JPH0514923B2 - - Google Patents

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JPH0514923B2
JPH0514923B2 JP2734784A JP2734784A JPH0514923B2 JP H0514923 B2 JPH0514923 B2 JP H0514923B2 JP 2734784 A JP2734784 A JP 2734784A JP 2734784 A JP2734784 A JP 2734784A JP H0514923 B2 JPH0514923 B2 JP H0514923B2
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JP
Japan
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actuator
distance
speed
access
voltage
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JP2734784A
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Japanese (ja)
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JPS60173613A (en
Inventor
Hiroshi Nakanishi
Makoto Mizukami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2734784A priority Critical patent/JPS60173613A/en
Publication of JPS60173613A publication Critical patent/JPS60173613A/en
Publication of JPH0514923B2 publication Critical patent/JPH0514923B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ある位置に停止しているアクチユエ
ータを、任意の距離離れた位置に高速に移動停止
させる制御方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a control method for rapidly moving and stopping an actuator that is stopped at a certain position to a position that is an arbitrary distance away.

〔従来技術〕[Prior art]

アクチユエータは、工作機械、ロボツト、集積
回路露光装置、磁気デイスク、光デイスク等多く
の機械装置に用いられており、任意の停止位置か
ら他の任意の位置に高速に移動停止する事が要求
される。たとえば、電子計算機のフアイルメモリ
として用いられる磁気デイスク、光デイスクにお
いては、磁気ヘツドあるいは光ヘツドをアクチユ
エータで駆動し複数のトラツクにランダムに移動
位置決めするのであるが、この位置決め時間をい
かに短くするかが電子計算機の処理能力をも決め
る大きな課題となつている。
Actuators are used in many mechanical devices such as machine tools, robots, integrated circuit exposure equipment, magnetic disks, and optical disks, and are required to move and stop from any stop position to any other position at high speed. . For example, in magnetic disks and optical disks used as file memories in computers, the magnetic head or optical head is driven by an actuator and randomly moved and positioned on multiple tracks, but the question is how to shorten this positioning time. This is a major issue that will determine the processing power of electronic computers.

従来の磁気デイスク装置においては、第1図a
に示すような速度制御ループを用いて、アクチユ
エータの移動位置決めを制御していた。
In a conventional magnetic disk device, Fig. 1a
The movement and positioning of the actuator was controlled using a speed control loop as shown in the figure below.

すなわち、上位装置から与えられた目標トラツ
クまでの残差距離の平方根に比例する第1図bに
示すような速度規準カーブ(実線)を制御ループ
の目標値として与え、速度検出器1から得られる
アクチユエータ4の速度(破線)をフイードバツ
クし、速度誤差検出回路2及びパワーアンプ3を
介して速度を速度規準に追従させる制御を行つて
ヘツドを目標トラツクに移動させている。
That is, a speed reference curve (solid line) as shown in FIG. The head is moved to the target track by feeding back the speed of the actuator 4 (broken line) and controlling the speed to follow the speed standard via the speed error detection circuit 2 and power amplifier 3.

上述のような閉ループ制御を行つた場合、速度
vと速度規準vrefとの関係は(1)式のようになる。
When the above-described closed-loop control is performed, the relationship between the speed v and the speed reference v ref is as shown in equation (1).

v=1/1+S/Gvref (1) (1)式ではラブラス変換子、Gはループのゲイン
である。
v=1/1+S/Gv ref (1) In equation (1), the Labrus transformer is used, and G is the gain of the loop.

(1)式から分るように、この従来方法は、低周波
では速度は速度規準によく追従するが、高周波で
は追従しなくなる。一方、移動を速くするには、
速度規準を急峻にする、即ち、減速度を大きくす
る必要があるが、その場合、速度規準は高周波成
分が多くなり速度は速度規準に追従しなくなる。
追従させるにはループゲインGを大きくすること
が考えられるが、ループゲインGを大きくすると
アクチユエータに存在する2〜3KHzの機構共振
点で閉ループが発振してしまうので、ループゲイ
ンを上げる方法は現実的でない。
As can be seen from equation (1), in this conventional method, the speed follows the speed standard well at low frequencies, but does not follow it at high frequencies. On the other hand, to move faster,
It is necessary to make the speed standard steeper, that is, to increase the deceleration, but in that case, the speed standard will have many high frequency components and the speed will no longer follow the speed standard.
In order to make it follow this, it is possible to increase the loop gain G, but if the loop gain G is increased, the closed loop will oscillate at the 2-3KHz mechanical resonance point that exists in the actuator, so increasing the loop gain is a realistic method. Not.

このように、速度を単に閉ループで制御する従
来の移動制御方法では減速を急激に行う事ができ
ず、その結果、移動時間を短くできないという欠
点があつた。
As described above, the conventional movement control method that simply controls the speed in a closed loop has the disadvantage that it is not possible to rapidly decelerate the movement, and as a result, the movement time cannot be shortened.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、上記欠点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、最大駆動パワーの
限られた条件のもとにアクチユエータの移動時間
を一層短かくすることのできる制御方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to provide a control method that can further shorten the travel time of an actuator under conditions where the maximum drive power is limited. It's about doing.

