專利名稱：位置檢測誤差修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)用于檢測旋轉(zhuǎn)位置或直線位置的位置檢測器 的檢測誤差進(jìn)行修正的位置檢測誤差修正方法。
背景技術(shù)：
在以往的位置檢測誤差修正裝置中，將對(duì)誤差進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展 開而得到的各周期分量預(yù)先存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器中，在啟動(dòng)時(shí)對(duì)各 周期分量進(jìn)行逆傅立葉變換，將誤差修正值存儲(chǔ)于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器， 并讀出對(duì)應(yīng)檢測位置的誤差修正值來修正檢測位置(例如參考專利文 獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)l:專利第2543245號(hào)公報(bào)(第2頁右欄第2~14行、圖1)發(fā)明內(nèi)容在這樣的位置檢測誤差修正裝置中，存在以下問題為了在啟動(dòng) 時(shí)進(jìn)行逆傅立葉變換而必須進(jìn)行多次三角函數(shù)運(yùn)算，其計(jì)算時(shí)間增 長，啟動(dòng)將延遲。在為了緩和三角函數(shù)運(yùn)算，例如采用預(yù)先存儲(chǔ)于隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器中的表對(duì)三角函數(shù)運(yùn)算進(jìn)行近似處理的情況下，存在以 下問題為了進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，使用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，相應(yīng)地用于 存儲(chǔ)位置檢測誤差修正值的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的容量減少，不能進(jìn)行高 精度的修正。進(jìn)而還存在以下問題因?yàn)橐砸粋€(gè)位置檢測誤差修正值進(jìn)行修正 的檢測位置的范圍，在全部位置檢測范圍內(nèi)是均勻的，因此在誤差急 劇變化的部分難以進(jìn)行高精度的修正。本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種位置檢測誤差修正方法，該方法通過在啟動(dòng)時(shí)釆用簡單的四則運(yùn)算計(jì)算位 置檢測誤差修正值，可以抑制啟動(dòng)時(shí)間的延遲或存儲(chǔ)單元容量的消 耗，此外，在包含誤差急劇變化的部分的情況下，可以以有限的存儲(chǔ) 容量進(jìn)行高精度的修正。本發(fā)明中的位置檢測誤差修正方法，具有第l步驟，將修正參 數(shù)預(yù)先存儲(chǔ)于第l存儲(chǔ)單元，其中修正參數(shù)是在以周期性函數(shù)的級(jí)數(shù) 近似得到的修正函數(shù)來表現(xiàn)位置檢測器的檢測誤差修正值時(shí)的用于 確定該修正函數(shù)的修正參數(shù)；第2步驟，從第1存儲(chǔ)單元讀出修正參 數(shù)，對(duì)與檢測位置對(duì)應(yīng)的檢測誤差修正值進(jìn)行運(yùn)算，并存儲(chǔ)于第2存 儲(chǔ)單元中；以及第3步驟，從第2存儲(chǔ)單元讀出與來自位置檢測器的 位置檢測值對(duì)應(yīng)的檢測誤差修正值，對(duì)修正了位置檢測值的誤差的修 正位置檢測值進(jìn)行運(yùn)算，該位置檢測誤差修正方法的特征在于設(shè)檢測位置為e時(shí)，設(shè)周期性函數(shù)G(e)為e的冪函數(shù)，修正函數(shù)c(e)由 以下的式i來表示， 式i<formula>formula see original document page 6</formula>其中，n為次數(shù)An為作為修正參數(shù)的振幅分量 Bn為作為修正參數(shù)的相位分量 D為作為修正參數(shù)的偏移量。本發(fā)明，如上所述，將檢測誤差修正值用由檢測位置e的冪函數(shù)組成的周期性函數(shù)G(e)表示，使用存儲(chǔ)于第i存儲(chǔ)單元的修正參數(shù)， 能夠用四則運(yùn)算來再現(xiàn)，所以與以往采用三角函數(shù)的情況相比計(jì)算時(shí) 間短，可以在短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)。此外，與參照數(shù)值表來代替三角函數(shù)的情況相比，由于第2存儲(chǔ)單元的使用量變少，所以可以根據(jù)誤差修正 值分配較多的存儲(chǔ)容量，達(dá)到能夠?qū)崿F(xiàn)高精度修正的效果。


