JP2730335B2 - ライブラリ装置 - Google Patents

ライブラリ装置

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JP2730335B2
JP2730335B2 JP3184983A JP18498391A JP2730335B2 JP 2730335 B2 JP2730335 B2 JP 2730335B2 JP 3184983 A JP3184983 A JP 3184983A JP 18498391 A JP18498391 A JP 18498391A JP 2730335 B2 JP2730335 B2 JP 2730335B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はライブラリ装置内の記録
媒体を多数保管する円筒ドラム型格納棚の回転制御に係
り、円筒ドラム型格納棚に搭載される記録媒体の数の変
動により生ずる負荷を補正して制御するライブラリ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来物体を移動させる時は、特に急激に
所定位置に停止を行うときには、該物体の位置や速度を
検出して、物体の駆動源を制御していた。
【0003】図8、図9は従来の大容量記憶装置の全体
構成図を示している。図において、2は光ディスクカー
トリッジ1 ( 以下カートリッジと称する) を収納する円
筒形の収納棚(以下ドラムと称する) であり、回転機構
を設けている。5はカートリッジ搬送機構(以下アクセ
ッサと称する)であり、メカニカルハンド6 を上下方向
(Y方向)に駆動するとともに、後述するリード/ライ
トステーション3 及びカートリッジ・アクセス・ステー
ション4 にアクセスするための回転方向(θ方向)に駆
動するものである。3はカートリッジ1のリード/ライ
トを行うリード/ライトステーションでありドラム下部
に配置され、4は外部から新しいカートリッジ1を投入
するためのエントリーステーションと外部へ不要なカー
トリッジ1を排出するためのエグジットステーションと
で構成するカートリッジ・アクセス・ステーション(以
下CASと称する)であり、ドラム側部に設けられてい
る。図8、図9の従来の大容量記憶装置の実施例の動作
を説明する。ドラム2は主制御部からの指令によりドラ
ム駆動回路で駆動され、所望のカートリッジ1 の格納さ
れている位置まで回転させ、同時にアクセッサ5もアク
セッサ駆動回路で駆動されθ方向に移動し、更にハンド
6をY(上下)方向に駆動して所望のドラム収納棚2の
カートリッジ1の位置にハンド6を位置決めし、その位
置においてハンド6を駆動してカートリッジ1を取り出
し把持し、次にリード/ライトステーションまでアクセ
ッサ5が移動してカートリッジ1を搬送し、ハンド6を
駆動してカートリッジ1をリード/ライトステーション
へセットする。
【0004】リード/ライト終了後は同様にしてカート
リッジ1をリード/ライトステーションからハンド6で
取り出し把持し、同様に搬送して元のドラム収納棚2に
収める。カートリッジ1をエントリーステーションから
ドラム収納棚2へ、ドラム収納棚2からエグジットステ
ーションへ搬送する場合も同様である。
【0005】図5に従来の装置の構成図を示す。図にお
いて、11は回転移動させるべき慣性負荷、12は慣性
負荷11を回転駆動するモータ、13はモータ12を駆動す
る駆動回路、14は上位制御部18、タコカウンタ15及び
オブザーバ制御部16からの入力を計算して操作量を決定
し駆動回路13に該操作量を与えてモータ12を駆動させる
サーボ制御部、15はモータ12の回転量に応じたタコパ
ルスを計数して回転位置を出力するタコカウンタ、16
はタコカウンタ15の出力の回転位置の変化を計算して回
転速度を出力するオブザーバ制御部16、17は慣性負荷
11に設けた基準位置マークを検出して慣性負荷11が基準
位置にあることを通知するセンサ、18は装置全体の制
御を行う上位制御部である。
【0006】上位制御部18は慣性負荷11の回転位置をサ
ーボ制御部14に指令する。サーボ制御部14は上位制御部
18からの回転位置の指示とタコカウンタ15の出力である
慣性負荷11の回転位置とオブザーバ制御部16からの出力
である回転速度から適当な操作量を求めてその値を駆動
回路13に供給する。駆動回路13は入力である操作量に対
応した電流をモータ12に供給し、モータ12は慣性負荷11
を駆動して所定の位置に回転移動させる。慣性負荷11の
回転位置はタコカウンタ15で示されるが、慣性負荷11の
基準位置マークがセンサ17を通過するたびに上位制御部
18で補正される。
【0007】このような制御を行う制御システムは制御
理論によって、伝達関数として表現することができる。
図6は従来の制御系における伝達関数の基本形であり図
5の制御システムを単純化して制御理論による制御系と
して表現した図でありブロック線図と呼ばれる。
【0008】図6は入力をE1(s)なる関数で表し、各点
の関数をE2(s),E3(s), 4(s), 又、出力をE5(s)な
る関数で表した時の関係が示され、物理的にはE2(s)は
距離を、E3(s)は加速度を、E4(s)は速度を、又、出力
