変化す
る信号の生成を行う。位置検出タイミングでの誘起信号
Ｖr1，Ｖr2と励磁信号ＶS1，ＶS2の瞬時値をＡ／Ｄ変換
器１０３，１０４，１０５，１０６を介してマイコン１
０２に取り込み、次式で表される誘起信号Ｖr1，Ｖr2と
励磁信号ＶS1，ＶS2の位相との積和演算（以後、第一積
和演算とする）を行う。
置，回転速度を求める方法として、高速なマイコンを用
いるのではなく、後述の信号処理により回転周波数であ
る回転位置信号を生成し、この回転位置信号をマイコン
上のソフトウェアＰＬＬ処理で追従させる。つまり、励
磁信号と誘起信号の積和演算を行うことで誘起信号の周
波数から励磁周波数成分を除去し、回転周波数で変化す
る信号の生成を行う。位置検出タイミングでの誘起信号
Ｖr1，Ｖr2と励磁信号ＶS1，ＶS2の瞬時値をＡ／Ｄ変換
器１０３，１０４，１０５，１０６を介してマイコン１
０２に取り込み、次式で表される誘起信号Ｖr1，Ｖr2と
励磁信号ＶS1，ＶS2の位相との積和演算（以後、第一積
和演算とする）を行う。
【００２１】
【数７】 Ｖe1＝sinθS×Ｖr2−cosθS×Ｖr1 =sinθS×ＶＫcos (θS−θr) −cosθS×ＶＫsin (θS−θr） ＝ＶＫsinθr …（７）
【００２２】
【数８】 Ｖe2＝cosθS×Ｖr2＋sinθS×Ｖr1 ＝cosθS×ＶＫcos（θS−θr）＋sinθS×ＶＫsin（θS−θr） ＝ＶＫcosθr …（８） （７）（８）式はマイコン１０２上の乗算１０７，１０
８，１１０，１１１と加算１０９，１１２により演算す
る。（７）（８）式からも分かるように第一積和演算の
結果である回転位置信号Ｖe1，Ｖe2は回転位置θr で表
され、誘起信号の周波数から励磁周波数成分を除去した
回転周波数で変化する信号である。回転周波数で変化す
る信号は、ソフトウェアＰＬＬ処理で十分追従可能であ
るので、この回転位置信号Ｖe1，Ｖe2をソフトウェアＰ
ＬＬ処理の入力とする。次に、ソフトウェアで行うＰＬ
Ｌ処理について説明する。
８，１１０，１１１と加算１０９，１１２により演算す
る。（７）（８）式からも分かるように第一積和演算の
結果である回転位置信号Ｖe1，Ｖe2は回転位置θr で表
され、誘起信号の周波数から励磁周波数成分を除去した
回転周波数で変化する信号である。回転周波数で変化す
る信号は、ソフトウェアＰＬＬ処理で十分追従可能であ
るので、この回転位置信号Ｖe1，Ｖe2をソフトウェアＰ
ＬＬ処理の入力とする。次に、ソフトウェアで行うＰＬ
Ｌ処理について説明する。
【００２３】マイコン１０２のソフトウェアＰＬＬ処理
は、回転位置信号Ｖe1，Ｖe2の両信号を入力とし、ＰＬ
Ｌ処理の出力は検出位置θr *である。ソフトウェアＰＬ
Ｌ処理の構成として乗算１１３，１１４と、加算１１５
と、比例積分要素１１７と、積分要素１１８と、テーブ
ル１１６で構成される。これらの構成によりフィードバ
ックループが形成されるので、定常時には入出力の関係
が回転位置θr ＝検出位置θr *となるよう動作する。回
転位置信号Ｖe1とＶe2の両信号を入力する理由は、次式
で表される積和演算（以後、第二積和演算とする）を行
うことで、ソフトウェアＰＬＬ処理の出力である検出位
置θr *と入力である回転位置信号（回転位置θr）の位
相差を算出するためである。
は、回転位置信号Ｖe1，Ｖe2の両信号を入力とし、ＰＬ
Ｌ処理の出力は検出位置θr *である。ソフトウェアＰＬ
Ｌ処理の構成として乗算１１３，１１４と、加算１１５
と、比例積分要素１１７と、積分要素１１８と、テーブ
ル１１６で構成される。これらの構成によりフィードバ
ックループが形成されるので、定常時には入出力の関係
が回転位置θr ＝検出位置θr *となるよう動作する。回
転位置信号Ｖe1とＶe2の両信号を入力する理由は、次式
で表される積和演算（以後、第二積和演算とする）を行
うことで、ソフトウェアＰＬＬ処理の出力である検出位