かかる目的を達成するために、本発明の制御方
法は、アクチユエータのアクセス距離が第1の設
定距離よりも大きい場合には、アクチユエータに
一定の加速電圧、電流を与えてオープンループ駆
動でこれを移動させ、アクチユエータの移動距離
が第2の設定距離を超えた時点で、一定の減速電
圧、電流を与えてオープンループ駆動でその移動
速度を減速させ、この減速によりアクチユエータ
の移動速度が残差距離に応じてあらかじめ定めら
れている基準速度以下になつた時点で、この基準
速度とアクチユエータの移動速度との差に応じた
電圧、電流をアクチユエータに与えてクローズド
ループ駆動で追従制御を行ない、アクチユエータ
のアクセス距離が第1の設定距離よりも小さい場
合には、アクチユエータに一定の加速電圧、電流
を与えてオープンループ駆動でこれを移動させ、
アクチユエータの移動速度が基準速度以上になつ
た時点で、この基準速度とアクチユエータの移動
速度との差に応じた電圧、電流をアクチユエータ
に与えてクローズドループ駆動で追従制御を行う
ようにしたものである。
In order to achieve such an objective, the control method of the present invention applies a constant accelerating voltage and current to the actuator to move it by open loop drive when the access distance of the actuator is larger than the first set distance. When the moving distance of the actuator exceeds the second set distance, a constant deceleration voltage and current are applied to reduce the moving speed by open-loop driving, and this deceleration causes the actuator's moving speed to reach the residual distance. When the speed drops below a predetermined reference speed, voltage and current are applied to the actuator according to the difference between the reference speed and the actuator's movement speed, and follow-up control is performed using closed-loop drive, thereby controlling the actuator's access. If the distance is smaller than the first set distance, apply a constant acceleration voltage and current to the actuator to move it by open loop drive,
When the moving speed of the actuator reaches a reference speed or higher, voltage and current are applied to the actuator according to the difference between this reference speed and the moving speed of the actuator, and follow-up control is performed using closed-loop drive. .

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例とともに本発明を詳細に説明す
る。第2図は本発明の一実施例を示すブロツク図
であり、第1図と同一の部分には同一の符号を付
する。
The present invention will be described in detail below along with examples. FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

位置検出回路17は磁気デイスク又は光デイス
クにおけるアクチユエータ4の位置を検出する回
路であり、その出力は移動距離検出回路18、残
差距離検出回路20及び速度検出回路1に延び
る。位置検出器17は公知の技術で構成でき、た
とえば磁気デイスクにおいてはサーボデイスクに
書込んだサーボ情報を、アクチユエータに取付け
たサーボヘツドで読出して波形処理したり、光デ
イスクでは、固定した光ダイオードから、アクチ
ユエータに取付けた明暗のスリツトを持つスケー
ルに光を照射し、固定した光検出器で透過もしく
は反射光を検出して波形処理して位置を検出す
る。位置検出器の出力する位置波形の磁気デイス
クにおける1例を第3図aに示す。第3図aにお
いて、位置波形は磁気デイスクのトラツクピツチ
Aごとに0レベルとなり、0を中心にして、ヘツ
ドの移動距離に比例して正負のレベルをとる三角
波状の波形である。
The position detection circuit 17 is a circuit that detects the position of the actuator 4 on the magnetic disk or optical disk, and its output extends to the movement distance detection circuit 18, the residual distance detection circuit 20, and the speed detection circuit 1. The position detector 17 can be constructed using a known technique. For example, in the case of a magnetic disk, the servo information written on the servo disk is read out and waveform processed by a servo head attached to an actuator, or in the case of an optical disk, it is read out from a fixed photodiode. Light is irradiated onto a scale with bright and dark slits attached to the actuator, and a fixed photodetector detects the transmitted or reflected light and processes the waveform to detect the position. An example of a position waveform output from a position detector on a magnetic disk is shown in FIG. 3a. In FIG. 3a, the position waveform has a 0 level for each track pitch A of the magnetic disk, and is a triangular waveform with positive and negative levels centered on 0 in proportion to the moving distance of the head.

移動距離検出回路18は、第3図bに示すよう
に、位置検出回路17で検出した位置をもとにア
クチユエータが一定距離(本実施例ではデイスク
のトラツク分)移動するごとに1個のパルスを発
生する回路であり、該パルスはカウンタ14及び
カウンタ16のカウントダウン入力端子に入力さ
れる。
As shown in FIG. 3b, the movement distance detection circuit 18 generates one pulse every time the actuator moves a certain distance (in this embodiment, the distance of the disk) based on the position detected by the position detection circuit 17. The pulse is input to the countdown input terminals of the counter 14 and the counter 16.

カウンタ14は制御部12により初期値が設定
される。この初期値は、制御部12において、図
示しない上位装置から伝送ライン11を介して入
力される。アクセス指令及びアクセス距離(トラ
ツク数)に基づいて計算されるものであり、アク
セス距離から後述する第2の規定距離(トラツク
数)を引いた値の2分の1の値(割り切れない場
合は小数点以下切捨)として与えられる。カウン
タ14のカウント内容は制御部12に出力され
る。
The counter 14 is set to an initial value by the control unit 12. This initial value is input to the control unit 12 from a higher-level device (not shown) via the transmission line 11. It is calculated based on the access command and the access distance (number of tracks), and is one half of the value obtained by subtracting the second specified distance (number of tracks) from the access distance (described later) (if it is not divisible, use the decimal point). (hereinafter rounded down). The count contents of the counter 14 are output to the control section 12.