5(s)は距離を表している、図の1/Sはラプラス変換
の積分機能を意味し、K1,K2 及びK3は係数であり、係数
が乗ぜられた値が伝達される。速度から係数K3で加速度
に帰還がかけられ、位置は入力に帰還される。入力は係
数K2で加速度に伝達され、又、入力の積分量が係数K1で
加速度に伝達される。図において、 E2(s)=E1(s)+E5(s) E3(s)=(K2 +K1/s) E2(s)+K3・E4(s) E4(s)= 1/s・E3(s) E5(s)= 1/s・E4(s) の関係がある。この関係から求めたE5(s)/E1(s)が伝
達関数である。
【0009】更に図7は図6の実際の慣性負荷と力係数
を含めた伝達関数のブロック線図表示であり、電流量が
モータによって回転力となるときの係数(電流と力の比
例係数)をKt、慣性負荷の質量をM、回転位置の積分量
による電流量の係数をKs、回転位置による電流量の係数
をKx、回転速度による電流量の係数をKvとしたときの伝
達関数のブロック線図表示である。速度から係数Kvで加
速度に帰還がかけられ、位置は入力に帰還される。入力
は係数K2で電流量に伝達され、又、入力の積分量が係数
K1で電流量に伝達される。電流量から加速度への伝達が
Kt/Mで示される。
【0010】この図によって、この場合の各ゲイン(K
1,K2,K3)との関係式は、図6との対比から K1 = Kt/M ×Ks K2 = Kt/M ×Kx K3 = Kt/M ×Kv となる。
【0011】このような伝達関数を解析することによっ
て、最も早く安定に制御するための係数の関係が設定で
きる。そのような関係を最適な制御系という。ここでK
1,K2,K3は最適に設定されているとする。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしカートリッジな
どを保管しておく保管庫自体を制御する場合、カー
ッジを出し入れする度に、又保管庫にカートリッジが無
搭載時と保管庫にカートリッジが満載時状態の場合とい
うように慣性負荷の質量が変化したときに同じ設定の制
御系を使うと最適な制御が行えず、所定位置までの移動
時間が必要以上にかかりアクセス速度が低下するという
問題が生じる。
【0013】例えば、慣性負荷の質量をMとして最適化
された制御系において、慣性負荷の質量MがNに変化し
たときは、新しい最適な係数K1',K2',K3' は、 K1'= Kt/N×Ks K2'= Kt/N×Kx K3'= Kt/N×Kv となる。故に各ゲインは以下のような変化率で変化した
ことになる。
【0014】K1/K1'= Kt/M×Ks/(Kt/N×Ks)=N/M K2/K2'= Kt/M×Kx/(Kt/N×Kx)=N/M K3/K3'= Kt/M×Kv/(Kt/N×Kv)=N/M よって最適な係数は慣性負荷の変化に応じて変化するの
で制御系の係数が固定であるとどのような慣性負荷にお
いても常に最適な制御系を提供することが出来ないので
ある。
【0015】本発明はこのような点にかんがみて、慣性
負荷の変動に対して、従来の最適制御系の関係を維持す
る装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の如く
に構成された慣性負荷補正を行う装置によって解決され
る。
【0017】図1は、本発明の原理図である。複数の記
録媒体を格納する回転ドラム型の格納棚と、該格納棚
位置と速度とを検出する位置検出器25と、該格納棚の位
置を制御する位置制御手段23と、前記位置検出器25から
出力される該格納棚の位置と速度とに係数を乗じて前記
位置制御手段23に与える帰還手段24と、前記記録媒体の
格納棚への投入及び格納棚からの排出を指示するととも
に、当該記録媒体の投入及び排出の際に記録媒体の格納
数量情報を更新する上位制御部と、記録媒体の格納棚へ
の投入及び排出の際に前記上位制御部から通知される格
納棚に格納されている記録媒体の格納数量情報に対応し
た前記係数を前記帰還手段24に与える係数補正手段と、
を設けることにより、慣性負荷の変動に対して、従来の
最適制御系の関係を維持するように構成する。
【0018】
【作用】係数補正手段31により記録媒体の格納数量情報
に対応した係数を、位置検出器25から出力される格納棚
の位置と速度とに乗じて位置制御手段23に与える帰還手
段24の係数として与える。このことにより、慣性負荷の
変動に対して、従来の最適制御系の関係を維持する。
【0019】
【実施例】図2は本発明の実施例の構成図であり、大容
量記憶装置の構成図である。図において、42は上位制
御部18から慣性負荷11の質量変化の通知を受け取る質量
変化入力部、41は質量変化入力部42より慣性負荷11の
質量変化の通知を受け取り、サーボ制御部14で使用する
係数の補正を行う係数補正部である。その他、図5と同
一符号の物は同一物である。
【0020】図2における補正動作を説明する。上位制
御部18は保管庫に格納されているカートリッジの枚数を
管理しており、数量の増減による慣性負荷11の質量変化
があったとき質量変化入力部42に通知する。質量変化入
力部42は上位制御部18よりドラムを動作させる前に現在
ドラムに搭載されているカートリッジ数の通知を受け
る。質量変化入力部42はその通知を係数補正部41に通知
