位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法，例如適用于 電梯曳引機(jī)的控制裝置、車載電動(dòng)機(jī)的控制裝置或機(jī)床電動(dòng)機(jī)的控制裝置等，并且校正包 含根據(jù)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置而唯一地確定的周期性誤差在內(nèi)的位置檢測(cè)器的角度誤差。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前公知有以下這樣的分析器的角度檢測(cè)裝置:利用角度檢測(cè)器，根據(jù)在分析器 內(nèi)檢測(cè)出的信號(hào)來(lái)檢測(cè)角度信號(hào)，利用分析器的誤差波形由分析器固有的已確定的η次成 分構(gòu)成以及具有再現(xiàn)性的情況，通過角度誤差估計(jì)器，參照所檢測(cè)的角度信號(hào)來(lái)算出位置 誤差，對(duì)該位置誤差進(jìn)行微分來(lái)算出速度誤差信號(hào)，例如經(jīng)由傅里葉變換對(duì)該速度誤差信 號(hào)進(jìn)行頻率分析來(lái)算出每個(gè)頻率成分的檢測(cè)誤差，合成所算出的檢測(cè)誤差來(lái)生成估計(jì)角度 誤差信號(hào)，利用角度信號(hào)校正電路來(lái)校正利用所生成的估計(jì)角度誤差信號(hào)而檢測(cè)出的角度 信號(hào)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-145371號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的課題
[0007] 但是，在現(xiàn)有技術(shù)中存在以下這樣的課題。
[0008] 在當(dāng)前的分析器的角度檢測(cè)裝置中，速度檢測(cè)器根據(jù)由角度檢測(cè)器檢測(cè)出的角度 信號(hào)來(lái)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，利用該檢測(cè)速度來(lái)估計(jì)角度誤差。這里，在利用檢測(cè)速度來(lái)估計(jì)角 度誤差的情況下，根據(jù)角度檢測(cè)器或速度檢測(cè)器的速度分辨率來(lái)決定角度誤差的估計(jì)精 度。因此，在速度分辨率低的角度檢測(cè)器或速度檢測(cè)器中，存在產(chǎn)生量化誤差并且無(wú)法充分 獲得角度誤差的估計(jì)精度的問題。
[0009] 本發(fā)明是為了解決上述這樣的課題而完成的，其目的是獲得能夠準(zhǔn)確地估計(jì)角度 誤差而進(jìn)行校正的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法。
[0010] 解決問題的手段
[0011] 本發(fā)明的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置校正位置檢測(cè)器的角度誤差，該位置檢 測(cè)器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置并包含根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一地確定的周期性誤差，該角度誤差 校正裝置具備：電流檢測(cè)部，其檢測(cè)流過電動(dòng)機(jī)的電流;頻率分析部，其利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn) 位置，對(duì)由電流檢測(cè)部檢測(cè)出的電流進(jìn)行頻率分析，運(yùn)算出與角度誤差對(duì)應(yīng)的特定頻率成 分的振幅;角度誤差估計(jì)器，其根據(jù)由頻率分析部運(yùn)算出的振幅和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，估計(jì) 出由特定頻率成分構(gòu)成的角度誤差作為角度誤差估計(jì)值；以及角度誤差校正部，其利用角 度誤差估計(jì)值，針對(duì)由位置檢測(cè)器檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置校正角度誤差。
[0012] 另外，本發(fā)明的位置檢測(cè)器的角度誤差校正方法由位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝 置執(zhí)行，該角度誤差校正裝置校正位置檢測(cè)器的角度誤差，該位置檢測(cè)器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋 轉(zhuǎn)位置并包含根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一地確定的周期性誤差，該角度誤差校正方法包括以下的 步驟:電流檢測(cè)步驟，檢測(cè)流過電動(dòng)機(jī)的電流;頻率分析步驟，利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，對(duì)通 過電流檢測(cè)步驟檢測(cè)出的電流進(jìn)行頻率分析，運(yùn)算出與角度誤差對(duì)應(yīng)的特定頻率成分的振 幅;角度誤差估計(jì)步驟，根據(jù)通過頻率分析步驟運(yùn)算出的振幅和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，估計(jì)出 由特定頻率成分構(gòu)成的角度誤差作為角度誤差估計(jì)值；以及角度誤差校正步驟，利用角度 誤差估計(jì)值，針對(duì)由位置檢測(cè)器檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置校正角度誤差。
[0013]發(fā)明效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方法，位置檢測(cè) 器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，包含根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置而唯一地確定的周期性誤差，電流檢測(cè)部(步 驟)檢測(cè)流過電動(dòng)機(jī)的電流，頻率分析部（步驟)利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，對(duì)由電流檢測(cè)部 (步驟)檢測(cè)出的電流進(jìn)行頻率分析，運(yùn)算出與角度誤差對(duì)應(yīng)的特定頻率成分的振幅，角度 誤差估計(jì)器(步驟)根據(jù)由頻率分析部(步驟)運(yùn)算出的振幅和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，估計(jì)由特 定頻率成分構(gòu)成的角度誤差作為角度誤差估計(jì)值，角度誤差校正部(步驟)利用角度誤差估 計(jì)值針對(duì)由位置檢測(cè)器檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置校正角度誤差。
[0015] 因此，能夠獲得可準(zhǔn)確地估計(jì)角度誤差進(jìn)行校正的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝 置以及角度誤差校正方法。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是示出包含本發(fā)明的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的 整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017] 圖2是示出已應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的電動(dòng) 機(jī)的控制裝置的框圖。
[0018] 圖3是示出已應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的電動(dòng) 機(jī)的控制裝置的框圖。
[0019] 圖4是示出已應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的電動(dòng) 機(jī)的控制裝置的框圖。
[0020] 圖5是示出已應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的電動(dòng) 機(jī)的控制裝置的框圖。
[0021] 圖6是例示本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的位置檢測(cè)器 的檢測(cè)誤差的曲線圖。
[0022] 圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的角度誤差估 計(jì)部的框圖。
[0023] 圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的角度誤差估 計(jì)器的框圖。
[0024] 圖9是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置中將振幅設(shè) 為恒定而使相位變化的情況下的校正后的角度誤差振幅的曲線圖。
[0025] 圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置中的角度誤差 估計(jì)器的處理的流程圖。
[0026] 圖11是例示本發(fā)明的實(shí)施方式2的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置中的電動(dòng)機(jī)的 頻率特性的曲線圖。
[0027] 圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置中的角度誤差 估計(jì)部的處理的流程圖。
[0028] 圖13是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的角度誤差估 計(jì)器的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置以及角度誤差校正方 法的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，關(guān)于在各圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，?biāo)注同一標(biāo)號(hào)而進(jìn)行說(shuō)明。
[0030] 實(shí)施方式1.
