电机驱动电压控制装置以及电机驱动电压控制方法_3

文档序号:9264878阅读:来源:国知局
电机的量化噪声降低。低通滤波器能够利用电机的电感。
[0062]根据本发明的方式,在为了抑制波纹量而进行的将PWM调制信号高频化时,能够抑制伴随该高频化而产生的量化噪声的增大,由此,能够将施加给电机的电压控制高精度化。
[0063]发明效果
[0064]如上说明,根据本发明的电机驱动电压控制装置以及电机驱动电压控制方法,在电机控制的高电压化中,能够抑制伴随量化噪声的增大的施加电压的控制精度的降低,提高电机速度的控制精度。
【附图说明】
[0065]图1是表示本申请发明的电机驱动电压控制的概略结构的图。
[0066]图2是用于说明本申请发明的电机驱动电压控制的各部的量化噪声的图。
[0067]图3是用于说明本申请发明的电机驱动电压控制的Δ Σ调制的电路结构例的图。
[0068]图4是基于PWM控制的电机控制的概略图,是用于说明量化噪声的增大的图。
[0069]图5是表示信号的层次数与量化步长以及噪声量化噪声之间的关系的图。
[0070]图6是用于说明基于PWM控制的波纹量的图。
【具体实施方式】
[0071]以下,参照图详细地说明本发明的实施方式。以下,使用图1?图3说明本发明的速度测定装置的结构例。
[0072]图1?3是用于说明本申请发明的电机驱动电压控制的结构例的图,图1是表示概略结构的图,图2是用于说明各部的量化噪声的图,图3是用于说明ΛΣ调制的电路结构例的图。
[0073][本申请发明的结构例]
[0074]说明本申请发明的电机驱动电压控制的结构例。图1 (a)表示从控制器等输入的驱动指令信号为电机侧的低通滤波器的截止频率以下的频率的情况下的结构例,图1(b)表示从控制器等输入的驱动指令信号为比电机侧的低通滤波器的截止频率高的频率的情况下的结构例。
[0075]在图1 (a)中,电机驱动电压控制装置I具备:高频率化部3,将来自控制器2的驱动指令信号高频率化;低层次部4,将进行了高频率化的驱动指令信号的层次低层次化且进行噪声整形;以及PWM调制部5,对低层次部4的输出的振幅进行脉冲宽度调制而生成驱动电压信号,将由PWM调制部5生成的驱动电压信号施加给电机20,从而进行基于驱动指令信号的驱动控制。
[0076]也可以设为将高电压化部6与PWM调制部5连接的结构。通过将由该高电压化部6进行了高电压化的驱动电压信号供应给电机20,能够将电机高输出化。
[0077]图1 (b)所示的电机驱动电压控制装置I表示省略了在控制器2和低层次部4之间设置的高频率化部3的结构,其他结构与图1(a)所示的结构相同。高频率化部3能够由进行以比低通滤波器的截止频率高的频率来进行采样的过采样的电路构成。
[0078]由于电机的电感作为低通滤波器而工作,所以在用于驱动电机的驱动电压信号中比该低通滤波器的截止频率高的频率分量被去除,不被供于电机驱动。从而,在从控制器等输入的驱动指令信号中,在比该低通滤波器的截止频率低的频带域中,只要是可得到电机控制所需的精度的频率特性就足够。
[0079]但是,在驱动指令信号以比低通滤波器的截止频率低的频率被送来的情况下,即使对驱动指令信号进行了噪声整形,也不能使量化噪声偏重于与截止频率相比更高频率侧,不具有量化噪声的降低效果。
[0080]因此,在驱动指令信号的频率被设定得比低通滤波器的截止频率低的情况下,通过以高频率对驱动指令信号进行过采样,在设为比低通滤波器的截止频率高的频率后,通过噪声整形调制而使量化噪声偏重于高频带域而进行低层次化。