置θr *と入力である回転位置信号（回転位置θr）の位
相差を算出するためである。
【００２４】
【数９】 Δθ＝Ｖe1×cosθr *−Ｖe2×sinθr * ＝ＶＫsinθr×cosθr *−ＶＫcosθ×sinθr *＝ＶＫsin（θr−θr *) …（９） 上記演算での検出位置θr *における正弦信号sinθr *，
余弦信号cosθr *の瞬時値はテーブル１１６から出力さ
れ、また上記演算はマイコン１０２上の乗算113,１１４
と加算１１５により演算する。また、（９）式の演算結
果である位相差Δθは、後述の比例積分要素１１７を経
て積分要素１１８に入力され、積分要素１１８で位相差
Δθの積分、つまり位相差Δθの加算が計算され、位相
差Δθの総和である検出位置θr *がソフトウェアＰＬＬ
処理の出力値となる。ここで、ソフトウェアＰＬＬ処理
は、上記構成によりフィードバックループを形成してい
るので常に位相差Δθが０となるよう、つまり回転位置
θr ＝検出位置θr *になるよう検出位置θr *の調整が計
算される。ＰＬＬの構成の一つである比例積分要素１１
７は、電動機２０３がランプ状の加減速を行った際に、
積分要素１１８だけでは位置検出にオフセット誤差が生
じてしまうことから、このオフセット誤差をなくすため
に設ける。
余弦信号cosθr *の瞬時値はテーブル１１６から出力さ
れ、また上記演算はマイコン１０２上の乗算113,１１４
と加算１１５により演算する。また、（９）式の演算結
果である位相差Δθは、後述の比例積分要素１１７を経
て積分要素１１８に入力され、積分要素１１８で位相差
Δθの積分、つまり位相差Δθの加算が計算され、位相
差Δθの総和である検出位置θr *がソフトウェアＰＬＬ
処理の出力値となる。ここで、ソフトウェアＰＬＬ処理
は、上記構成によりフィードバックループを形成してい
るので常に位相差Δθが０となるよう、つまり回転位置
θr ＝検出位置θr *になるよう検出位置θr *の調整が計
算される。ＰＬＬの構成の一つである比例積分要素１１
７は、電動機２０３がランプ状の加減速を行った際に、
積分要素１１８だけでは位置検出にオフセット誤差が生
じてしまうことから、このオフセット誤差をなくすため
に設ける。
【００２５】これにより、更なる位置検出精度の向上が
図られる。なお、１回目の位置検出タイミングにおいて
は、（９）式の演算を行う際に必要となる検出位置θr *
が不定であるため、検出位置θr *の正弦信号sinθr *，
余弦信号cosθr *をテーブル１１６から読み出すことが
できない。そこで、回転位置信号Ｖe1，Ｖe2を用いて、
下記tan-1 演算により検出位置θr *を求め、ＰＬＬの出
力のイニシャル値とする。２回目以降の（９）式の演算
においては、ソフトウェアＰＬＬ処理の出力である検出
位置θr *の値を用いてテーブル１１６を参照する。
図られる。なお、１回目の位置検出タイミングにおいて
は、（９）式の演算を行う際に必要となる検出位置θr *
が不定であるため、検出位置θr *の正弦信号sinθr *，
余弦信号cosθr *をテーブル１１６から読み出すことが
できない。そこで、回転位置信号Ｖe1，Ｖe2を用いて、
下記tan-1 演算により検出位置θr *を求め、ＰＬＬの出
力のイニシャル値とする。２回目以降の（９）式の演算
においては、ソフトウェアＰＬＬ処理の出力である検出
位置θr *の値を用いてテーブル１１６を参照する。
【００２６】
【数１０】
【００２７】しかしながら、上記演算をマイコンにて行
うにはプログラム容量が増える等問題が生じるので、上
記演算式は直線近似式といったおおまかな演算で行って
もかまわない。但し、誤差は１８０度以内とする。これ
は１回目の位置検出においてテーブル１１６から検出位
置θr *の正弦信号sinθr *と余弦信号cosθr *を読み取る
だけのものであり、近似式において発生した誤差は２回