カウンタ16は、アクセス距離の値を初期値と
して制御部12により設定され、移動距離検出回
路18の出力するパルスにより内容が1カウント
ごと減じられて、その内容が残差距離検出回路2
0に出力される。
The counter 16 is set by the control unit 12 using the access distance value as an initial value, and the content is subtracted by one count by the pulse output from the movement distance detection circuit 18, and the content is transferred to the residual distance detection circuit 2.
Output to 0.

残差距離検出回路20は、カウンタ16の出力
と位置検出回路17の出力とから、アクセスの残
差距離を検出する回路であり、その出力は、規準
速度発生回路21及びアクセス完了条件検出回路
37に入力される。具体的には、カウンタ16の
出力の2進デイジタル量をデイジタルアナログ変
換素子に入力して、第3図cに示すごとき階段波
状の出力に変換し、この出力に第3図aに示す位
置検出回路17の出力の傾きを負に揃えかつデイ
ジタルアナログ変換素子のレベルステツプにあう
ようにゲインを変えた第3図dの波形を加え合わ
せる事により、アナログ量として残差距離を検出
する。
The residual distance detection circuit 20 is a circuit that detects the residual distance of access from the output of the counter 16 and the output of the position detection circuit 17, and its output is transmitted to the reference speed generation circuit 21 and the access completion condition detection circuit 37. is input. Specifically, the binary digital value of the output of the counter 16 is input to a digital-to-analog conversion element to convert it into a staircase waveform output as shown in FIG. 3c, and this output is subjected to position detection as shown in FIG. 3a. The residual distance is detected as an analog quantity by adding together the waveform shown in FIG. 3d, in which the slope of the output of the circuit 17 is made negative and the gain is changed to match the level step of the digital-to-analog conversion element.

規準速度発生回路21は、残差距離検出回路2
0からの出力により、残差距離の平方根に比例し
た規準速度を電気信号として発生する回路であ
り、公知のダイオードの電流電圧の2乗特性を利
用したダイオード網により構成されている。規準
速度発生回路21の出力は比較回路23及び速度
誤差検出回路2に入力される。
The reference speed generation circuit 21 is the residual distance detection circuit 2
This circuit generates a standard speed proportional to the square root of the residual distance as an electrical signal by outputting from 0, and is constructed of a diode network that utilizes the square characteristic of current and voltage of known diodes. The output of the reference speed generation circuit 21 is input to the comparison circuit 23 and the speed error detection circuit 2.

比較回路23は規準速度発生回路21の出力と
速度検出回路1の出力とを比較し、速度検出回路
1の出力が規準速度発生回路21の出力を超えた
とき“1”となる論理信号を出力する。なお、速
度検出回路1は、位置検出回路17の出力すなわ
ち第3図aに示した位置波形を微分して、その絶
対値を検出する構成でも良く、またコイルと磁石
の相対運動によつてコイルの両端に発生する電圧
を検出する構成でも良い。
The comparison circuit 23 compares the output of the reference speed generation circuit 21 and the output of the speed detection circuit 1, and outputs a logic signal that becomes "1" when the output of the speed detection circuit 1 exceeds the output of the reference speed generation circuit 21. do. The speed detection circuit 1 may be configured to differentiate the output of the position detection circuit 17, that is, the position waveform shown in FIG. 3a, and detect its absolute value. The configuration may be such that the voltage generated across the terminal is detected.

速度誤差検出回路2は、速度検出器1の出力と
規準速度発生回路21の出力の差をとつた後、定
数倍した信号をゲート回路33に出力する回路で
あり、アクチユエータの移動速度と残差距離に応
じて定められる規準速度との速度誤差を検出して
いる。
The speed error detection circuit 2 is a circuit that calculates the difference between the output of the speed detector 1 and the output of the reference speed generation circuit 21, and then outputs a signal multiplied by a constant to the gate circuit 33. The speed error from the standard speed determined according to the distance is detected.

ゲート回路33は、速度誤差検出回路2の出力
を入力し、制御部12から接続線32を介して得
られるループ制御指命指令信号がオン状態の間だ
け、速度誤差検出回路2の出力をオア回路34に
出力する。
The gate circuit 33 inputs the output of the speed error detection circuit 2, and ORs the output of the speed error detection circuit 2 only while the loop control command signal obtained from the control unit 12 via the connection line 32 is on. Output to circuit 34.

ゲート回路28は、入力線27から一定の加速
電圧もしくは加速電流の指示信号を入力し、制御
部12から接続線26を介して得られる加速指令
信号がオン状態の間だけ、前記指示信号をオア回
路34に出力する。
The gate circuit 28 inputs an instruction signal of a constant acceleration voltage or acceleration current from the input line 27, and ORs the instruction signal only while the acceleration instruction signal obtained from the control section 12 via the connection line 26 is in the ON state. Output to circuit 34.

