JP6605178B2 - POSITION CONTROL DEVICE AND METHOD, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM - Google Patents

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Description

本発明は、位置制御装置及び方法に関する。本発明は特に弾性支持機構を備えたアクチュエータの位置制御に適した位置制御装置及び方法に関する。本発明はまた、位置制御装置又は方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム、及び該プログラムを記録した記録媒体に関する。   The present invention relates to a position control apparatus and method. The present invention relates to a position control apparatus and method particularly suitable for position control of an actuator having an elastic support mechanism. The present invention also relates to a program for causing a computer to execute processing in the position control apparatus or method, and a recording medium on which the program is recorded.

弾性支持機構を備えたアクチュエータの可動部の位置制御として、一般的にはフィードバック制御が用いられる。フィードバック制御は、アクチュエータの可動部の位置情報を元に、アクチュエータの可動部を目標位置まで動かす制御である。フィードバック制御の性能指標として、安定性と応答性がある。安定性は、フィードバック制御における位相余裕或いはゲイン余裕を確保することで得られるが、このためには制御ゲインを下げる必要がある。制御ゲインを下げると応答性が悪くなることから、安定性と応答性はトレードオフの関係にある。更に、アクチュエータの特性ばらつき或いはアクチュエータに作用する外乱を考慮して最適な制御設計を行うのは容易ではない。   In general, feedback control is used as the position control of the movable portion of the actuator having the elastic support mechanism. The feedback control is control for moving the movable part of the actuator to the target position based on the position information of the movable part of the actuator. The performance index of feedback control includes stability and responsiveness. Stability can be obtained by securing a phase margin or gain margin in feedback control. For this purpose, it is necessary to lower the control gain. When the control gain is lowered, the responsiveness deteriorates. Therefore, stability and responsiveness are in a trade-off relationship. Furthermore, it is not easy to perform optimal control design in consideration of variations in actuator characteristics or disturbances acting on the actuator.

例えば、特許文献1には、アクチュエータの特性ばらつき或いはアクチュエータに作用する外乱を補償する外乱オブザーバについて説明されている。外乱オブザーバは、アクチュエータの可動部の位置に対し、アクチュエータの伝達特性を模擬したノミナルモデル部の伝達関数を除算することで、アクチュエータの特性ばらつき或いはアクチュエータに作用する外乱を推定し、その推定された信号を用いてアクチュエータ駆動電圧(あるいは駆動電流)を補正するものである。外乱オブザーバは、推定された信号を入力に帰還するため、一種のループ制御と言える。このループ制御は、フィードバック制御内でマイナーループを構成している。外乱オブザーバは、このマイナーループでの制御の制御帯域以下の特性ばらつき或いは外乱を補償する。   For example, Patent Document 1 describes a disturbance observer that compensates for variations in actuator characteristics or disturbances acting on the actuator. The disturbance observer divides the transfer function of the nominal model unit that simulates the transfer characteristic of the actuator with respect to the position of the movable part of the actuator, thereby estimating the actuator characteristic variation or the disturbance acting on the actuator. The actuator drive voltage (or drive current) is corrected using the signal. The disturbance observer is a kind of loop control because the estimated signal is fed back to the input. This loop control constitutes a minor loop in the feedback control. The disturbance observer compensates for characteristic variations or disturbances below the control band of control in this minor loop.

特開平9−128770号公報(段落0019〜0020、図2)JP-A-9-128770 (paragraphs 0019 to 0020, FIG. 2)

特許文献1に記載の技術では、外乱オブザーバを用いることで、アクチュエータの特性ばらつき或いはアクチュエータに作用する外乱を考慮しなくても良くなるが、フィードバック制御における安定性と応答性のトレードオフの問題は残る。   In the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to consider the variation in the characteristics of the actuator or the disturbance acting on the actuator by using the disturbance observer, but the problem of the trade-off between stability and responsiveness in feedback control is Remain.

本発明は、弾性支持機構を備えたアクチュエータの位置制御における安定性と応答性のトレードオフの問題を解消し、応答性を向上させることを目的としている。   An object of the present invention is to solve the problem of tradeoff between stability and responsiveness in position control of an actuator provided with an elastic support mechanism, and to improve responsiveness.

本発明に係る位置制御装置は、
弾性支持機構を備えたアクチュエータの可動部の位置を制御する位置制御装置であって、
前記可動部の位置制御における前記可動部の目標位置を示す位置目標信号を出力する位置目標信号発生部と、
前記位置目標信号を、前記アクチュエータの伝達特性を模擬したノミナルモデルの直流感度で除算する直流感度除算部と、
前記直流感度除算部の出力を入力として、前記アクチュエータの特性ばらつきと、前記アクチュエータに作用する外乱を補償する外乱補償部と
を有する。
The position control device according to the present invention includes:
A position control device for controlling the position of a movable part of an actuator having an elastic support mechanism,
A position target signal generator for outputting a position target signal indicating the target position of the movable part in the position control of the movable part;
A DC sensitivity division unit that divides the position target signal by the DC sensitivity of a nominal model that simulates the transfer characteristics of the actuator;
A disturbance compensator that compensates for a variation in characteristics of the actuator and a disturbance acting on the actuator, using the output of the DC sensitivity divider as an input;

本発明に係る位置制御装置によれば、位置制御にフィードバック制御を用いる必要がないため、安定性と応答性のトレードオフの問題を解消し、応答性を向上させることができる。   According to the position control device of the present invention, since it is not necessary to use feedback control for position control, it is possible to eliminate the trade-off problem between stability and responsiveness and improve responsiveness.

