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Das
vorliegende Verfahren bezieht sich auf die Kompensation von Störungen in
einer optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung und auf ein Servosystem
für ein
optisches Aufzeichnungsmedium, das diese Vorrichtung und dieses
Verfahren anwendet.
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Die 1 zeigt ein Beispiel eines
Spurfehlersignals, das wegen der Exzentrizität eines optischen Aufzeichnungsmediums
erzeugt wird. Die bei einem optischen Aufzeichnungsmedium auftretende
Exzentrizität
wird durch die Inkonsistenz der Drehachse der Spindel zum Drehen
einer Platte von der Spurmitte einer Platte verursacht. Bei einem
Antriebssystem für ein
optisches Aufzeichnungsmedium stellt die Exzentrizität eines
optischen Aufzeichnungsmediums einen wichtigen periodischen Störfaktor
dar, dessen Einfluss sich mit der Geschwindigkeitsvervielfachung
erhöht.
Eine genaue Spurverfolgung kann ohne die Kompensation der Exzentrizität nicht
erreicht werden. Dementsprechend wendet ein konventionelles System
unterschiedliche Exzentrizitätskompensationsverfahren
an.
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Die 2 ist ein Blockdiagramm
eines Abnehmerkopfpositions-Steuersystems (PUH-Positionssteuersystem) in einer typischen
optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung.
Das PUH-Positionssteuersystem empfängt einen Positionsbefehl zum
Lenken eines Abnehmers (nicht gezeigt), um auf einer erwünschten
Stelle angeordnet zu werden. Ein Signal, das die aktuelle Position
eines Stellgliedes 220 eines Antriebs eines optischen Aufzeichnungsmediums
zum Bewegen eines Abnehmers darstellt, wird in einer negativen Richtung
rückgeführt und
in einem Addierer 200 zu einem Positionsbefehlssignal addiert.
Ein von dem Addierer 200 ausgegebenes Fehlersignal e wird
auf einen Controller 210 angewendet. Der Controller 210 führt mit
dem Fehlersignal e einen vorgegebenen Algorithmus zum Kompensieren
aus und gibt ein kompensiertes Signal an das Stellglied 220 aus.
Das Stellglied 220 bewegt den Abnehmer (nicht gezeigt)
in Reaktion auf das von dem Controller 210 empfangene kompensierte
Signal. Diese Arbeit wird wiederholt und auf diese Art und Weise
wird die Position des Abnehmers eingestellt. Dieses System kann
jedoch mit einer Störung,
wie einer größeren Exzentrizität, nicht
umgehen.
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Die 3 ist ein Blockdiagramm
einer Ausführung
eines konventionellen PUH-Positionssteuersystems,
bei dem eine Routine zum Durchführen
der Kompensation von Störungen
zu dem Steuersystem in der 2 hinzugefügt ist.
Bei diesem System wird eine Kompensationsroutine 300 unter
der Voraussetzung durchgeführt,
dass ein Exzentrizitätssignal
eine perfekte Sinuswelle Asin(ωt
+ ψ) mit
einer Exzentrizität
von A, einer Plattendrehzahl ω und
einer Exzentrizitätsphase ψ ist. Dieses
Kompensationsverfahren wird in dem U.S.-Patent Nr. 5.892.742 offen
gelegt. Bei dem Betrieb des Systems der 3 wird aus einer Fehlerwellenform, wie
in der 1 gezeigt, eine Vorwärts-Steuereingabe berechnet,
bevor die Steuerung der Spurverfolgung beginnt. Das bedeutet, die Größe der Exzentrizität wird durch
die Anzahl von Spurfehlern, die während einer Drehung einer Spindel über einer
Spur (d. h. während
eines Zyklus), in der 1 gezeigt,
erzeugt werden, bestimmt und die Phase der Exzentrizität wird durch
ein Spindelindex-Referenzsignal, das eine Umdrehung und eine Verzögerungszeit,
zu der ein Spurfehler am größten ist,
darstellt, bestimmt. Der auf diese Art und Weise berechnete Vorwärts-Steuereingang
wird zu der Ausgabe des Controllers 210 der 3 addiert, um eine Spurfehlerkompensation
einschließlich
der Kompensation der Exzentrizität
zu erreichen. Dieses Störungskompensationsverfahren
wird sehr einfach durchgeführt
und kann deshalb leicht angewendet werden. Jedoch ist dieses Störungskompensationsverfahren
ein Steuerkettenverfahren, das die Ansprecheigenschaften eines vorhandenen
Servo-(Betätiger-)Steuersystems
nicht berücksichtigt.
Die Leistung des Störungskompensationsverfahrens
ist deshalb, da periodische Störungen,
die Exzentrizität
enthalten, keine perfekte Sinuswellen sind, begrenzt.