ゲート回路31は、入力線30から上述の加速
指示信号と絶対値が等しく極性が反対の減速電圧
もしくは減速電流の指示信号を入力し、制御部1
2から接続線29を介して得られる減速指令信号
がオン状態の間だけ、減速電圧もしくは減速電流
の指示信号をオア回路34に出力する。
The gate circuit 31 inputs a deceleration voltage or deceleration current instruction signal whose absolute value is equal to and opposite to the above-mentioned acceleration instruction signal from the input line 30, and controls the control unit 1.
A deceleration voltage or deceleration current instruction signal is output to the OR circuit 34 only while the deceleration command signal obtained from 2 through the connection line 29 is on.

オア回路34はゲート回路28,31,33の
出力の和をとつてパワーアンプ3に出力し、パワ
ーアンプ3はオア回路34の出力に比例した電圧
もしくは電流をアクチユエータ4に印加して、ア
クチユエータ4を駆動する。
The OR circuit 34 sums the outputs of the gate circuits 28, 31, and 33 and outputs the sum to the power amplifier 3, and the power amplifier 3 applies a voltage or current proportional to the output of the OR circuit 34 to the actuator 4. to drive.

次に、第4図のフローチヤートを用いて、本実
施例の動作を説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained using the flowchart shown in FIG.

先ずアクセスの指令とアクセス距離がライン1
1を通して制御部12に与えられると、スタート
ルーチン100において、アクセス指令を検出す
る。アクセス距離の指定法としては例えば磁気デ
イスク、光デイスク等においてはアクセス指令を
受ける前に位置したトラツク番号と、アクセスす
べきトラツク番号の差のトラツク数で2進のデイ
ジタル量として与える。
First, the access command and access distance are line 1.
1 to the control unit 12, the access command is detected in the start routine 100. For example, in the case of magnetic disks, optical disks, etc., the access distance is specified as a binary digital quantity, which is the difference between the track number located before receiving the access command and the track number to be accessed.

ルーチン101において、前記アクセス距離か
ら第2の規定距離を差し引いた値の半分の値をデ
イジタル量でカウンタ14にセツトする。なお第
2の規定距離の決め方については、後述する規準
速度発生回路21の説明において詳述する。
In routine 101, a value equal to half of the value obtained by subtracting the second specified distance from the access distance is set in the counter 14 in a digital quantity. The method for determining the second specified distance will be explained in detail in the description of the reference speed generation circuit 21, which will be described later.

ルーチン102において、さらに制御部2は、
前記アクセス距離をカウンタ16にセツトする。
In the routine 102, the control unit 2 further includes:
The access distance is set in the counter 16.

次にルーチン103において、制御部2は加速
指令信号をオンにしゲート回路28に送出する。
加速指命信号をオンにすることによりゲート回路
28のゲートが開き、入力線27から与えられる
一定の加速電圧もしくは加速電流指示信号がパワ
ーアンプ3に入力される。パワーアンプ3は、前
記加速電圧もしくは加速電流の指示信号に比例し
た電圧もしくは電流をアクチユエータ4に印加す
る。この結果、アクチユエータ4は移動を開始す
る。
Next, in routine 103, the control section 2 turns on the acceleration command signal and sends it to the gate circuit 28.
By turning on the acceleration command signal, the gate of the gate circuit 28 is opened, and a constant acceleration voltage or acceleration current command signal given from the input line 27 is input to the power amplifier 3. The power amplifier 3 applies a voltage or current proportional to the accelerating voltage or accelerating current instruction signal to the actuator 4. As a result, the actuator 4 starts moving.

制御部2は、ルーチン103を実行後、ルーチ
ン104を実行し、アクセス距離が第1の規定距
離(予め設定された第1の設定距離)より大きい
かどうかを判断し、大きければルーチン105を
実行し、そうでなければ、ルーチン110を実行
する。
After executing the routine 103, the control unit 2 executes the routine 104, determines whether the access distance is larger than the first specified distance (first set distance set in advance), and if so, executes the routine 105. otherwise, routine 110 is executed.

アクセス距離が第1の規定距離よりも大きい場
合制御部2はルーチン105を実行し、移動距離
がアクセス距離から第2の規定距離を引いた値の
半分の距離(予め設定された第2の設定距離)を
超えたかどうか判断する。これは位置検出回路1
7で検出したアクチユエータ4の位置をもとに移
動距離検出回路18が発生するパルスでカウンタ
14をカウントダウンし、カウンタの内容が0に
なつた時を制御部2で監視することによつて行わ
れる。移動距離がアクセス距離から第2の規定距
離を引いた値の半分の距離を超えた場合にはルー
チン106を実行し、そうでなければ、再びルー
チン105を実行する。
If the access distance is larger than the first specified distance, the control unit 2 executes routine 105, and determines that the movement distance is half the value obtained by subtracting the second specified distance from the access distance (preset second setting). Determine whether the distance has been exceeded. This is position detection circuit 1
This is done by counting down the counter 14 using pulses generated by the moving distance detection circuit 18 based on the position of the actuator 4 detected in step 7, and monitoring by the control unit 2 when the contents of the counter reach 0. . If the moving distance exceeds half the value obtained by subtracting the second specified distance from the access distance, routine 106 is executed; otherwise, routine 105 is executed again.

