This study proposes a classification and compensation algorithm of two non-ideal output signals of a resolver to reduce position errors. Practically, a resolver generates position errors because of amplitude imbalance and quadrature imperfection between the two output signals of the resolver. In this study, a digital signal processor system based on a resolver-to-digital converter is used to reconstruct the two output signals of the resolver. The two output signals, "sin" and "cos," can be represented by a unit circle on the xy-plot. The classification and compensation of the errors can be obtained by using the radius and area of the circle made by the resolver signals. The method computes the integration of the areas made by the two resolver output signals to classify and compensate the error. This system cannot be applied during transient response given that the area integration during the transient state causes an error in the proposed method. The proposed method does not need any additional hardware. The experimental results verify the effectiveness of the proposed algorithm.
레졸버에 의한 속도 측정과 PWM 신호 발생을 하나의 마이크로콘트롤러를 이용하여 동시에 구현하면 시스템 비용을 줄일수 있을 뿐만 아니라 인버터의 스위칭 노이즈를 회피하는 것이 용이하다. 스위칭 노이즈를 회피하면서 동시에 속도측정 정밀도를 높이기 위하여 PWM 스위칭과 레졸버 신호의 A/D 변환 시점이 동기되어야 한다. 본 연구에서는 레졸버 여자신호의 위상을 단계적으로 변화시키면서 레졸버 출력신호를 측정하고, 측정된 데이터로부터 최소자승근사법을 이용하여 레졸버 여자신호의 최적 위상을 추정하였다.
Resolvers are transducers that are used to sense the angular position of rotational machines. The analog resolver is necessary to use resolver to digital converter. Among the RDC software method, angle tracking observer (ATO) is the most popular method. In an actual resolver-based position sensing system, amplitude imbalance dominantly distorts the estimate position information of ATO. Minority papers have reported position error compensation of resolver's output signal with amplitude imbalance. This paper proposes new ATO algorithm in order to compensate position errors caused by the amplitude imbalance. There is no need premeasured off line data. This is easy, simple, cost-effective, and able to work on line compensation. To verify feasibility of the proposed algorithm, simulation and experiments are carried out.
This paper propose the new demodulation method that can detect resolver signal's peak at the time of position estimation when the position information is required during current controller period. The proposed method is performed in a synchronous demodulation way with exciting signal and also cover a capability which can compensate the lag element of exciting signal caused by the resolver's inductive component and filter circuit. This paper carried out the experiment to investigate the validity and performance of the suggested method by using the test board made up of DSP and demodulation circuit. The test results show that the proposed method is theoretically clear and work completely as expected from making sure of sampling resolver signal's peak at the time of position estimation. In addition, Software position tracking algorithm is executed with the demodulated signals generated by the suggested method and an exact position can be estimated.
In this study, improvements for error correction, speed, position, and rotation calculation algorithms have been proposed to be used in resolver to digital conversion (RDC) systems. The proposed open-loop system drives the resolver and uses the output signals of the resolver signal to estimate the real time position, the instant speed, and the rotation count with high resolution and accuracy even at high speeds and noise. The proposed solution implements strong features of both closed and open loop based systems while eliminating their weak points. The improvements proposed is resistant to noise owing to digital FIR filter and data averaging techniques. The implementation used for proof of concept is implemented on a hardware using an FPGA and configurable to be used by any resolver.
본 논문에서는 고정밀 각도 센싱을 요구하는 응용분야에 이용되는 권선형 레졸버의 변압부와 레졸버 파트의 유한요소법 (Finite Element Method, FEM)을 이용한 연동해석을 통해 권선형 레졸버 시스템의 성능을 도출하는 과정을 연구하였다. 외부 인가 전원을 증폭시키는 회전형 변압기부와 증폭된 변압기 출력을 이용하는 레졸버의 회전자 입력부의 연동해석을 통하여 전자기적인 정밀도를 향상시킬 수 있는 권선형 레졸버의 연동해석 모델을 제시하고 출력 신호의 특성을 분석하였다. 회전형 변압기에서 승압된 전압이 레졸버 회전자 권선에 인가될 때 회전자 권선의 임피던스를 고려하여 레졸버 입력 전류를 계산하여야 한다. 따라서 레졸버 회전자 권선부 인터페이스 부분은 회로 모델로 구성하여 변압기의 유한요소 모델, 인터페이스 회로 모델, 레졸버 유한요소 모델을 한 번에 연성해석을 수행하였다. 고정밀 각도 도출을 위해 레졸버 고정자 권선은 32x와 1x의 혼합 권선이 설치되어 있으며 서로간의 자기적인 간섭은 없다. 본 논문에서는 슬롯에 적절한 분포적인 권선법이 제시되어 정현적인 SIN, COS 파형과 이들간의 위상각 $90^{\circ}$를 만족시킬 수 있음을 확인하였다.
A new concept in resolver-to-digital conversion is described, which is based on the digital phase locked loop(DPLL). This converter receives phase modulation and converts it into digital form using time ratio techniques. In this paper, the theories on DPLL and resolver and the design of the converter are covered.
레졸바는 앤코더에 비하여 가격 면에서 유리하지는 않지만 절대위치를 검지해야 하는 경우와 기계적으로 견고해야 하는 장소에서 정교한 제어용으로 사용되고 있다. 레졸바에 의한 위치와 속도검출 방법은 일반적으로 관측기를 응용하고 있으며, 아날로그 신호를 처리해야 하는 부분을 갖고 있다. 본 논문에서는 레졸바의 출력신호를 위치정보인 코사인과 사인파형으로 복조하고 복조된 아날로그 신호를 제어기에 전송하는 방법을 사용하였다. 또한, 제어기의 프로그램에 추정기를 설계하고 극저속에서 그 동작을 관찰하였다.
전동기를 제어하기 위한 속도를 검출하는 장치로 일반적으로 광학적 엔코더가 많이 사용되고 있으며 레졸버는 구조적으로 엔코더를 전동기에 장착하기가 어려운 경우에 사용하고 있다. 따라서 레졸버는 엔코더와 비교하여 가격면에서 불리하지만 회전자의 절대위치를 검출하기 때문에 자극의 위치를 기준으로 제어하는 경우에 유용하다. 본 연구는 레졸버에 의한 전동기의 회전속도 및 위치를 검출하는 방법으로 최소한의 하드웨어인 필터를 사용하고 프로그램에 의한 디지털방법의 속도검출기에 관한 것이다.
The Resolver usually used in industry is the absolute angle analog sensor that must be in order to driving BLDC (brushless DC) motor, and it needs RDC(Resolver-to-Digital converter) for changing the output signal to digital to be applied to the SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation) algorithm. Commonly used S/W RDC needs trigonometric function. What it takes a lot of calculation time of processor is gotten at weak point. In this paper, S/W RDC is realized except trigonometric functions as a result of feedback resolver outputs after filtering using FIR filter. thus, processing time is reduced. So, One-chip DSP Controller operating the Vector Control, RDC, and SVPWM can be designed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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