本発明の実施の形態1に係る位置制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the position control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1の位置制御装置における外乱補償部の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a disturbance compensation unit in the position control device according to the first embodiment. 図2に示されるアクチュエータの伝達関数を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the transfer function of the actuator shown by FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるアクチュエータの電圧信号Edroに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the voltage signal Edro of the actuator in Embodiment 1. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1における外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性の一例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows an example of the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation part 20 in Embodiment 1. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合の、外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。(A) And (b) shows the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20 when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model in the first embodiment is changed. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合の、外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。(A) And (b) shows the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20 when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model in the first embodiment is changed. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合の、外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。(A) And (b) shows the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20 when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model in the first embodiment is changed. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合のアクチュエータのステップ応答を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the step response of an actuator at the time of changing Q value in the primary resonance frequency of the nominal model in Embodiment 1. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合のアクチュエータのステップ応答を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the step response of an actuator at the time of changing Q value in the primary resonance frequency of the nominal model in Embodiment 1. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合のアクチュエータのステップ応答を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the step response of an actuator at the time of changing Q value in the primary resonance frequency of the nominal model in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値と、アクチュエータのステップ応答における目標値収束時間との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a Q value at a primary resonance frequency of a nominal model in Embodiment 1 and a target value convergence time in an actuator step response. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの直流感度を変えた場合の、外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation part 20 at the time of changing the direct current sensitivity of the nominal model in Embodiment 1. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの直流感度を変えた場合のアクチュエータのステップ応答を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the step response of an actuator at the time of changing the direct current sensitivity of the nominal model in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるノミナルモデルの直流感度と、アクチュエータのステップ応答における目標値収束時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the direct current sensitivity of the nominal model in Embodiment 1, and the target value convergence time in the step response of an actuator. (a)及び(b)は、先行技術におけるアクチュエータのステップ応答を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the step response of the actuator in a prior art. (a)及び(b)は、実施の形態1におけるアクチュエータのステップ応答を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the step response of the actuator in Embodiment 1. FIG. 本発明の実施の形態2に係る位置制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the position control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2の位置制御装置における外乱補償部の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram schematically showing a configuration of a disturbance compensation unit in the position control device according to the second embodiment. 図19に示されるアクチュエータの伝達関数を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram showing a transfer function of the actuator shown in FIG. 19. (a)及び(b)は、実施の形態2におけるアクチュエータの電圧信号Edroに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the voltage signal Edro of the actuator in Embodiment 2. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態2における外乱補償部20bへの入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation part 20b in Embodiment 2. FIG. (a)及び(b)は、実施の形態2におけるアクチュエータのステップ応答を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the step response of the actuator in Embodiment 2. FIG. 本発明の実施の形態1及び2の位置制御装置の処理を実行するコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer which performs the process of the position control apparatus of Embodiment 1 and 2 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る位置制御装置1の構成を概略的に示すブロック図である。この位置制御装置は、弾性支持機構を備えたアクチュエータの可動部の位置制御に用いられるものである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a position control device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. This position control device is used for position control of a movable part of an actuator provided with an elastic support mechanism.

図1に示される位置制御装置1は、位置目標信号発生部10、変化幅信号生成部12、直流感度除算部14及び外乱補償部20を備え、アクチュエータ30を駆動して、その可動部の位置を制御する。ここで、アクチュエータ30は、弾性支持機構を備え、アクチュエータ30の可動部は弾性支持機構により弾性的に支持されている。   A position control device 1 shown in FIG. 1 includes a position target signal generation unit 10, a change width signal generation unit 12, a DC sensitivity division unit 14, and a disturbance compensation unit 20, and drives an actuator 30 to position the movable unit. To control. Here, the actuator 30 includes an elastic support mechanism, and the movable portion of the actuator 30 is elastically supported by the elastic support mechanism.

位置目標信号発生部10は、位置目標信号ref_pを出力する。位置目標信号ref_pは、アクチュエータ30の位置制御における目標位置を示す。   The position target signal generator 10 outputs a position target signal ref_p. The position target signal ref_p indicates a target position in the position control of the actuator 30.

変化幅信号生成部12は、位置目標信号ref_pの変化幅、即ち所望の移動量を示す信号(変化幅信号)ref_p_sを出力する。変化幅信号ref_p_sは、例えば、位置目標信号発生部10から出力される位置目標信号ref_pを受け取り、該位置目標信号ref_pがステップ状に変化したときにその変化幅を示す変化幅信号ref_p_sを出力する。   The change width signal generation unit 12 outputs a change width of the position target signal ref_p, that is, a signal (change width signal) ref_p_s indicating a desired movement amount. The change width signal ref_p_s receives, for example, the position target signal ref_p output from the position target signal generator 10, and outputs the change width signal ref_p_s indicating the change width when the position target signal ref_p changes stepwise. .

