模拟角度传感器精度校正程序、校正方法、记录介质以及伺服驱动器的制作方法

专利名称：模拟角度传感器精度校正程序、校正方法、记录介质以及伺服驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及模拟角度传感器精度校正程序、校正方法、记录介质
以及伺服驱动器，特别涉及AC伺服电动机等电动机控制中使用的模 拟角度传感器精度校正程序等，其中对于分析器(resolver)或模拟 Sin波编码器等模拟角度传感器，驱动电动机的伺服驱动器无需使用 成为其他基准的编码器而可以自动地校正传感器精度。
背景技术：
分析器等模拟角度传感器以往以来被用作用于控制AC伺服电 动机等的角度传感器。这些传感器以模拟波形向电动机控制装置发送 角度信息。因此，为了在控制装置内的控制软件内将其用作电动机角 度/速度值，需要将其变换为数字值的处理。
图8是示出使用了模拟角度传感器的以往一般的电动机驱动方 法(分析器传感器的情况)的说明图。
图9是在图8的电动机驱动方法中示出模拟角度传感器波形的数 字变换方法的说明图。如图9所示，在以往的方法中，以模拟信号即 模拟波形向电动机控制装置83 (伺服驱动器)发送由角度传感器82 检测并生成的角度信息。经由电动机控制装置83的接口 84向R/D变 换电路85发送该模拟信号(Sin/Cos信号)，在此被变换为数字信号。 通过电动机控制用数字信号处理器(DSP) 86对所生成的数字位置信 息进行处理而生成PWM输出，由此控制电动机驱动电路87，向电动 机81反馈电动机U/V/W输出。图9示出对2048ct/360。的角度信息进 行模拟/数字变换时的例子。
另外，在该数字变换时，模拟波形的微小的失真成为原因，而在 相同的角度移动量下在数字值的计数间隔中也产生偏差。将该偏差定义为"节距(pitch)误差"。
图IO是示出产生节距误差的理由的说明图。在图中，在上部， 示出了以恒定速度旋转的模拟角度传感器波形，并且在下部，放大示 出了其^N、的一部分。其中，在左侧示出了理想的波形，在右侧示出
了实际的波形。如图所示，在电动机以恒定速度旋转的情况下，假设 其旋转速度严格地恒定，且由模拟角度传感器检测的模拟波形为理想 的波形，则在数字变换处理中的位置计数中，如图中的左下图所示， 应得到计数间隔-节距恒定的数字角度信息。但是，实际上，在模拟 波形中总是发生微小的失真，所以该失真被反映出，而如右下图所示， 成为在计数间隔-节距中产生了偏差的数字角度信息。
由于这样发生的节距误差，在电动机控制时的电动机电流中产生
"跳动(rampage)，，。
图11是示出在电动机控制装置中控制软件进行的、以往一般的 电动机速度计算方法的说明图。
Tc: 一个计数时间[sec]
Tsv:速度计算周期[sec
Net:速度计算周期中的计数数
Need:传感器分辨率(电动机一次旋转的计数数)
在图中，式(1)表示基于计数数的计算式，另外，式(2)表示 基于一个计数时间的计算式。如图所示，在以往的电动机控制装置中， 一般使用如下方法使用数字值的角度信息，根据该角度信息的一定 时间内的计数数或一个计数时间来计算电动机速度。
因此，在存在节距误差时，计数数、 一个计数时间变动，其结果， 电动机计算速度值不稳定而变动，在对电动机进行速度控制的情况 下，发生上述跳动，结果，产生无法提高控制响应性能等问题。因此， 以往，通过降低控制增益等处置，来降低或防止跳动的影响。另外， 以下将该跳动定义为"电流波动"。
但是，为了实现电动机控制的高精度化，提高角度传感器的精度 是重要的，在以往提出了多个技术提案，后述专利文献l中公开的技术也是其中之一。在该技术中，对多个来自分析器的模拟信号进行采 样，使用规定的计算式，分别计算出校正偏移、相位误差以及振幅误 差的误差参数，并根据该参数来校正旋转角度值。
专利文献1:日本特开2007 - 33412号公报"位置検出器O誤差 八°，乂一夕抽出装置及1>'誤差補正機能^備免3位置検出器(位置检 测器的误差参数抽出装置以及具备误差校正功能的位置检测器)"
另外，如上所述，通过降低控制增益等这样的应急处置来处理由 于对电动机进行速度控制时的节距误差而引起的跳动，但在通过调整 控制增益来进行的处理中本身存在界限。而且，在节距误差大的情况 下，即使电动机以恒定速度旋转，离散地计算的电动机旋转速度也大 幅变动。在伺服驱动器进行速度控制、位置控制的情况下，在速度计 算值中存在变动时，由于无法计算与速度指令值的正确的偏差，所以 成为无法提高控制响应速度的原因。
作为其对策，还有对速度计算值进行平均化这样的方法，但在这 样的方法中，由于直到使速度计算值收敛于实际速度为止需要相当的 时间，所以速度计算的响应时间被延长，结果，控制响应速度降低。 另外，在上述专利文献l的公开技术中，将偏移、相位误差、以及振 幅误差设为校正对象，由此无法应对更微视的误差即节距误差。

发明内容
本发明希望解决的课题在于，提供一种模拟角度传感器精度校正 程序、校正方法、记录介质以及伺服驱动器，除了上述以往技术的问
