JP2672299B2 - リニアモータ制御方式 - Google Patents
リニアモータ制御方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はリニアモータの制御方式に関する。
［従来の技術］
光学的情報再生装置たとえば光ディスク装置において
は、情報記録媒体である光ディスクに対し光ヘッドから
スポット状に光照射が行なわれる。該照射スポットによ
り照明された光ディスクの情報ビットからの反射光は再
び光ヘッドに入射し、光検出器により検出される。上記
情報ビットは光ディスクにおいて同心円状またはラセン
状に列状をなして配列されており、この様な情報トラッ
クに対し光ビームを追従させることにより一連の情報が
再生される。 情報の再生時において、光ディスクは所定の速度で回
転せしめられ、光ヘッドからは光ビームがスポット状に
照射され、また光ヘッドを光ディスクの半径方向に移動
（アクセス）させることにより所望の情報トラック部分
に対し光ビーム照射を行ない所望の情報を再生すること
ができる。 以上の様な所望の情報の再生のための光ヘッドのアク
セスを駆動するアクチュエータとしてDCリニアモータが
利用されている。リニアモータは回転モータとラックピ
ニオン機構とを用いて直線往復運動を実現するアクチュ
エータに比べて高速且つ正確な駆動が可能である。 リニアモータにより光ヘッドを所望の位置まで移動さ
せるには光ヘッドの現在位置と目的位置とから移動の向
き及び距離を算出し、該距離を高速で移動する様に制御
する。 第７図（ａ），（ｂ）はそれぞれ以上の様なリニアモ
ータ移動の際の速度特性曲線及び位置特性曲線の一例を
示す図である。 光ヘッドは前半は一定の加速度で加速され後半は一定
の加速度で減速される。この加速度の大きさはリニアモ
ータの推力や質量等の特性と駆動アンプの特性とにより
適宜設定され、大きい方が高速アクセスが可能となる。 第８図（ａ），（ｂ）は移動距離が異なる場合（短か
い場合）のリニアモータ移動の際の速度特性曲線及び位
置特性曲線の一例を示す図である。この場合は上記第７
図の場合と加速及び減速の際の加速度の大きさは同一で
あるが、第７図の場合に比べて該加速度で移動する時間
が短かい。 この様な光ヘッドの移動制御即ちリニアモータの移動
制御においては、該リニアモータの位置及び速度を常時
検出して上記第７図及び第８図に示される様な理想的な
特性曲線での移動との差を絶えず検出しフィードバック
により補正しながら目的位置へとリニアモータを移動さ
せる。 第９図はこの様な移動制御のための制御ブロック線図
である。 第９図において、引算器32の＋入力端には不図示の制
御手段から第７図（ａ）または第８図（ａ）に示される
様な理想的な速度特性が入力され、一方引算器34の＋入
力端には不図示の制御手段から第７図（ｂ）または第８
図（ｂ）に示される様な理想的な位置特性が入力され
る。 リニアモータ36にはその速度を検出するための速度検
出器38と該リニアモータの位置を検出するための位置検
出器40とが付設されている。該速度検出器38からは上記
理想的速度特性からのずれの信号が出力され、また位置
検出器40からは上記理想的位置特性からのずれの信号が
出力される。 速度検出器38の出力は上記加算器32の−入力端に入力
され、該加算器からは修正された速度信号が出力され該
修正速度信号は補償制御器42により位相補償されて加算
器44の一方の入力端に入力される。一方、位置検出器40
の出力は上記加算器34の−入力端に入力され、該加算器
からは修正された位置信号が出力され該修正位置信号は
補償制御器46により位相補償されて加算器44の一方の入
力端に入力される。そして、該加算器からはリニアモー
タ36に対し修正された駆動信号が入力され、これにより
該モータの移動が駆動される。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかして、以上の様なリニアモータ制御方式において
は制御偏差を十分に小さくすることは困難であり、移動
終了の目的位置に接近する時点においても制御偏差が残
り、該偏差を許容範囲内とするためいわゆる整定時間が
必要となる。そして、この様な整定時間が場合によって
は移動時間の２〜３割にも達することがあり、アクセス
時間の増大の原因となっている。 そして、従来のリニアモータ制御方式においては、ア
クセスの都度同様な整定時間を要するのでアクセス時間
の短縮が困難であるという問題点があった。 そこで、本発明は、以上の様な従来技術の問題点を解
決し、整定時間を小さくすることのできるリニアモータ
制御方式を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとし
て、 移動距離範囲の広いリニアモータの制御方式におい
て、指令加速度信号に基づいてリニアモータの移動を加
速する波高値αの駆動電流を時刻０からt1までリニアモ
ータに印加するとともに、同じく指令加速度信号に基づ
いてリニアモータの移動を減速する波高値βの駆動電流
を時刻t1からt2までリニアモータに印加し、指令パルス
信号に基づいてリニアモータの理想的位置特性及び理想
的速度特性を予め設定しておき、少なくとも時刻t1及び
t2の双方でのリニアモータの実際の位置及び速度を検出
し、上記理想的な位置及び速度の特性におけるこれら時
刻での実際の位置及び速度とのずれ量を求め、該ずれ量
に基づき該位置ずれ及び速度ずれが小さくなる様に上記
指令加速度信号に基づく上記波高値α，β及び／または
時刻t1,t2を修正すべく演算を行ない、次回のリニアモ
ータ移動の駆動時に該演算により得られた修正指令加速
度信号に基づく修正波高値及び／または修正時刻を用い
ることを特徴とする、リニアモータ制御方式、 が提供される。 ［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説
明する。 第１図は本発明によるリニアモータ制御方式の一実施
例を示すブロック図である。 第１図において、２はマイクロコンピュータ（以下マ
イコンと略称する）であり、該マイコンはメモリ及び演
算部を有する。 ４はアップダウンカウンタであり、一方の入力端に上
記マイコン２からの指令パルス信号が入力する様になっ
ている。６はD/Aコンバータであり、８は補償制御器で
あり、10は加算器である。上記カウンタ４の出力はD/A
コンバータ６によりアナログ値で変換された上で補償制
御器８に入力され、該補償制御器の出力が加算器10の１
つの入力端に入力される。 12はF/Vコンバータであり、14は引算器であり、16は
補償制御器である。上記マイコン２からの指令パルス信
号はF/Vコンバータ12によりF/V変換された上で引算器14
の＋入力端に入力され、該引算器の出力は補償制御器16
に入力され、該補償制御器の出力が上記加算器10の１つ
の入力端に入力される。 18はD/Aコンバータであり、マイコン２から出力され
る指令加速度信号が該D/Aコンバータによりアナログ値
に変換された上で上記加算器10の１つの入力端に入力さ
れる。 該加算器10の出力はパワーアンプ20に入力され増幅さ
れた後にリニアモータ22に入力され、これにより該モー
タの移動が駆動される。 該リニアモータ22にはリニアエンコーダ24が付設され
ている。そして、該エンコーダの出力は上記カウンタ４
の一方の入力端及びF/Vコンバータ26に入力される。該F
/Vコンバータ26の出力は上記引算器14の−入力端に入力
される。 一方、上記カウンタ４の出力は位置ずれ信号として上
記マイコン２に入力され、また上記引算器14の出力はA/
Dコンバータ28に入力され、デジタル値に変換された上
で速度ずれ信号として上記マイコン２に入力される。 次に、本実施例方式の動作につき説明する。 不図示の指令入力回路からアクセス指令信号がマイコ
ン２に入力される。該アクセス指令信号はリニアモータ
22が目標とする位置に関する情報を含んでいる。 マイコン２では上記指令信号に応じ、カウンタ４及び
F/Vコンバータ12に対し指令パルス信号を出力するとと
もに該指令パルス信号と同期してD/Aコンバータ18に対
し指令加速度信号を出力する。 上記指令パルス信号は第２図に示される様なパルス列
からなっており、該パルス列は速度に関する情報と位置
に関する情報とを含んでいる。即ち、マイコン２では、
アクセス指令信号に基づき現在位置から目標位置へと至
る距離及び向きを算出し、該距離及び向きに応じて上記
第７図及び第８図に関し述べた様な理想とする速度及び
位置に関する特性に応じたパルス列信号を形成し、該パ
ルス列信号が出力される。 第３図は上記指令パルス信号に含まれている速度特性
を示す図であり、第４図は上記指令パルス信号に含まれ
ている位置特性を示す図である。時刻t0からt1までは一
定の第１の加速度で加速し且つ時刻t1からt2までは一定
の第２の加速度で減速する様な移動特性である。この加
速及び減速の際の加速度はリニアモータ22の特性及びパ
ワーアンプ20の特性等に応じて良好な効率が得られる様
に設定される。第４図の位置特性は第２図のパルス列の
パルスを初期時刻t0からカウントすることにより得ら
れ、また第３図の速度特性は第２図のパルス信号をF/V
変換することにより得られる。 尚、上記指令パルス信号のパルス列は、リニアモータ
22が第３図及び第４図に示される様な理想的な速度及び
位置の特性で移動した時に単位距離毎に発生するパルス
に対応しており、即ちリニアモータ22を理想的に移動さ