直流感度除算部14は、位置目標信号発生部10から位置目標信号ref_pを受け取り、変化幅信号生成部12から変化幅信号ref_p_sを受け取り、これらに基づいて電圧信号Edrを生成して出力する。直流感度除算部14は、変化幅信号ref_p_sに基づいてノミナルモデルの直流感度DCSを定め、該直流感度DCSで、位置目標信号ref_pを除算することで電圧信号Edrを生成する。直流感度除算部14の伝達関数は、ノミナルモデルの直流感度DCSを用いて表わすと、1/DCSである。The DC sensitivity divider 14 receives the position target signal ref_p from the position target signal generator 10, receives the change width signal ref_p_s from the change width signal generator 12, and generates and outputs a voltage signal Edr based on these. DC sensitivity divider 14 defines a DC sensitivity DCS m nominal model based on the change width signal Ref_p_s, in the DC sensitivity DCS m, and generates a voltage signal Edr by dividing the target position signal REF_P. The transfer function of the DC sensitivity division unit 14 is 1 / DCS m when expressed using the DC sensitivity DCS m of the nominal model.

外乱補償部20は、直流感度除算部14から電圧信号Edrを受け取る。外乱補償部20は、電圧信号Edrに基づいてアクチュエータ30の可動部の位置を制御する。アクチュエータ30の可動部の位置は検出されて、位置検出値を表す位置検出信号act_pとして外乱補償部20に入力される。外乱補償部20の入力(電圧信号Edr)からアクチュエータ30の可動部の位置(位置検出信号act_pで表される)までの伝達関数、即ち外乱補償部20とアクチュエータ30の総合伝達関数を、O(s)とする。ここで、sはラプラス変数である。
アクチュエータ30の可動部の位置の制御は外乱源16からの外乱gの影響を受ける。
The disturbance compensator 20 receives the voltage signal Edr from the DC sensitivity divider 14. The disturbance compensator 20 controls the position of the movable part of the actuator 30 based on the voltage signal Edr. The position of the movable part of the actuator 30 is detected and input to the disturbance compensator 20 as a position detection signal act_p representing a position detection value. A transfer function from the input (voltage signal Edr) of the disturbance compensator 20 to the position of the movable part of the actuator 30 (represented by the position detection signal act_p), that is, the total transfer function of the disturbance compensator 20 and the actuator 30 is expressed as O ( s). Here, s is a Laplace variable.
Control of the position of the movable part of the actuator 30 is affected by the disturbance g from the disturbance source 16.

実施の形態1では、図1に示すようにフィードバック制御を用いることなくアクチュエータ位置制御を行う。その理由は後に説明する。   In the first embodiment, actuator position control is performed without using feedback control as shown in FIG. The reason will be explained later.

図2は、実施の形態1における外乱補償部20の構成を概略的に示すブロック図である。
図2に示されるように、外乱補償部20は、加算部21、ノミナルモデル除算部22、減算部25及びLPF部26を備える。外乱補償部20は、外乱オブザーバとも呼ばれる。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the disturbance compensation unit 20 in the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the disturbance compensation unit 20 includes an addition unit 21, a nominal model division unit 22, a subtraction unit 25, and an LPF unit 26. The disturbance compensation unit 20 is also called a disturbance observer.

加算部21は、直流感度除算部14から電圧信号Edrを受け取る。また、加算部21は、LPF部26から電圧信号Edr3を受け取る。加算部21は、電圧信号Edrと電圧信号Edr3との和(Edr+Edr3)を算出し、この和を表す電圧信号Edroを出力する。   The adder 21 receives the voltage signal Edr from the DC sensitivity divider 14. Further, the adding unit 21 receives the voltage signal Edr3 from the LPF unit 26. The adder 21 calculates a sum (Edr + Edr3) of the voltage signal Edr and the voltage signal Edr3, and outputs a voltage signal Edr representing this sum.

アクチュエータ30は、弾性支持機構を備える。弾性支持機構は、可動部を移動可能に支持する弾性支持部材を有する。アクチュエータ30の伝達関数をP(s)とする。   The actuator 30 includes an elastic support mechanism. The elastic support mechanism includes an elastic support member that movably supports the movable part. The transfer function of the actuator 30 is P (s).