题以外，针对AC伺服电动机等电动机控制中使用的分析器或模拟Sin 波编码器等模拟角度传感器，可以通过自动的传感器精度的校正，抑 制由于上述节距误差引起的电动机旋转速度计算值的变动，由此可以 有效地防止电动机控制响应性能的降低。特别，提供一种驱动电动机 的伺服驱动器无需使用成为其他基准的编码器，而可以发挥上述功能 的模拟角度传感器精度校正程序、校正方法、记录介质以及伺服驱动 器。本申请发明者在研究了上述课题的结果发现了如下现象对由于 节距误差引起的速度计算值的变动进行检测，并根据该变动值计算出 校正值，使用该校正值来抑制速度计算值的变动，从而可以解决了上 述课题，由此完成了本发明。即，作为用于解决上述课题的手段，本 申请请求保护的发明或至少公开的发明如下所述。
(1) 一种能够由伺服驱动器或计算机执行的伺服电动机控制用 的模拟角度传感器精度校正程序，其特征在于，该程序使伺服驱动器 或计算机使用校正表，实现如下步骤
区域校正值更新步骤，用于对当初指令的电动机旋转速度即指令 速度值、与作为校正处理对象的速度即对象速度值进行比较，根据该 结果对在该校正表中的校正区域中设定的校正值实施校正值更新处 理；
速度校正步骤，使用通过该区域校正值更新步骤更新后的校正 值，对上述对象速度值实施校正计算；以及
区域处理状况判定步骤，用于为了针对该校正表的所有校正区域 应用该区域校正值更新步骤而判定该步骤的实施状况，
其中在该校正表的结构中，针对为了用作上述校正值更新处理的 单位而对电动机轴旋转角度范围进行分割而成的各校正区域中的每 一个，配置了用于在针对上述对象速度值的校正计算中使用的能够变 更的校正值。
(2 ) —种能够由伺服驱动器或计算机执行的伺服电动机控制用 的模拟角度传感器精度校正程序，其特征在于，该程序使伺服驱动器 或计算机使用校正表，实现如下步骤
区域确认需要与否判定步骤，用于判定是否需要根据由角度传感 器得到的位置信息检测的当前的校正区域中的校正值更新处理；
区域校正值更新步骤，在该区域确认需要与否判定步骤中判定为 需要该校正区域中的确认的情况下，对当初指令的电动机旋转速度即 指令速度值、与作为校正处理对象的速度即对象速度值进行比较，根 据该结果对该校正表中的校正区域中设定的校正值实施校正值更新
9处理；
速度校正步骤，使用通过该区域校正值更新步骤更新后的校正 值，对上述对象速度值实施校正计算；以及
区域处理状况判定步骤，用于为了针对该校正表的所有校正区域 应用该区域校正值更新步骤而判定该步骤的实施状况，
其中，在该校正表的结构中，针对为了用作上述校正值更新处理 的单位而对电动机轴旋转角度范围进行分割而成的各校正区域中的
每一个，配置了用于在针对上述对象速度值的校正计算中使用的能够 变更的校正值。
(3) 在上述(1)或(2)所述的模拟角度传感器精度校正程序 中，其特征在于，在上述区域校正值更新步骤中，对当前的校正区域 以及与其具有一定关系的其他校正区域进行校正值更新处理。
(4) 在上述(3)所述的模拟角度传感器精度校正程序中，其特 征在于，在上述区域校正值更新步骤中进行的校正值更新处理是根据 各校正区域对之前设定的校正值加减特定的单位常数的处理。
(5) 在上述(4)所述的模拟角度传感器精度校正程序中，其特 征在于，上述其他校正区域是与上述当前的校正区域邻接的一个校正 区域。
(6 )在上述(5 )所述的模拟角度传感器精度校正程序中，其特 征在于，上述校正值更新处理是针对上述当前的校正区域和上述邻接 的一个校正区域，对一个加上上述特定的单位常数，对另一个加上符 号与其相反的数的处理。
(7)在上述(6)所述的模拟角度传感器精度校正程序中，其特 征在于，在上述校正值更新处理中，在上述当前的校正区域中上述对 象速度值比上述指令速度值大的情况下，对之前在该校正区域中设定 的校正值加上"一 l特定的单位常数l"，对与其邻接的校正区域加上"+ l特定的单位常数l"，并且在该对象速度值比该指令速度值小的情况 下，对之前在该校正区域中设定的校正值加上"+ l特定的单位常数卩，， 对与其邻接的校正区域加上"-l特定的单位常数l"。(8) 在上述(5) ~ (7)中的任意一项所述的模拟角度传感器 精度校正程序中，其特征在于，在上述速度校正步骤中，根据在上述
值、两个校正区域间的间隔角度即区域内插角度、以及从由角度传感 器取得的位置信息中得到的当前的电动机轴角度值，计算速度校正值 变量Kvcp，对从由角度传感器取得的位置信息中得到的以往的计算 速度变量V乘以该速度校正值变量Kvcp，计算校正后计算速度Vsv。
(9) 在上述(3) ~ (8)中的任意一项所述的模拟角度传感器 精度校正程序中，其特征在于，对上述校正表初始设定的校正值是0 以上且2以下的数。
(10) 在上述(I) ~ (9)中的任意一项所述的模拟角度传感器 精度校正程序中，其特征在于，设置了四个以上的上述校正区域，以 等角度设置了所有校正区域。
(11) 在上述(l) ~ (9)中的任意一项所述的模拟角度传感器 精度校正程序中，其特征在于，使伺服驱动器或计算机执行次数判定 步骤，在该次数判定步骤中，将针对上述校正表的所有校正区域的上 述区域校正值更新步骤的完成设为一个所有校正值更新处理，预先设 定应实施的该所有校正值更新处理次数，判定是否达到该次数。
(12) 在上述(11)所述的模拟角度传感器精度校正程序中，在
