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JPS63223525A - Circuit for digital detection of position and speed by using resolver - Google Patents

Circuit for digital detection of position and speed by using resolver

Info

Publication number
JPS63223525A
JPS63223525A JP5836987A JP5836987A JPS63223525A JP S63223525 A JPS63223525 A JP S63223525A JP 5836987 A JP5836987 A JP 5836987A JP 5836987 A JP5836987 A JP 5836987A JP S63223525 A JPS63223525 A JP S63223525A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resolver
signal
outputs
information
digital value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5836987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Hoshino
昭広 星野
Hiroshi Kuromaru
黒丸 広志
Shinichi Kobayashi
真一 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP5836987A priority Critical patent/JPS63223525A/en
Publication of JPS63223525A publication Critical patent/JPS63223525A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obviate generation of a temp. drift and to obtain sufficient reliability as against a secular change by utilizing the output of a revolver to obtain the information and the position and speed of a rotor in terms of digital values. CONSTITUTION:The clock pulses for formation of a resolver excitation signal generated by a reference signal generating circuit 21 are inputted to a counter 22. The counter 22 outputs an excitation phase thetac of the resolver. A ROM 13, applied with this phase thetac outputs the excitation signal for the resolver 60. The excitation signal is converted 30, 31 to sine wave signals Valpha, Vbeta which excite the resolver 60. A sine wave signal e0 is thereby induced. A zero cross circuit 71, inputted with the signal e0, outputs a zero cross pulse signal. The signal thetac is latched by this signal in a latch 50 and the information on the position of the rotor is outputted at the present point of the time of the resolver 60. A timing circuit 72 outputs a latch pulse signal after the predetermined time. The information on the rotating position of the resolver 60 at the present moment of the time is outputted in a latch 51. The information on the speed of the rotor is obtd. from a ROM 80 via a substractor 40.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動サーボ装置における電動機等の回転子位
置、速度情報をレゾルバの出力によ#)7′イジタル値
で検出することのできるレゾルパーディジタル位置・速
度検出回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to a resolver that can detect rotor position and speed information of a motor, etc. in an electric servo device as a digital value based on the output of a resolver. Related to Luper digital position/speed detection circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、例えば電動機を位置制御、速度制御するために
は、その電動機の回転子位置、速度を検出する必要があ
る。従来は、電動機の位置を検出するには、光学式エン
コーダ、速度を検出するにはタコジェネレータ等が用い
られぞ来た・〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、(1)上記の光学式エンコーダにおいて
は、例えばフォトダイオード等の経年変化する部品を用
いているため、その信頼性が充分でない。又、タコジェ
ネレータ等においても、一種の発電機であるからブラシ
等の摩耗部品で構成され、経年変化が生じるとともに火
花等によってノイズが発生するという欠点がある。(2
)位置、速度制御技術面においても、温度ドリフトの発
生、オフセット調整が必要であったアナログ制御から、
それらが存在しないディジタル制御へと変わりつつある
Generally, in order to control the position and speed of an electric motor, for example, it is necessary to detect the position and speed of the rotor of the electric motor. Conventionally, an optical encoder has been used to detect the position of an electric motor, and a tacho generator, etc. has been used to detect the speed. [Problems to be solved by the invention] However, (1) the above-mentioned optical Since the type encoder uses components that change over time, such as photodiodes, its reliability is not sufficient. Furthermore, since tachogenerators are a type of generator, they are constructed with worn parts such as brushes, and have the disadvantage that they deteriorate over time and generate noise due to sparks and the like. (2
) In terms of position and speed control technology, we have changed from analog control, which caused temperature drift and required offset adjustment.
This is changing to digital control, which does not exist.

このため、経年変化に対しても充分な信頼性が得られ、
ディジタル値で位置、速度情報が得られる位置、速度検
出方式が望まれていた。
For this reason, sufficient reliability is obtained even against changes over time.
A position and speed detection method that allows position and speed information to be obtained in digital values has been desired.