ルーチン106では、制御部12は加速指命信
号をオフしてゲート回路28を閉じるとともに、
減速指命信号をオン状態にしてゲート回路31を
開く。その結果、入力線30から与えられる一定
の減速電圧もしくは減速電流の指示信号がオア回
路34を介してパワーアンプ3に入力され、アク
チユエータ4の減速が開始する。
In the routine 106, the control unit 12 turns off the acceleration command signal and closes the gate circuit 28, and
The gate circuit 31 is opened by turning on the deceleration command signal. As a result, a constant deceleration voltage or deceleration current instruction signal given from the input line 30 is input to the power amplifier 3 via the OR circuit 34, and the actuator 4 starts decelerating.

ルーチン107では、アクチユエータ4の速度
が規準速度を下回つたかどうかを判断する。これ
は、比較回路23の出力が“1”か否かを制御部
12が判断することにより行なう。
In routine 107, it is determined whether the speed of the actuator 4 has fallen below the standard speed. This is done by the control unit 12 determining whether the output of the comparison circuit 23 is "1" or not.

ここで、規準速度について第5図のグラフを用
いて説明する。残差距離をxe,減速の加速度をα2
とすると、規準速度は√22 eで与えられる。こ
の減速の加速度α2は閉ループ速度制御で追従可能
な加速度に設定し、入力線27又は30から加え
られる一定の加速もしくは減速指示信号によつて
生じる加速度α1より小さい値である。
Here, the reference speed will be explained using the graph of FIG. 5. The residual distance is x e and the acceleration of deceleration is α 2
Then, the standard speed is given by √2 2 e . The acceleration α 2 of this deceleration is set to an acceleration that can be followed by closed-loop speed control, and is smaller than the acceleration α 1 caused by the constant acceleration or deceleration instruction signal applied from the input line 27 or 30.

さらに一定の減速指示信号によつて加速度α1
減速されるアクチユエータ4が前記√22 eの規
準速度に合致する位置が残差距離xsの点であるよ
うに加速度α1をあらかじめ設定するものとする。
すなわち、加速度α1で速度零まで減速を続けた時
のアクチユエータ4の速度−残差距離平面上での
軌跡と、√22 eの規準速度の軌跡は、第5図に
示すように残差距離xsの点で交わる。
Further, the acceleration α 1 is set in advance so that the position where the actuator 4, which is decelerated by the acceleration α 1 according to the constant deceleration instruction signal, matches the reference speed of √2 2 e is at the point of the residual distance x s . shall be taken as a thing.
In other words, the locus of the actuator 4 on the velocity-residual distance plane when deceleration continues until the velocity is zero at an acceleration α 1 , and the locus of the standard velocity of √2 2 e are the residuals as shown in Fig. 5. Intersect at a distance x s .

加速度α1で減速を続けた時、速度が零になる残
差距離をx2とするとその軌跡は速度−残差距離平
面上でv=√21e2)となる。xe=xsで、第
5図に示したように、2つ軌跡が一致するから、
次式が成立する。
When deceleration continues with acceleration α 1 , if the residual distance at which the velocity becomes zero is x 2 , the trajectory becomes v=√2 1 ( e2 ) on the velocity-residual distance plane. Since x e = x s and the two trajectories match as shown in Figure 5,
The following formula holds true.

v=√21e2)=√22 s (2) 式(2)から、x2とxsの間の関係は、次式のように
求まる。
v=√2 1 ( e2 )=√2 2 s (2) From equation (2), the relationship between x 2 and x s can be found as follows.

x2=(1−α2/α1)xs (3) 式(3)で与えられるx2が、第2の規定距離を示し
ている。さらに、アクセス距離x1から前記第2の
規定距離x2を引いた値の半分の距離が、アクセス
距離x1から前記残差距離xsを引いた距離に等しく
なる場合のアクセス距離x1は次式で与えられる。
x 2 =(1−α 21 )x s (3) x 2 given by equation (3) indicates the second specified distance. Furthermore, the access distance x 1 when half of the value obtained by subtracting the second prescribed distance x 2 from the access distance x 1 is equal to the distance obtained by subtracting the residual distance x s from the access distance x 1 . It is given by the following formula.

x1=2xs−x2=(1+α2/α2)xs (4) 式(4)で与えられるx1が第1の規定距離を示して
いる。
x 1 =2x s −x 2 =(1+α 22 )x s (4) x 1 given by equation (4) indicates the first specified distance.

さて、ルーチン107において、アクチユエー
タ4の速度が規準速度を下回つた場合にはルーチ
ン108に進み、そうでない場合にはルーチン1
07を繰り返す。
Now, in routine 107, if the speed of the actuator 4 falls below the standard speed, the process advances to routine 108; otherwise, routine 1
Repeat step 07.

ルーチン108においては、制御部12は減速
指命信号をオフしてゲート回路31を閉じるとと
もに、ループ制御指令信号をオン状態にしてゲー
ト回路33を開く。その結果、速度誤差検出回路
2の出力がパワーアンプ3に加えられ、アクチユ
エータ4は速度誤差に比例する電圧もしくは電流
で減速される。
In routine 108, the control unit 12 turns off the deceleration command signal to close the gate circuit 31, and turns on the loop control command signal to open the gate circuit 33. As a result, the output of the speed error detection circuit 2 is applied to the power amplifier 3, and the actuator 4 is decelerated by a voltage or current proportional to the speed error.