目以降の位置検出においてソフトウェアＰＬＬ処理によ
り誤差分が補正されるためである。以上の構成によりソ
フトウェアＰＬＬ処理で回転位置θr の検出が行われ
る。
うにはプログラム容量が増える等問題が生じるので、上
記演算式は直線近似式といったおおまかな演算で行って
もかまわない。但し、誤差は１８０度以内とする。これ
は１回目の位置検出においてテーブル１１６から検出位
置θr *の正弦信号sinθr *と余弦信号cosθr *を読み取る
だけのものであり、近似式において発生した誤差は２回
目以降の位置検出においてソフトウェアＰＬＬ処理によ
り誤差分が補正されるためである。以上の構成によりソ
フトウェアＰＬＬ処理で回転位置θr の検出が行われ
る。
【００２８】次に回転速度を検出する速度検出演算処理
について説明する。
について説明する。
【００２９】回転速度は、図１の微分要素１２０により
行われ、マイコン１０２上のソフトウェアＰＬＬ処理に
よって検出した検出位置θr *の微分、つまり次式に示す
位置検出周期当たりの検出位置θr *の変化分を求めるこ
とで検出する。なお、(１１)式はマイコン１０２の演算
機能により演算を行う。
行われ、マイコン１０２上のソフトウェアＰＬＬ処理に
よって検出した検出位置θr *の微分、つまり次式に示す
位置検出周期当たりの検出位置θr *の変化分を求めるこ
とで検出する。なお、(１１)式はマイコン１０２の演算
機能により演算を行う。
【００３０】
【数１１】
【００３１】次にマイコン１０２で行う位置検出演算処
理を図５のフローチャートを用いて説明する。位置検出
演算処理は、タイミングパルス発生部４１０から供給さ
れるタイミングパルスtrg による割り込みで起動し、ス
テップ５０１では誘起信号Ｖr1，Ｖr2をＡ／Ｄ変換器１
０３，１０４を介して取り込み、また励磁信号ＶS1，Ｖ
S2もＡ／Ｄ変換器１０５，１０６を介してマイコン１０
２に取り込む。
理を図５のフローチャートを用いて説明する。位置検出
演算処理は、タイミングパルス発生部４１０から供給さ
れるタイミングパルスtrg による割り込みで起動し、ス
テップ５０１では誘起信号Ｖr1，Ｖr2をＡ／Ｄ変換器１
０３，１０４を介して取り込み、また励磁信号ＶS1，Ｖ
S2もＡ／Ｄ変換器１０５，１０６を介してマイコン１０
２に取り込む。
【００３２】次にステップ５０２で（７）（８）式で表
される第一積和演算を行い。ステップ５０３にて位置検
出処理が１回目かを判定する。１回目であれば検出位置
θr *が不定であるため、ステップ５０４にて（１０）式
のtan-1 演算により検出位置θr *を算出する。ステップ
５０５はステップ５０４により算出した検出位置θr *を
ＰＬＬのイニシャル値（前回値）として記録する。ま
た、位置検出演算処理が２回目以降であれば、ステップ
５０６にて検出位置θr *の正弦信号sinθr * と余弦信号
cosθr * の値をテーブル１１６から読み出し、ステップ
５０７にて（９）式で表される第二積和演算を行う。ス
テップ５０８，５０９で比例積分要素，積分要素を行い
検出位置θr *を検出する。そして、ステップ５１０にて
検出した検出位置θr *を前回値として保存し、処理を完
了する。
される第一積和演算を行い。ステップ５０３にて位置検
出処理が１回目かを判定する。１回目であれば検出位置
θr *が不定であるため、ステップ５０４にて（１０）式
のtan-1 演算により検出位置θr *を算出する。ステップ
５０５はステップ５０４により算出した検出位置θr *を
ＰＬＬのイニシャル値（前回値）として記録する。ま
た、位置検出演算処理が２回目以降であれば、ステップ
５０６にて検出位置θr *の正弦信号sinθr * と余弦信号
cosθr * の値をテーブル１１６から読み出し、ステップ
５０７にて（９）式で表される第二積和演算を行う。ス
テップ５０８，５０９で比例積分要素，積分要素を行い