情况下，将上述校正表保存在非易失性存储器中。
(13 ) —种伺服驱动器或计算机能够读取的记录介质，其特征在 于，该记录介质记录有上述(1) ~ (12)中的任意一项所述的模拟 角度传感器精度校正程序。
(14)一种伺服驱动器，其特征在于，该伺服驱动器记录有上述 (1) ~ (12)中的任意一项所述的模拟角度传感器精度校正程序或 能够执行该程序。
(15 )—种能够由伺服驱动器或计算机执行的伺服电动机控制用 的模拟角度传感器精度校正方法，其特征在于，该方法使用校正表，
ii并具备如下步骤
区域确认需要与否判定步骤，用于判定是否需要根据由角度传感 器得到的位置信息检测的当前的校正区域中的校正值更新处理；
区域校正值更新步骤，在该区域确认需要与否判定步骤中判定为 需要该校正区域中的确认的情况下，对当初指令的电动机旋转速度即 指令速度值、与作为校正处理对象的速度即对象速度值进行比较，根 据该结果对该校正表中的校正区域中设定的校正值实施校正值更新 处理；
速度校正步骤，使用通过该区域校正值更新步骤更新后的校正 值，对上述对象速度值实施校正计算；以及
区域处理状况判定步骤，用于为了针对该校正表的所有校正区域 应用该区域校正值更新步骤而判定该步骤的实施状况，
其中，在该校正表的结构中，针对为了用作上述校正值更新处理 的单位而对电动机轴旋转角度范围进行分割而成的各校正区域中的 每一个，配置了用于在针对上述对象速度值的校正计算中使用的能够 变更的校正值。
(16) 在上述(15)所述的模拟角度传感器精度校正方法中，其 特征在于，在伺服驱动器或计算机中能够执行次数判定步骤，在该次 数判定步骤中，将针对上迷校正表的所有校正区域的上述区域校正值 更新步骤的完成设为一个所有校正值更新处理，预先设定应实施的该 所有校正值更新处理次数，判定是否达到该次数。
(17) 在上述(16)所述的模拟角度传感器精度校正方法中，其 特征在于，在上述次数判定步骤中达到了上述设定的所有校正值更新 处理次数的情况下，将上述校正表保存在非易失性存储器中。
(18) —种上述(8)所述的模拟角度传感器精度校正程序中使 用的速度校正步骤即速度校正算法，其特征在于，还能够使用在伺服 电动机中的通常的伺服控制中的速度计算中。
即，在本发明的典型的例子中，基本上，以恒定速度的速度指令 进行速度控制，此时，在所有角度区域中，进行针对将物理上的电动机旋转角度分割为多个区域而得到的角度范围(角度区域)中的每一 个取入电动机速度计算值，并根据其与指令速度之差，对该角度区域 中的校正值仅修改微小值这样的处理，将上述一连串的校正值修改处 理进行多次，从而决定校正值。
另外，在进行通常的速度计算的情况下，对以往的速度计算值， 乘以对应的电动机角度区域的校正值，计算出校正后的计算值。另夕卜， 本发明在计算校正值时，还实施了在实际的电动机速度与速度计算值 之间不产生差那样的方案。
由于如上所述构成本发明的模拟角度传感器精度校正程序、校正
方法、记录介质以及伺服驱动器，由此，针对AC伺服电动机等电动 机控制中使用的分析器等模拟角度传感器，可以通过自动的传感器精 度的校正，抑制由于上述节距误差引起的电动机旋转速度计算值的变 动，可以有效地防止电动机控制响应性能的降低。特别，驱动电动机 的伺服驱动器无需使用成为其他基准的编码器，而可以得到上述效 果。
即，根据本发明的模拟角度传感器精度校正程序等，可以降低由 于传感器精度的恶化而引起的电流波动，由此可以进一步提高控制增 益，其结果可以提高电动机控制响应性能。
另外，本发明的模拟角度传感器精度校正程序等为了进行计算校 正值无需特别的设备或装置等，所以可以廉价且短时间地计算校正值 来得到规定的效果。


图1是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序的基本步骤 的流程图。
图2是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序中使用的校 正区域的例子的说明图。
图3是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序中使用的与 图2的校正区域例子对应的校正表的基本结构以及实际的构成例的说明图。
图4是进一步详细说明本发明的模拟角度传感器精度校正程序 中的区域校正值更新步骤的构成例的流程图。
图5是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序的速度校正 步骤的构成例的流程图。
图6是对于本发明的模拟角度传感器精度校正程序的基本步骤， 示出其他例子的流程图。
图7是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序的实施例的 流程图。
图8是示出使用了模拟角度传感器的以往一般的电动机驱动方 法(分析器传感器的情况)的说明图。
图9是在图8的电动机驱动方法中示出模拟角度传感器波形的数 字变换方法的说明图。
图IO是示出在以往技术中产生节距误差的理由的说明图。
图11是示出在电动机控制装置中控制软件进行的、以往一般的 电动机速度计算方法的说明图。
标号说明
S0速度校正步骤(速度校正算法)
