JPS6237080A - Detecting method of phase of position detecting circuit - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect the position of revolution of a body of revolution precisely by providing a position detecting circuit filter characteristics having no phase change in a working frequency region. CONSTITUTION:A stator for a resolver 25 is excited by voltage corresponding to a reference signal Ref outputted from a reference counter circuit 22. Output voltage Vo from the resolver 25 is inputted to a position detecting circuit 31, and converter into a position detecting signal Si by a filter circuit 26 having characteristics having zero phase change in a working frequency region. The position detecting signal Si is inputted to one-shot circuit 28 through a waveform shaping circuit 27, and a pulse signal Sb synchronizing with a clock signal phi1 is outputted. A count signal Kb from the reference counter circuit 22 at a time when the pulse signal Sb is outputted is outputted as the angle of rotation thetaf.

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、レゾルバ、インダクトシンなどの位相変調
型位置検出器から出力される出力信号を位相検出回路に
より位置信号に変換する位相検出方法に関する。Detailed Description of the Invention (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a phase detection method in which an output signal output from a phase modulation type position detector such as a resolver or an inductosin is converted into a position signal by a phase detection circuit. .

（発明の技術的背景とその問題点） 同期型モータや誘導型モータなどの交流モータを正確に
回転制御する場合、これら交流モータの電圧（又は電流
）ベクトル制御を行なうことが必要となる。この場合、
特にモータ１回転内で絶対位ｉｉ！ｉ（絶対角度）を精
度よく検出できれば、より正確な交流のモータの回転制
御かり能となる。(Technical Background of the Invention and Problems Therewith) When accurately controlling the rotation of AC motors such as synchronous motors and induction motors, it is necessary to perform voltage (or current) vector control of these AC motors. in this case,
Especially the absolute position within one rotation of the motor! If i (absolute angle) can be detected with high precision, the rotation of the AC motor can be controlled more accurately.

第６図は交流モータの回転制御を行なう場合の一般的な
ブロック図であり、位置指令ｌから構成される装置信号
θｉは、位置検出回路９から出力される回転角度Ｏｆと
減算手段ｌＯにより減算され、この偏差が位置制御手段
２に入力される。この位置制御手段２において所定位置
に制御するための演算が行なわれ、速度信号０１を出力
する。この速度信号θ１は速度検出手段４から出力され
る速度信号θと減算手段１１において減算され、その偏
差が速度制御手段３に入力される。この速度制御手段３
において速度制御のための演算が行なわれ、トルク信号
Ｔが出力される。そして、このトルク位置信号Ｔと上記
位置検出回路９からの回転角度ｏｒとは電流ベクトル制
御部５に入力され、モータ制御のだめの電流ベクトル成
分に変換する演算が行なわれる。この電流ベクトル制御
部５から出力される電流信号１１は、実際に交流モータ
７を制御するために必要な電ｉ！１ｔＩｃと減算手段１
２において減算されて電流制御部６に入力され、交流モ
ータ７を制御するための電ｍｌｃが出力される。交流モ
ータ７には機械的に位置検出器（たとえばレゾルノ９８
が結合されており、この位置検出器８から位相変調信号
ＶＯが出力されるようになっている。この位相変調信号
ｖＯは位こ検出回路９に入力され、位相検出により回転
角度θｆが得られるようになっている。FIG. 6 is a general block diagram when controlling the rotation of an AC motor, in which the device signal θi composed of the position command l is subtracted from the rotation angle Of output from the position detection circuit 9 by the subtraction means lO. This deviation is input to the position control means 2. This position control means 2 performs calculations for controlling the motor to a predetermined position, and outputs a speed signal 01. This speed signal θ1 is subtracted from the speed signal θ outputted from the speed detection means 4 in the subtraction means 11, and the deviation is inputted to the speed control means 3. This speed control means 3
Calculations for speed control are performed at , and a torque signal T is output. The torque position signal T and the rotation angle OR from the position detection circuit 9 are input to the current vector control section 5, where calculations are performed to convert them into current vector components for motor control. The current signal 11 output from the current vector control section 5 is the electric current i! which is necessary to actually control the AC motor 7! 1tIc and subtraction means 1
2 is subtracted and inputted to the current control unit 6, and an electric current mlc for controlling the AC motor 7 is output. The AC motor 7 is mechanically equipped with a position detector (for example, Resolno 98
are coupled, and a phase modulation signal VO is output from this position detector 8. This phase modulation signal vO is input to the position detection circuit 9, and the rotation angle θf can be obtained by phase detection.