検出位置θr *を検出する。そして、ステップ５１０にて
検出した検出位置θr *を前回値として保存し、処理を完
了する。
【００３３】次にマイコン１０２で行う速度検出演算処
理を図６のフローチャートを用いて説明する。速度検出
演算処理は、タイミングパルス発生部４１０から供給さ
れるタイミングパルスtrg による発生した割り込み処理
である位置検出演算処理に引き続いて演算を行う。ま
ず、ステップ６０１にて、今回の位置検出タイミングｉ
における検出位置θr *（ｉ）を読み込む。ステップ６０
２にて前回の位置検出タイミングｉ−１のときの検出位
置θr *（ｉ−１）を読み込み、ステップ６０３で（１
１）式の演算を行い、処理を完了する。
理を図６のフローチャートを用いて説明する。速度検出
演算処理は、タイミングパルス発生部４１０から供給さ
れるタイミングパルスtrg による発生した割り込み処理
である位置検出演算処理に引き続いて演算を行う。ま
ず、ステップ６０１にて、今回の位置検出タイミングｉ
における検出位置θr *（ｉ）を読み込む。ステップ６０
２にて前回の位置検出タイミングｉ−１のときの検出位
置θr *（ｉ−１）を読み込み、ステップ６０３で（１
１）式の演算を行い、処理を完了する。
【００３４】上述した実施例では、タイミングパルス発
生部４１０で発生する位置検出のタイミングを任意の設
定とし、位置、又は速度制御に適した検出周期で行う実
施例を示したが、次に位置検出周期を励磁周期と同期し
て行う実施例について説明する。
生部４１０で発生する位置検出のタイミングを任意の設
定とし、位置、又は速度制御に適した検出周期で行う実
施例を示したが、次に位置検出周期を励磁周期と同期し
て行う実施例について説明する。
【００３５】本実施例の構成を図７に示し、図１と同一
符号は同一機能を有するものであり、励磁信号ＶS1，Ｖ
S2を取り込むＡ／Ｄ変換器の変わり、方形パルス作成回
路１２１，１２２を追加し、また、励磁信号供給部１２
３を新たに追加した構成である。まず、本実施例での位
置検出のタイミングについて図８を用いて説明する。
符号は同一機能を有するものであり、励磁信号ＶS1，Ｖ
S2を取り込むＡ／Ｄ変換器の変わり、方形パルス作成回
路１２１，１２２を追加し、また、励磁信号供給部１２
３を新たに追加した構成である。まず、本実施例での位
置検出のタイミングについて図８を用いて説明する。
【００３６】本実施例において位置検出タイミングは、
励磁信号に同期し、さらに励磁信号の１周期にＮ回（Ｎ
＝１，２，４）となるようにタイミングパルス発生部４
１０からタイミングパルスtrg を出力する。ただし、同
期する励磁信号は、励磁信号の１周期における位置検出
の回数（Ｎ）によって決まる。つまり、図８に示すよう
にＮ＝１であれば、励磁信号の１周期に対して１回の位
置検出を行えばよいため励磁信号ＶS1の位相０度の時を
位置検出タイミングとし、またＮ＝２であれば位置検出
タイミングを励磁信号ＶS1の半周期毎（位相：０度，１
８０度）とし、Ｎ＝４であれば励磁信号ＶS1の半周期毎
（位相：０度，１８０度）と励磁信号ＶS2の半周期毎
（位相：９０度，２７０度）にタイミングパルスtrg を
発生させる。
励磁信号に同期し、さらに励磁信号の１周期にＮ回（Ｎ
＝１，２，４）となるようにタイミングパルス発生部４
１０からタイミングパルスtrg を出力する。ただし、同
期する励磁信号は、励磁信号の１周期における位置検出
の回数（Ｎ）によって決まる。つまり、図８に示すよう
にＮ＝１であれば、励磁信号の１周期に対して１回の位
置検出を行えばよいため励磁信号ＶS1の位相０度の時を
位置検出タイミングとし、またＮ＝２であれば位置検出
タイミングを励磁信号ＶS1の半周期毎（位相：０度，１
８０度）とし、Ｎ＝４であれば励磁信号ＶS1の半周期毎
（位相：０度，１８０度）と励磁信号ＶS2の半周期毎
（位相：９０度，２７０度）にタイミングパルスtrg を
発生させる。