Pl、 P2、 P3、 P4速度校正步骤(速度校正算法)S0中的步骤
Sl次数判定步骤
S2区域确认需要与否判定步骤
S3区域校正值更新步骤
S31、 S32、 S33、 S34、 S35区域校正值更新步骤S3中的步骤
S4区域处理状况判定步骤
A3角度传感器位置信息
T校正表
VI指令速度值
V2对象速度值V9校正后的速度
S70速度校正步骤(速度校正算法)
S701、 S702、 S703速度校正步骤(速度校正算法)S70中的步
骤
S71次数判定步骤
S712次数判定步骤S71后的步骤
S719校正表保存步骤
S72区域确认需要与否判定步骤
S73区域校正值更新步骤
S731、 S732、 S733、 S734、 S735区域校正值更新步骤S73中的
步骤
S74区域处理状况判定步骤
S75初始化步骤
S76初始化步骤S75后的步骤
81电动才几
82角度传感器
83电动机控制装置(伺服驱动器) 84接口
85R/D变换电路
86电动机控制用数字信号处理器(DSP) 87电动才几驱动电路
具体实施例方式
以下，根据附图对本发明进行详细说明。
图1是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序的基本步骤 的流程图。另外，图2是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序 中使用的校正区域的例子的说明图，图3是示出本发明的模拟角度传 感器精度校正程序中使用的与图2的校正区域例子对应的校正表的基 本结构以及实际的构成例的说明图。在图3中，左半部示出校正表的
15基本结构，右半部示出实际的构成例。首先，以图1为中心，对本发明的程序的基本原理进行说明，之后，对更具体的构成进行说明。
如图1等所示，本发明的模拟角度传感器精度校正程序的基本原
理、结构在于，使伺服驱动器或计算机实现如下功能区域校正值更新步骤S3，用于使用校正表T，对当初指令的电动机旋转速度即指令速度值VI、与作为校正处理对象的速度即对象速度值V2进行比较，根据其结果对校正表T中的校正区域中设定的校正值实施校正值更新处理，其中，在上述校正表T的结构中，针对为了用作校正值更新处理的单位而分割电动机轴旋转角度范围而成的各校正区域的每一个，配置了用于在针对对象速度值的校正计算中使用的可以变更的校正值；速度校正步骤S0，使用通过区域校正值更新步骤S3更新后的校正值，对上述对象速度值V2实施校正计算；以及区域处理状况判定步骤S4，用于为了针对校正表T的所有校正区域应用区域校正值更新步骤S3而判定该步骤的实施状况。
由于具备上述结构，所以通过执行本模拟角度传感器精度校正程序，内置了该程序的伺服驱动器或计算机实施如下步骤。即，在区域校正值更新步骤S3中，对当初指令的电动机旋转速度即指令速度值VI、与作为校正处理对象的速度即对象速度值V2进行比较，根据其结果对校正表T中的校正区域中设定的校正值实施校正值更新处理，并且，在速度校正步骤S0中，使用通过区域校正值更新步骤S3更新后的校正值，对对象速度值V2实施校正计算，然后，在区域处理状况判定步骤S4中，通过判定区域校正值更新步骤S3步骤的实施状况，针对校正表T的所有校正区域进行该步骤S3的应用。
如图l所示，在本发明的程序中，还设置了区域确认需要与否判定步骤S2，在该区域确认需要与否判定步骤S2中，根据由角度传感器得到的位置信息A3判定是否需要所检测的当前的校正区域中的校正值更新处理，可以构成为在该区域确认需要与否判定步骤S2中判定为需要校正区域中的确认的情况下，执行区域校正值更新步骤S3。
在上述结构的情况下，在区域确认需要与否判定步骤S2中，根据由角度传感器得到的位置信息A3判定是否需要所检测的当前的校正区域中的校正值更新处理，在判定为需要校正区域中的确认的情况下，执行区域校正值更新步骤S3。
对图2以下的图进行说明。在图2中，示出了分割数Ndiv- 12、即以等角对电动机轴角度进行12分割的例子，但本发明不限于此，也可以设为其他分割数、非等角。但是，优选在校正处理上等角地分割各区域。另外，通过设定为以某种程度多的校正区域数，也可以严格地进行本发明的传感器精度校正处理，所以优选至少设置比2分割、3分割多的分割数。
另外，在图3的校正表说明图中，将校正区域的序号设为n,将基准位置-各校正区域间的角度设为区域内插角度Adg(n) [°]，将各校正区域中的可以变更的校正值设为Kvcp (n)[倍]，将最小分辨率设为Klsb。此处，最小分辨率Klsb表示校正值Kvcp (n)的分辨率，其值越小，可以进行精度越良好的校正。
另外，图3中示出的栏A是Kvcp (n)的物理值，其表示在实施速度校正计算的情况下对速度计算值相乘的校正值Kvcp (n)在物理上相当于几倍，成为校正后速度rpm-Kvcp ( n )的物理值x校正前速度[rpm的关系。
另外，同样地，栏B是Kvcp(n)的实际数据，其是在Kvcp(n)的校正数据的软件上处理的数值，1的值具有1/Klsb的权重。即，在Kvcp (n)的实际数据-Klsb时，Kvcp (n)的物理值成为一倍。
另外，同样地，实际数据的例子示出Kvcp(n)的物理值与Kvcp(n)的实际数据的关系的例子。另外，图3例示出最小分辨率KIsp=2A13的情况。
