DE2501792C2 - Anordnung zum Regeln der Verschiebung und Positionierung eines translatorisch beweglichen Systems - Google Patents

Anordnung zum Regeln der Verschiebung und Positionierung eines translatorisch beweglichen Systems

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DE2501792C2
DE2501792C2 DE19752501792 DE2501792A DE2501792C2 DE 2501792 C2 DE2501792 C2 DE 2501792C2 DE 19752501792 DE19752501792 DE 19752501792 DE 2501792 A DE2501792 A DE 2501792A DE 2501792 C2 DE2501792 C2 DE 2501792C2
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Description

25 Ol 792
stems in Abhängigkeit yon der Zeit ist dann eine abnehmende lineare Funktion und die Kurve, welche die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position angibt, die das bewegliche System einnimmt, ist ein Parabelbogen, wobei die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position abnimmt. An dem Ende der zweiten Phase soll die Geschwindigkeit des beweglichen Systems ausreichend klein sein, damit die Köpfe über der gewählten Spur angehalten werden.
Während der ersten Bewegungsphase arbeitet die Verschiebungs- und Positioniereinrichtung im freien Betrieb, d. h. ungeregelt, wohingegen sie während der zweiten Phase in geregellem Betrieb arbeitet, und zwar mit einem Verlauf der Geschwindigkeit des beweglichen Systems, der sowohl in Abhängigkeit von der Zeit als auch in Abhängigkeit von dein Weg dem Geschwindigkeitsverlauf so nahe wie möglich kommt, den es im ungeregelten Betrieb haben würde. Eine solche Verschiebungs- und Positioniereinrichtung wird als Zweiphasen-Regelanordnung bezeichnet
Die Zweiphasen-Regelanordnung enthält Einrichtungen, die der Spule des Motors während der ersten Phase der Bewegung des beweglichen Systems einen konstanten Strom und während der zweiten Phase einen Strom zuführen, dessen Wert sich in jedem Augenblick aus dem Vergleich zwischen der Ist-Geschwindigkeit des beweglichen Systems und einer Referenz-Sollgeschwindigkeit ergibt, die das bewegliche System hätte, wenn die Verschiebungseinrichtung während dieser zweiten Phase ungeregelt arbeiten würde.
Zu diesem Zweck enthält eine aus der DE-OS 21 31 699 bekannte Anordnung zur Regelung der Verschiebung und der Positionierung der Magnstköpfe insbesondere:
— einen Elektromotor, vorzugsweise einen elektrodynamischen Linearmotor,
— einen Wandler, welcher ein Signal liefert, das die Ist-Gef~hwindigkeit des die Magnetköpfe tragenden beweglichen Systems angibt,
— einen Generator, welcher ein Signal liefert, das die Referenz-Sollgeschwindigkeit des beweglichen Systems angibt.
— einen Komparator, welcher ein Fehlersignal liefert, das sich aus dem Vergleich der die Ist-Geschwindigkeit des beweglichen Systems angebenden Signals und des die Referenz-Sollgeschwindigkeit des beweglichen Systems angebenden Signals ergibt, und
— Stromversorgungseinrichtungen, die insbesondere einen Leistungsverstärker für den Motor enthalten und durch das Fehlersignal gesteuert werden.
Die aus dem Motor, dem ersten Generator, dem Komparator und den Stromversorgungseinrichtungen besiehende Anordnung bildet eine erste Regelschleife.
Diese bekannte Regeleinrichtung weist aber noch Nachteile auf. Zahlreiche Streuungserscheinungen physikalischen oder mechanischen Ursprungs können näm= lieh die Bewegung des: beweglichen Systems stören, wie beispielsweise die Änderungen der Versorgungsspannung des Motors, die sich im Verlauf der Zeit ergebenden Änderungen der elektrischen und magnetischen Kenndaten des Motors, die Änderungen der mechanischen Kenndaten des d;e Köpfe tragenden Wagens, die Empfindlichkeit des Geschwindigkeitswandlers usw.