【００３７】次に追加した方形パルス作成回路１２１，
１２２は、コンパレータなどで構成され、励磁信号
ＶS1，ＶS2を方形パルスＰS1，ＰS2に変換するもので、
図９に示すような入力信号を入力すると、入力信号は方
形パルスに変換され出力する。励磁信号供給部１２３に
ついての詳細な説明は後述とするが、位置検出タイミン
グで第一積和演算を行う際に必要となる励磁信号ＶS1，
ＶS2の値を出力するものである。位置検出を励磁信号に
同期する事は、位置検出タイミングにおける励磁信号Ｖ
S1，ＶS2の瞬時値が事前に分かり、Ａ／Ｄ変換器を用い
ずに励磁信号ＶS1，ＶS2を算出することができる。例え
ば、位置検出周期が励磁周期に１回(Ｎ＝１)とすると、
位置検出タイミングが発生した時の励磁信号ＶS1，ＶS2
の瞬時値は一定、つまり位相＝０度であることから励磁
信号ＶS1，ＶS2は下記に示すように定数と見なせる。
１２２は、コンパレータなどで構成され、励磁信号
ＶS1，ＶS2を方形パルスＰS1，ＰS2に変換するもので、
図９に示すような入力信号を入力すると、入力信号は方
形パルスに変換され出力する。励磁信号供給部１２３に
ついての詳細な説明は後述とするが、位置検出タイミン
グで第一積和演算を行う際に必要となる励磁信号ＶS1，
ＶS2の値を出力するものである。位置検出を励磁信号に
同期する事は、位置検出タイミングにおける励磁信号Ｖ
S1，ＶS2の瞬時値が事前に分かり、Ａ／Ｄ変換器を用い
ずに励磁信号ＶS1，ＶS2を算出することができる。例え
ば、位置検出周期が励磁周期に１回(Ｎ＝１)とすると、
位置検出タイミングが発生した時の励磁信号ＶS1，ＶS2
の瞬時値は一定、つまり位相＝０度であることから励磁
信号ＶS1，ＶS2は下記に示すように定数と見なせる。
【００３８】
【数１２】 ＶS1＝ＶsinθS＝０，ＶS2＝ＶcosθS＝Ｖ …（１２） 同様にＮ＝２であれば、励磁信号ＶS1の半周期毎（位
相：０度，１８０度）に位置検出タイミングが発生する
ので励磁信号ＶS1，ＶS2は次の２通りの定数と見なす事
ができる。
相：０度，１８０度）に位置検出タイミングが発生する
ので励磁信号ＶS1，ＶS2は次の２通りの定数と見なす事
ができる。
【００３９】
【数１３】 θS＝０度の時 ：ＶS1＝ＶsinθS＝０，ＶS2＝ＶcosθS＝Ｖ …(１３）
【００４０】
【数１４】 θS＝１８０度の時：ＶS1＝ＶsinθS＝０，ＶS2＝ＶcosθS＝−Ｖ…(１４） また、Ｎ＝４であれば、励磁信号ＶS1の半周期毎（位
相：０度，１８０度）と励磁信号ＶS1の半周期毎（位
相：９０度，２７０度）に位置検出タイミングが発生す
るので励磁信号ＶS1，ＶS2は次の４通りの定数と見なす
事ができる。
相：０度，１８０度）と励磁信号ＶS1の半周期毎（位
相：９０度，２７０度）に位置検出タイミングが発生す
るので励磁信号ＶS1，ＶS2は次の４通りの定数と見なす
事ができる。
【００４１】
【数１５】 θS＝０度の時 ：ＶS1＝ＶsinθS＝０，ＶS2＝ＶcosθS＝Ｖ …(１５）
【００４２】
【数１６】 θS＝９０度の時 ：ＶS1＝ＶsinθS＝Ｖ，ＶS2＝ＶcosθS＝０ …(１６）
【００４３】
【数１７】 θS＝１８０度の時：ＶS1＝ＶsinθS＝０，ＶS2＝ＶcosθS＝−Ｖ…(１７）
【００４４】
【数１８】θS＝２７０度の時：ＶS1＝ＶsinθS＝−
Ｖ，ＶS2＝ＶcosθS＝０…(１８）このように各位置検
出タイミングで励磁信号ＶS1，ＶS2は定数と見なせ、各
位置検出タイミングにおける励磁信号ＶS1，ＶS2の値を
励磁信号供給部１２３に記録しておく。しかしながら、
位置検出演算処理を行う際（Ｎ＝１の時の位置検出タイ
ミングを除く）、位置検出のタイミングがどの時点（位
相）か判定したうえで各位相の励磁信号ＶS1，ＶS2を用
いる必要がある。この判定は方形パルス作成回路１２
１，１２２から出力される方形パルスＰS1，ＰS2の信号