その後ルーチン109において、残差距離が零
になつた時に“1”を出力するアクセス完了条件
検出回路37の出力が、1になつたかどうかを判
断し、1になつた時点でルーチン112に実行を
移して、ループ制御指命信号をオフしてアクセス
を完了する。
Thereafter, in routine 109, it is determined whether the output of the access completion condition detection circuit 37, which outputs "1" when the residual distance becomes zero, has become 1, and when it has become 1, the routine 112 is executed. the loop control command signal is turned off to complete the access.

次に、ルーチン104において、アクセス距離
が第1の規定距離より小さい場合の動作について
説明する。
Next, the operation in routine 104 when the access distance is smaller than the first specified distance will be described.

この場合、制御部2は、ルーチン110を実行
し、アクチユエータ4の速度が、規準速度を超え
たかどうか判断する。これは、比較回路13の出
力を制御部2で監視することによつて行われる。
制御部2はルーチン110にて比較回路13の出
力が“1”になつたことを検出すると、ルーチン
111を実行する。
In this case, the control unit 2 executes the routine 110 and determines whether the speed of the actuator 4 exceeds the reference speed. This is done by monitoring the output of the comparison circuit 13 with the control section 2.
When the control section 2 detects in the routine 110 that the output of the comparison circuit 13 becomes "1", it executes the routine 111.

ルーチン111では、加速指命信号をオフにす
るとともにループ制御指命信号をオンにする。そ
の結果ゲート回路28が閉じるとともに、ゲート
回路33が開き、速度誤差検出回路2の出力がパ
ワーアンプ3に加えられ、アクチユエータ4が減
速される。
In routine 111, the acceleration command signal is turned off and the loop control command signal is turned on. As a result, the gate circuit 28 is closed, the gate circuit 33 is opened, the output of the speed error detection circuit 2 is applied to the power amplifier 3, and the actuator 4 is decelerated.

制御部2は、ルーチン111を実行後、ルーチ
ン109を実行する。ルーチン39以後の動作
は、アクセス距離が第1の規定距離より大きい場
合の動作と同じで、先述したとおりである。
After executing the routine 111, the control unit 2 executes the routine 109. The operations after routine 39 are the same as those when the access distance is greater than the first specified distance, and are as described above.

第6図は本実施例による、アクセス距離が16ト
ラツクの場合の各部の信号波形を示す図であつ
て、aは位置検出器17の出力である位置波形、
bは、パワーアンプ3の出力波形、cは、規準速
度発生回路21の出力波形と速度検出回路1の出
力波形である。第6図において設定値は次のとお
りである。式(2)、式(3)において、2つの規準速度
軌跡が交わる残差距離xsをxs=4トラツク、加速
度α1とα2の比をα2/α1とすると、第1および第2
の規定距離x1,x2はそれぞれ、x1=6トラツク、
x2=2トラツクとなる。従つてアクセス距離は第
1の規定距離6トラツクより大きいので、加速は
アクセス距離16トラツクから第2の規定距離2ト
ラツクを引いた値の半分、すなわち7トラツクま
で行われ、その後減速に切替えられ、残差距離が
4トラツクとなつた時点で、アクチユエータ4の
速度が規準速度に等しくなり、その時点から速度
誤差に比例した電圧もしくは電流で減速され16ト
ラツクをアクセスした時点でアクセスが完了する
ような波形となつている。
FIG. 6 is a diagram showing signal waveforms of various parts when the access distance is 16 tracks according to this embodiment, in which a is the position waveform which is the output of the position detector 17;
b is the output waveform of the power amplifier 3, and c is the output waveform of the reference speed generation circuit 21 and the speed detection circuit 1. In FIG. 6, the setting values are as follows. In equations (2) and (3), if the residual distance x s where the two standard velocity trajectories intersect is x s = 4 tracks, and the ratio of acceleration α 1 and α 2 is α 21 , then the first and Second
The prescribed distances x 1 and x 2 are respectively x 1 = 6 tracks,
x 2 = 2 tracks. Since the access distance is therefore greater than the first prescribed distance of 6 tracks, acceleration is carried out up to half of the access distance of 16 tracks minus the second prescribed distance of 2 tracks, i.e. 7 tracks, and then a switch is made to deceleration; When the residual distance reaches 4 tracks, the speed of the actuator 4 becomes equal to the standard speed, and from that point on, it is decelerated by a voltage or current proportional to the speed error, and access is completed when 16 tracks have been accessed. It has a waveform.