そこで、本発明は従来の光学式エンコーダ、タコジェネ
レータ等を用いることなしに、経年変化に対しても充分
な信頼性が得られ、温度ドリフトの発生がなく、オフセ
ット調整も必要としないレゾルパーディジタル位置・速
度検出回路を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has developed a resolver digital system that can provide sufficient reliability against aging without using conventional optical encoders, tacho generators, etc., does not cause temperature drift, and does not require offset adjustment. The purpose is to provide a position/velocity detection circuit.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は前記目的を達成するため、以下のように構成し
たものである。すなわち、レゾルバ励磁信号生成りロッ
クノ4ルスを発生する基準信号発生回路21と、前記励
磁信号生成り口、り・ンルスを入力し、レゾルバの励磁
位相をディジタル値で出力するカウンタ22と、前記デ
ィジタル値で出力された励磁位相を入力し、ディジタル
値でレゾルバ励磁信号を発生する第1のメモリ23と、
前記ディジタル値で出力されたレゾルバ励磁信号を入力
し、アナログ値でレゾルバ励磁用の第1の正弦波信号を
出力するD−A変換器30.31と、レゾルバ60の2
次側に誘起される第2の正弦波信号の立上りの零クロス
点を検出し、立上9零クロスパルス信号を発生する零ク
ロス回路71と、前記立上り零りロスノ母ルス信号によ
り、前記ディジタル値で出力された励磁位相をラッチし
、レゾルバ60の現時点での回転子位置情報をディジタ
ル値で出力するラッチ50と、前記立上り零クロスパル
ス信号を入力し、ラッチパルス信号を出力するタイミン
グ回路72と、前記う、チパルス信号を入力し、前時点
での回転子位置情報をディジタル値で出力するラッチ5
1と、前記現時点での回転子位置情報と、前記前時点で
の回転子位置情報を入力し、位置の差分情報を出力する
減算器40と、前記位置の差分情報を入力し、ディジタ
ル値で速度情報を出力する第2のメモリとを具備してな
るレゾルパーディジタル位置・速度検出回路である。
In order to achieve the above object, the present invention is constructed as follows. That is, a reference signal generation circuit 21 that generates a lock pulse for generating a resolver excitation signal, a counter 22 that inputs the excitation signal generation gate and pulse and outputs the resolver excitation phase as a digital value, and a counter 22 that outputs the resolver excitation phase as a digital value. a first memory 23 that receives the excitation phase output as a value and generates a resolver excitation signal as a digital value;
A D-A converter 30.31 receives the resolver excitation signal outputted as a digital value and outputs a first sine wave signal for excitation of the resolver as an analog value, and two of the resolver 60.
A zero cross circuit 71 detects the zero cross point of the rising edge of the second sine wave signal induced on the next side and generates a rising nine zero cross pulse signal, and the digital A latch 50 that latches the excitation phase output as a value and outputs current rotor position information of the resolver 60 as a digital value, and a timing circuit 72 that inputs the rising zero cross pulse signal and outputs a latch pulse signal. and the latch 5 which inputs the pulse signal and outputs the rotor position information at the previous point in time as a digital value.
1, a subtractor 40 which inputs the rotor position information at the current point in time and the rotor position information at the previous point in time, and outputs position difference information; This is a resolper digital position/velocity detection circuit comprising a second memory that outputs velocity information.

〔作用〕[Effect]

前記のように、本発明によれば、レゾルバの出力を利用
することにより、従来必要としていた光学式エンコーダ
やタコジェネレータを用いることなしに経年変化に対し
ても充分な信頼性が得られる。又、ディジタル値で位置
、速度情報が得られるので、温度ドリフトの発生がなく
、オフセット調整も必要ない。
As described above, according to the present invention, by using the output of the resolver, sufficient reliability against aging can be obtained without using the optical encoder or tachometer generator that was conventionally required. Furthermore, since position and speed information can be obtained as digital values, there is no temperature drift and no offset adjustment is required.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明について図面に示す実施例を参照して説明
するが、はじめに本発明の基礎をなす理論を説明する。
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings, but first the theory underlying the present invention will be explained.