このような構成で交流モータ７の位置制御を精度よく行
なう場合、位置検出器８から出力される位相変調信号Ｖ
ｏから位相検出して、回転角度Ｏｆをいかにして精度よ
く得るかが問題となる。ここで、位相変調信号ＶＯと交
流モータ７の回転位置を示す回転角度ｏｆとの関係は次
のようになっている。When accurately controlling the position of the AC motor 7 with such a configuration, the phase modulation signal V output from the position detector 8
The problem is how to accurately obtain the rotation angle Of by detecting the phase from o. Here, the relationship between the phase modulation signal VO and the rotation angle of indicating the rotational position of the AC motor 7 is as follows.

但し、基準励磁電圧Ｖｒｅｆ＝Ｅｏ　−３ｉｎ　（１）
　ｔＰ：レゾルバの励磁ピッチ つまり、（１）式に示される位相変調信号ＶＯを位相検
出することにより、回転角度Ｏｆを求めることができる
のである。However, reference excitation voltage Vref=Eo -3in (1)
tP: excitation pitch of the resolver In other words, by detecting the phase of the phase modulation signal VO shown in equation (1), the rotation angle Of can be determined.

この回転角度ｏｆを求める方法として従来の方法によれ
ば１位ｌ検出回路９において位相変調信号ＶＯに含まれ
るノイズ成分などを除去するためのローパスフィルタ回
路、またはバンドパスフィルタ回路などを使用している
。このようにして得られた回転角度Ｏｆの周波特性を考
えてみると、使用周波数域において位相が変化してしま
うと、上記（１）式からもわかるように回転角度ｏｆも
正しい値を示さなくなり、交流モータの回転制御が要求
する精度に入らないといった問題点があった。According to the conventional method for determining the rotation angle of, the first l detection circuit 9 uses a low-pass filter circuit or a band-pass filter circuit to remove noise components included in the phase modulation signal VO. There is. Considering the frequency characteristics of the rotation angle Of obtained in this way, if the phase changes in the frequency range used, the rotation angle of will no longer show the correct value, as can be seen from equation (1) above. However, there was a problem in that the rotation control of the AC motor did not meet the required accuracy.

（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、位置検出回路における周波数特性を
補正し、使用周波数域における位相変化を補正すること
により交流モータの位置決め精度を向上させるような位
置検出回路の位相検出方法を提供することにある。(Object of the invention) This invention was made under the above circumstances,
An object of the present invention is to provide a phase detection method for a position detection circuit that improves the positioning accuracy of an AC motor by correcting the frequency characteristics in the position detection circuit and correcting phase changes in the frequency range used. .

（発明の概要） この発明は、回転位置により位相変調される位相変調型
位置検出器における位置検出回路の位相検出方法に関す
るもので、使用周波数域において位相変化のないフィル
タ特性を上記位置検出回路に与えることにより位相を検
出するようにしたものである。(Summary of the Invention) The present invention relates to a phase detection method for a position detection circuit in a phase modulation type position detector whose phase is modulated based on rotational position, and the present invention relates to a phase detection method for a position detection circuit in a phase modulation type position detector whose phase is modulated by rotational position. The phase is detected by giving