[0031] 圖1是示出包含本發(fā)明的位置檢測(cè)器的角度誤差校正裝置的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的 整體結(jié)構(gòu)的框圖。另外，圖2~5是示出已應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式1的位置檢測(cè)器的角度誤差 校正裝置的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的框圖。
[0032] 在圖1~5中，該電動(dòng)機(jī)的控制裝置具備速度指令值生成部1、速度控制器2、電流控 制器3、逆變器4、電動(dòng)機(jī)5、位置檢測(cè)器6、電流傳感器（電流檢測(cè)部)7、速度運(yùn)算部8、檢測(cè)位 置校正部9、位置運(yùn)算部11、坐標(biāo)變換器12以及角度誤差估計(jì)部20。
[0033] 速度指令值生成部1生成并輸出針對(duì)電動(dòng)機(jī)5的速度指令值。此外，雖未圖示，但速 度指令值生成部1可包含位置控制系統(tǒng)。即使在速度指令值生成部1包含位置控制系統(tǒng)的情 況下，也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
[0034] 速度控制器2將來(lái)自速度指令值生成部1的速度指令值與由速度運(yùn)算部8運(yùn)算出的 電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速的差值作為輸入，生成并輸出針對(duì)電動(dòng)機(jī)5的電流指令值。
[0035] 速度運(yùn)算部8根據(jù)由檢測(cè)位置校正部9校正來(lái)自位置檢測(cè)器6的輸出即電動(dòng)機(jī)5的 旋轉(zhuǎn)位置后的位置信息或角度信息，運(yùn)算出電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速并輸出。此外，速度運(yùn)算部8最簡(jiǎn) 單地是利用位置或角度的時(shí)間微分運(yùn)算出轉(zhuǎn)速。
[0036] 另外，速度運(yùn)算部8如圖2、4所示可根據(jù)位置檢測(cè)器6的位置信息（例如，光學(xué)式編 碼器的脈沖數(shù))進(jìn)行速度運(yùn)算，也可以如圖3、5所示根據(jù)由位置運(yùn)算部11運(yùn)算出的角度信息 進(jìn)行速度運(yùn)算。另外，速度運(yùn)算部8也可以包含用于測(cè)量時(shí)間的結(jié)構(gòu)。
[0037] 電流控制器3將來(lái)自速度控制器2的電流指令值與作為來(lái)自圖2、3所示的電流傳感 器7的輸出的相電流或電動(dòng)機(jī)5的軸電流的差值作為輸入，生成電動(dòng)機(jī)5的電壓指令值并輸 出，該電動(dòng)機(jī)5的軸電流是利用坐標(biāo)變換器12將圖4、5所示的相電流變換為d-q軸等而得到 的。
[0038] 位置運(yùn)算部11根據(jù)來(lái)自位置檢測(cè)器6的輸出即電動(dòng)機(jī)5的旋轉(zhuǎn)位置或由檢測(cè)位置 校正部9校正后的位置信息，對(duì)電動(dòng)機(jī)5的角度信息進(jìn)行運(yùn)算并輸出。另外，坐標(biāo)變換器12在 對(duì)電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行矢量控制的情況下，將來(lái)自電流傳感器7的相電流變換為α_β軸、d-q軸或γ _ S軸等適于控制的坐標(biāo)。
[0039] 檢測(cè)位置校正部9針對(duì)由位置運(yùn)算部11變換來(lái)自位置檢測(cè)器6的輸出即電動(dòng)機(jī)5的 旋轉(zhuǎn)位置或來(lái)自位置檢測(cè)器6的旋轉(zhuǎn)位置而得到的角度信息，加上或減去來(lái)自角度誤差估 計(jì)部20的輸出即角度誤差估計(jì)值，輸出校正后的位置信息或角度信息。
[0040] 電流傳感器7測(cè)定電動(dòng)機(jī)5的電流。例如，在電動(dòng)機(jī)5是三相電動(dòng)機(jī)的情況下，大多 測(cè)定二相的相電流，但也可以測(cè)定三相的相電流。此外，