圖1為表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式1中的位置檢測誤差修正方法 的位置檢測誤差修正裝置結(jié)構(gòu)的框圖。圖2為圖示用位置檢測值e的i次函數(shù)表現(xiàn)的周期性函數(shù)G(e) 的圖表。圖3為說明根據(jù)作為位置檢測的源的正弦波信號(hào)和位(bit)的合成進(jìn)行的位置檢測值的計(jì)算方法的圖。圖4為說明關(guān)于預(yù)存于非易失性存儲(chǔ)器1的修正參數(shù)P的計(jì)算方法的流程圖。圖5為表示與短周期誤差e2(e)對(duì)應(yīng)的分割區(qū)域的圖。圖6為說明關(guān)于在位置檢測誤差修正值計(jì)算部2中啟動(dòng)時(shí)生成的 位置檢測誤差修正值的計(jì)算的流程圖。圖7為說明關(guān)于位置檢測誤差修正部4中的修正計(jì)算的流程圖。圖8為說明使用floor函數(shù)，求最接近任意的檢測位置em的0k 的方法的示意圖。圖9為將短周期誤差修正用的區(qū)域用兩階段來進(jìn)行細(xì)化的處理 的流程圖。圖IO為表示兩階段區(qū)域細(xì)化中的區(qū)域分割的形式的示意圖。圖ii為圖示用位置檢測值e的2次函數(shù)表現(xiàn)的周期性函數(shù)G(e)的圖表。圖12為圖示用位置檢測值e的3次函數(shù)表現(xiàn)的周期性函數(shù)G(e)的圖表。圖13為圖示用位置檢測值e的o次函數(shù)表現(xiàn)且呈矩形波狀的周 期性函數(shù)G(e)的圖表。符號(hào)說明1:非易失性存儲(chǔ)器2:位置檢測誤差修正值計(jì)算部3:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器4:位置檢測誤差修正部5:位置檢測誤差修正裝置 6:位置檢測器具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1圖l為表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式l中的位置檢測誤差修正方法 的位置檢測誤差修正裝置5結(jié)構(gòu)的框圖。在作為第l存儲(chǔ)單元的非易失性存儲(chǔ)器l中，預(yù)存在以周期性函 數(shù)的級(jí)數(shù)近似的修正函數(shù)來表現(xiàn)位置檢測誤差時(shí)的用于確定該修正 函數(shù)的修正參數(shù)P，在啟動(dòng)時(shí)讀出該修正參數(shù)P，然后向位置檢測誤 差修正值計(jì)算部2輸出。此外，關(guān)于該修正參數(shù)P的運(yùn)算要領(lǐng)將在后續(xù)詳述。位置檢測誤差修正值計(jì)算部2使用式1根據(jù)修正參數(shù)P(An， Bn， D)計(jì)算作為與位置檢測值e對(duì)應(yīng)的修正函數(shù)的位置檢測誤差修正值 C(e)，并向作為第2存儲(chǔ)單元的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3輸出。此外，關(guān)于使用修正參數(shù)p運(yùn)算位置檢測誤差修正值c(e)的要領(lǐng)將在后續(xù)詳述。此處，作為修正參數(shù)分別有，An為周期性函數(shù)G的振幅分量， Bn為相位分量，D為偏移量。另外，n為構(gòu)成周期性函數(shù)G(e)的級(jí) 數(shù)的各項(xiàng)的次數(shù)。式l<formula>formula see original document page 8</formula>另外，周期性函數(shù)G(e)由e的冪函數(shù)，即用em(m為正整數(shù)) 的函數(shù)表現(xiàn)。m=l，從而，以式2表示用e的i次函數(shù)表示周期性函數(shù)G(e) 的情況，并且在圖2中表示圖示了上述情況的波形。此時(shí)，如圖所示， 呈鋸齒波狀。式2幼m / Ii -48ra / Ii + 2 40m / ! — 4(0 S 6m :S 0.25L) (0.25L < 6ra s 0.75L) (0.75L < 8ra < ! )此處，0m為0除以基本周期L的余數(shù)。例如，在位置檢測器6是旋轉(zhuǎn)編碼器這樣的檢測旋轉(zhuǎn)位置的裝置的情況下，因?yàn)槲恢脵z測誤 差在1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)發(fā)生，所以設(shè)l個(gè)旋轉(zhuǎn)大小的檢測范圍為基本周期L。在位置檢測器6為檢測直線位置的單元的情況下，設(shè)全部檢測 位置范圍為基本周期L。從后續(xù)的圖3上的位置檢測器的檢測原理可以理解，因?yàn)榛局?期L一般用2的冪數(shù)表示，因此e除以L的余數(shù)em，可以用所謂的 位的AND (和)運(yùn)算來計(jì)算，另外4em/L可以用所謂的位移位來計(jì) 算，而不用參考表格等，即可在短時(shí)間內(nèi)計(jì)算。啟動(dòng)完成后，在每次從位置檢測器6向位置檢測誤差修正部4 輸入位置檢測值0時(shí)，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3讀出與位置檢測值G對(duì)應(yīng)的位置檢測誤差修正值c(e),通過式3表示的運(yùn)算，輸出修正位置ec。此外，圖1中將位置檢測誤差修正裝置5作為獨(dú)立的裝置來表現(xiàn)， 但也可以將它設(shè)于位置檢測器6的內(nèi)部，或者是，設(shè)于接受修正位置檢測值ec的未圖示的控制器或伺服放大器的內(nèi)部。