在后述的说明中将再次使用这些图。
另外，虽然可以适当设定在图3的校正表中初始设定的校正值，但也可以特别将其限定成0以上2以下的数。另外，还可以限定为设置四个以上的校正区域并且以等角度设置了所有校正区域这样的结构。图4是进一步详细说明本发明的模拟角度传感器精度校正程序 中的区域校正值更新步骤的构成例的流程图。如图所示，在本发明的 程序的区域校正值更新步骤S3中，可以对当前的校正区域以及与其 具有一定关系的其他校正区域进行校正值更新处理。
即，设为在一次的区域校正值更新步骤S3中，进行多个校正区 域中的校正，而且根据一定的关系选择并确定作为校正对象的校正区 域，所以可以实现校正作业的高效化。可以将该一定的关系简单地设 为两个校正区域相互邻接的关系。
另外，可以将在区域校正值更新步骤S3中进行的校正值更新处 理设为与各校正区域对应地针对之前设定的校正值加减特定的单位 常数的处理。根据上述方法，可以实现校正值更新处理的高效化，并 且，可以有效地抑制电动机旋转速度计算值的变动。
如上所述，在本发明的模拟角度传感器精度校正程序中，可以具 体构成为将在区域校正值更新步骤S3中进行的校正值更新处理设为 如下处理特别，对当前的校正区域和与其邻接的一个校正区域，对 一个加上特定的单位常数，对另一个加上符号与其相反的数。
即，可以如图4的具体例所示，将校正值更新步骤S3的处理构 成为下述那样的处理。
在当前的校正区域n中判断对象速度值Vsv是否比指令速度值 Vcmd大(步骤S31)，在"是，，即大的情况下，对之前在校正区域n 中设定的校正值Kvcp (n)加上"-l特定的单位常数l"(步骤S32)。 在图中，对Kvcp ( n )加上"-Dp"。然后，在与其邻接的校正区域n + 1中，对之前设定的校正值Kvcp ( n + 1)加上"+ l特定的单位常数 I"(步骤S22 )。在图中，对Kvcp ( n + 1)加上"+ Dp"。
另一方面，在"否"、即对象速度值Vsv比该指令速度值Vcmd 小的情况下，对之前在校正区域n中设定的校正值加上"+ |特定的单 位常数I"(步骤S34)。在图中，对Kvcp (n)加上"+ Dp"。然后， 在与其邻接的校正n + l中，加上"-l特定的单位常数l，，(步骤S35)。 在图中，对Kvcp (n + l)力口上"-Dp"。这样，作为基于特定的单位常数的联动的处理，可以构成校正值更新处理。
在校正值更新步骤S3中，在当前的校正区域中的校正值更新处 理完成后，在接下来的区域处理状况判定步骤S4中，判定区域校正 值更新步骤S3步骤的实施状况即实施的有无，直到对所有校正区域 应用校正值更新步骤S3为止反复本程序中的步骤，最终，针对校正 表的所有校正区域应用该步骤S3。
通过这样构成校正值更新步骤S3中的校正值更新处理，所有校 正值的相乘值成为1.0倍，所以电动机旋转速度计算值的平均值的变 化消失，可以降低电流波动，由此可以进一步提高控制增益，其结果 可以提高电动机控制响应性能。
图5是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序的速度校正 步骤的构成例的流程图。如图所示，速度校正步骤(S0)是使用上述 校正表来实施校正速度计算的手法，具体而言可以如下所述构成。
可以构成为如下步骤在当前的校正区域n以及邻接的校正区域 n + l中根据校正值更新处理后的各校正值Kvcp(n)、 Kvcp ( n + 1 )、 两个校正区域n、 n +1之间的间隔角度即区域内插角度Adg (n)、 以及从由角度传感器取得的位置信息中得到的当前的电动机轴角度 Rdg，计算速度校正值变量Kvcp，对根据由角度传感器取得的位置信 息得到的以往的计算速度变量V乘以该速度校正值变量Kvcp，计算 校正后计算速度Vsv。
如图1、以及在后叙述的图6、 7所示，在本发明的模拟角度传 感器精度校正程序中可以使用图示的流程，另外在通常的伺服控制中 的速度计算时也可以使用图示的流程。
进一步详细说明图5所示的步骤。
在步骤Pl中，根据角度传感器信息计算出以往的计算速度 V[rpm，并且，在步骤P2中，计算出区域序号n。然后，在步骤P3 中，根据当前的区域n的校正表值Kvcp (n)、相邻的区域n + l的 校正表值Kvcp (n + l)、以及图3所示的区域内插角度Adg ( n ), 内插计算当前的电动机轴角度的速度校正值(图中，式(3))。另外，此处，区域内插角度Adg (n)优选处于校正区域的中心角度， 但由于此时内插计算变得烦杂，所以在图示例子中，将区域内插角度 Adg(n)设定在内插区域的端点。由此，只要校正区域的分割数Ndiv 充分大，则实际上也不会产生问题。
另外，图中的表示的意义如下所述。
V:以往的计算速度[rpm变量
Vsv:校正后计算速度值[rpm变量
Kvcp ( n ):校正表值(n -区域序号)[倍变量
Kvcp:速度校正值[倍变量
Rdg:当前电动^L轴角度[。变量
Adg(n):区域内插角度(n=区域序号)[°常数
虽然重复，但通过在步骤P4中对这样计算出的速度校正值Kvcp 和计算速度V[rpm进行乘法运算，计算出校正后的计算速度Vsv(图 中，式(4))。