Die Sollgeschwindiigkeit muß offensichtlich so gewählt werden, daß sie auch im ungünstigsten Falle gewährleistet, daß die Bewegung des bewegUchen Systems an der gewünschten Stelle angehalten wird und nicht über diese hinausgeht Daher ist es nicht möglich, in der zweiten, geregelten Bewegungsphase mit der maximalen Verzögerung zu arbeiten, die das jeweils verwendete bewegliche System hervorzurufen im Stande ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die An-Ordnung zum Regeln der in zwei aufeinanderfolgenden Bewegungsphasen erfolgenden Verschiebung und Positionierung eines translatorisch beweglichen Systems so weiterzubilden, daß in der zweiten Bewegungsphase mit der maximal möglichen Verzögerung des jeweiligen Systems gearbeitet werden kann, um jede Verschiebung innerhalb der kürzest möglichen Zeit durchzuführen.
Diese Aufgabe wird durch die Leiire des Patentanspruchs gelöst.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die. lediglich als Beispiel gegeben wird und nicht in einschräriken.dem Sinn zu verstehen ist
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 das Grundprinzip eines herkömmlichen Zweiphasen-Systems,
F i g. 2 die Kurven der Geschwindigkeitsänderungen in Abhängigkeit von der Zeit und von dem Weg einer bekannten Zweiphasen-Verschiebungsregelanordnung,
Fig.3 die Kurven der Geschwindigueilsänderungen in Abhängigkeit von der Zeit und von dem Weg der Verschiebungsregelanordnung nach der Erfindung,
Fig.4 das Prinzip-Blockschaltbild der Anordnung nach der Erfindung und
F i g. 5 die Kurven der Änderungen der Signale, welehe die Referenz-Sollgeschwindigkeit und die Istgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Weg angeben.
Zum besseren Verständnis der Prinzipien des Betriebs und des Aufbaues der erfindungsgemaßen Anordnung zum Regeln der Verschiebung und der Positionierung eines translatorisch beweglichen Systems sind einige Erläuterungen über solche geregelten oder ungeregelten Zweiphasen-Verschiebungsanordnungen von Nutzen.
Es wird somit, beispielsweise in einem Magnetplattenspeicher. eine Anordnung zur Verschiebung und zur Positionierung eines translatorisch beweglichen Systems betrachtet, welches aus der beweglichen Spule eines elektrodynamischen Linearmotors des Schwingspulentyps und dem die magnetischen Schreib-Lese-Köpfe der Platten tragenden Wagen besteht. Die Spule, die außerdem den Geschwindigkeitswandler des beweglichen Systems trägt, wird mit einem positiven oder negativen Strom versorgt. Da sie im Innern eines Dauermagneten angeordnet ist, der die Form eines zylindrisehen Kerns h?t, verschiebt sie sich gemäß dsm Vorzeichen des Stroms, den sie empfängt, in der einen oder anderen Richtung.
Es wird beispielsweise angenommen, daß man die Magnetköpfe von einer Spur A zu einer Spur B verschieben möchte, wobei die von den Köpfen zwischen diesen Spuren zurückgelegte Bahn geradlinig is:.
Es wird zuerst der Fall betrachtet, in welchem während der gesamten Dauer des Durchlaufens dieser Bahn AB die Verschieburgs- und Positioniereinrichtung der Köpfe nicht geregelt ist, also im freien Betrieb arbeitet (vgl. Fig. la und Ib). Während der eisten Bewegungsphase wird der Spule des Motors ein Positiver Stromstoß + / zugeführt. Die Kurve, die das besetz der Aus-
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bildung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit / angibt, kann dann mit einer Geraden O\ M zwischen den Zeitpunkten fi und tm verglichen werden. In dem Punkt Cinder Mitte des Intervalls AB wird indem Zeitpunkt tm - (fi + h)/2 von der ersten auf die zweite Bewegungsphase übergegangen, und es wird ein negativer Stromstoß —/der Spule des Motors zugeführt; die Geschwindigkeit nimmt dann in Abhängigkeit von der Zeit / linear ab. Ihre Kennlinie ist dann die Gerade MOi zwischen den Zeitpunkten tm und ti. Die Geschwindigkeitskurve V(t), d. h. die Kurve OtMO2 gibt den Betrieb der Zweipunkt-Verschiebungs- und Positioniereinrichtung im freien Betrieb an. Es ist klar, daß die Kurventeile Oi M und MOi nur in erster Näherung Geraden gleichgestellt werden können. Wenn χ die von den Köpfen zwischen den Punkten A und B zurückgelegte Strecke bezeichnet, so hat die Geschwindigkeit V^die Form:
(D
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für den Geradenabschnitt Oy M mit k\ > O,
V(t)~ kit+t>2 (II)
für den Geradenabschnitt MOi mit ki < 0.