接下來，對(duì)預(yù)存于非易失性存儲(chǔ)器1的修正參數(shù)p的計(jì)算方法沿圖4的流程圖進(jìn)行說明。此處，如圖3所示，取根據(jù)3個(gè)2相正弦 波信號(hào)來修正檢測絕對(duì)位置的位置檢測器的誤差的情況為例進(jìn)行說 明。圖3中，僅繪出了 2相正弦波中的一個(gè)，另一個(gè)為偏移90度相 位的信號(hào)。此外，這種位置檢測器有光學(xué)式和磁式，但由于其構(gòu)造動(dòng) 作原理是公知的，所以省略了它的說明。此處，如圖3所示，根據(jù)由以基本周期L為周期的基波、它的 16倍波、以及以短周期Ll為周期的256倍波構(gòu)成的2相正弦波，分 別以8位的分辨率采用反正切運(yùn)算計(jì)算位置檢測值，并合成來自基波 的高位4位、來自16倍波的高位4位、來自256倍波的全部8位，6 - c(e)輸出16位的位置檢測值。首先，準(zhǔn)備精度高于位置檢測器6的基準(zhǔn)位置檢測器，以該基準(zhǔn) 位置檢測器得到的檢測值為真值位置，測量表示位置檢測器6的誤差和檢測位置e之間的關(guān)系的、作為位置檢測誤差數(shù)據(jù)的位置檢測誤差 e(e)( Stepl )。然后，應(yīng)用萊文伯格-馬夸特法(Levenberg-Marquardt) 等非線性最小二乘法，計(jì)算式4所示的評(píng)價(jià)函數(shù)E呈最小的周期較長 的修正參數(shù)PO(An，Bn，Dl) ( Step2 )。即，將基本周期L以周期較長的均勻間隔劃分為多個(gè)區(qū)域，例 如，均勻劃分為16個(gè)區(qū)域，基于在每個(gè)該長周期間隔中抽出的位置 檢測誤差e(e)，運(yùn)算長周期的修正參數(shù)。式4K f N "J2E == 2 |6(ek) - 2 {An ' 3n6k + Bn)} - m k。lL n。l J此處，ek表示位置檢測值e中第k個(gè)測量值，K表示全部測量數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。另外，級(jí)數(shù)的次數(shù)n設(shè)為，例如n-l、 2.....8(N=8)。然后，使用在以上運(yùn)算出的長周期的修正參數(shù)，運(yùn)算整個(gè)基本周 期L上的位置檢測誤差修正值，根據(jù)該修正值和位置檢測誤差e(e)， 利用式5，求出在各均勻分割區(qū)域內(nèi)的短周期誤差e2(e) (Step3)。 式5e2(8) - e(e) -2 {An G(n6 + Bn)} + Di然后，求均勻分割后的各區(qū)域中的短周期誤差e2(e)的絕對(duì)值的 最大值(Step4)。將各區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域的最大值中的最大值，與在 全區(qū)域內(nèi)將各區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域的最大值平均后的平均值做比較，判 斷是否超過了預(yù)設(shè)的倍率q (例如，2倍)(Step5)。當(dāng)超過q倍時(shí) (Step5中yes)，判斷為局部性地存在大誤差，然后分割為預(yù)先準(zhǔn)備 的非均勻區(qū)域(Step&)。在q倍以下時(shí)(St印5中No)，判斷為誤 差是均勻的，沿用已經(jīng)處理后的均勻區(qū)域分割(Step6b)。圖5表示區(qū)域分割例子。在圖5 (a)的短周期誤差e2(e)為均勻的情況下，將作為位置檢測范圍的360deg (度)均勻地分成每份為 1/16。在圖5 (b)的短周期誤差e2(0)局部性地大的情況下，以最大 誤差的位置為中心設(shè)置8個(gè)1/64的區(qū)域，將其他區(qū)域分割為8個(gè)7/64 區(qū)域。在這里，作為開始細(xì)化的區(qū)域的號(hào)碼，預(yù)存區(qū)域分割號(hào)碼R-3。 均勻分割時(shí)，設(shè)R-0。然后，在分割后的區(qū)域內(nèi)，與Step2同樣地采用非線性最小2乘 法，計(jì)算式6所示的評(píng)價(jià)函數(shù)Ei呈最小的短周期的修正參數(shù)Pi(Aij， Bij, Di) (Step7)。此處，i為分割后的區(qū)域的號(hào)碼，j (例如，256、 512、 768、 1024等)為周期的倍數(shù)，Ki表示區(qū)域i內(nèi)的測量數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。式6Ki [ fE - 2) e2(eit) - 2 {AiJ .靜k + Bij)} - Di最后，將長周期的修正參數(shù)P0和短周期的修正參數(shù)Pi以及區(qū)域 分割號(hào)碼R存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器1中(Step8)。然后，沿圖6的流程圖，說明在位置檢測誤差修正值計(jì)算部2啟動(dòng)時(shí)生成的位置檢測誤差修正值c(e)的計(jì)算。