レゾルバは第1図に示すような2相励磁1相出力のもの
を用いる。第1図において、レゾルバの励磁信号を固定
位相θ。=ωctなる2相正弦波信号τα=Vcsin
ωct、vβ=VccosωCtとすると、レゾルバの
出力e6は、 ・o=K(ω。−〜)sin(ωct−θす、θ、=G
)、t   ・−+11(K:巻数比) となる。+11式において、 ωet1−θ。=2tπ (t:整数)    ・・・
(2)となるtlの時点でのレゾルノ4の固定位相θ。
The resolver used is one with two-phase excitation and one-phase output as shown in FIG. In FIG. 1, the excitation signal of the resolver is set to a fixed phase θ. = ωct, two-phase sine wave signal τα = Vcsin
ωct, vβ=VccosωCt, the output e6 of the resolver is: ・o=K(ω.-~) sin(ωct-θs, θ,=G
), t・−+11 (K: turns ratio). In formula +11, ωet1−θ. =2tπ (t: integer)...
(2) The fixed phase θ of the resorno 4 at the time tl.

、=ωct1を求める。(2)式より21π十θm  
            ・・・(3)tl−ω。
,=ωct1 is determined. From equation (2), 21π0θm
...(3) tl-ω.

θc1−0t1 2tπ+θ□ F&C−ω。θc1-0t1 2tπ+θ□ F&C-ω.

=2tπ+θ。=2tπ+θ.

=θ。               ・・・(4)(
4)式で得られたθc1はレゾルバの回転子位置情報、
すなわち電動機の位置情報となる。次に、サンプル点t
=nTの前記回転子位置情報を0m (nT)と表わす
と、t=nT近傍の回転子角速度情報、すなわち電動機
の速度情報ωm(nT)はディジタル値で表せば、(Δ
θtn(nT)=ΔθmcnT)−0m(n−1−T)
ン(5)式より、0m(n’r)を求めると(6)式を
一次近似すると、 ω。40m(nT) %(nT角−7−(1−Δ”m(nT)/2’)  +
++ (7)となる。すなわち、(7)式により電動機
の速度情報が得られる。
=θ. ...(4)(
4) θc1 obtained from formula is the resolver rotor position information,
In other words, it is the position information of the electric motor. Next, sample point t
If the rotor position information at =nT is expressed as 0m (nT), the rotor angular velocity information near t=nT, that is, the motor speed information ωm(nT), is expressed as a digital value as (Δ
θtn(nT)=ΔθmcnT)-0m(n-1-T)
0m(n'r) is obtained from equation (5). If equation (6) is linearly approximated, ω. 40m(nT) %(nT angle-7-(1-Δ”m(nT)/2') +
++ (7). That is, the speed information of the electric motor can be obtained from equation (7).

次に、第2図のブロック図に示す本発明の一実施例につ
いて説明する。基準信号発生回路21は、レゾルバ励磁
信号生成りロック・やルスを発生する。
Next, an embodiment of the present invention shown in the block diagram of FIG. 2 will be described. The reference signal generation circuit 21 generates a resolver excitation signal, lock, and pulse.

このレゾルバ励磁信号生成りロウクツ苧ルスはカウンタ
22に入力され、このカウンタ22では、前記レゾルバ
励磁信号生成り口、りi4ルスをカウントすることによ
pルゾルパの励磁位相θ。をディゾタル値で出力する。
This resolver excitation signal generation pulse is input to a counter 22, and this counter 22 calculates the excitation phase θ of the resolver by counting the resolver excitation signal generation pulse i4. Outputs as a dizotal value.

このディ?)タル値で出力されたレゾルバの励磁位相θ
Cはリードオンリーメモリ(以下ROM 23と称す)
のアドレスとして入力され、このROM 2Jはディジ
タル値であらかじめ記憶しておいたレゾルバ励磁信号を
出力する。このディジタル値で出力されたレゾルバ励磁
信号はD−A変換器30.31に入力され、このD−A
変換器30.31’は前記ディジタル値で出力された励
磁信号をアナログに変換し、レゾルバ励磁のための第1
の2相正弦波信号ヤα+vca t nωeLsτβ=
Vccooωctを生成し、レゾルバ60を励磁する。
This di? ) Resolver excitation phase θ output in total value
C is read-only memory (hereinafter referred to as ROM 23)
This ROM 2J outputs a resolver excitation signal stored in advance as a digital value. The resolver excitation signal output as this digital value is input to the D-A converter 30.31, and this D-A
The converter 30, 31' converts the excitation signal outputted as a digital value into an analog signal, and converts the excitation signal outputted with the digital value into an analog signal,
The two-phase sine wave signal yaα+vca t nωeLsτβ=
Vccooωct is generated and the resolver 60 is excited.