ノミナルモデル除算部22は、アクチュエータ30の可動部の位置を示す位置検出信号act_pを受け取る。ノミナルモデル除算部22は、位置検出信号act_pをノミナルモデルの伝達関数P(s)で除算することで電圧信号Edr1を生成して出力する。
ノミナルモデル除算部22は、伝達関数生成部23及び除算部24を有し、伝達関数生成部23が上記のノミナルモデルの伝達関数P(s)の生成を行い、除算部24が上記の除算を行う。
The nominal model division unit 22 receives a position detection signal act_p indicating the position of the movable part of the actuator 30. The nominal model division unit 22 divides the position detection signal act_p by the transfer function P n (s) of the nominal model to generate and output a voltage signal Edr1.
The nominal model division unit 22 includes a transfer function generation unit 23 and a division unit 24. The transfer function generation unit 23 generates the transfer function P n (s) of the above nominal model, and the division unit 24 performs the above division. I do.

減算部25は、加算部21から電圧信号Edroを受け取る。また、減算部25は、ノミナルモデル除算部22から電圧信号Edr1を受け取る。減算部25は、電圧信号Edroと電圧信号Edr1との差(Edro−Edr1)を算出し、この差を表す電圧信号Edr2を出力する。   The subtraction unit 25 receives the voltage signal Edro from the addition unit 21. Further, the subtraction unit 25 receives the voltage signal Edr1 from the nominal model division unit 22. The subtractor 25 calculates a difference (Edr−Edr1) between the voltage signal Edr and the voltage signal Edr1, and outputs a voltage signal Edr2 representing this difference.

LPF部26は、減算部25から電圧信号Edr2を受け取る。LPF部26は、電圧信号Edr2に対して低域通過フィルタリングを施すことで電圧信号Edr3を生成して出力する。   The LPF unit 26 receives the voltage signal Edr2 from the subtracting unit 25. The LPF unit 26 generates and outputs a voltage signal Edr3 by performing low-pass filtering on the voltage signal Edr2.

図2の外乱補償部20は、アクチュエータ30の位置検出信号act_pを元にLPF部26で生成された電圧信号Edr3を、当該外乱補償部20の入力に帰還する構成となっている。
外乱補償部20は、位置制御装置1内でマイナーループとなっている。LPF部26は、マイナーループの制御帯域を決めるものであり、LPF部26のカットオフ周波数がマイナーループの制御帯域となる。LPF部26の伝達関数をF(s)で表す。
The disturbance compensation unit 20 of FIG. 2 is configured to feed back the voltage signal Edr3 generated by the LPF unit 26 based on the position detection signal act_p of the actuator 30 to the input of the disturbance compensation unit 20.
The disturbance compensator 20 is a minor loop in the position control device 1. The LPF unit 26 determines the control band of the minor loop, and the cutoff frequency of the LPF unit 26 becomes the control band of the minor loop. The transfer function of the LPF unit 26 is represented by F c (s).

実施の形態1におけるアクチュエータ30はその伝達関数に着目すれば、図3のブロック図に示される構成を有するものとして把握することができる。
図3は、アクチュエータ30が、光ピックアップにおける対物レンズアクチュエータである場合を想定している。図3はさらに、アクチュエータ30が、ボイスコイルモータを含み、コイルに電流を流すことで、対物レンズを駆動する場合を想定している。
If attention is paid to the transfer function of the actuator 30 in the first embodiment, it can be understood that the actuator 30 has the configuration shown in the block diagram of FIG.
FIG. 3 assumes a case where the actuator 30 is an objective lens actuator in an optical pickup. FIG. 3 further assumes a case where the actuator 30 includes a voice coil motor and drives the objective lens by passing a current through the coil.

図3に示されるように、アクチュエータ30は、減算部301、電圧電流変換部302、電流力変換部303、減算部304、可動部質量除算部305、加算部306、加速度速度変換部307、速度逆起電力変換部308、速度位置変換部309、可動部粘性係数乗算部310、可動部弾性係数乗算部311、及び加算部312を備える。   As shown in FIG. 3, the actuator 30 includes a subtractor 301, a voltage / current converter 302, a current force converter 303, a subtractor 304, a movable part mass divider 305, an adder 306, an acceleration / speed converter 307, a speed A back electromotive force conversion unit 308, a speed position conversion unit 309, a movable part viscosity coefficient multiplication unit 310, a movable part elastic coefficient multiplication unit 311, and an addition unit 312 are provided.

減算部301は、図2の加算部21から電圧信号Edroを受け取る。また、減算部301は、速度逆起電力変換部308から電圧信号Edro4を受け取る。減算部301は、電圧信号Edroと電圧信号Edro4との差(Edro−Edro4)を算出する。そして、減算部301は、この差に応じた電圧信号Edro1を出力する。   The subtractor 301 receives the voltage signal Edro from the adder 21 of FIG. The subtractor 301 receives the voltage signal Edro4 from the speed counter electromotive force converter 308. The subtraction unit 301 calculates a difference (Ero-Edro4) between the voltage signal Edro and the voltage signal Edro4. Then, the subtraction unit 301 outputs a voltage signal Edro1 corresponding to this difference.