首先，從非易失性存儲(chǔ)器1讀出位置檢測誤差的長周期的修正參數(shù)P0 (Stepll)，用式7 計(jì)算長周期位置檢測誤差修正值CO(0k) (Stepl2)，并存儲(chǔ)于隨機(jī)存 取存儲(chǔ)器3中(St印13 )。 式7Co(6k) - 2) {An G(nek + Bn)} + Di此處，ek為以等間隔分割位置檢測范圍后的代表位置。例如，在用具有16位-65536pulse/rev的分辨率的角度檢測器，準(zhǔn)備128點(diǎn) 的長周期位置檢測誤差修正值時(shí)，對(duì)于每65536/128=512pulse計(jì)算長 周期位置檢測誤差修正值。然后，從非易失性存儲(chǔ)器l讀出區(qū)域分割 號(hào)碼R(Step14)，判斷區(qū)域分割號(hào)碼R是否為0 (Stepl5)，如果 R = 0,則用式8以均勻間隔計(jì)算區(qū)域的邊界位置Fi (Stepl6a)，如 果R^)，則用式9以不均勻間隔計(jì)算區(qū)域的邊界位置Fi(Stepl6b)。式8<formula>formula see original document page 12</formula>此處，I為區(qū)域分割個(gè)數(shù)(例如16)。 式9(如果R邦)(如果i〈R) -n'7/64(否則，如果<formula>formula see original document page 12</formula>(否則) <formula>formula see original document page 12</formula>此處，如圖5(b)所示，式9為將區(qū)域分割為8個(gè)l/64區(qū)域和 8個(gè)7/64區(qū)域時(shí)的區(qū)域的邊界位置的計(jì)算式。在區(qū)域的非均勻分割分 割為與這種情況不同的區(qū)域個(gè)數(shù)、區(qū)域大小時(shí)，與其對(duì)應(yīng)而準(zhǔn)備計(jì)算 式。將計(jì)算后的區(qū)域的邊界的位置Fi存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3 (St印17)。然后，對(duì)每個(gè)分割后的各區(qū)域，從非易失性存儲(chǔ)器l讀 出短周期的修正參數(shù)Pi(Ai，Bi，Di) (Stepl9)，用式10計(jì)算短周期位 置檢測誤差修正值Ci(eik) (Step20),存儲(chǔ)于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3 (Step21)。 式10<formula>formula see original document page 12</formula>此處，eik為將位置檢測范圍分割為等間隔的代表位置。例如，在具有16比特-65536pulse/rev的分辨率的角度檢測器中，短周期的 2相正弦波為基波的256倍，當(dāng)準(zhǔn)備32點(diǎn)的短周期位置檢測誤差修正 值時(shí)，對(duì)每65536/(32*256)=8puIse計(jì)算長周期位置檢測誤差修正值。接下來，對(duì)于位置檢測誤差修正部4的修正計(jì)算，沿圖7的流程 圖進(jìn)行說明。首先，從位置檢測器6輸入位置檢測值e (Step31)， 計(jì)算除以基本周期L后的商v和余數(shù)em (Step32)。然后，用式ll 計(jì)算與基本周期L的除余em最接近的長周期位置檢測誤差修正值的 代表位置0k ( Step33 )。式11<formula>formula see original document page 12</formula>此處，AO為長周期位置檢測誤差修正值的代表位置的間隔(例 如，512pulse) ， floor為表示不超過變量的最大的整數(shù)的函數(shù)。另外，由于僅在規(guī)定間隔的位置Gk準(zhǔn)備位置檢測誤差修正值C, 因此式11為求解與任意的檢測位置em最接近的0k的式子。例如， 在圖8中，在A(HIO， ek=0、 10、 20、 30...、 em-17的情況下， A0'floor( ( 0m+O.5'AO ) /A0} =10'floor{ (17+5 ) /10}=10'floor ( 2.2 ) =20 應(yīng)該求出最接近于0m=17的ek=20。如果A0為2的冪數(shù)，則上式中的除法可以是高速的位移位運(yùn)算。繼而，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3讀出與ek對(duì)應(yīng)的長周期位置檢測誤差修正值CO(0k) (Step34)，如式12所示，從位置檢測值e減去上述計(jì)算出的值，計(jì)算長周期位置檢測誤差修正結(jié)束的位置檢測值eo(Step35)。 式1200 - 6m畫Cq(6JO然后，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3讀出分割區(qū)域的邊界位置F1 FI (Step36 )，搜索滿足式13的分割區(qū)域的邊界位置Fi ( Step37 ~ 39 )。 式13繼而，滿足式13的i，為長周期位置檢測誤差修正結(jié)束的位置檢測值eo相應(yīng)的分割區(qū)域。接下來，計(jì)算長周期位置檢測誤差修正結(jié)束的位置檢測值90除以短周期Ll后的余數(shù)01 ( Step40 )。