せた時にリニアエンコーダ24から出力される信号に対応
している。 上記指令加速度信号は時刻t0からt1までは上記第１の
加速度に対応する一定値であり且つ時刻t1からt2までは
上記第２の加速度に対応する一定値である様な信号から
なる。第５図は該指令加速度信号をD/A変換したD/Aコン
バータ18の出力信号を示す図である。該信号は、時刻t0
から時刻t1までは加速の際の上記第１の加速度に対応し
た一定の波高値αで、時刻t1から時刻t2までは減速の際
の上記第２の加速度に対応した一定の波高値βである様
な信号である。 上記エンコーダ24からは現実のリニアモータ22の移動
に基づくパルス列信号が出力される。従って、カウンタ
４においてはマイコン２から入力される理想的移動の際
の位置特性と現実の移動の際の位置特性との差がとら
れ、これは現実移動の理想的移動に対する位置ずれの情
報に相当する。該カウンタの出力をD/Aコンバータ６に
よりアナログ値に変換し補償制御器８により位相補償し
て加算器10に入力する。この入力信号は指令加速度信号
に重畳され、これにより位置ずれの補正が行なわれる。 一方、上記エンコーダ24からのパルス列信号はF/Vコ
ンバータ26により変換されて引算器14に入力され、従っ
て該引算器においてはマイコン２からF/Vコンバータ12
を介して入力される理想的移動の際の速度特性と現実の
移動の際の速度特性との差がとられ、これは現実移動の
理想的移動に対する速度ずれの情報に相当する。該引算
器14の出力を補償制御器16により位相補償して上記加算
器10に入力する。この入力信号は指令加速度信号に重畳
され、これにより速度ずれの補正が行なわれる。 かくして、加算器10からは位置ずれ及び速度ずれに対
する補正の行なわれた加速度信号が出力され、該信号に
基づきリニアモータ22の移動が駆動される。 上記カウンタ４の出力である位置ずれ情報信号及び上
記引算器14の出力である速度ずれ情報信号はいずれも適
時マイコン２に取り込まれる。そして、該マイコン２に
おいて、位置ずれ及び速度ずれがなくなる様な（あるい
は位置ずれ量及び速度ずれ量を低減する様な）修正され
た指令加速度信号を演算により求める。該修正加速度信
号は次回の移動の際の指令のために用いられる。修正加
速度信号を求めるための演算は、たとえば次の様にして
行なうことができる。 時刻t1で位置ずれ情報（位置ずれ値Δp1）及び速度ず
れ情報（速度ずれ値Δv1）がマイコン２に取り込まれメ
モリに記憶され、更に時刻t2で位置ずれ情報（位置ずれ
値Δp2）及び速度ずれ情報（速度ずれ値Δv2）がマイコ
ン２に取り込まれメモリに記憶される。これらの情報か
らマイコン２の演算部では上記波高値αに対する修正値
α′及び上記波高値βに対する修正値β′として、たと
えば次式で示される様な値を得る。 α′＝α＋Kp・Δp1＋Kv・Δv1 β′＝β＋Kp・Δp2＋Kv・Δv2 あるいは、位置や速度の加速度に対する影響度が時間
により異なるので、以下の式により修正値α′及びβ′
を得ることができる。 α′＝α＋Kp・２Δp1/（t1−t0）２ ＋Kv・Δv1/（t1−t0） β′＝β ＋Kp・２（Δp2−Δv1）／（t2−t1）２ ＋Kv・（Δv2−Δv1）／（t2−t1） 以上の式において、Kp及びKvは定数で修正の度合を設
定するものであり、フィードバックループのゲインに相
当する。これらの値は予めリニアモータ移動を駆動し
て、安定な整定が実現される様な値を決定することがで
きる。 以上の様にして、修正値が得られた後にリニアモータ
移動が駆動される際には上記修正値が用いられ、更に上
記と同様にして位置ずれ及び速度ずれがある場合には同
様にして再度修正値を得るための演算が行なわれる。 尚、本実施例において、波高値α，βならびに加速時
間（t1−t0）及び減速時間（t2−t1）は次の様にして設
定することができる。 即ち、予めマイコン２のメモリにリニアモータ22の移
動の向き及び距離範囲に応じて設定された波高値α，β
を格納しておく。たとえば、リニアモータの移動距離を
向きをも含めて−８〜−7cm,−７〜−6cm,……，−１〜
0cm,0〜1cm,……６〜7cm,7〜8cmの16の範囲に分割して
おき、それぞれの範囲に最適の波高値α，βの値をメモ
リに格納しておく。そして、アクセス指令信号がマイコ
ン２に入力された後に移動の向き及び距離を算出し、こ
の算出結果に対応して波高値α，βを選択する。 一方、加速時間及び減速時間は波高値α，βが選択さ
れた後に目的とする移動距離を得るための演算により算
出することができる。 また、本実施例においては、以上の様な各波高値α，
β及びリニアエンコーダ24のピッチに対応したパルス間
隔がROMテーブルとしてマイコン２に内蔵されており、