Man betrachtet die Gleichung (I), in welcher zur Vereinfachung fei — 0 angenommen wird, und man erhält:
x = krfl2+K.
da für r=0 gilt: x = Q, ergibt sich AC-O. Folglich kann man schreiben
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30
35
Und demzufolge
(T)
Die Kurvendarstellung dieser Gleichung ist eine Parabel. Man kann ebenso zeigen, daß die Gleichung (II) einer Gleichung (IP) entspricht, deren Kurvendarstellung ebenfalls eine Parabel ist Der durch die beiden Geradenabschnitte O, M und MO2 dargestellten Geschwindigkeitskurve V(t) entspricht infolgedessen eine Geschwindigkeitskurve V(x), welche durch die beiden ParabeibögenAC'und C'ß(vgL Fig. Ic) dargestellt ist.
Um die Bewegung des beweglichen Systems während der zweiten Bewegungsphase, der Verzögerungsphase, genau zu kontrollieren, um eine wirksame Bremsung sicherzustellen und um sicher zu sein, daß die Köpfe effektiv über der Spur B angehalten werden, die man erreichen möchte, muß die Verschiebungs- und Positioniereinrichtung während dieser Phase geregelt werden.
Es wird somit von nun an angenommen, daß die Anordnung zum Regeln der Verschiebung und der Positionierung des beweglichen Systems so ausgelegt ist, daß sie während der ersten Bewegungsphase, die dem Parabelbogen AC und dem Geradenabschnitt O\ M der Fi g. Ic und Ib entspricht, ungeregelt arbeitet, und daß sie während der zweiten Bewegungsphase derart geregelt arbeitet, daß die Istgeschwindigkeit des bewegli- chen Systems sowohl in Abhängigkeit von dem Weg χ als auch in Abhängigkeit von der Zeit f so nahe wie möglich der Geschwindigkeit ist, die sie im ungeregelten Betrieb hätte. Das bedeutet mit anderen Worten, daß während der zweiten Bewegungsphase die die Istgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Weg χ und von der Zeit t angebenden Kurven dem Parabelbogen CB und dem Geradenabschnitt MOi der Fig. Ic bzw. I b so nahe wie möglich kommen sollen.
Die Kurven ACB und O1MO2 entsprechen zwar dem Idealfall, tatsächlich werden jedoch diese Kurven durch verschiedene Streuungserscheinungen mechanischen, elektrischen oder magnetischen Ursprungs verformt.
Es werden die F i g. 2a und 2b betrachtet, welche Kurven zeigen, die zwei Extremfälle von Istgeschwindigkeitsverläufen V(x) und V(t) für eine bekannte Verschiebungs- und Positionierungsregelanordnung angeben.
Die Kurven Vj und V4, V"? und V« zeigen den ungünstigsten Fall, in welchem die Geschwindigkeit des beweglichen Systems am kleinsten ist. Die Kurven Vi und Vt. Vi und Vj zeigen den leistungsfähigsten Fall, in welchem die Geschwindigkeit des beweglichen Systems am größten ist. In der Praxis bilden die Geschwindigkeitskurven auf Grund der Streuungen ein Kurvenbündel, welches zwischen diesen beiden Fällen liegt.
Bei den Zweiphasen-Regelanordnungen für die Verschiebung und die Positionierung ist es vorteilhafter, für die zweite Bewegungsphase eine Referenz-Sollgcschwkidigkeit zu wählen, die von dem Weg χ abhängig ist. Bei «Jen Anordnungen bekannter Art entspricht die beibehaltene Referenz-Sollgeschwindigkeit dem ungünstigsten Fall (Kurve Vi in F i g. 2a). Es ist offensichtlich, daß in diesem Falle die Istgeschwindigkeit während der zweiten Bewegungsphase eine Kurvendarstellung haben wird, die praktisch mit der der Referenz-Sollgeschwindigkeit zusammenfällt. Wenn man als Zeitnullpunkt die Zeit f-0 (in dem Punkt A) nimmt, so ist die Zeit, die von dem beweglichen System zum Durchlaufen der Strecke A B benötigt wird, gleich /2 (vgl. F i g. 2b).