（発明の実施例） 第１図はこの発明を実現する装置の一実施例を示すブロ
ー、り図であり、ＡＣモータ７と、このモータ７にロー
タが連結される位置検出器（ここではレゾルｌす２５と
、このレゾルバ２５から出力される位相変調信号ＶＤを
位相変調することにより回転角度θｆを出力する位置検
出回路３１とが示されている。この位置検出回路３１の
内容は、まずクロック回路２１から出力されるクロック
信号φｌが基準カウンタ回路２２に入力され、基準とな
るパルス数がカウントされる。そして、この基準カウン
タ回路２２から出力される基準信号Ｒｅｆはデコーダ回
路２３に入力され、このデコーダ回路２３はＳｉｎ信号
及びＣａｓ信号にデコードされて励磁電圧発生回路２４
のＳｉｎ電圧２４ＡとＧｏｓ電圧２４Ｂのための基準位
相を提供する。(Embodiment of the Invention) FIG. 1 is a blow diagram showing an embodiment of a device for realizing the present invention. 125, and a position detection circuit 31 that outputs a rotation angle θf by phase modulating the phase modulation signal VD output from the resolver 25. The clock signal φl output from the circuit 21 is input to the reference counter circuit 22, and the number of reference pulses is counted.The reference signal Ref output from the reference counter circuit 22 is input to the decoder circuit 23. This decoder circuit 23 is decoded into a Sin signal and a Cas signal, and the excitation voltage generation circuit 24
provides a reference phase for the Sin voltage 24A and the Gos voltage 24B.

励磁電圧発生回路２４から出力されるＳｉｎ電圧２４Ａ
及びＣａｓ電圧２４Ｂにより、レゾルバ２５のステータ
が励磁される。このレゾルバ２５のロータ巻線から出力
される出力電圧は位置検出回路２８に入力され、所定の
フィルタ特性を得た後に１位置検出器号Ｓｉを出力する
。この位置検出信号Ｓｉは波形整形回路２７において正
弦波から矩形波に波形整形され、矩形波の位置信号Ｓａ
が出力される。この位置信号Ｓａはワンショット回路２
８に入力され、クロック信号φｌに同期してパルス信号
ｓｂが出力される。このパルス信号ｓｂがデータラッチ
回路２９に入力されると、それまで基準カウンタ回路２
２から入力されていたカウント信号Ｋｂがラッチされ、
回転角ｌ′ｆＯｆとして出力される。Sin voltage 24A output from excitation voltage generation circuit 24
The stator of the resolver 25 is excited by the Cas voltage 24B. The output voltage output from the rotor winding of the resolver 25 is input to the position detection circuit 28, and after obtaining a predetermined filter characteristic, outputs the first position detector number Si. This position detection signal Si is waveform-shaped from a sine wave to a rectangular wave in the waveform shaping circuit 27, and the rectangular wave position signal Sa
is output. This position signal Sa is supplied to the one-shot circuit 2.
8, and a pulse signal sb is output in synchronization with the clock signal φl. When this pulse signal sb is input to the data latch circuit 29, the reference counter circuit 2
The count signal Kb input from 2 is latched,
It is output as the rotation angle l'fOf.

このような構成において、その動作について第２図のタ
イミングチャートを参照して説明すると、２！ｉ準信号
Ｒｅｆに対してレゾルバ２５の位ｌに応じて位相変調さ
れた位置信号Ｓａが、回転角度Ｏｆだけずれて出力され
ている。そして、この矩形波の位置信号Ｓａの立上り時
にクロック信号φ１に同期して、パルス信号ｓｂとして
パルスｓｂｔが発生される。また、カウンタ信号Ｋｂは
所定期間中、たとえばレゾルバ２５が１回転したときを
最大（ｇｓｓｓとしてクロック信号φｌをカウントし、
このパルス数の積算値を図示したものが図中のＫｂであ
る。したがって、パルス信号Ｓｂの発生時のカウント信
号Ｋｂの値Ｐθ「がレゾルバ２５の位置を示すのである
。いま、フィルタ回路２Ｂにより位相がＥｆだけ遅れて
いるとすると。In such a configuration, the operation will be explained with reference to the timing chart of FIG. 2. 2! The position signal Sa, which is phase-modulated according to the position l of the resolver 25 with respect to the i quasi-signal Ref, is output with a deviation of the rotation angle Of. Then, at the rise of this rectangular wave position signal Sa, a pulse sbt is generated as a pulse signal sb in synchronization with the clock signal φ1. In addition, the counter signal Kb counts the clock signal φl during a predetermined period, for example, when the resolver 25 makes one rotation as the maximum (gsss).
Kb in the figure shows the integrated value of the number of pulses. Therefore, the value Pθ'' of the count signal Kb when the pulse signal Sb is generated indicates the position of the resolver 25. Now, suppose that the phase is delayed by Ef due to the filter circuit 2B.