图6是对于本发明的模拟角度传感器精度校正程序的基本步骤 示出其他例子的流程图。如图所示，本程序例是除了图1所示的结构 以外，还设置有次数判定步骤S1的构成。此处，次数判定步骤S1是 指如下的步骤将针对校正表的所有校正区域的区域校正值更新步骤 S3的完成设为一个所有校正值更新处理，预先设定应实施的所有校正 值更新处理次数，判定是否达到该次数。
在图中，将次数判定步骤S1设置在区域确认需要与否判定步骤 S2、区域校正值更新步骤S3、以及区域处理状况判定步骤S4的所有 步骤的上游侧、并且速度校正步骤S0的下游侧，但不限于此。只要 可以设定成判定实际的校正值更新处理次数是否达到预先设定的所 有校正值更新处理次数，在没有达到的情况下，直到达到为止重复区 域校正值更新处理步骤S3，并且在达到的情况下，进行规定的终结处 理，则可以i殳置在流程中的适合的位置。
可以将在次数判定步骤Sl中到达了设定的所有校正值更新处理 次数时的终结处理设为向非易失性存储器保存当前的校正表的处理。图7是示出本发明的模拟角度传感器精度校正程序的实施例的 流程图。根据该图和上图5，对本发明的实施例进行说明。图7中的 表示的意思如下所述。
Vcmd:速度指令[rpm常数
Vsv:校正后计算速度值[rpm变量
Pen:校正值更新结束次数[次常数
Cchk:校正值更新次数[次变量
Kvcp ( n ):校正表值(n =区域序号)[倍变量
Dp:校正值更新单位[倍常数
如图2所示，首先设定将电动机l旋转的角度用常数Ndiv分割 的校正区域。在本例子中，设置Ndiv-12即全部12个区域(角度范 围)。然后，准备对各个角度范围配置了校正值Kvcp (n)的结构的 校正表(图3 )。
将校正值Kvcp (n)的物理值设为0~2倍的范围。即，校正值 Kvcp (n)是具有0~2倍的物理权重的固定小数数据(fixed-point data)，此处，将校正值Kvcp(n)的最小分辨率(以下还简称为"分 辨率")定义为Klsb,如上所述，其值越小，可以实现精度越高的校 正。另外，将分辨率Klsb的初始值设为一倍。
在进行了校正区域的设定、校正表的准备后，如图7所示，首先 在速度校正步骤S70中，以恒定速度Vcmd对电动机进行速度控制 (S701)。利用使用了每次更新的校正值(以下还称为"校正表值"或 "校正表值变量，，)Kvcp (n)的校正后的计算速度(以下还称为"校正 后计算速度值变量，，)Vsv[rpm来进行速度控制(图5)。即，在步骤 S701中，进行速度控制以成为速度指令常数Vcmd[rpm-校正后计 算速度值Vsv[rpm。
经由图7的速度校正步骤中的步骤S702"速度校正算法"，得到 新的校正后速度计算值Vsv (步骤S703)。在实施例中，在后述区域 确认需要与否判定步骤S72之前，设置次数判定步骤S71。此处，对 校正值更新次数Cchk与校正值更新结束次数(或者"校正值更新结束
21次数常数")Pcn进行比较，如果前者超过后者，则将校正表保存在非 易失性存储器中(步骤S719)，基于本程序的伺服驱动器等的作业结 束。另一方面，在前者是后者以下的情况下，进入到以后的步骤。但 是，其只不过是一个例子，次数判定步骤S71中的判断方法不限于此。 例如，也可以是以下那样的方法。即，是如下方法对校正值更新次 数Cchk与校正值更新结束次数(或"校正值更新结束次数常数")Pen 进行比较，如果前者是后者以上，则将校正表保存在非易失性存储器， 基于本程序的伺服驱动器等的作业结束。另一方面，在前者比后者小 的情况下，进入到以后的步骤。
另外，该步骤S71的位置如上所述不限于实施例。
另外，在校正值更新步骤S73之前，根据角度传感器信息，检索 电动机轴角度处于当前校正表的哪个校正区域n中(S712)。然后， 实施所检索的校正区域n中的校正表值Kvcp( n )的校正值更新步骤。
具体而言，首先，在区域确认需要与否判定步骤S27中，判断所 检索的校正区域n是否为已经确认、校正值更新结束的校正区域。在 "是"、即校正区域n是已经确认结束、更新结束的情况下，绕过之后 的校正更新步骤S73，进入到区域处理状况判定步骤S74。即，不检 查临时检查的区域。在"否"、即校正区域n是尚未确认、尚未更新的 情况下，进入到之后的校正值更新步骤S73。
在校正值更新步骤S73中，对在速度校正步骤S70中计算的校 正后计算速度值Vsv[rpm、和速度指令值Vcmd[rpm进行比较(步 骤S731)，例如如图所示，在计算速度值Vsv比指令值Vcmd大的 情况下("是，，)，对校正表值Kvcp (n)加上校正值更新单位常数-Dp(步骤S732)，另一方面，在小的情况下("否，，)，加上+ Dp(步 骤S734)。进而，对与更新处理了校正值的校正区域n的相邻的校正 区域n + 1相关的校正表值Kvcp ( n + 1)，加上将加到校正区域n的 校正表值Kvcp( n )的校正值更新单位常数的符号反转而得到的值(步 骤S733、步骤S735)。通过这样联动的处理，所有校正值的相乘值 成为l.O倍，所以电动机旋转速度计算值的平均值的变动被抑制。
22200780053280.0