し、係数補正部41はサーボ制御部14で使用する係数の補
正をその枚数に従ってN2の値をドラム全搭載可能数に対
して10段階に計算を行って変換係数として制御を行う。
これによりドラムは常に設定した最適値に近い制御系を
保つことができる。
【0021】図3は、本発明の原理を示す伝達関数のブ
ロック線図である。ここで N2,N3は、係数K1,K2,K3の補
正を行う係数であり、Io は単位入力に対する駆動回路
の出力電流、Meは設計時の慣性負荷、Pは回転数を補正
位置に換算する係数、Qは回転速度を補正速度に換算す
る係数である。速度からはQ×N3×K3で電流量に帰還が
かかっており、位置からはP×N2で入力に帰還がかかっ
ている。又、図6との関係が等しくなるように設定する
と考えれば、 N2 = (K2×Me)/(K2 ×P×I0×Kt) = Me/(P×I0×Kt) N3 = (K3×Me)/(K3 ×Q×I0×Kt) = Me/(Q×I0×Kt) 位置ループについて見ると K2 = P×N2×K2×I0× Kt/M 前記N2を代入すると K2 = P×Me/(P×I0×Kt) ×K2×I0× Kt/M K2 = Me/M×K2 このN2を計算するときに設計の慣性負荷 (Me) と実際の
慣性負荷 (M) を合わせることにより図6に示す関係を
維持する事ができる。
【0022】速度ループについても同様である。故に実
際の慣性負荷 (M) が変動した場合、設計の慣性負荷(M
e)に随時合わせることにより、いわゆる N2,N3の値を随
時変更することにより、常に最初に設定した最適値にて
制御系を保つことができる。
【0023】図4は図2の本発明の実施例における伝達
関数のブロック線図である。図2では回転速度をタコカ
ウンタ15の出力をオブザーバ制御部16で処理して回転速
度を得ているので正確な伝達関数の表現は図4に示すよ
うになる。すなわち、図3で速度からQ×N3×K3で帰還
していたのが、ここでは位置からP×N2×(オブザーバ
の変換係数)×K3で帰還するように修正されている。
【0024】又、慣性負荷が広範囲に随時変化する場合
においては、ある程度段階的に N2,N3を変更することに
より、常に最初に設定した最適値に近い制御系を保つこ
とができる。このために慣性負荷の質量が一定量単位で
変化するとき、該変化量に対する係数補正量を対応表と
して備え、該対応表を用いて係数を補正することによっ
て速やかな制御ができる。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば常に最初に設定した最適な制御系を保つことがで
きるという著しい工業的効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理図
【図2】 本発明の実施例の構成図
【図3】 本発明の原理を示す伝達関数のブロック線図
【図4】 本発明の実施例の伝達関数のブロック線図
【図5】 従来の装置の構成図
【図6】 従来の制御系における伝達関数の基本形
【図7】 従来の装置における伝達関数のブロック線図
の表示
【図8】 従来の大容量記憶装置の全体構成図(その
1)
【図9】 従来の大容量記憶装置の全体構成図(その
2)
【符号の説明】
1 カートリッジ 2 ドラム 3 リード/ライトステーション 4 カートリッジ・アクセス・ステーション 5 アクセッサ 6 ハンド 11 慣性負荷 12 モータ 13 駆動回路 14 サーボ制御部 15 タコカウンタ 16 オブザーバ制
御部 17 センサ 18 上位制御部 21 慣性負荷 23 位置制御手段 24 帰還手段 25 位置検出器 31 係数補正手段 32 質量変化入力
手段 33 対応表 41 係数補正部 42 質量変化入力

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の記録媒体を格納する回転ドラム型
    の格納棚と、 該格納棚 の位置と速度とを検出する位置検出器と、 該格納棚の位置を制御する位置制御手段と、 前記位置検出器から出力される該格納棚の位置と速度と
    に係数を乗じて前記位置制御手段に与える帰還手段と、前記記録媒体の格納棚への投入及び格納棚からの排出を
    指示するとともに、当該記録媒体の投入及び排出の際に
    記録媒体の格納数量情報を更新する上位制御部と、 を備えるライブラリ装置であって、 記録媒体の格納棚への投入及び排出の際に前記上位制御
    部から通知される格納棚に格納されている記録媒体の格
    納数量情報に対応した前記係数を前記帰還手段に与える
    係数補正手段と、 を設けたことを特徴とするライブラリ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS603714A (ja) * 1983-06-22 1985-01-10 Hitachi Ltd ロボツトの制御方法
JPS61104255A (ja) * 1984-10-27 1986-05-22 Fuji Photo Film Co Ltd 高速液体クロマトグラフイ−用微粒子多孔質ガラス充填剤の湿式充填方法
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