圖3所示 的位置檢測器6的情況下，短周期Ll為將基本周期L (65536)除以 短周期信號(hào)的頻率256后得到的256。短周期Ll為2的冪數(shù)時(shí)，短 周期L1的除余運(yùn)算可以用高速的位AND運(yùn)算來執(zhí)行。然后，釆用式 14，計(jì)算與短周期Ll的除余ei最接近的短周期位置檢測誤差修正值 的代表位置eik (Step41)。 式14<formula>formula see original document page 14</formula>此處，Al為短周期位置檢測誤差修正值的代表位置的間隔(例 如8pulse)。然后，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3讀出與分割區(qū)域i的短周期 位置檢測誤差修正值的代表位置01k相應(yīng)的短周期位置檢測誤差修正 值Ci(01k) ( Step42 )，如式15所示，從長周期位置檢測誤差修正結(jié) 束的位置檢測值eo中減去短周期位置檢測誤差修正值Ci(eik)，計(jì)算 《務(wù)正位置檢測值0c ( Step43 )。式15ec - 80 - Ci(elk)最后，將修正位置檢測值和基本周期的整數(shù)倍的和(ec+vL)向 外部輸出(Step44)。如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式l中，由于根據(jù)在啟動(dòng)時(shí)從自非 易失性存儲(chǔ)器1讀出的修正參數(shù)P，采用式1及式2所示的單純的四則運(yùn)算而計(jì)算誤差修正值c(e)，因此與采用以往的三角函數(shù)的情況相比計(jì)算時(shí)間短，可以在短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)。另外，與代替三角函數(shù)而參考 數(shù)值表的情況相比，由于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3的使用量減少，所以可以為誤差修正值c(e)的分配更多的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3，達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)高精度修正的效果。另外，檢測范圍的一部分中存在誤差大的部分時(shí)，如圖5(b) 所示，將誤差大的部分分割為細(xì)小的區(qū)域，準(zhǔn)備短周期檢測位置誤差修正值a(eik)，因此與均勻地分割區(qū)域的情況相比，對(duì)于有限的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3的容量，達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)更高精度修正的效果。 實(shí)施方式2在先的實(shí)施方式l中，修正短周期誤差的區(qū)域分割，暫且均勻分 割，在每個(gè)區(qū)域的誤差最大值的離散大時(shí)，采用重新進(jìn)行區(qū)域分割的 方式，使得在誤差大的部分細(xì)致分割、在誤差小的部分粗分割，在本實(shí)施方式2中，對(duì)通過以兩步驟來進(jìn)行區(qū)域分割，以實(shí)現(xiàn)順暢的區(qū)域 細(xì)化的方式進(jìn)行說明。以下，按照?qǐng)D9的流程圖及圖IO的分割示意圖，對(duì)兩步驟區(qū)域細(xì)化進(jìn)行說明。首先，如圖10 (a)所示，將全部位置檢測范圍均勻 地粗(例如，圖中分為5個(gè)區(qū)域)分割(Step51)。另外，圖10 (a) 的波形是根據(jù)在每個(gè)該粗分割區(qū)域的間隔抽出的位置檢測誤差，用先 前的式4計(jì)算出長周期的修正參數(shù)，進(jìn)而使用該長周期的修正參數(shù)， 用先前的式5計(jì)算出的各粗分割區(qū)域內(nèi)的短周期誤差，此處，稱為修 正前誤差。然后，根據(jù)各粗分割區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，用先前的式6，計(jì)算短周期 的修正參數(shù)(Step52)。接下來，將全部位置檢測范圍，如圖10 (b) 所示，暫且，均勻地細(xì)分割(例如，圖中，將各粗分割區(qū)域再分割為 4份，共計(jì)5x4=20個(gè)區(qū)域)(Step53)。然后，使用St印52中計(jì)算出的短周期的修正參數(shù)，運(yùn)算修正了 位置檢測值后的剩余誤差(Step54)。此外，圖10 (b)的波形表示 該剩余誤差。然后，對(duì)各細(xì)分割區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域評(píng)價(jià)上迷剩余誤差，計(jì)算 在各細(xì)分割區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域內(nèi)的最大的剩余誤差(Step55),最 大的剩余誤差按從大到小順序分類(Step56)。接下來，如圖10 (c) 所示，按分類后的順序選定預(yù)先確定的數(shù)量(該數(shù)量根據(jù)存儲(chǔ)器的容 量設(shè)定，此處為6)的細(xì)化區(qū)域(Step57)。