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Die 4 ist ein Blockdiagramm
einer weiteren Ausführung
eines konventionellen PUH-Positionssteuersystems, bei dem dem Steuersystem
der 2 eine Routine zur
Durchführung
der Störungskompensation
hinzugefügt
ist. Das System der 4 ist
in dem U.S.-Patent Nr. 5.550.685 offen gelegt und wird auf Magnetplattenantriebssysteme
angewendet. Bei diesem Steuersystem wird unter Verwendung eines
Spurfehlersignals zuerst ein feststehender Vorwärts-Steuereingang erhalten
und vor dem Beginn der Steuerung in einer Tabelle 400 gespeichert. Dann,
bei erfolgender Steuerung, werden unter Verwendung der gespeicherten
Eingabe die wegen Störungen
erzeugten Fehler kompensiert. Dieses Steuersystem enthält ebenso
eine separate adaptive Vorwärts-Steuereinheit 410 in
Vorbereitung auf Änderungen
in den Eigenschaften wiederholbaren Seitenschlags (RRO), die während des
Betriebs eines Antriebssystems durch externe Faktoren verursacht werden.
Eine diskrete Fourier-Transformation (DFT) und eine inverse diskrete
Fourier-Transformation (IDFT) werden der Reihe nach durchgeführt, um
aus einem Positionsfehlersignal (PES) eine bestimmte Frequenzkomponente
zu extrahieren und dadurch ein Signal mit einer bestimmten Frequenzkomponente
zu erhalten. Das erhaltene spezifische Frequenzkomponentensignal
wird zu der Fehlereingabe einer vorhandenen Servo-Steuerschleife
addiert. Auf diese Art und Weise kann die Fehlerkompensation erreicht werden.
Das System der 4 ist
kompliziert, da es die Fehlerkompensationssteuerung unter Berücksichtigung
aller Ansprecheigenschaften der geschlossenen Schleife erreicht,
kann jedoch als effektiveres Störungskompensationsverfahren
als das System der 3 betrachtet
werden. Das System der 4 berücksichtigt
jedoch nur Störungen
einer bestimmten Frequenzkomponente, anstelle der Störungen aller
Frequenzkomponenten, die aktuell in dem Steuerbereich eines Plattenantriebssystems vorhanden
sind, und es ist schwierig, mit Änderungen in
den Zyklen, wie zum Beispiel Änderungen
in dem Geschwindigkeitsvielfachen, umzugehen.
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EP 0875887 bezieht sich
auf das Verringern eines Fehlers, der durch einen Stoß verursacht
wird. Die Verringerung des Fehlers wird durch einen Lernprozess
bewirkt.
EP 1014366 bezieht
sich auf eine Speichervorrichtung zum Ermitteln eines Steuersignals,
um eine Positionsabweichung durch eine periodische Störung, wie
zum Beispiel Exzentrizität
des Mediums, durch ein Lernen der Steuerung und durch das Durchführen der
Vorwärts-Steuerung
zu unterdrücken.
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Deshalb
ist in einem periodischen System, wie zum Beispiel in einem Plattenantriebssystem zum
Durchführen
eines Hochleistungssteuerbetriebs, die Berechnung einer Steuerungseingabe
unter Berücksichtigung
aller Frequenzkomponenten innerhalb eines Steuerbereichs erforderlich.
Um mit Änderungen
in dem Systemzyklus, die durch eine Änderung des Geschwindigkeitsvielfachen
und durch eine Änderung
eines Steuermodus verursacht werden, umzugehen, sind außerdem neue
Verfahren zur Störungskompensation
und neue Vorrichtungen erforderlich.
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Im
Hinblick darauf, das oben beschriebene Problem zu lösen oder
zu verringern, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Kompensieren von Plattenstörungen unter
Berücksichtigung
von periodischen Störungen aller
Frequenzkomponenten innerhalb des Steuerungsbereichs eines Servosystems
für den Antrieb eines
optischen Aufzeichnungsmediums und unter Berücksichtigung der Änderungen
bei dem Geschwindigkeitsvielfachen des optischen Aufzeichnungsmediums
in einer optischen Aufzeichnung-/Wiedergabevorrichtung bereitzustellen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Servosystem für den Antrieb
eines optischen Aufzeichnungsmediums einer optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
bereit, wobei das System umfasst: ein Stellglied, das die Position
eines Kopfes zum Aufzeichnen von Daten auf ein Aufzeichnungsmedium
oder zum Wiedergeben der aufgezeichneten Daten von dem Aufzeichnungsmedium
verschiebt, einen Fehlerdetektor, der die Differenz zwischen der
Bezugsposition auf dem Aufzeichnungsmedium und der tatsächlichen
Position des Kopfes, d. h. einen Positionsfehler, erfasst, einen
Kompensator, der einen Wert von dem Fehlerdetektor empfängt und
einen Wert zum Ansteuern des Stellgliedes erzeugt, einen ersten
Speicher, der einen Steuereingang zum Kompensieren des Positionsfehlers
des Stellgliedes aufgrund einer periodischen Störung, wie beispielsweise Exzentrizität, speichert,
einen zweiten Speicher, der den Inhalt des ersten Speichers entsprechend
der Phase umwandelt und den umgewandelten Inhalt speichert, eine Zeitsteuerung,
die Adressen für
den ersten Speicher und Adressen für den zweiten Speicher entsprechend
der Phase generiert, und einen Addierer, der den Inhalt des ersten
oder des zweiten Speichers zusammen mit dem Ausgang des Kompensators
an das Stellglied anlegt.
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Der
erste Speicher speichert vorzugsweise einen Steuereingang, um den
Positionsfehler, der während
eines vorgegebenen Drehzeitraums generiert wird, über wiederholte
Vorgänge
des Aktualisierens des zuvor in der ersten Speichereinheit gespeicherten
Wertes mit der Summe des positionsfehler-gefilterten Wertes und
den zuvor in der ersten Speichereinheit gespeicherten Werten zu
kompensieren, wobei die Vorgänge
wiederholt werden, bis der Positionsfehler auf oder unter einem
vorgegebenen Wert liegt.
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Ein
Filterkoeffizient wird vorzugsweise so bestimmt, dass die Summe
konvergiert wird, wenn die Anzahl von Wiederholungen zunimmt.
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Vorzugsweise
generiert die Zeitsteuerung Adressen, die der Anzahl von Abtastungen
von Positionsfehlern entsprechen, die während eines Drehzyklus unter
Verwendung der Geschwindigkeit (FG) eines Spindelmotors zum Drehen
des Aufzeichnungsmediums generiert werden, für den ersten Speicher und generiert
des Weiteren eine Adresse, die der Anzahl von steigenden Flanken
und fallenden Flanken der FG entspricht, die während des Drehzyklus erzeugt
werden, für
den zweiten Speicher.
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Das
Servosystem für
den Antrieb eines optischen Aufzeichnungsmediums kann des Weiteren
einen Interpolator, der Interpolation zum Wiederherstellen für einen
Wert zwischen den Kompensations-Steuereingängen, die an Adressen des zweiten Speichers
gespeichert sind, durchführt,
umfassen.
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Das
Servosystem für
den Antrieb eines optischen Aufzeichnungsmediums kann des Weiteren
einen Multiplexer umfassen, der den Steuer-Eingangswert des ersten
Speichers an den Addierer während eines
Prozesses, in dem Steuer-Eingangswerte in dem ersten Speicher gespeichert
werden, ausgibt, bis die Spurpositionsfehler zu einem vorgegebenen Wert
konvergiert sind, und den Steuer-Eingangswert des Interpolators
nach dem Prozess ausgibt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung außerdem ein
Störungskompensationsmodul
in einem Servosystem für
den Antrieb eines optischen Aufzeichnungsmediums einer optischen
Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung, das Lernsteuerung verwendet,
um einen Steuereingang zum Kompensieren von Spurpositionsfehlern
aufgrund einer periodischen Störung,
wie beispielsweise Exzentrizität,
die auf einem optischen Aufzeichnungsmedium auftritt, zu erzeugen,
bereit, wobei das Modul umfasst: ein erstes Filter, das den Spurpositionsfehler
filtert, einen Speicher, der Adressen hat, deren Anzahl der Anzahl
von Abtastungen der Spurpositionsfehler entspricht und der einen
Steuer-Eingangswert zum Kompensieren eines Zyklus von Spurpositionsfehlern
an einer entsprechenden Adresse der Adressen speichert, ein zweites
Filter, das die in dem Speicher gespeicherten Steuer-Eingangswerte
filtert, und einen Addierer, der den Ausgang des ersten Filters
zu dem Ausgang des zweiten Filters addiert und das Ergebnis der
Addition an den Speicher anlegt, wobei die Spurpositionsfehler unter Verwendung
der in dem Speicher gespeicherten Steuer-Eingangswerte kompensiert
werden, und, wenn das kompensierte Ergebnis einem vorgegebenen Bezug
nicht entspricht, die oben beschriebenen Elemente erneut in Funktion
treten und die Steuer-Eingangswerte des Speichers immer dann aktualisiert
werden, wenn die Elemente wieder in Funktion treten.
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Das
Störungskompensationsmodul
kann des Weiteren umfassen: einen zweiten Speicher, der abschließende Steuer-Eingangswerte
zum Kompensieren eines Zyklus von Spurfehlern speichert, die während eines
Zyklus zu einer Pulskantenzeit generiert werden, die während des
Spurzyklus generiert wird, nachdem die abschließenden Steuer-Eingangswerte in
dem Speicher gespeichert sind, und einen Interpolator, der die in
dem zweiten Speicher gespeicherten Steuer-Eingangswerte interpoliert,
nachdem der Lernprozess abgeschlossen ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung außerdem ein
Störungskompensationsmodul
in einem Servosystem zum Antreiben eines optischen Aufzeichnungsmediums
einer optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung, das Lernsteuerung
verwendet, um einen Steuereingang zum Kompensieren von Spurpositionsfehlern
aufgrund einer periodischen Störung,
wie beispielsweise Exzentrizität,
die auf einem optischen Aufzeichnungsmedium auftritt, bereit, wobei
das Modul an einem Servosystem zum Antrieb für ein optisches Aufzeichnungsmedium
befestigt ist und Folgendes umfasst: ein erstes Filter, das den
Spurpositionsfehler filtert, einen Speicher, der Adressen hat, deren
Anzahl der Anzahl von Abtastungen der Spurpositionsfehler entspricht
und der einen Steuer-Eingangswert zum Kompensieren eines Zyklus
von Spurpositionsfehlern an einer entsprechenden Adresse der Adressen speichert,
ein zweites Filter, das die in dem Speicher gespeicherten Steuer-Eingangswerte
filtert, und einen Addierer, der den Ausgang des ersten Filters
zu dem Ausgang des zweiten Filters addiert und das Ergebnis der
Addition an den ersten Speicher anlegt, einen zweiten Speicher,
der abschließende
Steuer-Eingangswerte zum Kompensieren eines Zyklus von Spurfehlern
speichert, die während
eines Zyklus zu einer Pulskantenzeit generiert werden, nachdem die
abschließenden
Steuer-Eingangswerte in dem Speicher gespeichert sind, und einen
Interpolator, der die in dem zweiten Speicher gespeicherten Steuer-Eingangswerte
interpoliert, wobei die Spurpositionsfehler unter Verwendung der
Steuer-Eingangswerte, die in dem ersten Speicher gespeichert sind, kompensiert
werden und, wenn die Kompensationsergebnisse eine vorgegebene Referenz
nicht erfüllen,
arbeiten das erste und das zweite Filter, der Addierer und der erste
Speicher erneut und die Steuer-Eingangswerte
des ersten Speichers werden, sooft die Elemente erneut arbeiten,
aktualisiert und unter Verwendung der Ausgabe des Interpolators
wird, nachdem die Lernsteuerung abgeschlossen ist, eine Spurpositionssteuerung
vorgenommen.
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Das
Störungskompensationsmodul
kann des Weiteren einen Multiplexer umfassen, der einen in dem ersten
Speicher gespeicherten Steuer-Eingangswert ausgibt, um einen Fehlerkompensations-Steuer-Eingangswert
für eine
Spurpositionssteuerung während
eines Zyklus aufgrund einer Störung zu
ermitteln, und der den Ausgang des Interpolators auswählt, nachdem
alle Steuer-Eingangswerte für die
Störungskompensation
während
des Zyklus ermittelt und in dem zweiten Speicher gespeichert sind.
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Die
vorliegende Erfindung stellt außerdem ein
Störungskompensationsverfahren,
das Lernsteuerung verwendet, zum Erzeugen eines Steuereingangs zum
Kompensieren von Spurpositionsfehlern aufgrund einer periodischen
Störung,
wie beispielsweise Exzentrizität,
die auf einem optischen Aufzeichnungsmedium auftritt, bereit, wobei
dieses Verfahren umfasst: a) Feststellen, ob ein Steuereingang für Störungskompensation
erforderlich ist, b) Ermitteln eines Vorwärtssteuerungs-Eingangs zum
Kompensieren eines Zyklus von Spurpositionsfehlern auf einem optischen
Aufzeichnungsmedium, wenn in Schritt a) bestimmt wird, dass ein
Steuereingang erforderlich ist, c) Umwandeln des Vorwärtssteuerungs-Eingangs,
der in Schritt b) ermittelt wird, in einen Steuer-Eingangswert in Abhängigkeit
von der Phase einer Spurantriebsspindel und Speichern des umgewandelten
Steuer-Eingangswertes, und d) Kompensieren der aufgrund der Störung generierten Spurpositionsfehler
unter Verwendung der in Schritt c) ermittelten Steuer-Eingangswerte.
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In
dem Schritt a) wird ein Spurpositionsfehler in Abhängigkeit
von dem Betrag einer periodischen Störung, wie beispielsweise der
Exzentrizität
einer Platte, gemessen, bevor die Spurführung auf einem optischen Aufzeichnungsmedium
gesteuert wird, und, wenn gemessen wird, dass der Betrag des Spurpositionsfehlers
einem vorgegebenen Wert entspricht oder größer als dieser ist, bestimmt
wird, dass ein Störungskompensations-Steuereingang erforderlich
ist.
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In
dem Schritt b) wird, wenn angenommen wird, dass eine Drehung einer
Spur als ein Steuerprozess bezeichnet wird, wenn ein k-tes Steuerungsversuchs-Eingangsergebnis
uk(t) ist und ein in diesem Fall gemessener
Spurpositionsfehler ek(t) ist, ein (k +
1)-tes Steuerungsversuchs-Eingangsergebnis uk +
1(t) wie in Formel 1 dargestellt berechnet: Uk+1(s) = P(s)Uk(s) + Q(s)Ek(s) (1) wobei Uk+1(s), Uk(s) und
Ek(s) jeweils die Laplace-Transformationen
von uk+1(t), uk(t)
und ek(t) bezeichnen und P(s) sowie Q(s)
Funktionen bezeichnen, die repräsentativ
für eine
vorgegebenen Filter-Kennlinie sind, die so bestimmt wird, dass Uk+1(s) konvergiert wird, und ein abschließender periodischer
Vorwärtssteuerungs-Eingang
durch wiederholte Durchführungen
von Formel (1) ermittelt wird.
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Vorzugsweise
ist der in Schritt b) ermittelte Vorwärtssteuerungs-Eingang so eingerichtet,
dass Spurpositionsfehler kompensiert werden, bis die abschließenden Vorwärtssteuerungs-Eingangswerte ermittelt
sind, und der Steuerungseingang, der entsprechend der Phase in Schritt
c) umgewandelt wird, für
eine Spurpositionsfehler-Kompensation eingerichtet ist, nachdem
der abschließende
Vorwärtssteuerungs-Eingang
für Spurpositionsfehler,
die während eines
Zyklus generiert werden, ermittelt ist.
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Nach
dem Schritt c) kann des Weiteren der Schritt des Interpolierens
der gespeicherten Werte und des Verwendens der interpolierten Werte
als einen Störungskompensations-Steuereingang bereitgestellt
werden.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie Ausführungen derselben in die Praxis
umgesetzt werden können,
wird nun durch Beispiele Bezug auf die begleitenden diagrammatischen
Zeichnungen genommen, in denen:
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1 ein Beispiel eines Spurfehlersignals, das
wegen der Exzentrizität
eines Servosystems zum Antreiben eines optischen Aufzeichnungsmediums
erzeugt wurde, darstellt,
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2 ein Blockdiagramm eines
Abnehmerkopfpositions-Steuersystems einer typischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
ist,
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3 ein Blockdiagrammm eines
konventionellen Abnehmerkopfpositions-Steuersystems ist, das durch das Hinzufügen der
Störungskompensationsroutine
zu dem Steuersystem der 2 erhalten wird,
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4 ein Blockdiagramm einer
weiteren Ausführung
eines konventionellen Abnehmerkopfpositions-Steuerungssystems ist,
das durch das Hinzufügen
einer Kompensationsroutine zu dem Steuersystem der 2 erhalten wird,
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5 ein Blockdiagramm eines
Servosystems zum Antreiben eines optischen Aufzeichnungsmediums
einer optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist,
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6 ein Blockdiagramm eines
Störungskompensationsmoduls
ist, das die Lernsteuerung gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung verwendet,
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7A die Abtastpunkte in Bezug
auf eine periodische Steuer-Eingangswellenform während eines Spurdrehzyklus
in 6 und Punkte, die
Pulskanten, die die Phasen einer Spindel darstellen, die über einer
Spur in der 6 dreht,
darstellt,
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7B ein Beispiel einer Steuereingangstabelle,
die jeweils in den ersten und den zweiten Speichereinheiten der 5 und 6 gespeichert ist, entsprechend den Punkten
der 7A darstellt,
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8 ein Fließdiagramm
ist, das ein Lernsteuerung verwendendes Störungskompensationsverfahren
gemäß Ausführungen
der vorliegenden Erfindung darstellt, und
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9 ein Beispiel einer Änderung
in dem Geschwindigkeitsvielfachen eines optischen Aufzeichnungsmediums
und eine Änderung
in der Wellenform eines Fehlerkompensations-Steuereingangs entsprechend
der Änderung
des Geschwindigkeitsvielfachen eines optischen Aufzeichnungsmediums darstellt.
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Bezug
nehmend auf die 5 enthält ein Servosystem
für den
Antrieb einer optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Stellglied 500, einen Fehlerdetektor 510,
einen Kompensator 520, einen ersten Speicher 530,
einen zweiten Speicher 540 und einen Addierer 560.
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Das
Stellglied 500 bewegt die Position eines Kopfes (beispielsweise
eines Abnehmerkopfes) zum Aufzeichnen von Daten auf einem optischen
Aufzeichnungsmedium oder zum Wiedergeben von Daten von diesem. Der
Fehlerdetektor 510 erfasst die Differenz (den Positionsfehler)
zwischen der Referenzposition auf dem Aufzeichnungsmedium und der aktuellen
Position des Kopfes. Der Kompensator 520 empfängt den
Ausgangswert des Fehlerdetektors 510 und erzeugt durch
das Anwenden eines Algorithmus einen Stellgliedantriebswert zum
Verringern des Positionsfehlers.