矩形波の位置信号Ｓａは基準信号Ｒａｔに対しく。The rectangular wave position signal Sa corresponds to the reference signal Rat.

ｆ、Ｅｆ）だけずれたものになる、すると、パルス信号
ｓｂもこの位置信号Ｓａに応じてパルス信号ｓｂＥが発
生される。したがって、カウント信号ＫｂはＰＥを示す
ことにより、レゾルバ２５の位置としては（Ｐθｆ−Ｐ
Ｅ）の誤差が発生することになる。f, Ef), then the pulse signal sb is also generated as the pulse signal sbE in accordance with the position signal Sa. Therefore, since the count signal Kb indicates PE, the position of the resolver 25 is (Pθf−P
E) error will occur.

この発明では、この誤差を、使用周波数帯域において取
り除くようにしたものである。In the present invention, this error is removed in the frequency band used.

第３図（Ａ）、ＣＢ）は通常用いられるフィルタの位相
特性を示すもので、同図（Ａ）はローパスフィルタ、同
図（Ｂ）はバンドパスフィルタの例であり、使用周波数
帯域において、位相の進みまたは遅れが生じてしまうの
である。これに対し、：５４図に示すように、使用周波
数域において位相が零を示す特性ＬＬＩを用いることに
より、前述のカウント信号（ＰＩ　Ｆ−ＰＥ）を零とす
ることができ、レゾルバ２５の正しい位こを検出するこ
とができるのである。なお、特性ＬＬ２及びＬｌ３のよ
うに位相の進みまたは遅れが存在しても、使用周波数域
内においてその位相の変化が零であれば、特性ＬＬＩと
同等な効果が得られる。Figures 3 (A) and CB) show the phase characteristics of commonly used filters. Figure 3 (A) is an example of a low-pass filter, and Figure 3 (B) is an example of a band-pass filter. This results in a phase lead or lag. On the other hand, as shown in Figure 54, by using the characteristic LLI in which the phase is zero in the used frequency range, the count signal (PI F-PE) described above can be made zero, and the correct It is possible to detect the location. Note that even if there is a phase lead or lag as in the characteristics LL2 and Ll3, as long as the phase change is zero within the frequency range used, the same effect as the characteristic LLI can be obtained.

第５図（Ａ）　　、　（１１）はこの発明で使用するフ
ィルタの位相特性を実現するための一実施例を示すもの
で、同図（Ａ）において入力信号ＳＩＧ、ＩＮはローパ
スフィルタ３５と進み補償回路３６を通過し、出力信号
ＳＩＧ、ＯＵＴが出力される。ここで示すローパスフィ
ルタ３５は、２つのインダクタ’　Ｌｌ、Ｌ２と１つの
コンデンサから成り、また進み補償回路３６は２つの抵
抗と１つのコンデンサから成る。この入力信号ＳＩＧ、
ＩＮに対する出力信号ＳＩＧ、ＯＵＴの位相特性を同図
（Ｂ）に示しその動作を説明すると、ローパスフィルタ
３５と進み補償回路３Ｂの位相特性はそれぞれ特性ＬＬ
４とＬｌ５で示される。したがって、入力信号ＳＩＧ、
　ＩＮに対する出力信号ＳＨＩ；、０（ＪＴの位相特性
は、特性ＬＬ４とＬｌ５を加えることにより得られる特
性ＬＬ８によって示される。つまり、使用周波数域にお
いては位相の変化がない特性が得られている。5(A) and (11) show an embodiment for realizing the phase characteristics of the filter used in the present invention. In FIG. 5(A), the input signals SIG and IN are passed through the low-pass filter 35. The signal passes through the compensation circuit 36, and output signals SIG and OUT are output. The low-pass filter 35 shown here consists of two inductors L1, L2 and one capacitor, and the lead compensation circuit 36 consists of two resistors and one capacitor. This input signal SIG,
The phase characteristics of the output signals SIG and OUT with respect to IN are shown in FIG.
4 and Ll5. Therefore, the input signal SIG,
The phase characteristic of the output signal SHI for IN;