なお、上記動作において、速度誤差でクローズ
ドループで減速する部分を除いて一定電圧もしく
は電流での加速・減速部分はオープンループであ
るので、アクチユエータの磁気回路の端部付近で
の発生力の低下など、第7図に示すような発生力
のばらつきによりアクセス範囲Bが制限され、一
定電圧もしくは電流での加速・減速の後設計値ど
おりの残差距離xs(第6図においては4トラツク)
でアクチユエータの速度が規準速度に等しくなる
ことは、必ずしも保証されず、1〜2トラツク前
後にずれた場合がある。設計値より前にずれた場
合は、その後の速度誤差による減速に何ら影響を
与えないが、後にずれた場合はその後の速度誤差
による減速誤差で規準速度に対するずれが大きく
なり目標トラツクに達しても速度が零とならず目
標位置に停止できずにオーバシユートエラーとな
つてしまう可能性がある。このような事を避ける
ためには、アクチユエータの速度が規準速度に等
しくなる残差距離xs(第6図においては4トラツ
ク)の設計値を、例えば6トラツクとか8トラツ
クというふうに大きくすればよい。いづれにして
も、本発明では、アクセスの最終段階で速度誤差
によるクローズドループで制御するので、上述し
たアクチユエータの発生力のばらつきによるオー
プンループ駆動時の速度ばらつきを吸収できる構
成となつている。
In addition, in the above operation, except for the closed-loop deceleration part due to speed error, the acceleration/deceleration part with a constant voltage or current is an open loop, so there is a decrease in the generated force near the end of the actuator's magnetic circuit, etc. , the access range B is limited by the variation in the generated force as shown in Figure 7, and after acceleration/deceleration with a constant voltage or current, the residual distance x s (4 tracks in Figure 6) is as designed.
It is not always guaranteed that the speed of the actuator will be equal to the standard speed, and it may deviate by one or two tracks. If it deviates before the design value, it will not have any effect on the subsequent deceleration due to the speed error, but if it deviates after the design value, the deviation from the standard speed will become large due to the deceleration error caused by the subsequent speed error, even if the target track is reached. There is a possibility that the speed will not become zero and the vehicle will not be able to stop at the target position, resulting in an overshoot error. In order to avoid this, the design value of the residual distance x s (4 tracks in Fig. 6) at which the actuator speed becomes equal to the reference speed can be increased to, for example, 6 tracks or 8 tracks. good. In any case, in the present invention, since the final stage of access is controlled in a closed loop based on a speed error, the structure is such that it is possible to absorb speed variations during open loop driving due to variations in the force generated by the actuator described above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、アクチ
ユエータのアクセス距離が、所定の距離よりも大
きい場合には、アクチユエータに一定の加速電圧
もしくは加速電流を与えた後に、一定の減速電圧
もしくは減速電流を与え、アクチユエータの移動
速度が残差距離に応じてあらかじめ定められた規
定速度以下になつた後に、規準速度とアクチユエ
ータの移動速度の差に応じた電圧もしくは電流を
アクチユエータに与え、アクチユエータのアクセ
ス距離が第1の設定距離よりも大きい場合には、
アクチユエータをオープンループで加速駆動して
移動させ、アクチユエータの移動距離が第2の設
定距離を超えた時点で、同じくオープンループで
その移動速度を減速駆動させ、アクチユエータの
移動速度が残差距離に応じてあらかじめ定められ
ている基準速度以下になつた時点で、この基準速
度とアクチユエータの移動速度との差に応じてク
ローズドループで追従制御を行なうものであり、
また、アクチユエータのアクセス距離が第1の設
定距離よりも小さい場合には、アクチユエータを
オープンループで加速駆動して移動させ、アクチ
ユエータの移動速度が基準速度以上になつた時点
で、クローズドループで追従制御を行うようにし
たので、目標位置の手前わずかの距離だけゆるや
かに閉ループ速度制御し、残りのアクセス距離
を、アクチユエータが出しうる最大の力で駆動す
ることができるのでアクセス時間を速くできる。
すなわち、同じアクセス距離で比較した場合、従
来は最初からクローズドループで追従制御を行う
ので、アクセス距離が長い場合などでは制御開始
から目標位置までアクセスする時間が長くかかつ
てしまうが、本発明では最初はアクチユエータに
一定入力を与えてオープンループで駆動して従来
に比してより高い速度で加速し、次いで急激に減
速して早かに目標位置の近くまで急速に駆動し、
移動速度が規準速度になつてからクローズドルー
プで追従制御を行ない目標位置に停止するように
したので、出発点から目標位置までのアクセス時
間を従来より短くでき、高速移動が可能となる。
As explained above, according to the present invention, when the access distance of the actuator is larger than a predetermined distance, a constant acceleration voltage or acceleration current is applied to the actuator, and then a constant deceleration voltage or current is applied to the actuator. After the actuator's moving speed falls below a predetermined speed determined according to the residual distance, a voltage or current is applied to the actuator according to the difference between the standard speed and the actuator's moving speed, and the actuator's access distance is increased. If it is larger than the first set distance,
The actuator is accelerated and moved in an open loop, and when the moving distance of the actuator exceeds the second set distance, the moving speed is also decelerated in an open loop, and the moving speed of the actuator is adjusted according to the residual distance. When the speed drops below a predetermined reference speed, follow-up control is performed in a closed loop according to the difference between this reference speed and the movement speed of the actuator.
In addition, if the access distance of the actuator is smaller than the first set distance, the actuator is accelerated and moved in an open loop, and when the actuator movement speed reaches the reference speed or higher, follow-up control is performed in a closed loop. As a result, the speed can be controlled slowly in a closed loop only a short distance before the target position, and the remaining access distance can be driven with the maximum force that the actuator can generate, thereby speeding up the access time.