校正值更新单位常数Dp越小，校正值的计算精度越高。但是， 由于同时校正值的收敛时间延长，所以根据收敛时间与校正计算精度 的权衡来设定最佳的值即可。
另外，如果将校正值更新单位常数Dp的初始值设为较大的值， 并随着校正值更新次数Cchk递增而逐渐减小校正值更新单位常数 Dp，则可以在较高地维持校正计算精度的同时，缩短收敛时间。
针对每个祠服处理周期，实施校正值更新步骤S73中的校正表值 Kvcp (n)的计算，并且直到在所有校正区域中该计算结束为止反复 该计算。
在区域处理状况判定步骤S74中，判断所有校正区域中的确i人、 校正值更新处理是否完成，在判断为"否"、即仍存在未确认、未处理 的校正区域的情况下，返回到之前的步骤，以反复本程序的流程。然 后，再次从开始通过相同的步骤进行处理，直到达到所设定的校正值 更新结束次数Pen为止反复该处理。
另一方面，在判断为"是"、即所有校正区域是确认结束、校正值 更新处理结束的区域的情况下，由于到此应完成了一次所有校正值更 新处理，所以进行区域确认结束信息的初始化(步骤S75)，并且对 校正值更新次数变量Cchk加上1 (步骤S76)，返回到本程序的流程 之前的步骤。
虽然校正值更新结束次数Pen的设定是任意的，只要设定为了 使校正后计算速度值Vsv的值收敛而充分的次数即可。
另夕卜，由于进行校正值计算的对象的校正区域n针对每个伺服处 理周期随机地变化，所以在所有校正区域中的校正值更新处理结束之 前，还有可能检索出已经结束了计算处理的校正区域。但是，在该情 况下，由于如上所述通过区域确认需要与否判定步骤S72进行处理， 所以不会重复对校正表值Kvcp ( n )进行更新处理。
另外，通过将进行校正计算时的速度指令值Vcmd[rpm设定为 无法用伺服处理周期的时间除尽的值，可以降低反复检索相同的校正 区域的概率。另外，在校正值计算中的速度控制中，每次都利用使用每次更新
后的校正表值Kvcp (n)计算的校正后的计算速度Vsv。
通过减小校正区域的分割数Ndiv和校正表值的最小分辨率 Klsb,可以提高速度校正值的精度。因此，通过与进行伺服控制的伺 服驱动器或计算机的运算装置具有的存储器容量的权衡，设定为尽可 能大的值即可。
以上说明的本发明的模拟角度传感器精度校正程序既可以存储 在伺服驱动器或计算机可以读取的记录介质中，也可以直接存储在伺 服驱动器中。
产业上的可利用性
根据本发明的模拟角度传感器精度校正程序等，可以降低由于传 感器精度的恶化的电流波动，由此可以进一步提高控制增益，可以提 高电动机控制响应性能。而且，无需特别的设备、装置等，廉价且短 时间地得到规定的效果，所以是在电动机控制及其相关领域中利用价 值非常高的发明。
权利要求
1.一种能够由伺服驱动器或计算机执行的伺服电动机控制用的模拟角度传感器精度校正程序，其特征在于，该程序使伺服驱动器或计算机使用校正表，实现如下步骤区域校正值更新步骤，用于对当初指令的电动机旋转速度即指令速度值、与作为校正处理对象的速度即对象速度值进行比较，根据该结果对在该校正表中的校正区域中设定的校正值实施校正值更新处理；速度校正步骤，使用通过该区域校正值更新步骤更新后的校正值，对上述对象速度值实施校正计算；以及区域处理状况判定步骤，用于为了针对该校正表的所有校正区域应用该区域校正值更新步骤而判定该步骤的实施状况，其中在该校正表的结构中，针对为了用作上述校正值更新处理的单位而对电动机轴旋转角度范围进行分割而成的各校正区域中的每一个，配置了用于在针对上述对象速度值的校正计算中使用的能够变更的校正值。
2. —种能够由伺服驱动器或计算机执行的伺服电动机控制用的 模拟角度传感器精度校正程序，其特征在于，该程序使伺服驱动器或 计算机使用校正表，实现如下步骤区域确认需要与否判定步骤，用于判定是否需要根据由角度传感 器得到的位置信息检测的当前的校正区域中的校正值更新处理；区域校正值更新步骤，用于在该区域确认需要与否判定步骤中判 定为需要该校正区域中的确认的情况下，对当初指令的电动机旋转速 度即指令速度值、与作为校正处理对象的速度即对象速度值进行比 较，根据该结果对该校正表中的校正区域中设定的校正值实施校正值 更新处理；速度校正步骤，使用通过该区域校正值更新步骤更新后的校正 值，对上述对象速度值实施校正计算；以及区域处理状况判定步骤，用于为了针对该校正表的所有校正区域 应用该区域校正值更新步骤而判定该步骤的实施状况，其中，在该校正表的结构中，针对为了用作上述校正值更新处理 的单位而对电动机轴旋转角度范围进行分割而成的各校正区域中的 每一个，配置了用于在针对上述对象速度值的校正计算中使用的能够 变更的校正值。
3. 根据权利要求1或2所述的模拟角度传感器精度校正程序， 其特征在于，在上述区域校正值更新步骤中，对当前的校正区域以及 '与其具有一定关系的其他校正区域进行校正值更新处理。
4. 根据权利要求3所述的模拟角度传感器精度校正程序，其特 征在于，在上述区域校正值更新步骤中进行的校正值更新处理是根据 各校正区域对之前设定的校正值加减特定的单位常数的处理。
5. 根据权利要求4所述的模拟角度传感器精度校正程序，其特 征在于，上述其他校正区域是与上述当前的校正区域邻接的一个校正 区域。
6. 根据权利要求5所述的模拟角度传感器精度校正程序，其特 征在于，上述校正值更新处理是针对上述当前的校正区域和上述邻接 的一个校正区域，对一个加上上述特定的单位常数，对另一个加上符 号与其相反的数的处理。
7. 根据权利要求6所述的模拟角度传感器精度校正程序，其特 征在于，在上述校正值更新处理中，在上述当前的校正区域中上述对 象速度值比上述指令速度值大的情况下，对之前在该校正区域中设定 的校正值加上"—l特定的单位常数l，，，对与其邻接的校正区域加上"+ l特定的单位常数l",而在该对象速度值比该指令速度值小的情况下， 对之前在该校正区域中设定的校正值加上"+ l特定的单位常数l"，对 与其邻接的校正区域加上"—l特定的单位常数卩，。
8. 根据权利要求5~7中的任意一项所述的模拟角度传感器精度 校正程序，其特征在于，在上述速度校正步骤中，根据在上述当前的 校正区域以及邻接的校正区域中校正值更新处理后的各校正值、两个校正区域间的间隔角度即区域内插角度、以及从由角度传感器取得的位置信息中得到的当前的电动机轴角度，计算速度校正值变量Kvcp ， 对从由角度传感器取得的位置信息中得到的以往的计算速度变量V 乘以该速度校正值变量Kvcp,计算校正后计算速度Vsv。
9. 根据权利要求3~8中的任意一项所述的模拟角度传感器精度 校正程序，其特征在于，对上述校正表初始设定的校正值是O以上且 2以下的数。
10. 根据权利要求1~9中的任意一项所述的模拟角度传感器精 度校正程序，其特征在于，设置了四个以上的上述校正区域，以等角 度设置了所有校正区域。
11. 根据权利要求1~9中的任意一项所述的模拟角度传感器精 度校正程序，其特征在于，使伺服驱动器或计算机执行次数判定步骤， 在该次数判定步骤中，将针对上述校正表的所有校正区域的上述区域 校正值更新步骤的完成设为一个所有校正值更新处理，预先设定应实 施的该所有校正值更新处理次数，判定是否达到该次数。
12. 根据权利要求11所述的模拟角度传感器精度校正程序，其 特征在于，在上述次数判定步骤中达到了上述设定的所有校正值更新 处理次数的情况下，将上述校正表保存在非易失性存储器中。
13. —种伺服驱动器或计算机能够读取的记录介质，其特征在于， 该记录介质记录有权利要求1~ 12中的任意一项所述的模拟角度传感 器精度校正程序。
14. 一种伺服驱动器，其特征在于，该伺服驱动器保存有权利要 求1~12中的任意一项所述的模拟角度传感器精度校正程序或能够执 行该程序。
15. —种能够由伺服驱动器或计算机执行的伺服电动机控制用的 模拟角度传感器精度校正方法，其特征在于，该方法使用校正表，并 具备如下步骤区域确认需要与否判定步骤，用于判定是否需要根据由角度传感 器得到的位置信息检测的当前的校正区域中的校正值更新处理；区域校正值更新步骤，用于在该区域确认需要与否判定步骤中判 定为需要该校正区域中的确认的情况下，对当初指令的电动机旋转速 度即指令速度值、与作为校正处理对象的速度即对象速度值进行比 较，根据该结果对该校正表中的校正区域中设定的校正值实施校正值更新处理；速度校正步骤，使用通过该区域校正值更新步骤更新后的校正 值，对上述对象速度值实施校正计算；以及区域处理状况判定步骤，用于为了针对该校正表的所有校正区域 应用该区域校正值更新步骤而判定该步骤的实施状况，其中，在该校正表的结构中，针对为了用作上述校正值更新处理 的单位而对电动机轴旋转角度范围进行分割而成的各校正区域中的 每一个，配置了用于在针对上述对象速度值的校正计算中使用的能够 变更的校正值。
16. 根据权利要求15所述的模拟角度传感器精度校正方法，其 特征在于，在伺服驱动器或计算机中能够执行次数判定步骤，在该次 数判定步骤中，将针对上述校正表的所有校正区域的上述区域校正值 更新步骤的完成设为一个所有校正值更新处理，预先设定应实施的该 所有校正值更新处理次数，判定是否达到该次数。
17. 根据权利要求16所述的模拟角度传感器精度校正方法，其 特征在于，在上述次数判定步骤中达到了上述设定的所有校正值更新 处理次数的情况下，将上述校正表保存在非易失性存储器中。
18. —种权利要求8所述的模拟角度传感器精度校正程序中使用 的速度校正步骤即速度校正算法，其特征在于，还能够使用在伺服电 动机中的通常的伺服控制中的速度计算中。
全文摘要
本发明提供一种AC伺服电动机控制中使用的模拟角度传感器的传感器精度校正程序。使伺服驱动器使用校正表实现如下步骤对指令速度值与校正处理对象的速度值进行比较，根据该结果对校正表中的校正区域中的校正值实施校正值更新处理的步骤(S3)；使用更新后的校正值对对象速度值实施校正计算的步骤(S0)；以及用于为了针对校正表的所有校正区域应用该步骤(S3)而判定该步骤的实施状况的步骤(S4)，其中，在该校正表中，针对为了用作校正处理的单位而对电动机轴旋转角度范围进行分割而成的各校正区域中的每一个，配置了用于在校正计算中使用的可以变更的校正值。
文档编号G01D5/244GK101682282SQ200780053280
公开日2010年3月24日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年6月27日
发明者金沢正治 申请人:多摩川精机株式会社