第３図及び第４図に示される様な特性が得られるべくタ
イマにセットすることにより第２図に示される様な所望
のパルス列が得られる。 以上の実施例においては、指令パルス信号として指令
加速度信号に完全に対応した信号を用いているが、現実
にはリニアモータのコイル応答特性や駆動回路の応答特
性等の要因により、指令加速度の切換え時に瞬時には一
定値とはならないことが多い。そこで、これに対応して
修正した指令パルス信号を用いることにより、より精密
な制御を行なうことができる。即ち、第６図（ａ）に示
される様な速度信号が得られる指令パルス信号を用いる
のである。尚、第６図（ｂ）は指令加速度信号であり、
第６図（ｃ）は該加速度信号により現実にリニアモータ
に生ぜしめられる加速度である。第６図（ａ）の速度信
号は第６図（ｃ）の加速度に対応している。 以上の実施例においては指令加速度信号を修正するた
めに波高値α及びβを修正しているが、本発明において
は波高値を修正することなく加速時間及び／または減速
時間を修正することも可能である。更に、波高値及び加
速減速時間の双方を修正することも可能である。 更に、以上の実施例においては修正値を求める演算の
ための位置ずれ量及び速度ずれ量を時刻t1,t2のみで取
り込みこれに基づき修正値を得ているが、本発明におい
ては３以上の時刻で位置ずれ量及び速度ずれ量を取り込
み演算を行なうことにより更に精密に制御を行なうこと
が可能となる。 ［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、リニアモータ移動毎に位
置ずれ及び速度ずれが小さくなる様な指令加速度信号を
得ることができ、数回の試行で整定時間を著るしく短か
くすることが可能である。更に、リニアモータの特性が
経時的に変化した場合や個体差のあるリニアモータに対
しても、特性に応じて十分良好な制御を行なうことがで
きる。また、指令加速度信号の細かい初期設定が不要で
あるという利点もある。
は、情報記録媒体である光ディスクに対し光ヘッドから
スポット状に光照射が行なわれる。該照射スポットによ
り照明された光ディスクの情報ビットからの反射光は再
び光ヘッドに入射し、光検出器により検出される。上記
情報ビットは光ディスクにおいて同心円状またはラセン
状に列状をなして配列されており、この様な情報トラッ
クに対し光ビームを追従させることにより一連の情報が
再生される。 情報の再生時において、光ディスクは所定の速度で回
転せしめられ、光ヘッドからは光ビームがスポット状に
照射され、また光ヘッドを光ディスクの半径方向に移動
（アクセス）させることにより所望の情報トラック部分
に対し光ビーム照射を行ない所望の情報を再生すること
ができる。 以上の様な所望の情報の再生のための光ヘッドのアク
セスを駆動するアクチュエータとしてDCリニアモータが
利用されている。リニアモータは回転モータとラックピ
ニオン機構とを用いて直線往復運動を実現するアクチュ
エータに比べて高速且つ正確な駆動が可能である。 リニアモータにより光ヘッドを所望の位置まで移動さ
せるには光ヘッドの現在位置と目的位置とから移動の向
き及び距離を算出し、該距離を高速で移動する様に制御
する。 第７図（ａ），（ｂ）はそれぞれ以上の様なリニアモ
ータ移動の際の速度特性曲線及び位置特性曲線の一例を
示す図である。 光ヘッドは前半は一定の加速度で加速され後半は一定
の加速度で減速される。この加速度の大きさはリニアモ
ータの推力や質量等の特性と駆動アンプの特性とにより
適宜設定され、大きい方が高速アクセスが可能となる。 第８図（ａ），（ｂ）は移動距離が異なる場合（短か
い場合）のリニアモータ移動の際の速度特性曲線及び位
置特性曲線の一例を示す図である。この場合は上記第７
図の場合と加速及び減速の際の加速度の大きさは同一で
あるが、第７図の場合に比べて該加速度で移動する時間
が短かい。 この様な光ヘッドの移動制御即ちリニアモータの移動
制御においては、該リニアモータの位置及び速度を常時
検出して上記第７図及び第８図に示される様な理想的な
特性曲線での移動との差を絶えず検出しフィードバック
により補正しながら目的位置へとリニアモータを移動さ
せる。 第９図はこの様な移動制御のための制御ブロック線図
である。 第９図において、引算器32の＋入力端には不図示の制
御手段から第７図（ａ）または第８図（ａ）に示される
様な理想的な速度特性が入力され、一方引算器34の＋入
力端には不図示の制御手段から第７図（ｂ）または第８
図（ｂ）に示される様な理想的な位置特性が入力され
る。 リニアモータ36にはその速度を検出するための速度検
出器38と該リニアモータの位置を検出するための位置検
出器40とが付設されている。該速度検出器38からは上記