其中，如圖10 (c)中左 起第2個(gè)粗區(qū)域所示，在將粗區(qū)域完全細(xì)化的情況下(Step58中Yes)， 追加采用已經(jīng)不存在了的粗分割區(qū)域的數(shù)量的細(xì)化區(qū)域(Step59)。即，如果將原粗區(qū)域完全細(xì)化，則該原粗區(qū)域基于完全細(xì)化后的 區(qū)域重新進(jìn)行誤差的運(yùn)算，因?yàn)樵謪^(qū)域中當(dāng)作必要的數(shù)據(jù)不再需 要，所以有可能對(duì)為了該原粗區(qū)域的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而保留的存儲(chǔ)區(qū)域上覆 蓋寫入數(shù)據(jù)，因此，此處，應(yīng)將可細(xì)化的數(shù)量增加1個(gè)變?yōu)?個(gè)。最后，在被選定的細(xì)化區(qū)域中，對(duì)該區(qū)域的每一個(gè)重新運(yùn)算短周 期的修正參數(shù)，在沒被選定的細(xì)化區(qū)域中，采用對(duì)細(xì)化前的每個(gè)粗區(qū) 域所運(yùn)算出的短周期的修正參數(shù)，將各修正參數(shù)存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ) 器(St印60 )。此外，圖10 (d)的波形表示使用在步驟60求得的各修正參數(shù)來修正位置檢測值后的剩余誤差。如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，由于僅將誤差大的區(qū)域細(xì) 化并準(zhǔn)備了短周期誤差修正值，因此可以用有限的非易失性存儲(chǔ)器， 高精度地修正誤差。另外，即使在全部位置檢測區(qū)域內(nèi)的多個(gè)位置中 存在局部性的大誤差的情況下，也可以進(jìn)行高精度的修正。實(shí)施方式3在先的實(shí)施方式中，將作為檢測位置e的冪函數(shù)的周期性函數(shù) G(e)，用e的i次函數(shù)表示，而以下將介紹其變形例。即、作為對(duì)誤差近似的計(jì)算的簡單的周期性函數(shù)，代替式2的鋸 齒波狀的函數(shù)，可以采用式16所示的2次函數(shù)。此處，設(shè)周期性函 數(shù)為f(e)， l表示位置檢測的基本周期，em表示位置檢測值e除以l 的余數(shù)。圖ii示出了表示位置檢測值e與函數(shù)f(e)的關(guān)系。式16f(6m)=-這種情況下，由于可以用筒單的分支處理和積和運(yùn)算計(jì)算，因此 可以在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行位置檢測誤差修正裝置的啟動(dòng)?；蛘?，由于不消 耗隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，所以通過相應(yīng)地極細(xì)地準(zhǔn)備位置檢測誤差修正 值，可以實(shí)行高精度的誤差修正。實(shí)施方式4同樣地，式17釆用e的3次函數(shù)作為周期性函數(shù)。圖12示出了表示位置檢測值e與函數(shù)f(e)的關(guān)系的圖表。式17<formula>formula see original document page 16</formula>與這種情況相同，由于可以用簡單的積和運(yùn)算來計(jì)算，因此可以 在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行位置檢測誤差修正裝置的啟動(dòng)。或者，由于不消耗隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器，所以通過相應(yīng)地極細(xì)地準(zhǔn)備位置檢測誤差修正值，可以實(shí)行高精度的誤差修正。實(shí)施方式5作為進(jìn)一步的變形例，式18采用e的o次函數(shù)作為周期性函數(shù)， 呈矩形波狀。圖13示出了表示位置檢測值e與函數(shù)f(e)的關(guān)系的圖表。式18與這種情況相同，由于可以用簡單的分支處理來計(jì)算，因此可以 在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行位置檢測誤差修正裝置的啟動(dòng)。或者，由于不消耗隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器，通過相應(yīng)地極細(xì)地準(zhǔn)備位置檢測誤差修正值，可以實(shí) 行高精度的誤差修正。此外，本發(fā)明的各變形例中，位置檢測器分別在檢測旋轉(zhuǎn)位置時(shí)， 設(shè)1次旋轉(zhuǎn)大小的位置檢測范圍為基本周期L，在檢測直線位置時(shí)設(shè) 全部檢測位置范圍為基本周期L，由于應(yīng)用e除以L得到的余數(shù)em作為修正函數(shù)c(e)的檢測位置e,所以誤差修正值的運(yùn)算可以進(jìn)行標(biāo) 準(zhǔn)化處理。