なお、ここでは位置検出器としてレゾルバについて説明
したが、位相変調型検出器であれば、たと女ばインググ
トシンーマグムスケールなどについても同様にこの発明
を適用できる。Note that although a resolver has been described here as a position detector, the present invention can be similarly applied to a phase modulation type detector such as a magnetic scale.

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、交流モータなどの回転
体の回転位置を精度よく検出することができるので、交
流モータなどを高精度で制御することができ、機械の位
置決め精度を格段に向上させることができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the rotational position of a rotating body such as an AC motor can be detected with high precision, so the AC motor etc. can be controlled with high precision, and the positioning of the machine can be determined. Accuracy can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの発明を実現する装置の一実施例を示すブロ
ック図、第２図はこの発明の詳細な説明するための波形
図、第３図（Ａ）　　、　（Ｂ）はフィルタの位相特性
を示す図、第４図はこの発明で使用する位相特性を示す
図、第５図（Ａ）。 （Ｂ）はこの発明で使用する位相特性とその特性を実現
するための具体的回路の一例を示す図、第６図は従来の
交流モータ制御回路のブロー、り図である。 ｌ・・・位置指令、２・・・位置制御手段、３・・・速
度制御手段、４・・・速度検出手段、５・・・電流ベク
トル制御部、６・・・電流制御部、７・・・交流モータ
。 ８・・・位置検出器、９．３１・・・位置検出回路、１
０，１１゜１２・・・減算手段、　２１・・・クロック
回路、２２・・・基準カウンタ回路、２３・・・デコー
ダ回路、２４・・・励磁電圧発生回路、２５・・・レゾ
ルバ、２６・・・位置検出回路。 ２７・・・波形整形回路、２Ｂ・・・ワンショット回路
、２８・・・データラッチ回路。 出願人代理人　　　安　形　雄　三 −を 第２　図 蔓３　図Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of a device for realizing this invention, Fig. 2 is a waveform diagram for explaining the invention in detail, and Figs. 3 (A) and (B) are phase characteristics of the filter. FIG. 4 is a diagram showing phase characteristics used in the present invention, and FIG. 5 (A). (B) is a diagram showing an example of the phase characteristics used in the present invention and a specific circuit for realizing the characteristics, and FIG. 6 is a flow diagram of a conventional AC motor control circuit. l...Position command, 2...Position control means, 3...Speed control means, 4...Speed detection means, 5...Current vector control section, 6...Current control section, 7. ...AC motor. 8...Position detector, 9.31...Position detection circuit, 1
0,11゜12... Subtraction means, 21... Clock circuit, 22... Reference counter circuit, 23... Decoder circuit, 24... Excitation voltage generation circuit, 25... Resolver, 26... ...Position detection circuit. 27... Waveform shaping circuit, 2B... One shot circuit, 28... Data latch circuit. Applicant's agent Yuzo Yasugata (Figure 2) Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 回転位置により位相変調される位相変調型位置検出器に
おける位置検出回路の位相補正方法において、使用周波
数域において位相変化のないフィルタ特性を前記位置検
出回路に与えることを特徴とする位置検出回路の位相検
出方法。A method for correcting the phase of a position detection circuit in a phase modulation type position detector whose phase is modulated by rotational position, characterized in that the phase of the position detection circuit is provided with a filter characteristic with no phase change in a used frequency range. Detection method.