[0081]图1(a)所示的结构表示在该驱动指令信号的频域的高频带域被设定得比低通滤波器的截止频率低的情况下应用的结构。高频率化部3将驱动指令信号的频率高频率化为比低通滤波器的截止频率高的频率。
[0082]另一方面,在驱动指令信号比由电机的电感形成的低通滤波器的截止频率高的频率的情况下,不需要通过过采样等来进行高频率化,所以能够设为省略了高频率化部3的结构。图1(b)所示的结构表示在该驱动指令信号的频率被设定得比低通滤波器的截止频率高的情况下应用的结构。
[0083]高频率化部3在与低层次部4相比更前阶段中以高频率对驱动指令信号进行采样,形成以高频率层次化且高频化的驱动指令信号。驱动指令信号从控制器2被输入。驱动指令信号能够设为驱动用于驱动机器人的臂或腿等或产业机械的驱动机构的电机的指令信号,但不限于此。
[0084]该驱动指令信号的高频化能够通过缩短进行量化的时钟间隔来进行,通过缩短PWM信号的脉冲的周期宽度,降低在电机驱动时的驱动电流的波纹幅度。进行高频化的频率能够使用PWM频率左右。
[0085]高频率化部3例如能够设为过采样电路,在来自控制器2的驱动指令信号的频域中,高频率分量被设定得比电机20侧的低通滤波器的截止频率低的情况下,高频率化部3以高频率对驱动指令信号进行过采样,取得比低通滤波器的截止频率高的频率。
[0086]在驱动指令信号以比低通滤波器的截止频率低的频率被送来的情况下,即使对驱动指令信号进行了噪声整形,也不能使量化噪声偏重于与截止频率相比更高频率侧,产生不具有量化噪声的降低效果的问题。对于该问题,在高频率化部3中将驱动指令信号高频率化,取得比低通滤波器的截止频率高的频率。由此,在噪声整形中,能够使噪声偏重于比低通滤波器的截止频率高的频域,因此能够去除在电机的低通滤波器中偏向高频域的噪声。
[0087]另外,在来自控制器的驱动指令信号以较高的频率被采样,被设定得比低通滤波器的截止频率高的情况下,不需要在高频率化部3中通过过采样等来进行高频率化。在这样的情况下,不进行高频率化,将驱动指令信号在低层次部4中进行噪声整形调制且低层次化。
[0088]从而,在能够根据来自控制器2的驱动指令信号的频率而选择性地配置高频率化部3,驱动指令信号的频率被设定得比低通滤波器的截止频率低的情况下,将高频率化部3配置在与低层次部4相比更前的阶段,在驱动指令信号的频率被设定得比低通滤波器的截止频率高的情况下,能够设为不需要低层次部4的配置。
[0089]此外,在高频率化部3进行的高频化中,进行以PWM载频的过采样处理,从而能够最高效率地减少量化噪声。
[0090]低层次部4将通过高频率化部3进行了高频率化的驱动指令信号低层次化。低层次部4将驱动指令信号的层次度低层次化为PWM调制部5的分辨率的范围内,通过噪声整形调制,将量化噪声的频率分布偏重于与包含电机的电感的低通滤波器的截止频率相比更高频率侧。低层次部4例如能够通过ΔΣ调制来进行。通过高频率化部3等的数字化处理而产生的量化噪声在采样频率的一半的频带域内以均匀等级分散。
[0091]低层次部4的噪声整形调制使量化噪声偏向高频带域侧,使低频带域侧的量化噪声的等级降低。由于所产生的量化噪声的能量为一定,所以通过设为使量化噪声偏向高频带域侧且使低频带域侧的量化噪声的等级降低的分布形状,低频带域侧的量化噪声的等级的绝对量降低。
[0092]低层次部4的调制信号的层次数通过低层次化而降低,形成比来自控制器2的驱动指令信号低的层次度的驱动电压信号。
[0093]通过低层次部4而低层次化以及噪声整形调制的驱动指令信号通
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