另外，位置檢測器具有基本周期l的檢測單元和基本周期Lx(1/(2的冪乘))的短周期Ll的檢測單元，根據(jù)作為基于位置檢測器的位置檢測值和真值位置間的差的位 置檢測誤差數(shù)據(jù)，運(yùn)算修正參數(shù)的方法具有以下步驟第4步驟，將基本周期L以比較長的周期間隔劃分為多個(gè)區(qū)域， 根據(jù)每個(gè)長周期間隔抽出的位置檢測誤差數(shù)據(jù)，運(yùn)算長周期的修正參 數(shù)；第5步驟，使用長周期的修正參數(shù)運(yùn)算整個(gè)基本周期L的修正函 數(shù)；第6步驟，根據(jù)該第5步驟運(yùn)算出的修正函數(shù)與位置檢測誤差數(shù) 據(jù)來運(yùn)算各區(qū)域內(nèi)的短周期誤差；以及第7步驟，按第6步驟中運(yùn)算的各區(qū)域內(nèi)的短周期誤差，在每一區(qū)域內(nèi)，通過應(yīng)用以e除以短周期 li得到的余數(shù)emi作為修正函數(shù)c(e)的檢測位置e,運(yùn)算短周期的 修正參數(shù)，因?yàn)閼?yīng)用長周期的修正參數(shù)與短周期的修正參數(shù)來運(yùn)算修 正函數(shù)，因此在存儲(chǔ)單元的有限的容量中，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高精度的誤差修正。另夕卜，求在第6步驟中運(yùn)算的短周期誤差的各區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域 的最大值以及每個(gè)區(qū)域的最大值的全區(qū)域上的平均值，當(dāng)(最大值/ 平均值)超過規(guī)定的值時(shí)，返回第4步驟，對(duì)區(qū)域再劃分，使得每個(gè) 區(qū)域最大值大的部分的區(qū)域比較小，每個(gè)區(qū)域最大值小的部分的區(qū)域 比較大，以下，再執(zhí)行第5、 6步驟，進(jìn)而再執(zhí)行第7步驟，所以即 使是在檢查范圍內(nèi)一部分存在誤差大的部分時(shí)，仍可以在存儲(chǔ)單元的 有效容量中，進(jìn)行合理地高精度誤差修正。此外，具有第8步驟，應(yīng)用在第7步驟中運(yùn)算的短周期的修正 參數(shù)，運(yùn)算對(duì)位置檢測值進(jìn)行修正后的剩余誤差；以及第9步驟，將 在第4步驟中劃分的各區(qū)域再細(xì)化的每個(gè)細(xì)致區(qū)域的剩余誤差的最大 值按大小順序分類，根據(jù)從大到小的順序選定規(guī)定個(gè)數(shù)的細(xì)區(qū)域，由 于在被選定的細(xì)區(qū)域內(nèi)應(yīng)用對(duì)每個(gè)該細(xì)區(qū)域執(zhí)行第7步驟而運(yùn)算出的 每個(gè)該細(xì)區(qū)域的短周期的修正參數(shù)，在沒有被選定的細(xì)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用 對(duì)在第9步驟中細(xì)化前的每個(gè)區(qū)域在第7步驟中運(yùn)算出的短周期的修 正參數(shù)，所以即使是在檢查范圍內(nèi)的一部分存在誤差大的部分時(shí)，仍 可以在存儲(chǔ)單元的有效容量中，進(jìn)行合理且高精度的誤差修正。此外，因?yàn)閷?duì)第l存儲(chǔ)單元使用了非易失性存儲(chǔ)器，對(duì)第2存儲(chǔ) 單元使用了隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，所以可以將一般高價(jià)的非易失性存儲(chǔ)器 限于最小限度的容量的類型，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性高的誤差修正裝置。
權(quán)利要求
1.一種位置檢測誤差修正方法，具有第1步驟，將修正參數(shù)預(yù)先存儲(chǔ)于第1存儲(chǔ)單元，其中所述修正參數(shù)是在以周期性函數(shù)的級(jí)數(shù)近似得到的修正函數(shù)來表現(xiàn)位置檢測器的檢測誤差修正值時(shí)的用于確定該修正函數(shù)的修正參數(shù)；第2步驟，從所述第1存儲(chǔ)單元讀出所述修正參數(shù)，對(duì)與檢測位置對(duì)應(yīng)的檢測誤差修正值進(jìn)行運(yùn)算，并存儲(chǔ)于第2存儲(chǔ)單元中；以及第3步驟，從所述第2存儲(chǔ)單元讀出與來自所述位置檢測器的位置檢測值對(duì)應(yīng)的檢測誤差修正值，對(duì)修正了所述位置檢測值的誤差的修正位置檢測值進(jìn)行運(yùn)算，該位置檢測誤差修正方法的特征在于設(shè)所述檢測位置為θ時(shí)，設(shè)周期性函數(shù)G(θ)為θ的冪函數(shù)，上述修正函數(shù)C(θ)由以下的式1來表示，式1
2. 權(quán)利要求l所述的位置檢測誤差修正方法，其特征在于 所述位置檢測器分別在檢測旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，設(shè)1次旋轉(zhuǎn)大小的位置檢測范圍為基本周期L，在檢測直線位置時(shí)設(shè)全部檢測位置范圍為基本周期l，并應(yīng)用將e除以l得到的余數(shù)em作為所述修正函數(shù)c(e)的檢測位置0。