レベルにて象限判定を行う。実際のマイコン１０２での
位置検出演算処理においては、図５で示した演算処理と
ほぼ同じであるが、ステップ５０１のみが異なる。
Ｖ，ＶS2＝ＶcosθS＝０…(１８）このように各位置検
出タイミングで励磁信号ＶS1，ＶS2は定数と見なせ、各
位置検出タイミングにおける励磁信号ＶS1，ＶS2の値を
励磁信号供給部１２３に記録しておく。しかしながら、
位置検出演算処理を行う際（Ｎ＝１の時の位置検出タイ
ミングを除く）、位置検出のタイミングがどの時点（位
相）か判定したうえで各位相の励磁信号ＶS1，ＶS2を用
いる必要がある。この判定は方形パルス作成回路１２
１，１２２から出力される方形パルスＰS1，ＰS2の信号
レベルにて象限判定を行う。実際のマイコン１０２での
位置検出演算処理においては、図５で示した演算処理と
ほぼ同じであるが、ステップ５０１のみが異なる。
【００４５】本実施例では、誘起信号Ｖr1，Ｖr2の他
に、方形パルス作成回路１２１，122からの方形パルス
ＰS1，ＰS2を取り込む。この方形パルスＰS1，ＰS2によ
り位置検出タイミング時の象限を判定し、その象限にお
ける励磁信号ＶS1，ＶS2の値を励磁信号供給部１２３，
１２４から読み込む。以後の処理は図５に示す演算処理
と同じである。なお、本実施例においては、タイミング
パルスtrg の発生は励磁信号の極性を用いているがROM4
04，４０５のアドレスを決めるカウンタ４０３の計数値
を用いることも可能である。
に、方形パルス作成回路１２１，122からの方形パルス
ＰS1，ＰS2を取り込む。この方形パルスＰS1，ＰS2によ
り位置検出タイミング時の象限を判定し、その象限にお
ける励磁信号ＶS1，ＶS2の値を励磁信号供給部１２３，
１２４から読み込む。以後の処理は図５に示す演算処理
と同じである。なお、本実施例においては、タイミング
パルスtrg の発生は励磁信号の極性を用いているがROM4
04，４０５のアドレスを決めるカウンタ４０３の計数値
を用いることも可能である。
【００４６】本実施例によれば、ＰＬＬ部の調整におい
ては、ソフトウェアであるためPLLの積分，比例積分の
定数等を変更するだけであり調整が容易であるという効
果がある。また、そのほかに、位置検出周期を励磁周期
と同期することで、励磁信号を取り込むＡ／Ｄ変換器を
減らすことができ、更に、第一積和演算や第二積和演算
の掛け算を省略できるので、高速なマイコンを用いなく
とも演算処理を行うことが可能であるという効果があ
る。
ては、ソフトウェアであるためPLLの積分，比例積分の
定数等を変更するだけであり調整が容易であるという効
果がある。また、そのほかに、位置検出周期を励磁周期
と同期することで、励磁信号を取り込むＡ／Ｄ変換器を
減らすことができ、更に、第一積和演算や第二積和演算
の掛け算を省略できるので、高速なマイコンを用いなく
とも演算処理を行うことが可能であるという効果があ
る。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、電動機の位置制御、ま
たは速度制御に適した検出周期にて位置検出、または速
度検出を行う事ができる。また、従来は数ＫＨｚという
高い周波数である誘起信号を追従するためにハードウェ
アによりＰＬＬを構成しており、ＰＬＬの調整が容易で
はなかった。しかし、本発明によれば励磁信号と誘起信
号の積和演算を行うことにより回転体の回転周波数であ
る信号を生成することで、マイコンなどのソフトウェア
上でＰＬＬ処理で十分追従可能となり、高速なマイコン
を用いることなく安価にシステムが実現できる。また、
ソフトウェアで行うＰＬＬを二重積分系により構成した
ことで、ランプ状に回転体が加減速した場合においても
位置検出にオフセット誤差を発生することなく精度良く
位置検出が可能となる。
たは速度制御に適した検出周期にて位置検出、または速
度検出を行う事ができる。また、従来は数ＫＨｚという