電圧電流変換部302は、減算部301から電圧信号Edro1を受け取る。電圧電流変換部302は、電圧信号Edro1に基づいて電流信号Idro1を出力する。電圧電流変換部302の伝達関数は、ボイスコイルの抵抗RとインダクタンスLとを用いて表わすと、1/(Ls+R)である。   The voltage-current conversion unit 302 receives the voltage signal Edro1 from the subtraction unit 301. The voltage-current converter 302 outputs a current signal Idro1 based on the voltage signal Edro1. The transfer function of the voltage-current converter 302 is 1 / (Ls + R) when expressed using the resistance R and inductance L of the voice coil.

電流力変換部303は、電圧電流変換部302から電流信号Idro1を受け取る。電流力変換部303は、電流信号Idro1に基づいて力信号Fdro1を出力する。電流力変換部303の伝達関数は、力定数(電流力変換係数)Kである。電流力変換部303は、ボイスコイルモータが電流を可動部に作用する力(電磁力)に変換する機能に相当する。The current force conversion unit 303 receives the current signal Idro1 from the voltage / current conversion unit 302. The current force conversion unit 303 outputs a force signal Fdro1 based on the current signal Idro1. The transfer function of the current power conversion unit 303 is a force constant (current force conversion coefficient) K t. The current force conversion unit 303 corresponds to a function in which the voice coil motor converts a current into a force (electromagnetic force) acting on the movable unit.

減算部304は、電流力変換部303から力信号Fdro1を受け取る。また、減算部304は、加算部312から力信号Fdro2を受け取る。減算部304は、力信号Fdro1と力信号Fdro2との差(Fdro1−Fdro2)を算出する。そして、減算部304は、この差に応じた力信号Fdro3を出力する。   The subtractor 304 receives the force signal Fdro1 from the current force converter 303. In addition, the subtraction unit 304 receives the force signal Fdro2 from the addition unit 312. The subtraction unit 304 calculates a difference (Fdro1-Fdro2) between the force signal Fdro1 and the force signal Fdro2. Then, the subtraction unit 304 outputs a force signal Fdro3 corresponding to this difference.

可動部質量除算部305は、減算部304から力信号Fdro3を受け取る。可動部質量除算部305は、力信号Fdro3をアクチュエータ30の可動部の質量mで除算することで加速度信号Adro3を生成して出力する。可動部質量除算部305の伝達関数は、可動部の質量mを用いて表わすと、1/mである。
可動部質量除算部305は、ボイスコイルモータによる電磁力が加速度に変換される作用に相当する。
The movable part mass division unit 305 receives the force signal Fdro3 from the subtraction unit 304. The movable part mass dividing unit 305 divides the force signal Fdro3 by the mass m 1 of the movable part of the actuator 30 to generate and output the acceleration signal Aro3. The transfer function of the movable part mass dividing unit 305 is 1 / m 1 when expressed using the mass m 1 of the movable part.
The movable part mass division unit 305 corresponds to an action in which electromagnetic force generated by the voice coil motor is converted into acceleration.

加算部306は、可動部質量除算部305から加速度信号Adro3を受け取る。また、加算部306は、加速度外乱gを受け取る。加算部306は、加速度信号Adro3と加速度外乱gとの和(Adro3+g)を算出し、この和を表す加速度信号Adro4を出力する。
加算部306は、ボイスコイルモータの電磁力による加速度に加速度外乱gが加わる過程に相当する。
The adder 306 receives the acceleration signal Aro3 from the movable part mass divider 305. Further, the adding unit 306 receives the acceleration disturbance g. The adder 306 calculates the sum (AdrO3 + g) of the acceleration signal Adro3 and the acceleration disturbance g, and outputs an acceleration signal Adro4 representing this sum.
The adding unit 306 corresponds to a process in which an acceleration disturbance g is added to the acceleration caused by the electromagnetic force of the voice coil motor.

加速度速度変換部307は、加算部306から加速度信号Adro4を受け取る。加速度速度変換部307は、加速度信号Adro4を積分して速度信号Vdro4を出力する。加速度速度変換部307の伝達関数は、1/sである。   The acceleration speed conversion unit 307 receives the acceleration signal Aro4 from the addition unit 306. The acceleration speed conversion unit 307 integrates the acceleration signal Adro4 and outputs a speed signal Vdro4. The transfer function of the acceleration speed conversion unit 307 is 1 / s.

速度逆起電力変換部308は、加速度速度変換部307から速度信号Vdro4を受け取る。速度逆起電力変換部308は、速度信号Vdro4に逆起電力定数Kを乗算して電圧信号Edro4を生成して出力する。速度逆起電力変換部308の伝達関数は、逆起電力定数Kである。速度逆起電力変換部308はボイスコイルモータが、可動部の移動をコイルに発生する逆起電力に変換する機能に相当する。The speed counter electromotive force conversion unit 308 receives the speed signal Vdro4 from the acceleration speed conversion unit 307. Speed counter electromotive force converting unit 308 multiplies the counter electromotive force constant K e generates and outputs a voltage signal Edro4 by the speed signal Vdro4. The transfer function of the velocity counter electromotive force converting unit 308, a counter electromotive force constant K e. The speed counter electromotive force conversion unit 308 corresponds to a function in which the voice coil motor converts the movement of the movable part into a counter electromotive force generated in the coil.