レゾルバ60の回転子巻線には、第2の正弦波信号e6
=K(ωe−咄)sin(ω。t−θりが誘起される。
The rotor winding of the resolver 60 receives a second sine wave signal e6.
=K(ωe−咄)sin(ω.t−θ is induced.

零り・ロス回路71は、前記第2の正弦波信号を入力し
、前記時点t1にて立上シ零り零クロスパルス信号を出
力する。この立上9零クロス・ぐルス信号はラッチ50
のラッチ信号として入力され、このラッチ50では、前
記ディジタル値で出力されたレゾルバの励磁位相θ。を
前記立上り零りロスノクルス信号によりラッチし、レゾ
ルバの現時点t=nTでのレゾルバの回転子位置情報θ
m(nT)をディジタル値で出力する。タイミング回路
72は、前記立上り零クロスパルス信号を入力し、第3
図に示したようにこの信号よシ決められた時間1x後<
tx<’rs例えば前記第2の正弦波信号の立下り零ク
ロス時点)にラッチ/4ルス信号を発生する。
The zero/loss circuit 71 receives the second sine wave signal and outputs a rising/zero cross pulse signal at the time t1. This rising 9 zero cross/gurus signal is latch 50
The latch 50 inputs the excitation phase θ of the resolver as a digital value. is latched by the rising/zero Ross Noculus signal, and the resolver rotor position information θ at the current time t=nT of the resolver is obtained.
Output m(nT) as a digital value. The timing circuit 72 inputs the rising zero cross pulse signal and outputs the third
As shown in the figure, after the specified time 1x, this signal is
A latch/4 pulse signal is generated at tx<'rs (for example, at the falling zero cross point of the second sine wave signal).

このラッチ・臂ルス信号はラッチ51のう、チ信号とし
て入力され、このラッチ5ノでは、前時点t=n−1・
Tてのレゾルバの回転子位置情報も(=・T)をディジ
タル値で出力する。減算器40は前記現時点t==nT
でのレゾル2600回転子位置情報θm(n’r)と、
前記前時点t=n−1・Tでのレゾルバの回転子位置情
報θm(n−t−’r)を入力し、減算を行うことに、
より回転子位置の差分情報Δθm(nT)=θm(n’
r)−0m (n’璽−・T)を出力する。リードオン
リーメモリ(以下ROM J Oと称す)にはあらかじ
め、前記回転子位置の差分情報Δθm(n’r)に対し
て、(7)式の計算結果をデータとして記憶しておき、
前記回転子位置の差分情報Δθm(n’r)をアドレス
として入力する。そして、前記第2の正弦波信号の立下
シ零りロスノクルス信号から、前記う、チ・ぐルス信号
の間でROM 80のデータを読み取れば、回転子速度
情報〜(nT)が得られる。前述した各信号の様子は第
3図にまとめである。
This latch signal is input as a latch signal to the latch 51, and the latch 5 inputs the signal at the previous time point t=n-1.
The rotor position information of each resolver (=T) is also output as a digital value. The subtracter 40 calculates the current time t==nT
Resol 2600 rotor position information θm(n'r) at
Inputting the resolver rotor position information θm (nt-'r) at the previous time point t=n-1·T and performing subtraction,
Therefore, the rotor position difference information Δθm(nT)=θm(n'
r)-0m (n'seal-・T) is output. The read-only memory (hereinafter referred to as ROM JO) stores in advance the calculation result of equation (7) for the rotor position difference information Δθm(n'r) as data,
The rotor position difference information Δθm(n'r) is input as an address. Then, by reading the data in the ROM 80 between the falling Rossnoculus signal of the second sine wave signal and the Chi-Grus signal, rotor speed information ~(nT) can be obtained. The state of each signal mentioned above is summarized in FIG.