理想的速度特性からのずれの信号が出力され、また位置
検出器40からは上記理想的位置特性からのずれの信号が
出力される。 速度検出器38の出力は上記加算器32の−入力端に入力
され、該加算器からは修正された速度信号が出力され該
修正速度信号は補償制御器42により位相補償されて加算
器44の一方の入力端に入力される。一方、位置検出器40
の出力は上記加算器34の−入力端に入力され、該加算器
からは修正された位置信号が出力され該修正位置信号は
補償制御器46により位相補償されて加算器44の一方の入
力端に入力される。そして、該加算器からはリニアモー
タ36に対し修正された駆動信号が入力され、これにより
該モータの移動が駆動される。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかして、以上の様なリニアモータ制御方式において
は制御偏差を十分に小さくすることは困難であり、移動
終了の目的位置に接近する時点においても制御偏差が残
り、該偏差を許容範囲内とするためいわゆる整定時間が
必要となる。そして、この様な整定時間が場合によって
は移動時間の２〜３割にも達することがあり、アクセス
時間の増大の原因となっている。 そして、従来のリニアモータ制御方式においては、ア
クセスの都度同様な整定時間を要するのでアクセス時間
の短縮が困難であるという問題点があった。 そこで、本発明は、以上の様な従来技術の問題点を解
決し、整定時間を小さくすることのできるリニアモータ
制御方式を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとし
て、 移動距離範囲の広いリニアモータの制御方式におい
て、指令加速度信号に基づいてリニアモータの移動を加
速する波高値αの駆動電流を時刻０からt1までリニアモ
ータに印加するとともに、同じく指令加速度信号に基づ
いてリニアモータの移動を減速する波高値βの駆動電流
を時刻t1からt2までリニアモータに印加し、指令パルス
信号に基づいてリニアモータの理想的位置特性及び理想
的速度特性を予め設定しておき、少なくとも時刻t1及び
t2の双方でのリニアモータの実際の位置及び速度を検出
し、上記理想的な位置及び速度の特性におけるこれら時
刻での実際の位置及び速度とのずれ量を求め、該ずれ量
に基づき該位置ずれ及び速度ずれが小さくなる様に上記
指令加速度信号に基づく上記波高値α，β及び／または
時刻t1,t2を修正すべく演算を行ない、次回のリニアモ
ータ移動の駆動時に該演算により得られた修正指令加速
度信号に基づく修正波高値及び／または修正時刻を用い
ることを特徴とする、リニアモータ制御方式、 が提供される。 ［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説
明する。 第１図は本発明によるリニアモータ制御方式の一実施
例を示すブロック図である。 第１図において、２はマイクロコンピュータ（以下マ
イコンと略称する）であり、該マイコンはメモリ及び演
算部を有する。 ４はアップダウンカウンタであり、一方の入力端に上
記マイコン２からの指令パルス信号が入力する様になっ
ている。６はD/Aコンバータであり、８は補償制御器で
あり、10は加算器である。上記カウンタ４の出力はD/A
コンバータ６によりアナログ値で変換された上で補償制
御器８に入力され、該補償制御器の出力が加算器10の１
つの入力端に入力される。 12はF/Vコンバータであり、14は引算器であり、16は
補償制御器である。上記マイコン２からの指令パルス信
号はF/Vコンバータ12によりF/V変換された上で引算器14
の＋入力端に入力され、該引算器の出力は補償制御器16
に入力され、該補償制御器の出力が上記加算器10の１つ
の入力端に入力される。 18はD/Aコンバータであり、マイコン２から出力され
る指令加速度信号が該D/Aコンバータによりアナログ値
に変換された上で上記加算器10の１つの入力端に入力さ
れる。 該加算器10の出力はパワーアンプ20に入力され増幅さ
れた後にリニアモータ22に入力され、これにより該モー
タの移動が駆動される。 該リニアモータ22にはリニアエンコーダ24が付設され
ている。そして、該エンコーダの出力は上記カウンタ４
の一方の入力端及びF/Vコンバータ26に入力される。該F
/Vコンバータ26の出力は上記引算器14の−入力端に入力
される。 一方、上記カウンタ４の出力は位置ずれ信号として上
記マイコン２に入力され、また上記引算器14の出力はA/
Dコンバータ28に入力され、デジタル値に変換された上
で速度ずれ信号として上記マイコン２に入力される。 次に、本実施例方式の動作につき説明する。 不図示の指令入力回路からアクセス指令信号がマイコ