速度位置変換部309は、加速度速度変換部307から速度信号Vdro4を受け取る。速度位置変換部309は、速度信号Vdro4を積分してアクチュエータ位置検出信号act_pを出力する。速度位置変換部309の伝達関数は、1/sである。
加速度速度変換部307及び速度位置変換部309は、可動部に作用する加速度が速度、位置に変換される作用に相当する。
The speed position converter 309 receives the speed signal Vdro4 from the acceleration speed converter 307. The speed position conversion unit 309 integrates the speed signal Vdro4 and outputs an actuator position detection signal act_p. The transfer function of the speed position conversion unit 309 is 1 / s.
The acceleration speed conversion unit 307 and the speed position conversion unit 309 correspond to the action of converting acceleration acting on the movable part into speed and position.

可動部粘性係数乗算部310は、加速度速度変換部307から速度信号Vdro4を受け取る。可動部粘性係数乗算部310は、速度信号Vdro4に粘性係数cを乗算することで力信号Fdro4を生成して出力する。可動部粘性係数乗算部310の伝達関数は、粘性係数cである。可動部粘性係数乗算部310は可動部が受ける粘性抵抗によって速度が力に変換される作用に相当する。The movable part viscosity coefficient multiplying unit 310 receives the speed signal Vdro4 from the acceleration speed converting unit 307. Movable portion viscosity coefficient multiplying unit 310 generates and outputs a force signal Fdro4 by multiplying the viscosity coefficient c 1 to the speed signal Vdro4. The transfer function of the movable portion viscosity coefficient multiplying unit 310 is a viscosity coefficient c 1. The movable part viscosity coefficient multiplying unit 310 corresponds to an action in which the speed is converted into force by the viscous resistance received by the movable part.

可動部弾性係数乗算部311は、速度位置変換部309からアクチュエータ位置検出信号act_pを受け取る。可動部弾性係数乗算部311は、アクチュエータ位置検出信号act_pに弾性係数kを乗算することで力信号Fdro5を生成して出力する。可動部弾性係数乗算部311の伝達関数は、弾性係数kである。可動部弾性係数乗算部311は、弾性支持機構が、可動部の変位を復元力に変換する作用に相当する。The movable part elastic coefficient multiplier 311 receives the actuator position detection signal act_p from the speed position converter 309. Movable elastic coefficient multiplication unit 311 generates a force signal Fdro5 output by multiplying the elastic modulus k 1 to the actuator position detection signal Act_p. The transfer function of the movable elastic coefficient multiplication unit 311 is an elastic coefficient k 1. The movable part elastic coefficient multiplying unit 311 corresponds to an operation in which the elastic support mechanism converts the displacement of the movable part into a restoring force.

加算部312は、可動部粘性係数乗算部310から力信号Fdro4を受け取る。また、加算部312は、可動部弾性係数乗算部311から力信号Fdro5を受け取る。加算部306は、力信号Fdro4と力信号Fdro5との和(Fdro4+Fdro5)を算出し、この和で与えられる力を表す力信号Fdro2を出力する。   The adder 312 receives the force signal Fdro4 from the movable part viscosity coefficient multiplier 310. In addition, the addition unit 312 receives the force signal Fdro5 from the movable part elastic coefficient multiplication unit 311. The adder 306 calculates the sum (Fdro4 + Fdro5) of the force signal Fdro4 and the force signal Fdro5, and outputs a force signal Fdro2 representing the force given by this sum.

上記のように加算部312の出力Fdo2は、減算部304で、電流力変換部303の出力Fdro1から減算される。
加算部312及び減算部304による処理は、ボイスコイルモータで発生する電磁力の一部が粘性抵抗及び弾性による復元力に抗するために用いられ、残りが可動部の駆動に寄与することに相当する。
As described above, the output Fdo2 of the adder 312 is subtracted from the output Fdro1 of the current force converter 303 by the subtractor 304.
The processing by the adding unit 312 and the subtracting unit 304 corresponds to a part of the electromagnetic force generated by the voice coil motor being used to resist the restoring force due to viscous resistance and elasticity, and the rest contributing to driving of the movable unit. To do.

上記のように伝達関数生成部23は、アクチュエータ30の伝達関数を模擬するモデルの伝達関数P(s)を生成する。除算部24は、伝達関数生成部23で生成された伝達関数P(s)で、位置検出信号act_pを除算する。As described above, the transfer function generation unit 23 generates a transfer function P n (s) of a model that simulates the transfer function of the actuator 30. The division unit 24 divides the position detection signal act_p by the transfer function P n (s) generated by the transfer function generation unit 23.