高い周波数である誘起信号を追従するためにハードウェ
アによりＰＬＬを構成しており、ＰＬＬの調整が容易で
はなかった。しかし、本発明によれば励磁信号と誘起信
号の積和演算を行うことにより回転体の回転周波数であ
る信号を生成することで、マイコンなどのソフトウェア
上でＰＬＬ処理で十分追従可能となり、高速なマイコン
を用いることなく安価にシステムが実現できる。また、
ソフトウェアで行うＰＬＬを二重積分系により構成した
ことで、ランプ状に回転体が加減速した場合においても
位置検出にオフセット誤差を発生することなく精度良く
位置検出が可能となる。
【図１】本発明の実施例である位置・速度検出部の構成
図。
図。
【図２】本発明の位置・速度検出装置を用いたシステム
の全体構成図。
の全体構成図。
【図３】本発明のレゾルバの構成図。
【図４】本発明の励磁回路の構成図。
【図５】本発明の位置検出演算処理のフローチャート。
【図６】本発明の速度演算処理のフローチャート。
【図７】本発明の第二実施例の位置・速度検出部の構成
図。
図。
【図８】本発明のタイミングパルス発生回路の動作図。
【図９】本発明の方形パルス作成回路の動作図である。
１０１…位置・速度検出部、１０２…１チップマイコ
ン、１０３，１０４，１０５，１０６…Ａ／Ｄ変換器、
３０１…レゾルバ、４０１…励磁信号発生部。
ン、１０３，１０４，１０５，１０６…Ａ／Ｄ変換器、
３０１…レゾルバ、４０１…励磁信号発生部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門三野 洋二 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 宮原 養治侶 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 猪狩 明宏 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内
Claims (6)
- 【請求項１】機械的に９０度の角度をもって配置された
二相の一次側巻線と、機械的に９０度の角度をもって配
置された二相の二次側巻線を有し、前記二次側巻線が回
転体と機械的に結合されたレゾルバにおいて、前記一次
側巻線に９０度位相差を持つ二相の励磁信号を印加する
励磁回路と、前記二相の励磁信号と前記二相の二次側巻
線から出力された二相の誘起信号の積和演算を行う第一
積和演算機能と、前記第一積和演算機能の演算結果を指
令値とするＰＬＬ（フェーズロックドループ）機能を具
備し、前記第一積和演算機能は前記回転体の回転位置に
対応した二相の回転位置信号を出力し、前記二相の回転
位置信号を前記ＰＬＬ機能の指令値として入力すること
で、前記回転体の回転位置である検出位置信号を検出
し、また、検出した前記検出位置信号を微分することに
より前記回転体の回転速度を求めることを特徴とする位
置・速度検出装置。 - 【請求項２】請求項１項において、前記二相の励磁信号
と前記二相の誘起信号の電圧を取り込むアナログ／ディ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）とマイクロコンピュータ
（マイコン）を具備し、前記マイコンのソフトウェア処
理により前記第一積和演算機能と前記ＰＬＬ機能を実現
することを特徴とする位置・速度検出装置。 - 【請求項３】請求項１項記載のＰＬＬ機能は、前記二相
の回転位置信号と前記位置検出信号との位相誤差信号を
出力する第二積和演算機能と、前記位相誤差信号を補償
演算する誤差補償機能を具備し、前記第二積和演算機能
は前記誤差補償機能が出力する検出位置信号に対応した
９０度位相差を持つ二相のフィードバック信号を出力す
るテーブルを有し、前記第一積和演算機能が出力する前
記二相の回転位置信号と前記二相のフィードバック信号
との積和演算により位相誤差信号を出力し、前記誤差補