ン２に入力される。該アクセス指令信号はリニアモータ
22が目標とする位置に関する情報を含んでいる。 マイコン２では上記指令信号に応じ、カウンタ４及び
F/Vコンバータ12に対し指令パルス信号を出力するとと
もに該指令パルス信号と同期してD/Aコンバータ18に対
し指令加速度信号を出力する。 上記指令パルス信号は第２図に示される様なパルス列
からなっており、該パルス列は速度に関する情報と位置
に関する情報とを含んでいる。即ち、マイコン２では、
アクセス指令信号に基づき現在位置から目標位置へと至
る距離及び向きを算出し、該距離及び向きに応じて上記
第７図及び第８図に関し述べた様な理想とする速度及び
位置に関する特性に応じたパルス列信号を形成し、該パ
ルス列信号が出力される。 第３図は上記指令パルス信号に含まれている速度特性
を示す図であり、第４図は上記指令パルス信号に含まれ
ている位置特性を示す図である。時刻t0からt1までは一
定の第１の加速度で加速し且つ時刻t1からt2までは一定
の第２の加速度で減速する様な移動特性である。この加
速及び減速の際の加速度はリニアモータ22の特性及びパ
ワーアンプ20の特性等に応じて良好な効率が得られる様
に設定される。第４図の位置特性は第２図のパルス列の
パルスを初期時刻t0からカウントすることにより得ら
れ、また第３図の速度特性は第２図のパルス信号をF/V
変換することにより得られる。 尚、上記指令パルス信号のパルス列は、リニアモータ
22が第３図及び第４図に示される様な理想的な速度及び
位置の特性で移動した時に単位距離毎に発生するパルス
に対応しており、即ちリニアモータ22を理想的に移動さ
せた時にリニアエンコーダ24から出力される信号に対応
している。 上記指令加速度信号は時刻t0からt1までは上記第１の
加速度に対応する一定値であり且つ時刻t1からt2までは
上記第２の加速度に対応する一定値である様な信号から
なる。第５図は該指令加速度信号をD/A変換したD/Aコン
バータ18の出力信号を示す図である。該信号は、時刻t0
から時刻t1までは加速の際の上記第１の加速度に対応し
た一定の波高値αで、時刻t1から時刻t2までは減速の際
の上記第２の加速度に対応した一定の波高値βである様
な信号である。 上記エンコーダ24からは現実のリニアモータ22の移動
に基づくパルス列信号が出力される。従って、カウンタ
４においてはマイコン２から入力される理想的移動の際
の位置特性と現実の移動の際の位置特性との差がとら
れ、これは現実移動の理想的移動に対する位置ずれの情
報に相当する。該カウンタの出力をD/Aコンバータ６に
よりアナログ値に変換し補償制御器８により位相補償し
て加算器10に入力する。この入力信号は指令加速度信号
に重畳され、これにより位置ずれの補正が行なわれる。 一方、上記エンコーダ24からのパルス列信号はF/Vコ
ンバータ26により変換されて引算器14に入力され、従っ
て該引算器においてはマイコン２からF/Vコンバータ12
を介して入力される理想的移動の際の速度特性と現実の
移動の際の速度特性との差がとられ、これは現実移動の
理想的移動に対する速度ずれの情報に相当する。該引算
器14の出力を補償制御器16により位相補償して上記加算
器10に入力する。この入力信号は指令加速度信号に重畳
され、これにより速度ずれの補正が行なわれる。 かくして、加算器10からは位置ずれ及び速度ずれに対
する補正の行なわれた加速度信号が出力され、該信号に
基づきリニアモータ22の移動が駆動される。 上記カウンタ４の出力である位置ずれ情報信号及び上
記引算器14の出力である速度ずれ情報信号はいずれも適
時マイコン２に取り込まれる。そして、該マイコン２に
おいて、位置ずれ及び速度ずれがなくなる様な（あるい
は位置ずれ量及び速度ずれ量を低減する様な）修正され
た指令加速度信号を演算により求める。該修正加速度信
号は次回の移動の際の指令のために用いられる。修正加
速度信号を求めるための演算は、たとえば次の様にして
行なうことができる。 時刻t1で位置ずれ情報（位置ずれ値Δp1）及び速度ず
れ情報（速度ずれ値Δv1）がマイコン２に取り込まれメ
モリに記憶され、更に時刻t2で位置ずれ情報（位置ずれ
値Δp2）及び速度ずれ情報（速度ずれ値Δv2）がマイコ
ン２に取り込まれメモリに記憶される。これらの情報か
らマイコン２の演算部では上記波高値αに対する修正値
α′及び上記波高値βに対する修正値β′として、たと
えば次式で示される様な値を得る。 α′＝α＋Kp・Δp1＋Kv・Δv1 β′＝β＋Kp・Δp2＋Kv・Δv2 あるいは、位置や速度の加速度に対する影響度が時間
により異なるので、以下の式により修正値α′及びβ′