伝達関数生成部23で伝達関数の生成に用いられるノミナルモデルは、図3に示されるアクチュエータ30と概して同じ構成を有する。但し、ノミナルモデルは、図3のうち、加速度外乱gの入力がなく、加算部306を備えず、可動部質量除算部305の出力Adro3がそのまま加速度速度変換部307に入力される点で異なる。また、アクチュエータ30においては可動部粘性係数乗算部310で乗じられる粘性係数c、可動部弾性係数乗算部311で乗じられる弾性係数k、電圧電流変換部302における抵抗R及びインダクタンスL、電流力変換部303における定数K、及び速度逆起電力変換部308における定数Kが温度の影響を受けるが、ノミナルモデルにおいては、これらが温度に無関係に一定であるとしている。さらに、粘性係数c及び弾性係数kが変更可能であり、これらを変えることによりノミナルモデルの直流感度及び1次共振周波数におけるQ値が調整可能となっている。The nominal model used for generating the transfer function in the transfer function generating unit 23 has generally the same configuration as the actuator 30 shown in FIG. However, the nominal model is different from that shown in FIG. 3 in that the acceleration disturbance g is not input, the adding unit 306 is not provided, and the output Adro3 of the movable part mass dividing unit 305 is input to the acceleration speed converting unit 307 as it is. In the actuator 30, the viscosity coefficient c 1 multiplied by the movable part viscosity coefficient multiplier 310, the elastic coefficient k 1 multiplied by the movable part elastic coefficient multiplier 311, the resistance R and inductance L in the voltage / current converter 302, the current force The constant K t in the conversion unit 303 and the constant K e in the speed counter electromotive force conversion unit 308 are affected by temperature, but in the nominal model, they are assumed to be constant regardless of the temperature. Further, the viscosity coefficient c 1 and the elastic coefficient k 1 can be changed, and by changing them, the DC sensitivity of the nominal model and the Q value at the primary resonance frequency can be adjusted.

具体的には、変化幅信号生成部12から出力される変化幅信号ref_p_sを伝達関数生成部23に供給し、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が0dB以下になるように、かつこの変化幅信号ref_p_sに応じて、ノミナルモデルの直流感度DCSが十分小さくなるようにノミナルモデルのパラメータを調整する。より具体的には、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−6dBから0dBの範囲内の値になるように、かつ変化幅信号ref_p_sで表される変化幅を符号ref_p_eで表し、アクチュエータ30に印加可能な電圧の最大値をV_maxとしたときに、ノミナルモデルの直流感度DCSがref_p_e/V_maxで与えられる値又はこれより若干大きい値、例えば、ref_p_e/V_maxで与えられる値からその1.25倍の値までの範囲内の値になるようにノミナルモデルのパラメータを調整するのが望ましい。
ノミナルモデルのパラメータの調整は、例えば、伝達関数生成部23で用いられる粘性係数c及び弾性係数kの変更により行い得る。
Specifically, the change width signal ref_p_s output from the change width signal generation unit 12 is supplied to the transfer function generation unit 23 so that the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 0 dB or less and this change is performed. In accordance with the width signal ref_p_s, the parameters of the nominal model are adjusted so that the DC sensitivity DCS m of the nominal model becomes sufficiently small. More specifically, the change width represented by the change width signal ref_p_s is represented by a symbol ref_p_e so that the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is in the range of −6 dB to 0 dB, and the actuator 30 When the maximum value of the voltage that can be applied to V.sub._max is V.sub._max, the DC sensitivity DCS m of the nominal model is a value given by ref_p_e / V_max or a value slightly larger than this, for example, a value given by ref_p_e / V_max. It is desirable to adjust the parameters of the nominal model so that the value is within the range up to 25 times.
Adjustment of the parameters of the nominal model can be performed, for example, by changing the viscosity coefficient c 1 and the elastic coefficient k 1 used in the transfer function generation unit 23.

図4(a)及び図4(b)は、実施の形態1におけるアクチュエータ30の電圧信号Edroに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。図4(a)にはゲインの周波数特性(ゲイン特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸はゲイン[dB]である。図4(b)には位相の周波数特性(位相特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸は位相[deg]である。   FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating frequency characteristics of the position detection signal act_p with respect to the voltage signal Edro of the actuator 30 according to the first embodiment. FIG. 4A shows the frequency characteristic (gain characteristic) of the gain. The horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents gain [dB]. FIG. 4B shows the frequency characteristics (phase characteristics) of the phase. The horizontal axis is frequency [Hz] and the vertical axis is phase [deg].

図4(a)及び図4(b)において、鎖線で表わされている特性曲線GA1、PH1はアクチュエータ30の温度が−30℃の場合の周波数特性を示す。破線で表わされている特性曲線GA2、PH2はアクチュエータ30の温度が+20℃の場合の周波数特性を示す。点線で表わされている特性曲線GA3、PH3はアクチュエータ30の温度が+85℃の場合の周波数特性を示す。   In FIG. 4A and FIG. 4B, characteristic curves GA1 and PH1 indicated by chain lines indicate frequency characteristics when the temperature of the actuator 30 is −30 ° C. Characteristic curves GA2 and PH2 represented by broken lines indicate frequency characteristics when the temperature of the actuator 30 is + 20 ° C. Characteristic curves GA3 and PH3 represented by dotted lines indicate frequency characteristics when the temperature of the actuator 30 is + 85 ° C.