償機能は前記位相誤差信号に対して補償演算を行う機能
として比例積分要素と積分要素で構成される二重積分系
により前記位相誤差信号を積分することで前記位置検出
信号とし、前記位置検出信号に対応したsin，cosの瞬時
値を前記テーブルより前記二相のフィードバック信号と
することを特徴とする位置・速度検出装置。 - 【請求項４】請求項３項記載のＰＬＬ機能においては、
１回目の位置検出のタイミング時に前記第一積和演算機
能の出力である前記二相の回転位置信号を用いて、前記
マイコンのソフトウェア処理にてtan-1 演算を行うこと
で位置検出値を算出し、前記ＰＬＬ機能の出力である前
記位置検出信号の初期値とし、２回目以降の位置検出の
タイミング時は前記ＰＬＬ機能より求めた前記位置検出
信号を用いて前記テーブルを引くことを特徴とする位置
・速度検出装置。 - 【請求項５】請求項１項記載の励磁回路においては、一
定クロック発振器と、前記一定クロック発振器からのパ
ルスをカウントするカウンタ機能と、前記二相の励磁信
号の一周期に対応したsin，cos各々の瞬時値を記録した
半導体メモリと、ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ
変換器）を具備し、前記カウンタ機能は前記二相の励磁
信号に対応した周期で繰り返し計数し、その計数値を前
記半導体メモリのアドレス入力とし、前記半導体メモリ
は前記励磁信号の瞬時データを前記Ｄ／Ａ変換器に与え
ることで前記Ｄ／Ａ変換器が出力するアナログの正弦
波，余弦波信号を前記二相の励磁信号とし、カウンタ機
能は位置検出周期のタイミングとなるタイミングパルス
を発生するタイミングパルス発生機能を備え、前記タイ
ミングパルスを前記マイコンの割り込み信号及び前記Ａ
／Ｄ変換器の起動信号とすることを特徴とする位置・速
度検出装置。 - 【請求項６】請求項５項記載のタイミングパルス発生機
能において、前記タイミングパルスを前記励磁信号の周
期と同期し、さらに前記励磁信号の１周期内にＮ回の前
記タイミングパルスを発生することで、前記タイミング
パルスにおける前記二相の励磁信号の瞬時値を定数とし
て前記第一積和演算機能を行うことを特徴とする位置・
速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256451A JPH1198876A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 位置・速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256451A JPH1198876A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 位置・速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1198876A true JPH1198876A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17292841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256451A Pending JPH1198876A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 位置・速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1198876A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-09-22 JP JP9256451A patent/JPH1198876A/ja active Pending
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