を得ることができる。 α′＝α＋Kp・２Δp1/（t1−t0）２ ＋Kv・Δv1/（t1−t0） β′＝β ＋Kp・２（Δp2−Δv1）／（t2−t1）２ ＋Kv・（Δv2−Δv1）／（t2−t1） 以上の式において、Kp及びKvは定数で修正の度合を設
定するものであり、フィードバックループのゲインに相
当する。これらの値は予めリニアモータ移動を駆動し
て、安定な整定が実現される様な値を決定することがで
きる。 以上の様にして、修正値が得られた後にリニアモータ
移動が駆動される際には上記修正値が用いられ、更に上
記と同様にして位置ずれ及び速度ずれがある場合には同
様にして再度修正値を得るための演算が行なわれる。 尚、本実施例において、波高値α，βならびに加速時
間（t1−t0）及び減速時間（t2−t1）は次の様にして設
定することができる。 即ち、予めマイコン２のメモリにリニアモータ22の移
動の向き及び距離範囲に応じて設定された波高値α，β
を格納しておく。たとえば、リニアモータの移動距離を
向きをも含めて−８〜−7cm,−７〜−6cm,……，−１〜
0cm,0〜1cm,……６〜7cm,7〜8cmの16の範囲に分割して
おき、それぞれの範囲に最適の波高値α，βの値をメモ
リに格納しておく。そして、アクセス指令信号がマイコ
ン２に入力された後に移動の向き及び距離を算出し、こ
の算出結果に対応して波高値α，βを選択する。 一方、加速時間及び減速時間は波高値α，βが選択さ
れた後に目的とする移動距離を得るための演算により算
出することができる。 また、本実施例においては、以上の様な各波高値α，
β及びリニアエンコーダ24のピッチに対応したパルス間
隔がROMテーブルとしてマイコン２に内蔵されており、
第３図及び第４図に示される様な特性が得られるべくタ
イマにセットすることにより第２図に示される様な所望
のパルス列が得られる。 以上の実施例においては、指令パルス信号として指令
加速度信号に完全に対応した信号を用いているが、現実
にはリニアモータのコイル応答特性や駆動回路の応答特
性等の要因により、指令加速度の切換え時に瞬時には一
定値とはならないことが多い。そこで、これに対応して
修正した指令パルス信号を用いることにより、より精密
な制御を行なうことができる。即ち、第６図（ａ）に示
される様な速度信号が得られる指令パルス信号を用いる
のである。尚、第６図（ｂ）は指令加速度信号であり、
第６図（ｃ）は該加速度信号により現実にリニアモータ
に生ぜしめられる加速度である。第６図（ａ）の速度信
号は第６図（ｃ）の加速度に対応している。 以上の実施例においては指令加速度信号を修正するた
めに波高値α及びβを修正しているが、本発明において
は波高値を修正することなく加速時間及び／または減速
時間を修正することも可能である。更に、波高値及び加
速減速時間の双方を修正することも可能である。 更に、以上の実施例においては修正値を求める演算の
ための位置ずれ量及び速度ずれ量を時刻t1,t2のみで取
り込みこれに基づき修正値を得ているが、本発明におい
ては３以上の時刻で位置ずれ量及び速度ずれ量を取り込
み演算を行なうことにより更に精密に制御を行なうこと
が可能となる。 ［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、リニアモータ移動毎に位
置ずれ及び速度ずれが小さくなる様な指令加速度信号を
得ることができ、数回の試行で整定時間を著るしく短か
くすることが可能である。更に、リニアモータの特性が
経時的に変化した場合や個体差のあるリニアモータに対
しても、特性に応じて十分良好な制御を行なうことがで
きる。また、指令加速度信号の細かい初期設定が不要で
あるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるリニアモータ制御方式のブロック
図である。 第２図、第３図、第４図及び第５図はそれぞれ指令パル
ス信号、速度信号、位置信号及び指令加速度信号を示す
図である。 第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ速度信号、指
令加速度信号、現実の加速度を示す図である。 第７図（ａ），（ｂ）はそれぞれリニアモータ移動の際
の速度特性曲線及び位置特性曲線の一例を示す図であ
る。 第８図（ａ），（ｂ）はそれぞれリニアモータ移動の際
の速度特性曲線及び位置特性曲線の一例を示す図であ
る。 第９図はリニアモータ移動制御のための制御ブロック線
図である。
図である。 第２図、第３図、第４図及び第５図はそれぞれ指令パル
ス信号、速度信号、位置信号及び指令加速度信号を示す
図である。 第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ速度信号、指
令加速度信号、現実の加速度を示す図である。 第７図（ａ），（ｂ）はそれぞれリニアモータ移動の際