以上述べた本発明の実施例によれば、レゾルバ60と簡
単な回路構成によって、電動機等の回転子位置、速度情
報がディジタル値で得られる。従って、温度ドリフトの
発生がなく、オフセット調整も必要としな゛い。
According to the embodiment of the present invention described above, the rotor position and speed information of an electric motor etc. can be obtained in digital values using the resolver 60 and a simple circuit configuration. Therefore, no temperature drift occurs and no offset adjustment is required.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた本発明によれば、従来の光学式エンコーダ、
タコジェネレータ等を用いることなしに、経年変化に対
しても充分な信頼性が得られ、温度ドリフトの発生がな
く、オフセット調整も必要としない安価なレゾルパーデ
ィノタル位置・速度検出回路を提供できる。
According to the present invention described above, the conventional optical encoder,
It is possible to provide a low-cost resolper di-notal position/speed detection circuit that has sufficient reliability against aging without using a tachometer generator, does not cause temperature drift, and does not require offset adjustment. .

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

第1図は本発明において用いるレゾルバの原理図、第2
図は本発明による一笑施例の構成を示すプロ、り図、第
3図は第2図の実施例における各部の信号を示したタイ
ミング図である。 21・・・基準信号発生回路、22・・・カウンタ、;
13.80・・−ROM130.31・・・D−A変換
器、60・・・レゾルバ、71・・・零クロス回路、7
2・・・タイミング回路、50.51・・・う、チ、4
0・・・減算器。
Figure 1 is a principle diagram of the resolver used in the present invention, Figure 2
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a timing diagram showing signals of various parts in the embodiment of FIG. 21... Reference signal generation circuit, 22... Counter;
13.80...-ROM130.31...D-A converter, 60...Resolver, 71...Zero cross circuit, 7
2...Timing circuit, 50.51...U, C, 4
0...Subtractor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] レゾルバ励磁信号生成クロックパルスを発生する基準信
号発生回路(21)と、前記励磁信号生成クロックパル
スを入力し、レゾルバの励磁位相をディジタル値で出力
するカウンタ(22)と、前記ディジタル値で出力され
た励磁位相を入力し、ディジタル値でレゾルバ励磁信号
を発生する第1のメモリ(23)と、前記ディジタル値
で出力されたレゾルバ励磁信号を入力し、アナログ値で
レゾルバ励磁用の第1の正弦波信号を出力するD−A変
換器(30)、(31)と、レゾルバ(60)の2次側
に誘起される第2の正弦波信号の立上りの零クロス点を
検出し、立上り零クロスパルス信号を発生する零クロス
回路(71)と、前記立上り零クロスパルス信号により
、前記ディジタル値で出力された励磁位相をラッチし、
レゾルバ(60)の現時点での回転子位置情報をディジ
タル値で出力するラッチ(50)と、前記立上り零クロ
スパルス信号を入力し、ラッチパルス信号を出力するタ
イミング回路(72)と、前記ラッチパルス信号を入力
し、前時点での回転子位置情報をディジタル値で出力す
るラッチ(51)と、前記現時点での回転子位置情報と
、前記前時点での回転子位置情報を入力し、位置の差分
情報を出力する減算器(40)と、前記位置の差分情報
を入力し、ディジタル値で速度情報を出力する第2のメ
モリ(80)とを具備してなるレゾルバ−ディジタル位
置・速度検出回路。
a reference signal generation circuit (21) that generates a resolver excitation signal generation clock pulse; a counter (22) that receives the excitation signal generation clock pulse and outputs the resolver excitation phase as a digital value; a first memory (23) which inputs the excitation phase outputted from the digital value and generates a resolver excitation signal with a digital value; The D-A converters (30) and (31) that output wave signals and the zero cross point of the rising edge of the second sine wave signal induced on the secondary side of the resolver (60) are detected, and the zero crossing point of the rising edge is detected. a zero cross circuit (71) that generates a pulse signal, and latches the excitation phase output as the digital value by the rising zero cross pulse signal;
A latch (50) that outputs current rotor position information of the resolver (60) as a digital value, a timing circuit (72) that inputs the rising zero cross pulse signal and outputs a latch pulse signal, and the latch pulse A latch (51) inputs a signal and outputs the rotor position information at the previous point in time as a digital value, inputs the rotor position information at the current point in time, and the rotor position information at the previous point in time, and outputs the rotor position information at the previous point in time. A resolver digital position/speed detection circuit comprising a subtracter (40) that outputs difference information, and a second memory (80) that inputs the position difference information and outputs speed information as a digital value. .
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