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Der
erste Speicher 530 speichert einen Steuereingang zum Kompensieren
des Positionsfehlers für
eine von dem Stellglied 500 wegen einer periodischen Störung, wie
zum Beispiel einer Exzentrizität auf
einem optischen Aufzeichnungsmedium, durchgeführte Periode. Der erste Speicher 530 speichert einen
Steuereingang, um den Positionsfehler, der während eines vorgegebenen Drehzeitraums
generiert wird, über
wiederholte Vorgänge
des Aktualisierens des zuvor in der ersten Speichereinheit (530) gespeicherten
Wertes mit der Summe des positionsfehler-gefilterten Wertes und
den zuvor in der ersten Speichereinheit gespeicherten Werten zu
kompensieren, wobei die Vorgänge
wiederholt werden, bis der Positionsfehler auf oder unter einem
vorgegebenen Wert liegt. Die Bestimmung des adäquatesten Steuereingangs, durch
das zuvor beschriebene wiederholte Summieren eines zuvor generierten
Steuereingangs und einem sich daraus ergebenden Fehlerkompensationsergebnis
(das als ein Positionsfehler angezeigt wird), kann als eine Lernsteuerung
bezeichnet werden. Während
sich die Anzahl der Wiederholungen erhöht, muss ein Filterkoeffizient
bestimmt werden, so dass die Summen konvergiert werden. Der zweite
Speicher konvergiert den in dem ersten Speicher gespeicherten Inhalt 530 den
Phasen entsprechend und speichert den konvergierten Inhalt, nachdem
die Lernsteuerung vollständig
durchgeführt
wurde, um den Steuer-Eingangswert
in dem ersten Speicher 530 unabhängig von der Anzahl der Drehungen
einer Spindel, die von einer Änderung
in dem Wiedergabe-Geschwindigkeitsvielfachen eines Aufzeichnungsmediums
abhängig
ist, zu nutzen. Eine Zeitsteuerung 550 erzeugt die Adressen
des ersten und des zweiten Speichers 530 und 540 der Phase
entsprechend. Das bedeutet, die Zeitsteuerung 550 generiert
eine Adresse entsprechend der Anzahl von Abtastungen von Positionsfehlern,
die während
eines Drehzyklus erzeugt wurden, unter Verwendung des Frequenzgeneratorimpulses
(FG) eines Spindelmotors zum Drehen eines Aufzeichnungsmediums,
und gibt die generierte Adresse an den ersten Speicher 530 aus.
Die Zeitsteuerung 550 generiert außerdem eine der Anzahl der
steigenden Flanken und der fallenden Flanken des während eines
Drehzyklus generierten FGs entsprechende Adresse und gibt die generierte
Adresse an den zweiten Speicher 540 aus. Der Addierer 560 addiert
den Ausgang des ersten oder des zweiten Speichers 530 oder 540 zu
dem Ausgang des Kompensators 520 und stellt die sich daraus
ergebende Summe an das Stellglied 500 bereit.
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Das
Servosystem für
den Antrieb eines optischen Aufzeichnungsmediums kann des Weiteren
einen Interpolator 570 zum Interpolieren der Kompensationssteuereingänge, die
in den benachbarten Adressen des zweiten Speichers 540 gespeichert sind,
bevor der Steuer-Eingangswert des zweiten Speichers 540 auf
den Addierer 560 angelegt wird, enthalten.
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Das
Servosystem für
den Antrieb eines optischen Aufzeichnungsmediums kann des Weiteren
einen Multiplexer 580, zum Ausgeben Steuer-Eingangswert
des ersten Speichers 530 an den Addierer 560 während eines
Prozesses, in dem Steuer-Eingangswerte in dem ersten Speicher 530 gespeichert werden,
und zum Ausgeben der Steuer-Eingangswerte
des Interpolators, nachdem der Lernsteuerprozess abgeschlossen ist,
enthalten.
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Die 6 ist ein Blockdiagramm
eines Störungskompensationsmoduls,
das die Lernsteuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet. Bei diesem Lernsteuerung verwendenden Störungskompensationsmodul
wird ein Steuereingang zum Kompensieren eines Zyklus von Spurpositionsfehlern,
die wegen periodischer Störungen,
wie beispielsweise auf einem optischen Aufzeichnungsmedium auftretender
Exzentrizität,
vorhanden sind, zu dem Ausgang des vorhandenen Positionsfehler-Kompensations-Controllers 210 (s. 2) eines Servosystems für den Antrieb
eines optischen Aufzeichnungsmediums einer optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
addiert.
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Das
Lernsteuerung verwendende Störungskompensationsmodul
enthält
ein erstes Filter 600, einen Speicher 610, ein
zweites Filter 620 und einen Addierer 630. Das
erste Filter 600 empfängt
und filtert einen Spurpositionsfehler. Der Speicher 610 hat Adressen,
deren Anzahl der Anzahl von Abtastungen der Spurpositionsfehler
entspricht, und speichert einen Steuer-Eingangswert zum Kompensieren
eines Zyklus von Spurpositionsfehlern in einer entsprechenden Adresse
der Adressen. Solange der Spurpositionsfehlereingang an das erste
Filter 600 auf oder unter einem vorbestimmten Wert ist,
wiederholt der Speicher 610 das Aktualisieren eines zuvor
in dem Speicher 610 gespeicherten Wertes mit der Summe
eines Wertes, der durch Filtern eines Spurpositionsfehlers durch
das erste Filter 600 ermittelt wurde, und mit einem Wert,
der durch Filtern der in dem Speicher 610 gespeicherten
Werte durch das zweite Filter 620 ermittelt wurde.
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Hierbei
wird die Addition durch den Addierer 630 ausgeführt. Auf
diese Weise speichert der Speicher 610 einen Steuereingang
zum Kompensieren der Positionsfehler, die während einer vorgegebenen Drehzeitdauer
generiert wurden. Der adäquateste Steuereingang
wird durch das Übernehmen
der Werte der zuvor beschriebenen wiederholten Summierung eines
vorhergehend erzeugten Steuereingangs und eines sich daraus er gebenden
Fehlerkompensationsergebnisses (das als ein Positionsfehler angezeigt
wird) ermittelt, was als eine Lernsteuerung bezeichnet werden kann.
Während
sich die Anzahl der Wiederholungen erhöht, werden die Filterkoeffizienten
des ersten und des zweiten Filters 600 und 620 ermittelt,
so dass die Summen konvergiert sind.
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Das
Störungskompensationsmodul
der 6 kann des Weiteren
einen zweiten Speicher 640 und einen Interpolator 650 enthalten,
um einen Steuer-Eingangswert gegen eine Änderung des Geschwindigkeitsvielfachen
eines optischen Aufzeichnungsmediums auszugeben. Wenn die abschließenden Steuer-Eingangswere
zum Kompensieren der Spurfehler, die während eines Zyklus generiert
werden, in dem Speicher 610 gespeichert sind, speichert ein
zweiter Speicher 640 die abschließenden Steuer-Eingangswerte in
Reaktion auf eine Pulskantendauer, die während eines Spurdrehzyklus
generiert wird. Der Interpolator 650 interpoliert die gespeicherten
Steuereingänge,
um die Steuer-Eingangswerte zwischen den Pulskanten, die nicht in
dem zweiten Speicher 640 gespeichert sind, wiederherzustellen.
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Das
Störungskompensationsmodul
der 6 kann des Weiteren
einen Multiplexer 660 zum Ausgeben eines Steuer-Eingangswertes
des Speichers 610 während
eines Lernsteuerprozesses bei dem Steuer-Eingangswerte in dem Speicher 610 gespeichert
werden und zum Ausgeben der sich daraus ergebenden Werte an den
Interpolator 650, nachdem der Lernsteuerprozess abgeschlossen
ist, umfassen.
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Die 7A stellt Abtastpunkte (so
bis einschließlich
s12) auf der Wellenform eines periodischen
Steuereingangs während
eines Spurdrehzyklus in der 6 und
Punkte (P0 bis einschließlich P12),
die FG-Pulskanten, die die Phasen einer Spindel, die über der
Spur dreht, darstellen, dar. Es sind 0 bis m Abtastpunkte innerhalb
der Pulskante vorhanden.
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Die 7B zeigt ein Beispiel von
Steuereingangstabellen, die in der ersten und in der zweiten Speichereinheit 530 und 540 der 5 sind, in Synchronität mit den
Punkten der 7A.
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Die 8 ist ein Fließdiagramm,
das ein Störungskompensationsverfahren,
das Lernen verwendet, darstellt. Bei dem Störungskompensationsverfahren,
das Lernsteuerung verwendet, bei dem eine Lernen verwendende optische
Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung
einen Steuereingang zum Kompensieren eines Zyklus von Spurpositionsfehlern während einer
periodischen Störung,
wie zum Beispiel einer Exzentrizität, die auf einem optischen
Aufzeichnungsmedium auftritt, erzeugt, wird in einem Schritt 800 zuerst
ermittelt, ob ein Störungskompensations-Steuereingang
erforderlich ist. Vor der Inbetriebnahme der Steuerung der Spurverfolgung
in einem Servosystem für
den Antrieb eines optischen Aufzeichnungsmediums wird die Größe einer
periodischen Störung,
wie zum Beispiel die Exzentrizität
einer Platte, gemessen. Wenn die Größe des Spurpositionsfehlers
einem vorgegebenen Wert gleich ist oder größer als ein vorgegebener Wert
ist, wird bestimmt, dass ein Störungskompensations-Steuereingang
erforderlich ist. Wenn das optische Aufzeichnungsmedium eine optische
Platte ist, führt
ein Plattenantriebssystem Fokussierung durch und vor der Spurverfolgung
wird die Exzentrizitätsmenge
der Platte gemessen. Wenn die Exzentrizitätsmenge kleiner als die vorgegebene
Referenz ist, ist die Größe der aktuell
auf der Platte auftretenden Störung
klein genug, um allein durch einen vorhandenen Controller ausreichend
kompensiert zu werden, so dass eine Lernsteuerung nicht erforderlich
ist. Wenn andererseits die Exzentrizitätsmenge gleich der vorgegebenen
Referenz ist oder größer als
diese ist, ist eine Störungskompensation
nur durch einen vorhandenen Controller allein nicht möglich, so
dass zuvor unter Verwendung eines Lernsteueralgorithmus ein Vorwärts-Steuereingang
berechnet werden muss. Wenn ermittelt wird, dass zur Störungskompensation ein
Steuereingang erforderlich ist, wird in dem Schritt 810 ein
Vorwärts-Steuereingang
zum Kompensieren der Spurpositionsfehler während eines Zyklus berechnet.
Angenommen, dass eine Steuerung einer Drehung einer Spur als ein
Steuerprozess bezeichnet wird, wenn ein k-tes Steuerungsversuch-Eingangsergebnis
uk(t) ist und ein in diesem Fall gemessener
Spurpositionsfehler ek(t) ist, wird ein
(+1)-tes Steuerungsversuchs-Eingangsergebnis
berechnet, wie in der Formel (1) gezeigt. Ein abschließender periodischer
Vorwärts-Steuereingang
wird durch das Wiederholen der Formel (1) ermittelt und in dem ersten
Speicher 530 der 5 und
in dem Speicher 610 der 6 gespeichert.
Bei der Berechnung eines Vorwärts-Steuereingangs
wird ein Kompensationssteuer-Eingangswert durch ein wiederholtes
Lernen eines Positionsfehlers ermittelt. Nachdem der Lernsteuerungsschritt 820 abgeschlossen
ist, wird der berechnete Vorwärts-Steuereingang in
einem Schritt 830 in einen Steuer-Eingangswert, der von
der Phase einer Spindel abhängig
ist, konvertiert und gespeichert. Diese Konversion ist eine Konversion
der Steuer-Eingangswerte, die abhängig von einem Zyklus der Spurdrehzeit sind,
in räumliche
Steuer-Eingangswerte, die von der Phase der Drehung einer Spur abhängig sind.
Bei einem tatsächlichen
Plattenantriebssystem kann die Drehung einer Spindel, die die Drehung
der Platte bestimmt, entsprechend einer konstanten Lineargeschwindigkeits-Steuerung (CVL-Steuerung)
oder einer Änderung
bei dem Geschwindigkeitsvielfachen der Wiedergabe einer Platte entsprechend
variieren. Dieses Plattenantriebssystem kann die in dem Schritt 820 berechneten Steuer-Eingangswerte
nicht direkt verwenden, so dass die Steuereingänge abhängig von einer Änderung
in dem Geschwindigkeitsvielfachen durch einen neuen Lernprozess
ermittelt werden müssen.
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Folglich
wird in dem Schritt 830 der berechnete Vorwärts-Steuereingang
in einen Steuer-Eingangswert, der von der Phase einer Spindel abhängig ist,
konvertiert, um die Exzentrizität
wegen einer Änderung
des Geschwindigkeitsvielfachen bei der Wiedergabe einer Platte,
d. h. eine periodische Störung,
effektiv zu kompensieren, ohne einen neuen Lernprozess durchzuführen, und
der konvertierte Steuer-Eingangswert wird in dem Fall einer Änderung
des Geschwindigkeitsvielfachen der Wiedergabe einer Platte benutzt.
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Die 9 zeigt ein Beispiel des
Fehlerkompensationssteuer-Eingangswertes in Abhängigkeit von einer Änderung
des Geschwindigkeitsvielfachen eines optischen Aufzeichnungsmediums
unter Verwendung des in dem Schritt 830 ermittelten Ergebnisses.
Wenn eine Änderung
in dem Geschwindigkeitsvielfachen einer Platte vorhanden ist, ist
die Drehphase konstant, aber die Drehfrequenz variiert, so dass
das in dem Schritt 830 ermittelte Ergebnis ohne Änderung,
in Übereinstimmung
mit einer Änderung
der Frequenz, angewendet werden kann. Da der Steuer-Eingangswert
zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn eine Flanke eines Frequenzgeneratorimpulses
(FG-Impuls) auftritt, wird der Steuer-Eingangswert zwischen den
Flanken (Kanten) des Pulses in einem Schritt 840 durch
die lineare Interpolation wiederhergestellt. Deshalb können kontinuierliche Steuer-Eingangswerte
ausgegeben werden.
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Gemäß den Ausführungen
der vorliegenden Erfindung kann eine periodische Störungskomponente,
die die Exzentrizität
enthält,
unter Verwendung eines zuvor erlernten Steuerungsergebnisses, unabhängig von
der Änderung
in dem Zyklus, wie zum Beispiel einer Änderung des Geschwindigkeitsvielfachen
einer Spindel wegen einer Änderung
bei der Wiedergabegeschwindigkeit eines Aufzeichnungsmediums, schnell
und effektiv kompensiert werden.