の速度特性曲線及び位置特性曲線の一例を示す図であ
る。 第８図（ａ），（ｂ）はそれぞれリニアモータ移動の際
の速度特性曲線及び位置特性曲線の一例を示す図であ
る。 第９図はリニアモータ移動制御のための制御ブロック線
図である。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．移動距離範囲の広いリニアモータの制御方式におい
て、指令加速度信号に基づいてリニアモータの移動を加
速する波高値αの駆動電流を時刻０からt1までリニアモ
ータに印加するとともに、同じく指令加速度信号に基づ
いてリニアモータの移動を減速する波高値βの駆動電流
を時刻t1からt2までリニアモータに印加し、指令パルス
信号に基づいてリニアモータの理想的位置特性及び理想
的速度特性を予め設定しておき、少なくとも時刻t1及び
t2の双方でのリニアモータの実際の位置及び速度を検出
し、上記理想的な位置及び速度の特性におけるこれら時
刻での実際の位置及び速度とのずれ量を求め、該ずれ量
に基づき該位置ずれ及び速度ずれが小さくなる様に上記
指令加速度信号に基づく上記波高値α，β及び／または
時刻t1,t2を修正すべく演算を行ない、次回のリニアモ
ータ移動の駆動時に該演算により得られた修正指令加速
度信号に基づく修正波高値及び／または修正時刻を用い
ることを特徴とする、リニアモータ制御方式。 ２．位置ずれ及び速度ずれを検出しながら該ずれの情報
に基づき位置制御及び速度制御を行なう、特許請求の範
囲第１項のリニアモータ制御方式。 ３．リニアモータの移動距離範囲を複数に分割し、移動
距離範囲に応じて演算を行なう、特許請求の範囲第１項
のリニアモータ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61250829A JP2672299B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | リニアモータ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61250829A JP2672299B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | リニアモータ制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63107480A JPS63107480A (ja) | 1988-05-12 |
| JP2672299B2 true JP2672299B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=17213646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61250829A Expired - Fee Related JP2672299B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | リニアモータ制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672299B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0378170A (ja) * | 1989-08-19 | 1991-04-03 | Sony Corp | シーク制御装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53117179A (en) * | 1977-03-22 | 1978-10-13 | Komatsu Ltd | Servo controller |
| JPS54123673A (en) * | 1978-03-16 | 1979-09-26 | Fanuc Ltd | Positioning control system |
| JPS5984379A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-16 | Nec Corp | デイスク状記録担体のトラツクアクセス装置 |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP61250829A patent/JP2672299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63107480A (ja) | 1988-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |