JP2005137141A - 回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数のホール素子を用いた回転数検出方法において、ホール素子の取り付け位置バラツキが大きい場合には、回転検出パルスの変動を軽減させることができず、応答性も遅いという問題がある。
【解決手段】 パルス発生器3はホール素子Ha、Hb及びHcによりそれぞれ得られる回転検出信号に基づき、スピンドルモータ2の一回転期間の1/3倍の周期のパルス信号Srpを生成する。パルス信号Srpは、周期検出器11及びT−f変換器12を経て移動加算器13で移動加算する。この移動加算器13は、3の倍数のタップ数Mのフィルタ構成により移動加算を行う。これにより、移動加算器13からは、ホール素子Ha、Hb、Hcに取り付け誤差があるときでも取り付け誤差が無いときと同じ周期の移動加算結果が得られる。ホール素子の取り付け位置誤差の駆動信号への影響を大幅に低減できる。
【選択図】 図1
【解決手段】 パルス発生器3はホール素子Ha、Hb及びHcによりそれぞれ得られる回転検出信号に基づき、スピンドルモータ2の一回転期間の1/3倍の周期のパルス信号Srpを生成する。パルス信号Srpは、周期検出器11及びT−f変換器12を経て移動加算器13で移動加算する。この移動加算器13は、3の倍数のタップ数Mのフィルタ構成により移動加算を行う。これにより、移動加算器13からは、ホール素子Ha、Hb、Hcに取り付け誤差があるときでも取り付け誤差が無いときと同じ周期の移動加算結果が得られる。ホール素子の取り付け位置誤差の駆動信号への影響を大幅に低減できる。
【選択図】 図1
Description
本発明は回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法に係り、特にフィードバック制御によりモータ等の回転体の回転をサーボ制御する回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法に関する。
例えば、光ディスクから情報を再生する情報再生装置における当該光ディスクを回転させるスピンドルモータ等の回転体の回転を制御する回転サーボ制御装置においては、従来からいわゆるフィードバック制御が一般的に用いられる。
より具体的には、当該回転体に付属して設けられている、当該回転体の回転数等を示す回転信号を生成する信号生成装置からの当該回転信号に基づいてその回転数を検出し、回転信号の周期を3倍にした信号を生成する3倍回転信号を生成し、この3倍回転信号により示される現在の当該回転手段の回転数対応値を3倍回転信号のエッジをカウントすることで検出し、その検出した回転数対応値をタップによる移動平均を行い、当該回転手段を回転させるべき回転数対応値である目標回転数との差を演算することにより制御偏差を検出し、更にその制御偏差に対して位相補償処理を施し、最後にいわゆるドライバ等の駆動装置により位相補償後の制御偏差を増幅してこの制御偏差を打ち消すように回転体の回転を制御するようにフィードバック制御していた。このように3倍回転信号を用いることにより、サンプリング周波数が上がるため、一巡閉ループ特性の位相余裕が向上し、サーボ性能が向上する。
ここで、上述した回転信号を生成する方法のうち、いわゆる民生用の装置に用い得る簡易な方法としては、例えば、回転体の回転に伴って回転する円盤上におけるその周方向に多数のスリットを設け、当該円盤が回転しているときに当該スリットが通過する位置にレーザ光等の光ビームを照射しておき、そのスリットを光ビームが透過したことを検出して当該円盤(すなわち回転体)の回転数を検出する方法や、或いは、当該円盤の回転面と平行な面内に例えば120度の取り付け角度をもって3つのいわゆるホール素子を設けておき、このホール素子の近傍を円盤が回転するときに発生する磁場の変化を各ホール素子により検出し、その検出結果から当該円盤の回転数を検出する方法が用いられている。
しかしながら、上記複数のスリットを用いた回転数検出方法においては、各スリットの間隔が変動していると、回転体自体は一定回転数で回転していても回転信号として検出されるパルス間隔には変動が生じ、従って正確な回転数が検出できない場合がある。
また、上記複数のホール素子を用いた回転数検出方法においても、各ホール素子の取り付け角度に変動(取り付け位置誤差)が生じている場合には、同様に回転体自体は一定回転数で回転していても回転信号として検出されるパルス間隔には変動が生じ、従ってこの場合にも正確な回転数が検出できない場合がある。
そこで、回転体の回転に伴って生成される当該回転体の回転数を示す回転信号に変動が含まれている場合でも、当該変動を除去して回転数を正確に検出し、当該回転体の回転を正確にサーボ制御する回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法が従来より提案されている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、この特許文献1記載の従来の回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法では、少なくとも比例積分制御を用いたフィードバック制御によりスピンドルモータの回転を示すパルス信号におけるパルス周期変動を除去して当該スピンドルモータを回転制御する際に、積分項が乗算された制御偏差信号にのみ移動平均フィルタによる平均化処理を施し、平均化された制御偏差信号と比例項が乗算された制御偏差信号であって当該平均化処理が施されていない制御偏差信号とを加算して補償信号を生成することにより、回転信号に周期変動が含まれている場合でも、位相遅れを最小限に抑えつつパルス周期変動を除去するよう構成したものである。
しかるに、上記の従来の回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法では、回転信号の変動の影響を軽減するために、回転数の情報を平均化する手法を採用しており、移動平均フィルタにおいて平均化の対象とする個数は、除算のし易い2のべき乗の値が選ばれるが、上記複数のホール素子を用いた回転数検出方法において元々のホール素子のバラツキが大きい場合には、かなり大きな値としても影響を軽減させることができない。また、移動平均フィルタにおいて平均化の対象とする個数を大きな値にするということは、一巡特性の位相余裕も悪化するため、ゲイン交点を上げることができず、結果として、応答性が遅いという問題がある。
また、平均化には除算が含まれるが、デジタルサーボ等の場合、時間がかかるため、2のべき乗の値のタップ数が選ばれることとなる。よって、32タップ等の値が選ばれることが多く、これは応答特性を悪化させることとなる。
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、回転体の回転数検出用のホール素子の取り付け位置ばらつきに依存されずに、位相遅れを最低限に抑制しつつこの変動を除去して正確にその回転数を検出し、当該回転体の回転を正確にサーボ制御し得る回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、迅速な応答特性で回転体の回転制御を行い得る回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、第1の発明の回転サーボ制御装置は、制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出し、その回転検出センサの出力検出信号に基づき、回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する回転検出パルス生成手段と、回転検出パルス生成手段により生成された回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する移動加算手段と、回転体の目標回転数のM倍の回転数の値の目標周波数信号を発生する目標周波数発生手段と、移動加算手段から出力された加算後信号と目標周波数発生手段から出力された目標周波数信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する減算手段と、制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する補償手段と、補償手段から出力される補償信号に基づいて、回転体を回転駆動する駆動信号を生成して回転体へ供給する駆動信号生成手段とを有する構成としたものである。
この発明では、3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出された回転体の回転検出信号に基づき、上記回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成し、その回転検出パルスに対し、3の任意の自然数倍のタップ数のフィルタ構成の移動加算手段により移動加算を行うようにしたため、移動加算手段により生成される移動加算後信号は、上記の3の自然数倍の個数の回転検出センサのうち、ある一つの回転検出センサの回転検出信号と同じ周期で得られることとなり、よって、回転検出センサの取り付け位置誤差に関係なく移動加算後信号が得られる。
また、上記の目的を達成するため、第2の発明の回転サーボ制御装置は、制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出し、その回転検出センサの出力検出信号に基づき、回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する回転検出パルス生成手段と、回転検出パルス生成手段により生成された回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する移動加算手段と、移動加算手段から出力された加算後信号を2のべき乗の値Qで除算して除算後信号を生成する除算手段と、回転体の目標回転数のM/Q倍の回転数の値の目標周波数信号を発生する目標周波数発生手段と、除算手段から出力された除算後信号と目標周波数発生手段から出力された目標周波数信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する減算手段と、制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する補償手段と、補償手段から出力される補償信号に基づいて、回転体を回転駆動する駆動信号を生成して回転体へ供給する駆動信号生成手段とを有する構成としたものである。
この発明では、第1の発明と同様にして生成された加算後信号に対して2のべき乗の値Qで除算した除算後信号を生成し、この除算後信号と回転体の目標回転数のM/Q倍の回転数の値の目標周波数信号とを減算して制御偏差信号を生成するようにしたため、上記の第1の発明の作用に加えて、目標周波数発生手段が発生する目標周波数を低くできると共に、制御偏差信号を得るための減算手段を低い周波数同士の減算をする構成にできる。
また、上記の目的を達成するため、第3の発明の回転サーボ制御方法は、制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出する第1のステップと、回転検出センサの出力検出信号に基づき、回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する第2のステップと、第2のステップにより生成された回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する第3のステップと、回転体の目標回転数のM倍の回転数の値の目標周波数信号と加算後信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する第4のステップと、制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する第5のステップと、補償信号に基づいて、回転体を回転駆動する駆動信号を生成して回転体へ供給する第6のステップとを含むことを特徴とする。この発明では、第1の発明と同様に、回転検出センサの取り付け位置誤差に関係なく移動加算後信号が得られる。
また、上記の目的を達成するため、第4の発明の回転サーボ制御方法は、制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出する第1のステップと、回転検出センサの出力検出信号に基づき、回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する第2のステップと、第2のステップにより生成された回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する第3のステップと、加算後信号を2のべき乗の値Qで除算して除算後信号を生成する第4のステップと、回転体の目標回転数のM/Q倍の回転数の値の目標周波数信号と除算後信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する第5のステップと、制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する第6のステップと、補償信号に基づいて、回転体を回転駆動する駆動信号を生成して回転体へ供給する第7のステップとを含むことを特徴とする。
この発明では、第3の発明と同様にして生成された加算後信号に対して2のべき乗の値Qで除算した除算後信号を生成し、この除算後信号と回転体の目標回転数のM/Q倍の回転数の値の目標周波数信号とを減算して制御偏差信号を生成するようにしたため、上記の第1及び第3の発明の作用に加えて、目標周波数発生手段が発生する目標周波数を低くできると共に、制御偏差信号を得るための減算手段を低い周波数同士の減算をする構成にできる。
第1及び第3の発明によれば、回転体の回転検出パルスに対して移動加算を行って生成される移動加算後信号は、3の自然数倍の個数の回転検出センサのうち、ある一つの回転検出センサの回転検出信号と同じ周期で得られ、回転検出センサの取り付け位置誤差に関係なく移動加算後信号が得られるようにしたため、回転検出センサの取り付け位置誤差の駆動信号への影響を大幅に低減でき、フィードバック制御理論における位相余裕を減少させることなく回転検出パルスの周期変動を除去でき、回転体を正確にしかも迅速な応答特性でフィードバック制御することができる。
また、第2及び第4の発明によれば、第1及び第3の発明と同様にして生成された加算後信号に対して2のべき乗の値Qで除算した除算後信号を生成し、この除算後信号と回転体の目標回転数のM/Q倍の回転数の値の目標周波数信号とを減算して制御偏差信号を生成することにより、目標周波数発生手段が発生する目標周波数を低くできると共に、制御偏差信号を得るための減算手段を低い周波数同士の減算をする構成にしたため、目標周波数発生手段を少ないレジスタ及びメモリを有する簡単な構成にでき、更に、減算手段の演算量も減少できる。また、除算手段による除算は2のべき乗Qなので演算時間・回路規模・精度も悪化しないようにできる。
次に、本発明を実施するための最良の形態について、図面と共に説明する。図1は本発明になる回転サーボ制御装置の第1の実施の形態のブロック図を示す。同図において、回転サーボ制御装置は、光ディスク1を回転するスピンドルモータ2と、スピンドルモータ2の回転数に応じた周期の回転検出パルスを発生するパルス発生器3と、パルス発生器3からの回転検出パルスを入力として受け、スピンドルモータ2を回転制御するスピンドル制御部10とよりなる。
フィードバック制御系によりディスク状記録媒体としての光ディスク1の回転サーボ制御を行いつつ光ディスク1上に記録されている情報を再生する情報再生装置は、この回転サーボ制御装置に加えて、光ディスク1の記録情報信号を再生するピックアップ4と、ピックアップ4の動作を制御するピックアップ制御部5と、ピックアップ4からの再生情報信号を信号処理する図示しない信号処理回路などからなる。
スピンドル制御部10は、パルス発生器3からのスピンドルモータ2の回転数に応じた周期の回転検出パルスSrp(具体的には、例えば光ディスク1の一回転につき3の倍数のパルスを含むパルス信号Srp)の周期を検出する周期検出器11と、周期検出器11からの検出信号Stを周波数信号Sfに変換する周波数変換手段としてのT−f(周期−周波数)変換器12と、移動加算器13と、目標周波数信号Srefを発生する目標周波数発生器14と、目標周波数信号Srefから移動加算器13の出力信号Sfsumを減算して制御偏差Serを生成する減算器15と、制御偏差Serの補償を行う補償器16と、補償器16の出力信号SuをD/A変換してアナログ信号Sauを出力するD/A変換器17と、スピンドルモータ2を回転駆動する駆動信号Siを出力するドライブ回路18とより構成されている。
ここで、スピンドルモータ2は、例えば図2に示す公知の構成のブラシレスモータ20が用いられる。このブラシレスモータ20は、大略中空円筒で、内部に120度間隔で突起部22a、22b、22cが設けられた界磁鉄芯21と、界磁鉄芯21の内部中央に回転自在に設けられたロータ23と、突起部22a、22b、22cに対応した位置に120度間隔で設けられたホール素子Ha、Hb、Hcと、突起部22a、22b、22cに各々巻回されている駆動コイルLA、LB、LCとよりなり、駆動コイルLA、LB、LCの各一端は中性点配線Lに相互に接続されている。このブラシレスモータ20は、ロータ23がS極とN極に2分割されて中心軸24を中心として例えば、図中、反時計方向に回転する2極3相構成である。ホール素子Ha、Hb、Hcは、ロータ位置検出用センサである。
図3は図1中の移動加算器13の一実施の形態のブロック図を示す。同図に示すように、移動加算器13は、入力信号に対して単位時間の遅延を施す、縦続接続された(M−1)個(Mは3の倍数)の遅延手段としての遅延器131−1〜131−(M-1)と、入力信号と遅延器131−1〜131−(M-1)の各出力信号を加算する遅延加算手段としての加算器132とよりなる、Mタップ構成のフィルタである。
次に、図1の実施の形態の動作について図1〜図3と図4のタイムチャートと共に説明する。図1において、従来と同様に、ピックアップ4は、回転する光ディスク1の情報記録面に対して光ビームBを照射し、その反射光を内部の光検出器で光電変換して検出信号をピックアップ制御部5へ出力する。ピックアップ制御部5は、この検出信号の信号処理を行ってフォーカス制御信号及びトラッキング制御信号を生成し、光ビームBを光ディスク1の情報記録面上に焦点一致して照射し、かつ、光ディスク1のトラック上を追従走査するように、ピックアップ4内の図示しない対物レンズ(光ビームBを情報記録面上に集光させるための対物レンズ)を情報記録面に対して垂直な方向及び平行な方向に駆動制御する周知のフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御を行う。なお、ピックアップ4内の光検出器により得られた再生信号に基づき、図示しない信号処理回路により再生情報信号が得られる。
このようなフォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御を行う情報再生装置において、図2に示した2極3相構成のブラシレスモータで構成されたスピンドルモータ2は、後述する図4(E)に示す駆動信号Si(La,Lb,Lc)に基づいてロータ23が回転し、このロータ23の中心軸24と一体的に光ディスク1を回転駆動する。この回転動作と並行して、パルス発生器3が、ロータ23及び中心軸24の回転(以下、スピンドルモータ2の回転ともいう)に同期した回転検出パルスSrpを生成して周期検出器11へ出力する。
図2のホール素子Ha、Hb及びHcは、スピンドルモータ2の回転に同期して図4(C)に示す回転検出信号Ha+、Hb+及びHc+を互いに独立して出力する。ここで、図4(A)に示すパルス信号FGは、図4(C)に示す回転検出信号中、ホール素子Haの回転検出信号Ha+を2値で示した信号である。また、図4(B)のロータの位置を示す時刻(a)、(g)はロータ23が図2に示す位置にあるときの時刻、同図(B)の時刻(b)、(c)、(d)、(e)及び(f)は、それぞれロータ23が図2に示す状態から反時計方向に60度、120度、180度、240度及び300度回転したときの時刻を示す。
すなわち、上記の時刻(a)、(g)では、図2に示すように、ホール素子Haはロータ23のS極とN極の中性点を検出するため、ホール素子Haの出力回転検出信号は図4(C)にHa+で示すように零点である。他方、ホール素子Hb、Hcはロータ23のS極、N極部分を検出するため、ホール素子Hb、Hcの各出力回転検出信号は図4(C)にHb+、Hc+で示す極性の信号である。
また、この時刻(a)では、図2及び図4(E)に示すように駆動コイルLAにGNDの信号が供給され、駆動コイルLBに正の直流電圧が印加され、駆動コイルLCが非接続(NC)とされることにより、駆動コイルLBからLAに矢印で示す方向に駆動電流が流れ、突起部22bにN極が誘起され、かつ、突起部22aにS極が誘起されるため、フレミングの左手の法則によりロータ23のS極が突起部22bに吸引される力が発生し、かつ、ロータ23のN極が突起部22aに対し反発する力が発生するため、ロータ23に反時計方向にトルクが作用し、ロータ23が反時計方向に回転する。
次の時刻(b)では、図4(E)に示すように駆動コイルLAがGNDの信号が供給され、駆動コイルLBが非接続(NC)とされ、駆動コイルLCに正の直流電圧が印加されることで、上記の説明から明らかに類推できるようにロータ23に反時計方向にトルクが作用することでロータ23が反時計方向に回転する。以下、同様にして、駆動コイルLA、LB、LCに供給される駆動信号が時刻(c)、(d)、(e)、(f)毎に切替入力されることにより、ロータ23に反時計方向にトルクが作用することでロータ23が反時計方向に回転する。
図1のパルス発生器3はホール素子Ha、Hb及びHcによりそれぞれ得られる回転検出信号を、それぞれ2値に変換し(ホール素子Haの回転検出信号を2値で示した信号は図4(A)に示す)、それらを否定論理和加算演算することにより、例えば図4(F)に示すように、スピンドルモータ2の一回転期間につき、等間隔な(デューティサイクル50%の)3つのパルスを含むパルス信号(すなわち、スピンドルモータ2の一回転期間の1/3倍の周期のパルス信号)Srpを生成する。
この回転検出パルスSrpは、カウンタ等により構成されている周期検出器11に供給され、ここでその周期に応じた周期信号Stとされた後、T−f変換器12へ供給されて周波数に変換される。ここで、上記の回転検出信号Srpの反転エッジ間隔が周波数情報として利用されるが、回転検出パルスSrpの周期はスピンドルモータ2の一回転期間の1/3倍の周期であるので、反転エッジ間隔はスピンドルモータ2の一回転期間1周期の回転検出信号に比べて3倍あるので、周波数情報が3倍多く、これはサンプリング周波数が高くなったことに相当する。T−f変換器12から出力されたスピンドルモータ2の現在の回転周波数の3倍周波数の信号は、積分制御偏差信号Sfとして移動加算器13に供給される。
移動加算器13は、図3に示した構成により3の倍数のタップ数Mによる移動加算を行うことにより、次式のz関数の線形方程式H(z)
H(z)={1+z・1+z・2+…+z・(M−1)}
に基づいて移動加算を行うフィルタである。
H(z)={1+z・1+z・2+…+z・(M−1)}
に基づいて移動加算を行うフィルタである。
なお、上記の線形方程式H(z)をMで除算すると、移動平均となるが、これとは異なる操作(すなわち、3の倍数のタップ数Mによる移動加算)をしているところに、本実施の形態の目的がある(上記移動平均モデルについては、例えば、「自動制御ハンドブック・基礎編,計測自動制御学会編,オーム社,1983年,pp216−217」に詳しい。)。
この移動加算器13の動作を更に説明するに、図3に示した移動加算器13に含まれる各遅延器131−1〜131−(M-1)は、T−f変換器12から供給される積分制御偏差信号Sfをパルス信号Srpにおける相隣接する二つのパルス間の間隔(Srpの一周期T)だけ順次遅延し、遅延信号Sz1、Sz2、・・・、SzM-1を生成して加算器132へそれぞれ出力する。加算器132は、遅延前の元の積分制御偏差信号Sfと上記各遅延信号Sz1、Sz2、・・・、SzM-1をそれぞれ加算合成することにより、加算後信号Sfsumを生成して図1の減算器15の一方の入力端子へ出力する。
一方、目標周波数発生器14は、スピンドルモータ2を回転させるべき回転周波数を示す目標周波数のM倍の周波数の信号Srefを生成して減算器15の他方の入力端子に出力する。これらにより、減算器15は、目標周波数信号Srefにより示される目標周波数のM倍から加算後信号Sfsumにより示されるスピンドルモータ2の現在の回転周波数の3倍周波数を減算し、それらの差を示す制御偏差信号Serを生成して補償器16へ出力ずる。
補償器16は、制御偏差信号Serをディジタル化した後に比例積分制御により制御偏差信号Serについて位相補償処理を行い、補償操作信号Suを生成してD/A変換器17へ出力する。D/A変換器17は、補償操作信号Suをディジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログ操作信号Sauを生成してドライブ回路18へ出力する。
ドライブ回路18は、公知の構成であるので、その詳細な構成の説明は省略するが、アナログ操作信号Sauに基づいて、図2に示したスピンドルモータ2(ブラシレスモータ20)の駆動コイルLA、LB、LCに個別に供給する図4(D)に示す如き制御信号を生成し、更にその生成した制御信号に基づいて同図(E)に示す如き3種類の電圧値の駆動信号Si(La、Lb、Lc)を生成して駆動コイルLA、LB、LCに供給し、駆動電流を流す。これにより、前述したようにスピンドルモータ2であるブラシレスモータ20のロータ23が回転し、これに同期して光ディスク1も回転する。
次に、図2に示したスピンドルモータ2(ブラシレスモータ20)のホール素子Ha、Hb、Hcに取り付け誤差が生じた場合の本実施の形態の動作について説明する。例えば、図2に示したホール素子Hbの取り付け位置が本来の位置からずれた場合、図1のパルス発生器3からは図4(G)に示す如きパルス信号Srp’が出力される。
このパルス信号Srp’は、その立ち上がりエッジ位置が、時刻(a)、(c)の直前、(e)、(g)であり、それらの時間間隔はT1、T2、T3で表される、3T(=T1+T2+T3)周期のパルス信号である。これは、ホール素子Ha、Hb、Hcに取り付け誤差が無いときの本来のパルス信号Srpの周期Tの3倍の周期に等しい。
ところで、従来装置において、ホール素子Ha、Hb、Hcの取り付け誤差によるパルス信号の変動による回転サーボへの悪影響を軽減するため、2のべき乗のタップによる移動平均を行う構成では、その答えが毎回異なってしまい、結果として、移動平均回数を増やし回転サーボ制御装置のフィードバックループの応答を落とすしかなくなる。
これに対し、本実施の形態では移動加算器13により3の倍数のタップ数Mによる移動加算を行うようにしているため、図4(G)に示す如きパルス信号Srp’が出力される場合においても、前述したように、このパルス信号Srp’の周期3Tは、ホール素子Ha、Hb、Hcに取り付け誤差が無いときの本来のパルス信号Srpの周期Tの3倍の周期に等しいため、上記の移動加算器13により本来のパルス信号Srpと同じ周期で得られる(この場合は6タップで演算している)。
すなわち、移動加算器13から出力される加算後信号は、同一のホール素子から得られる回転検出信号のエッジ間の長さを表し、ホール素子Ha、Hb、Hcに取り付け誤差があるときでも取り付け誤差が無いときと同じ移動加算結果が得られる(なお、タップ数は3の倍数であれば同様の効果が得られる。)。このとき、目標値周波数発生器14は相当する大きさの値(M倍した値)を出力しているので、問題は生じない。
従って、本実施の形態によれば、ホール素子Ha、Hb、Hcに取り付け誤差があっても、スピンドルモータ2のパルス発生器3から得られる回転数情報は同一のホール素子からのみ取得することができるので、ホール素子の取り付け誤差の影響が大幅に軽減され、サーボの位相遅れを最小限に抑制しつつ、この変動を除去して正確にスピンドルモータ2の回転数を検出して、スピンドルモータ2を正確にフィードバック制御により迅速な応答特性にてサーボ制御することができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図5は本発明になる回転サーボ制御装置の第2の実施の形態の構成図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図5において、回転サーボ制御装置は、スピンドル制御部10’内の、移動加算器13と減算器15との間に除算器19を設けた点に特徴を有する。上記の除算器19は、移動加算器13で求めた移動加算に対し、2のべき乗Qで割り算する。
目標周波数発生器14は、目標回転数に相当する目標周波数に対してM/Q倍した値の目標周波数信号Sref’を出力する(ただし、Mは移動加算器13のタップ数を示す)。なお、M/Qは1付近の値が扱い易いので、例えば「9/8」が選ばれる。しかし、これに限定されるものではない。減算器15は、目標周波数発生器14から供給される目標周波数のM/Q倍の目標周波数信号Sref’から、除算器19の出力信号Sfsum’を減算して制御偏差信号Serを生成する。以下、第1の実施の形態と同様にしてスピンドルモータ2の回転制御が行われる。
本実施の形態の場合も、パルス発生器3から得られるスピンドルモータ2の回転数情報は、同一のホール素子からのみ取得することができるので、ホール素子の取り付け誤差の影響が大幅に軽減され、サーボの位相遅れを最小限に抑制しつつ、この変動を除去して正確にスピンドルモータ2の回転数を検出して、スピンドルモータ2を正確にフィードバック制御により迅速な応答特性にてサーボ制御することができる。
また、本実施の形態では、除算器19により移動加算器13で求めた移動加算に対し、2のべき乗Qで割り算した値と目標周波数信号とを減算するようにしているため、目標周波数発生器14は、目標回転数に相当する目標周波数に対してM/Q倍した値の目標周波数信号Sref’を出力すればよいため、目標周波数発生器14を構成するレジスタ及びメモリを第1の実施の形態よりも小規模な構成とすることができ、また、減算器15における演算量も減少できる。また、除算器19による除算は2のべき乗Qなので演算時間・回路規模・精度も悪化しない。
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えばスピンドルモータ2は2極のブラシレスモータで説明したが、それ以上の極数のモータにも本発明を適用できる。例えば、一回転期間中の反転エッジ回数が12極なら2極の6倍になるだけで、所期の効果を得ることができる。
1 光ディスク
2 スピンドルモータ
3 パルス発生器
10、10’ スピンドル制御部
11 周期検出器
12 T−f変換器
13 移動加算器
14目標周波数発生器
15 減算器
16 補償器
17 D/A変換器
18 ドライブ回路
19 除算器
2 スピンドルモータ
3 パルス発生器
10、10’ スピンドル制御部
11 周期検出器
12 T−f変換器
13 移動加算器
14目標周波数発生器
15 減算器
16 補償器
17 D/A変換器
18 ドライブ回路
19 除算器
Claims (4)
- 制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出し、その回転検出センサの出力検出信号に基づき、前記回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する回転検出パルス生成手段と、
前記回転検出パルス生成手段により生成された前記回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する移動加算手段と、
前記回転体の目標回転数のM倍の回転数の値の目標周波数信号を発生する目標周波数発生手段と、
前記移動加算手段から出力された前記加算後信号と前記目標周波数発生手段から出力された前記目標周波数信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する減算手段と、
前記制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する補償手段と、
前記補償手段から出力される前記補償信号に基づいて、前記回転体を回転駆動する駆動信号を生成して前記回転体へ供給する駆動信号生成手段と
を有することを特徴とする回転サーボ制御装置。 - 制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出し、その回転検出センサの出力検出信号に基づき、前記回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する回転検出パルス生成手段と、
前記回転検出パルス生成手段により生成された前記回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する移動加算手段と、
前記移動加算手段から出力された前記加算後信号を2のべき乗の値Qで除算して除算後信号を生成する除算手段と、
前記回転体の目標回転数のM/Q倍の回転数の値の目標周波数信号を発生する目標周波数発生手段と、
前記除算手段から出力された前記除算後信号と前記目標周波数発生手段から出力された前記目標周波数信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する減算手段と、
前記制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する補償手段と、
前記補償手段から出力される前記補償信号に基づいて、前記回転体を回転駆動する駆動信号を生成して前記回転体へ供給する駆動信号生成手段と
を有することを特徴とする回転サーボ制御装置。 - 制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出する第1のステップと、
前記回転検出センサの出力検出信号に基づき、前記回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する第2のステップと、
前記第2のステップにより生成された前記回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する第3のステップと、
前記回転体の目標回転数のM倍の回転数の値の目標周波数信号と前記加算後信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する第4のステップと、
前記制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する第5のステップと、
前記補償信号に基づいて、前記回転体を回転駆動する駆動信号を生成して前記回転体へ供給する第6のステップと
を含むことを特徴とする回転サーボ制御方法。 - 制御対象の回転体の回転を3の自然数倍の個数の回転検出センサにより検出する第1のステップと、
前記回転検出センサの出力検出信号に基づき、前記回転体の回転に同期し、かつ、一つの回転検出センサの出力の1/3倍の周期を持つ回転検出パルスを生成する第2のステップと、
前記第2のステップにより生成された前記回転検出パルスに対し、M個(ただし、Mは3の任意の自然数倍の値)のタップ数を持つフィルタ構成により移動加算を行い、加算後信号を生成する第3のステップと、
前記加算後信号を2のべき乗の値Qで除算して除算後信号を生成する第4のステップと、
前記回転体の目標回転数のM/Q倍の回転数の値の目標周波数信号と前記除算後信号との減算を行って、制御偏差信号を生成する第5のステップと、
前記制御偏差信号に対し比例積分制御により位相補償処理した補償信号を生成する第6のステップと、
前記補償信号に基づいて、前記回転体を回転駆動する駆動信号を生成して前記回転体へ供給する第7のステップと
を含むことを特徴とする回転サーボ制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003371407A JP2005137141A (ja) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | 回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003371407A JP2005137141A (ja) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | 回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005137141A true JP2005137141A (ja) | 2005-05-26 |
Family
ID=34648075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003371407A Pending JP2005137141A (ja) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | 回転サーボ制御装置及び回転サーボ制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005137141A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2918224A1 (fr) * | 2007-06-27 | 2009-01-02 | Mitsubishi Electric Corp | Dispositif de commande de moteur sans balai triphase |
JP2010505373A (ja) * | 2006-09-26 | 2010-02-18 | アギア システムズ インコーポレーテッド | 直流モータを制御するシステムおよび方法 |
WO2012046019A3 (en) * | 2010-10-05 | 2013-03-07 | Dyson Technology Limited | Control of an electrical machine |
KR101521203B1 (ko) * | 2009-04-04 | 2015-05-18 | 다이슨 테크놀러지 리미티드 | 일정 파워 전기 시스템 |
-
2003
- 2003-10-31 JP JP2003371407A patent/JP2005137141A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101271546B1 (ko) * | 2006-09-26 | 2013-06-07 | 에이저 시스템즈 엘엘시 | Dc 모터를 제어하기 위한 시스템들 및 방법들 |
JP2010505373A (ja) * | 2006-09-26 | 2010-02-18 | アギア システムズ インコーポレーテッド | 直流モータを制御するシステムおよび方法 |
KR100955755B1 (ko) * | 2007-06-27 | 2010-05-04 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 3상 브러시레스 모터의 제어 장치 |
US7764030B2 (en) | 2007-06-27 | 2010-07-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Control device for three-phase brushless motor |
KR101181068B1 (ko) | 2007-06-27 | 2012-09-07 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 3상 브러시레스 모터의 제어 장치 |
FR2918224A1 (fr) * | 2007-06-27 | 2009-01-02 | Mitsubishi Electric Corp | Dispositif de commande de moteur sans balai triphase |
KR101521203B1 (ko) * | 2009-04-04 | 2015-05-18 | 다이슨 테크놀러지 리미티드 | 일정 파워 전기 시스템 |
WO2012046017A3 (en) * | 2010-10-05 | 2013-03-07 | Dyson Technology Limited | Control of an electrical machine |
US8487565B2 (en) | 2010-10-05 | 2013-07-16 | Dyson Technology Limited | Control of an electrical machine |
CN103404022A (zh) * | 2010-10-05 | 2013-11-20 | 戴森技术有限公司 | 电机的控制 |
US8836254B2 (en) | 2010-10-05 | 2014-09-16 | Dyson Technology Limited | Control of an electrical machine |
KR101446662B1 (ko) | 2010-10-05 | 2014-10-01 | 다이슨 테크놀러지 리미티드 | 전기 기계의 제어 |
KR101521199B1 (ko) * | 2010-10-05 | 2015-05-18 | 다이슨 테크놀러지 리미티드 | 전기 기계의 제어 |
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