Es wird jetzt der leistungsfähigste Faii betrachtet. Während der zweiten Bewegungsphase ist die die Istgeschwindigkeit darstellende Kurve die Kurve Vj. die praktisch mit der Kurve V4 zusammenfällt, wenn sich das bewegliche System dem Punkt B nähert. Betrachtet man aber die Fi g. 2b, so sieht man, daß durch die Gesamtheit der beiden Geschwindigkeitskurven Vi und V3 in der Zeit f2 eine größere Strecke als die Strecke AB zurückgelegt wird. Da dies vermieden werden muß, ist bei den bekannten Systemen unabhängig von dem betrachteten Fall die Zeit zum Zurücklegen der Strecke Aß stets dieselbe. Unter diesen Bedingungen ist es somit unmöglicK die mittlere Zugriffszeit zu optimieren. Zur Beseitigung dieses Nachteils ist es gemäß der Ermüdung erforderlich, daß während der zweiten Bewegungsphase die Referenz-Sollgeschwindigkeit in Abhängigkeit von χ von der Istgeschwindigkeit des beweglichen Systems während der ersten Bewegungsphase abhängig ist. Das ist in F i g. 3a dargestellt, welche wie F i g. 2a Kurven zeigt, die den beiden Extremfällen entsprechen, wobei die Kurven Ve und Vg dem ungünstigsten Fall und die Kurven V5 und V7 dem leistungsfähigsten Fall entsprechen.
Die Kurven V7 und V8 zeigen die Referenz-Sollgeschwindigkeiten in dem leistungsfähigsten Fall bzw. in dem ungünstigsten Fall. Es ist klar, daß die Istgeschwindigkeitskurven während der zweiten Bewegungsphase praktisch mit den beiden Kurven V7 und Vg zusammenfallen. Den beiden Gruppen von Kurven V(x). (Vj, Vt), (Ve, Vg) in F i g. 3a entsprechen die beiden Gruppen von Kurven V^(V5. V7JbZW-(V6, V8)in Fig.3b.
In dem günstigsten Fall ist die Zeit, die das bewegliche
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System zum Zurücklegen der Strecke AB benötigt, gleich fi (wobei der Zeitnullpunkt immer die Zeit ( = 0 ist), während sie in dem ungünstigsten Fall gleich /2 ist (mit fj<fi). Eine gleiche Überlegung würde für einen Zwischenfall zeigen, daß die Zeit zum Zurücklegen der Strecke AB. noch kleiner als h sein würde. Gemäß der Erfindung ist es somit möglich, die Zeit zum Zurücklegen der 3trecke AB zu optimieren.
Der Anordnung nach der Erfindung zur Regelung der Verschiebung und der Positionierung des beweglichen Systems liegt, zusammengefaßt, folgendes Prinzip zugrunde:
1. Bewegungsphase: freier Betrieb, ungeregelt.
2. Bewegungsphase:
geregelter Betrieb mit einer Referenz-Sollge- «chwindigkeit. die von den Verschiebunesbedingungen abhängig ist. d. h. von der Istgeschwindigkeit des beweglichen Systems während der ersten Bewegungsphase.
Fig.4 zeigt das Prinzipschaltbild der Anordnung nach der Erfindung.
Die wesentlichen Bestandteile dieser Anordnung sind:
— ein Generator t zur Erzeugung eines die Referenz-Sollgeschwindigkeit des beweglichen Systems anhebenden Signals.
— eine Umkehr-Steuereinrichtung 2 zum Umkehren der Stromrichtung in der Spule eines als Linearmotor ausgebildeten Elektromotors,
— ein Komparator 3,
— einspeichert
— ein Schalter 5.
— eine einen Leistungsverstärker enthaltende Stromversorgungseinrichtung 6 für den Elektromotor 7,
— ein Geschwindigkeitswandler 8 und
— Schalter 9 und 10.
Die aus dem Komparator 3, dem Schalter 5, der Stromversorgungseinrichtung 6, dem Elektromotor 7 und dem Geschwindigkeitswandler 8 bestehende Anordnung bildet eine Regelschleife Bj.
Die aus dem Komparator 3, dem Schalter 10, dem Speicher 4 und dem Generator 1 bestehende Anordnung bildet eine Regelschleife B\.
Der Generator 1 zum Einstellen der Referenz-Sollgeschwindigkeit für jede Verschiebungslänge des beweglichen Systems enthält eine gespeicherte Folge von diskreten Werten, welche eine willkürliche Sollgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg χ angeben, wobei diese willkürliche Geschwindigkeit dem Idealfall entspricht in welchem sämtliche Parameter der Bewegung des beweglichen Systems vollkommen bekannt und unveränderlich sind. Gemäß der Istgeschwindigkeit des beweglichen Systems während der ersten Bewegungsphase (Kurven V5 oder V6 in F i g. 3a), und aus der willkürlichen Sollgeschwindigkeit bildet der Generator 1 das Gesetz, welches die Referenz-Sollgeschwindigkeit während der zweiten Bewegungsphase (Kurven V7 und V8 in Fig.3a) angibt. Er liefert ein Signal 5VT welches die Referenz-Sollgeschwindigkeit darstellt.
Die Umkehr-Steuereinrichtung 2 zum Umkehren der Richtung des Stroms in der Spule bei jeder Verschiebung des beweglichen Systems und gemäß der Länge derselben (d. h. gemäß der Anzahl von zu überquerenden Spuren) legt die Anzahl /V von Spuren fest, bei deren Erreichen die Umkehrung der Stromrichiung in der Spule erfolgen soll. d. h. das Ende der ersten Bewe gungsphase (Punkt C). Wenn die Anzahl von Spuren, die der wirklich zurückgelegten Entfernung einspricht, gleich dieser Anzahl N ist, findet die Umkehrsieuerung statt. Wenn N' die Gesamtzahl von Spuren zwischen den Spuren A und B ist, zeigt die Erfahrung, daß es nicht erforderlich ist, N' = 2xN zu haber, damit die Zeit zum
Zurücklegen der Strecke AB minimal ist. Praktisch kann
man sagen, daß N bis auf einige Spuren etwa gleich ΝΊ2
Die Umkehr-Steuereinrichtung 2 liefert ein Umkehr-
steuersignal SCl.
Während der ersten Bewegungsphase steuert das Umkehrsteuersignal SCI den Schalter 10 derart, daß er die Regelschleife ßi schließt. Es schließt ferner den Schalter 9, wodurch der Leistungsverstärker der Strom versorgungseinrichtung 6 übersteuert wird. Dieser lie fert dann dem Elektromotor 7 unabhängig von von dem Komparator 3 gelieferten Fehlersignal ε einen konstanten Strom. Man arbeitet somit im freien Betrieb. Mit Hilfe des Schalters 5 kann die Schleife B\ abgetrennt werden.
Der Geschwindigkeitswandler 8 liefert ein Signal SVR, welches die Istgeschwindigkeit des beweglichen Systems angibt. Dieses Signal SVR wird von dem Komparator 3 mit dem Signal SVT verglichen, welches von dem Generator 1 geliefert wird, weil die Schleife Si durch den Schalter 5 abgetrennt ist. Das Fehlersignal f. das von dem Komparator 3 geliefert wird, wird über den Schalter 10 dem Speicher 4 zugeführt. Dieser liefert eine Referenzspannung TR, die von dem Fehlersignal f ab hängig ist.
Die Spannung 77? wird dem Generator 1 zum Einstellen der Referenz-Soiigeschwindigkeit zugeführt. Man sieht, daß das Signal SVTvon dem Signal SVR abhängig ist.
Wenn der Umkehrpunkt C erreicht ist, beginnt die zweite Bewegungsphase: das Signal SCl öffnet dann die Schalter 9 und 10.
Die in dem Speicher 4 gespeicherte Regelspannung TR wird an den Generator 1 abgegeben. Der Elektro motor 7 wird durch das Signal SVTmittels der Schleife Bi in einer herkömmlichen Betriebsart geregelt, wobei das Fehlersignal ε, das von dem Komparator 3 geliefert wird, den Leistungsverstärker der Stromversorgungseinrichtung 6 steuert, der nicht mehr durch den Schalter 9 in die Sättigung getrieben wird. Der Generator 1 enthält:
— ein Adreßdifferenzregisteril.
— einen Speicher 12, welcher die willkürliche Sollgeschwindigkeit des beweglichen Systems angibt, und
— einen Digital-Analog-Umsetzer 13.
Das Adreßdifferenzregister enthält am Anfang die Adreßdifferenz zwischen der Ausgangsspur A und der Ankunftsspur fi. Diese Differenz ist gleich der Anzahl von Spuren zwischen A und B. Jedesmal dann, wenn die Magnetköpfe über eine Spur hinweggehen, empfängt das Register 11 einen Impuls, welcher von dem Positionswandler des Plattenspeichers bekannter Art (nicht dargestellt) geliefert wird, der ständig die Spur bezeichnet, über welcher sich die Köpfe befinden. Der Inhalt des Registers 11 wird durch jeden impuls um Eins verringert bis er gleich Null ist.
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Wenn man die willkürliche Sollgeschwindigkeit des beweglichen Systems bis auf die Spur oder bis auf den Spurbruchteil festlegen will, so entsprechen jeder in dem Register enthaltenen Adreßdifferenz ein oder mehrere Werte dieser Geschwindigkeit, wobei dieser Wert oder diese Wene in digitaler Form durch eine Binärzahl ausgedrückt werden. Die willkürliche Sollgeschwindigkeit wird bis auf ein Spurviertel festgelegt. Daraus folgt, daß jeder Adreßdifferenz vier Werte der willkürlichen Sollgeschwindigkeit entsprechen. Einer Adreßdifferenz, die einer Spur N entspricht, entsprechen somit vier Werte der willkürlichen Sollgeschwindigkeit, die sich auf die Spuren oder Spurbruchteile /V bzw. N+1/4 bzw. /V+1/2 bzw. Λ/+3/4 beziehen. Für jedes Zurücklegen der Strecke/4ßenthält der Speicher 12 somit eine Folge von digitalen Werten, welche die willkürliche Sollgeschwindigkeit angeben. Diese Folge von Werten wird in den Digital-Analog-Umsetzer 13 übertragen, welcher sie in eine Foige von analogen Signalen vom SVAi umsetzt, wie in F i g. 5 dargestellt, welche die Kurve der Änderung des Signals SVA angibt, welche die willkürliche Sollgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Weg χ darstellt. Der Digital-Analog-Umsetzer 13 empfängt die Regelspannung TR. die der Speicher 4 liefert, welcher sie während der zweiten Bewegungsphase gespei- chert hält. Der Umsetzer 13, der auch als Multiplizierer dient, multipliziert jedes der Signale SVAi mit der Regelspannung TR. Man erhält so das die Referenz-Sollgeschwindigkeit angebende Signal SVT, welches somit in Wirklichkeit aus einer Folge von analogen Signalen SVTi besteht, was ebenfalls in F i g. 5 dargestellt ist. In F i g. 5 ist angenommen worden, daß die zurückgelegte Strecke Aöder Entfernung zwischen den äußeren Spuren entspricht, also beispielsweise 202 Spuren. Zum besseren Verständnis sind die Kurven SVA und SVTin der Nähe der ersten Spuren und der letzten Spuren ausführlicher dargestellt Außerdem ist die Kurve dargestellt, welche das Signal SVR angibt.
Wenn die Köpfe in einer Entfernung von der Ankunftsspur B angekommen sind, die gleich einem Spur- viertel ist. wird der Elektromotor 7 in bekannter Weise durch das in F i g. 5 da· gestellte Analogsignal f(x) geregelt, welches von dem Positionswandler des Plattenspeichcrs geliefert wird. Vorzugsweise besteht der Speicher 12 aus einem programmierbaren Speicher PROM, wodurch es möglich ist, die Werte der willkürlichen Sollgeschwindigkeit den im Verlauf der Zeit veränderlichen Kenndaten des beweglichen Systems anzupassen: Das bedeutet konkret, daß man den Speicher PROM verändert, wenn sich diese Kenndaten zu sehr verändert ha- so ben. wobei der neue Speicher 12 dann die neuen Werte der willkürlichen Sollgeschwindigkeit enthält Die Umkehrsteuereinrichtung 2 enthält:
einen Umkehrtabellenspeicher 21, einen Rückwärtszähler 22 und einen Null-Komparator23.
10
programmierbarer Speicher den Speicher 4.
PROM. Dasselbe gilt lür
55
Für jede Verschiebung wählt die Adreßdifferenz in der Umkehrtabelle 21 die Anzahl von Spuren aus, an deren Ende die Umkehrung stattfinden soll. Diese Zahl wird in den Rückwärtszähler 22 übertragen, dessen Inhalt während des Hinweggehens der Köpfe über jede Spur um Eins vermindert wird. Wenn sein Inhalt gleich Null wird, dann legji der NuU-Komparator den Umkehr- ^s Steuerbefehl fest (Übergang von der ersten iiewegungsphase auf die zweite Bewegungsphase, Punkt CJL
Vorzugsweise ist der Umkehrtabellenspeicher 21 ein Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. 25 Ol 792
    1 2
    zeichnet wird. Man gibt so die Zeit an, die die Köpfe
    Patentanspruch: benötigen, um von den äußeren Spuren einer Platte aus
    auf eine an einem beliebigen Punkt der zentralen Spur
    Anordnung zum Regeln der in zwei aufeinander- dieser Platte enthaltene Information zuzugreifen, und folgenden Bewegungsphasen erfolgenden Verschie- 5 zwar ah dem Zeitpunkt, in welchem die Köpfe von dem bung und Positionierung eines translatorisch beweg- Verarbeitungssystem den Befehl erhalten, auf diese Inlichen Systems, mit formation zuzugreifen, wobei die zentrale Spur diejeni
    ge ist, deren laufende Nummer gleich dem Mütel der
    a) einem Elektromotor (7), laufenden Nummern der äußeren Spuren ist (wenn es
    b) einem Geschwindigkeitswandler (8), der ein die io 200 Aufzeichnungsspuren gibt, die von 0 bis 200 nume-Istgeschwindigkeit des beweglichen Systems riert sind, ist die zentrale Spur die Spur 100). Praktisch angebendes Signal (S Vä;liefert, ist diese mittlere Zugriffszeit gleich der Summe von
    c) einem Generator (t), welcher ein die Solige- zwei Faktoren: Einerseits der mittleren Zeit, die die schwindigkeät des beweglichen Systems ange- Platten benötigen, um eine vollständige Umdrehung bendes Signal (SVT) liefert, 15 auszuführen, und andererseits der mittleren Zeit, die die
    d) einem Komparator (3), welcher ein Fehlersignal Magnetköpfe benötigen, um sich von den äußeren Spult) liefert das sich aus dem Vergleich zwischen ren zu der zentralen Spur zu verschieben.
    dem die Istgeschwindigkeit des beweglichen Gegenwärtig besteht bei der Entwicklung der Piat-
    Syste* is angebenden Signal (SVR) und dem die tenspeicher die Tendenz zu versuchen, die mittlere Zug-Scügeschwindigkeit des beweglichen Systems 20 riffszeit so weit wie möglich zu verringern, angebenden Signal (SVT) ergibt " Zu diesem Zweck kann man die mittlere Umdre-
    e) Einrichtungen (6) zur Stromversorgung des hungszeit verringern, indem man die Umdrehungsge-Elektromotors (7) für maximale Beschleunigung schwindigkeit der Platten vergrößert. Das ist aber aufin der ersten Bewegungsphase und geregelter grund der mechanischen Beanspruchungen, die dann auf Bewegung in der zweiten Bewegungsphase, in 25 die Platten ausgeübt werden, äußerst schwierig. Desweicher die Einrichtungen (6) zur Stromversor- halb zieht man es μοτ, auf die mittlere Verschiebungsgung des Elektromotors (7) durch das Fehlersi- zeit der Magnetköpfe einzuwirken, indem man ihre Vergnal (e) gesteuert werden und die aus dem Elek- schiebungs- und Positioniereinrichtung verbessert, tromotor (7) dem Wandler (8), dem Komparator Bei einer großen Anzahl von heutigen Verschie-(3) unrf den Einrichtungen (6) zur Stromversor- 30 bungs- und Positioniereinrichtungen wird ein elektrodygung des Elektromotors (7) bestehende Anord- namischer Motor verwendet, welcher eine Spule entnung-iine Regelschleife<Ä 2) bildet, hält, die sich im Innern eines Dauermagneten in Form
    einer Umkehrsteuereinrichtung (2) zur Um- eines zylindrischen Kerns linear verschiebt. Elektrodyschaltung der Einrichtungen (6) zur Stromver- namische Motoren dieses Typs werden als »Schwingssorgung des Elektromotors (7) von der ersten in 35 pulen« bezeichnet. Die Spule des Motors ist mit einem die zweite Bewegungsphase, Wagen mechanisch verbunden, welcher die Magnet
    köpfe trägt Dieser Wagen ist vorzugsweise mit Kugel-
    gekennzeichnetdurch folgende Merkmale: lagern versehen und bewegt sich auf zwei parallelen
    Schienen. Im folgenden wird das System, welches aus g) das von dem Generator (I) erzeugte, die Solige- 40 der Spule des Motors, dem Wagen sind den Magnetköpschwindigkeit des beweglichen Systems ange- fen besteht, als bewegliches System bezeichnet. Dieses R bende Signal (SVT) ist durch ein in der ersten bewegliche System enthält außerdem einen Wandler. Bewegungsphase ermitteltes Regelsignal (TR) mittels welchem in jedem Augenblick seine Geschw inder Istgeschwindigkeit des beweglichen Sy- digkeit gemessen werden kann.
    stems nachgeregelt, und 45 In der gegenwärtigen Praxis versucht man. die Zeit
    h) das Regelsignal (TR)ist das in der ersten Bewe- der Verschiebung der Magnetköpfe von ihrer Ausgungsphase-ermittelte und in einem Speicher (4) gangsspur zu ihrer Ankunftsspur zu verringern, und zwischengespeicherte Fehlersignal («), das von zwar unabhängig üavon, welches diese Spuren sind, wodem Komparator (3) abgegeben wird. bei der Fall, in welchem die Ausgangs- und Ankunfts-
    50 spuren die äußeren Spuren und die zentrale Spur sind.
    dann nur ein besonderer Fall ist.
    Zur Verringerung dieser Verschiebungszeit gibt man der Verschiebungs- und Positioniereinrichtung der
    Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln Köpfe eine Bewegung in zwei Phasen: der in zwei aufeinanderfolgenden Bewegungsphasen er- 55 Die erste Phase ist eine Beschleunigungsphase, wähfolgenden Verschiebung und Positionierung eines trans- rend welcher der Spule des Motors ein positiver Strom latorisch beweglichen Systems, wie etwa einer Anord- zugeführt wird: Der Verlauf der Geschwindigkeit des nung von Schreib-Lese-Köpfen für Magnetplatten, die beweglichen Systems in Abhängigkeit von der Zeit kann zu dem Speicher eines Datenverarbeitungssystems ge- dann einer ansteigenden linearen Funktion gleichgehören, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine bö stellt werden. Die Kurve, welche den Verlauf der Gcsolche Anordnung ist aus der DE-OS 23 04 888 bekannt. schwindigkeit in Abhängigkeit von der Position angibt. In den heutigen Datenverarbeitungssystemen werden die das bewegliche System in jedem Augenblick einimmer häufiger Magnetplattenspeicher wegen ihrer nimmt, ist ein Parabelbogen, wobei die Geschwindigkeit großen Speicherkapazität und vor allem wegen ihrer in Abhängigkeit von der Position zunimmt, verhältnismäßig kurzen Zugriffszeit zu den auf den Plat- 65 Während der zweiten Bewegungsphase, bei welcher ten enthaltenen Daten verwendet. es sich um eine Verzögerungsphase handelt, wird dem
    jeder Plattenspeicher ist durch eine physikalische Motor ein Strom in umgekehrter Richtung zugeführt. Größe gekennzeichnet, die als mittlere Zugriffszeit be- Der Verlauf der Geschwindigkeit des beweglichen Sy-
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