3. 權(quán)利要求2所述的位置檢測誤差修正方法，其特征在于在 所述位置檢測器具有所述基本周期L的檢測單元和所述基本周期 Lx(1/(2的冪乘))的短周期Ll的檢測單元，根據(jù)作為基于所述位置檢測器的位置檢測值和真值位置之差的位置檢測誤差數(shù)據(jù)，運(yùn)算所述修正參數(shù)的方法中，具有以下步驟第4步驟，以比較長的周期間隔將所述基本周期L劃分為多個(gè) 區(qū)域，根據(jù)按每個(gè)所述長的周期間隔抽出的所述位置檢測誤差數(shù)據(jù)， 運(yùn)算長周期的修正參數(shù)；第5步驟，使用所述長周期的修正參數(shù)來運(yùn) 算整個(gè)所迷基本周期L的修正函數(shù)；第6步驟，根據(jù)在該第5步驟中 運(yùn)算出的修正函數(shù)與所述位置檢測誤差數(shù)據(jù)，運(yùn)算所述各區(qū)域內(nèi)的短 周期誤差；以及第7步驟，按在該第6步驟中運(yùn)算的所述各區(qū)域內(nèi)的 短周期誤差，針對(duì)各區(qū)域中的每個(gè)，通過應(yīng)用將e除以短周期Ll得 到的余數(shù)0ml作為所述修正函數(shù)C(0)的檢測位置0，來運(yùn)算短周期的 修正參數(shù)，應(yīng)用所述長周期的修正參數(shù)與所述短周期的修正參數(shù)，運(yùn)算所述 修正函數(shù)。
4. 權(quán)利要求3所述的位置檢測誤差修正方法，其特征在于 求在所述第6步驟中運(yùn)算出的短周期誤差的各區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域的最大值以及每個(gè)所述區(qū)域的最大值在整個(gè)區(qū)域上的平均值，當(dāng) (所述最大值/所述平均值)超過規(guī)定的值時(shí)，返回所述第4步驟，對(duì) 所述區(qū)域再劃分，使得每個(gè)所述區(qū)域最大值大的部分的所述區(qū)域比較 小，每個(gè)所述區(qū)域最大值小的部分的所述區(qū)域比較大，然后再執(zhí)行所 述第5、 6步驟，進(jìn)而執(zhí)行所述第7步驟。
5. 權(quán)利要求3所述的位置檢測誤差修正方法，其特征在于，具 有以下步驟第8步驟，應(yīng)用在所述第7步驟中運(yùn)算的短周期的修正 參數(shù)，運(yùn)算對(duì)位置檢測值修正后的剩余誤差；以及第9步驟，將以在 所述第4步驟劃分的各區(qū)域進(jìn)一步細(xì)化后得到的每個(gè)細(xì)區(qū)域的所述剩 余誤差的最大值按大小的順序進(jìn)行分類，根據(jù)從大到小的順序選定規(guī) 定個(gè)數(shù)的細(xì)區(qū)域，其中，在所述被選定的細(xì)區(qū)域內(nèi)應(yīng)用為每個(gè)該細(xì)區(qū)域執(zhí)行所述第 7步驟而運(yùn)算出的每個(gè)該細(xì)區(qū)域的短周期的修正參數(shù)，在沒有被選定 的細(xì)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用對(duì)在所述第9步驟中細(xì)化前的每個(gè)區(qū)域在所述第7步驟中運(yùn)算出的短周期的修正參數(shù)。
6.權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的位置檢測誤差修正方法， 其特征在于對(duì)所述第l存儲(chǔ)單元使用了非易失性存儲(chǔ)器，對(duì)所述第 2存儲(chǔ)單元使用了隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種位置檢測誤差修正方法，該方法通過在啟動(dòng)時(shí)采用簡單的四則運(yùn)算來計(jì)算位置檢測誤差修正值，可以抑制啟動(dòng)時(shí)間的延遲和存儲(chǔ)單元容量的消耗，此外，在誤差包含急劇變化的部分的情況下，可以以有限的存儲(chǔ)容量進(jìn)行高精度的修正。將位置檢測器(6)的檢測誤差修正值用使用周期性函數(shù)G(θ)的式1中所示的修正函數(shù)C(θ)來表現(xiàn)，將該修正參數(shù)An、Bn、D預(yù)先存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器(1)中，啟動(dòng)時(shí)，讀出這些修正參數(shù)，運(yùn)算對(duì)應(yīng)于檢測位置的檢測誤差修正值，并存儲(chǔ)于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(3)，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(3)讀出與來自位置檢測器的位置檢測值對(duì)應(yīng)的檢測誤差修正值，運(yùn)算修正了位置檢測值的誤差后的修正位置檢測值。
文檔編號(hào)G01D5/244GK101253391SQ20068003148
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者佐久間浩和, 岡室貴士, 杉江弘 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社