In other words, when comparing the same access distance, conventional tracking control is performed in a closed loop from the beginning, so when the access distance is long, it takes a long time to access the target position from the start of control, but in the present invention, The actuator is driven in an open loop by applying a constant input to the actuator, accelerating at a higher speed than before, then decelerating rapidly and quickly driving close to the target position.
After the moving speed reaches the standard speed, follow-up control is performed in a closed loop to stop at the target position, so the access time from the starting point to the target position can be shorter than before, and high-speed movement is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図aは従来のアクセス制御法を用いた場合
のブロツク図、第1図bはその特性図、第2図は
本発明の一実施例を示すブロツク図、第3図は前
記実施例における出力波形図、第4図は動作を示
すフローチヤート、第5図は、規準速度カーブを
示す図、第6図は、本発明の一実施例を用いてア
クチユエータを動作させた時の波形図、第7図は
アクチユエータの発生力の変動を示す図である。 1……速度検出器、2……速度誤差検出回路、
3……パワーアンプ、4……アクチユエータ、1
2……制御部、14,16……カウンタ、17…
…位置検出回路、18……移動距離検出回路、2
0……残差距離検出回路、21……規準速度発生
回路、23……比較回路、28,31,33……
ゲート回路、34……オア回路、37……アクセ
ス完了条件検出回路。
FIG. 1a is a block diagram when a conventional access control method is used, FIG. 1b is a characteristic diagram thereof, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. An output waveform diagram, FIG. 4 is a flowchart showing the operation, FIG. 5 is a diagram showing a standard speed curve, and FIG. 6 is a waveform diagram when the actuator is operated using an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing variations in the force generated by the actuator. 1...Speed detector, 2...Speed error detection circuit,
3... Power amplifier, 4... Actuator, 1
2...Control unit, 14, 16...Counter, 17...
...position detection circuit, 18...movement distance detection circuit, 2
0... Residual distance detection circuit, 21... Reference speed generation circuit, 23... Comparison circuit, 28, 31, 33...
Gate circuit, 34... OR circuit, 37... Access completion condition detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ある位置に停止しているアクチユエータを、
任意の指定された距離であるアクセス距離離れた
位置に移動停止させるアクセス制御方法におい
て、 前記アクチユエータのアクセス距離が第1の設
定距離よりも大きい場合には、前記アクチユエー
タに一定の加速電圧もしくは加速電流を与えてオ
ープンループ駆動でアクチユエータを移動させ、
前記アクチユエータの移動距離が第2の設定距離
を超えた時点で、一定の減速電圧もしくは減速電
流を与えてオープンループ駆動で前記アクチユエ
ータの移動速度を減速させ、この減速により前記
アクチユエータの移動速度が、前記アクセス距離
からアクチユエータの実際の移動速度を引いた距
離である残差距離に応じてあらかじめ定められて
いる基準速度以上になつた時点で、この基準速度
と前記アクチユエータの移動速度との差に応じた
電圧もしくは電流をアクチユエータに与えてクロ
ーズドループ駆動で追従制御を行つて、前記アク
チユエータを目標位置に停止させ、 前記アクチユエータのアクセス距離が前記第1
の設定距離よりも小さい場合には、前記アクチユ
エータに一定の加速電圧もしくは加速電流を与え
てオープンループ駆動でアクチユエータを移動さ
せ、前記アクチユエータの移動速度が前記基準速
度以上になつた時点で、この基準速度と前記アク
チユエータの移動速度との差に応じた電圧もしく
は電流をアクチユエータに与えてクローズドルー
プ駆動で追従制御を行つて、前記アクチユエータ
を目標位置に停止させる ことを特徴とするアクチユエータのアクセス制御
方法。
[Claims] 1. An actuator stopped at a certain position,
In the access control method of moving and stopping at a position separated by an access distance that is an arbitrary specified distance, if the access distance of the actuator is larger than a first set distance, a constant accelerating voltage or accelerating current is applied to the actuator. The actuator is moved by open-loop drive by giving
When the movement distance of the actuator exceeds a second set distance, a constant deceleration voltage or deceleration current is applied to reduce the movement speed of the actuator by open-loop driving, and as a result of this deceleration, the movement speed of the actuator becomes When the speed exceeds a reference speed predetermined according to the residual distance, which is the distance obtained by subtracting the actual movement speed of the actuator from the access distance, the speed is adjusted according to the difference between this reference speed and the movement speed of the actuator. applying a voltage or current to the actuator to perform follow-up control in a closed-loop drive, stopping the actuator at the target position, and adjusting the access distance of the actuator to the first position.
If the distance is smaller than the set distance, apply a constant accelerating voltage or accelerating current to the actuator to move the actuator in open loop drive, and when the moving speed of the actuator reaches or exceeds the reference speed, this reference An access control method for an actuator, characterized in that the actuator is stopped at a target position by applying a voltage or current to the actuator according to the difference between the speed and the moving speed of the actuator to perform follow-up control in a closed loop drive.
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