図4(a)及び図4(b)に示されるように、アクチュエータ30の周波数特性は、1次共振周波数におけるQ値が0dBより大きくなっている。また、アクチュエータ30の温度によってゲイン特性と位相特性が変わっている。温度によってゲイン特性および位相特性が変わるのは、アクチュエータのパラメータが温度によって変わるためである。具体的には、図3のうち粘性係数c、弾性係数k、抵抗R、インダクタンスL、力定数K、逆起電力定数Kが、温度により変わる。温度によってゲイン特性および位相特性が変わるので、アクチュエータ30の特性ばらつきを考慮して最適な位置制御を行うのは容易ではない。As shown in FIGS. 4A and 4B, the frequency characteristic of the actuator 30 is such that the Q value at the primary resonance frequency is greater than 0 dB. Further, the gain characteristic and the phase characteristic change depending on the temperature of the actuator 30. The reason why the gain characteristic and the phase characteristic change depending on the temperature is that the parameter of the actuator changes depending on the temperature. Specifically, viscosity coefficient c 1 of FIG. 3, the elastic coefficient k 1, resistor R, inductance L, the force constant K t, the counter electromotive force constant K e is changed by temperature. Since gain characteristics and phase characteristics change depending on temperature, it is not easy to perform optimum position control in consideration of characteristic variations of the actuator 30.

図5(a)及び図5(b)は、実施の形態1における外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性の一例を示す図である。図5(a)にはゲインの周波数特性(ゲイン特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸はゲイン[dB]である。図5(b)には位相の周波数特性(位相特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸は位相[deg]である。   FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating an example of frequency characteristics of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20 in the first embodiment. FIG. 5A shows the frequency characteristic (gain characteristic) of the gain. The horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents gain [dB]. FIG. 5B shows the frequency characteristics (phase characteristics) of the phase. The horizontal axis is frequency [Hz] and the vertical axis is phase [deg].

図5(a)及び図5(b)において、鎖線で表わされている特性曲線GA4、PH4はアクチュエータ30の温度が−30℃の場合の周波数特性を示す。破線で表わされている特性曲線GA5、PH5はアクチュエータ30の温度が+20℃の場合の周波数特性を示す。点線で表わされている特性曲線GA6、PH6はアクチュエータ30の温度が+85℃の場合の周波数特性を示す。実線で表わされている特性曲線GA7、PH7はノミナルモデルの周波数特性を示す。   In FIG. 5A and FIG. 5B, characteristic curves GA4 and PH4 indicated by chain lines indicate frequency characteristics when the temperature of the actuator 30 is −30 ° C. Characteristic curves GA5 and PH5 represented by broken lines indicate frequency characteristics when the temperature of the actuator 30 is + 20 ° C. Characteristic curves GA6 and PH6 represented by dotted lines indicate frequency characteristics when the temperature of the actuator 30 is + 85 ° C. Characteristic curves GA7 and PH7 represented by solid lines indicate the frequency characteristics of the nominal model.

図5(a)及び図5(b)に示されるように、アクチュエータ30の温度によってゲイン特性と位相特性は変わっていない。また、外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性、即ち、外乱補償部20とアクチュエータ30の総合周波数特性が、ノミナルモデルの周波数特性と良好に一致する。このように、外乱補償部20は、アクチュエータ30の特性ばらつきを補償することができる。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the gain characteristic and the phase characteristic are not changed depending on the temperature of the actuator 30. Further, the frequency characteristic of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensator 20, that is, the total frequency characteristic of the disturbance compensator 20 and the actuator 30 agrees well with the frequency characteristic of the nominal model. In this way, the disturbance compensator 20 can compensate for variations in the characteristics of the actuator 30.

次に、図6(a)乃至図12を参照して、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値Q1mの設計について説明する。   Next, the design of the Q value Q1m at the primary resonance frequency of the nominal model will be described with reference to FIGS.

図6(a)乃至図8(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合の、外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。但し、温度を20℃に設定している。
図6(a)、図7(a)、及び図8(a)にはゲインの周波数特性(ゲイン特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸はゲイン[dB]である。図6(b)、図7(b)、及び図8(b)には位相の周波数特性(位相特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸は位相[deg]である。
6A to 8B show the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20 when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model in the first embodiment is changed. It is a figure which shows a frequency characteristic. However, the temperature is set to 20 ° C.
FIG. 6A, FIG. 7A, and FIG. 8A show gain frequency characteristics (gain characteristics). The horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents gain [dB]. FIG. 6B, FIG. 7B, and FIG. 8B show the frequency characteristics (phase characteristics) of the phase. The horizontal axis is frequency [Hz] and the vertical axis is phase [deg].

図6(a)及び図6(b)において、鎖線で表わされている特性曲線GA11、PH11はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が4dBの場合の周波数特性を示す。破線で表わされている特性曲線GA12、PH12はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が2dBの場合の周波数特性を示す。点線で表わされている特性曲線GA13、PH13はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が0dBの場合の周波数特性を示す。   In FIG. 6A and FIG. 6B, characteristic curves GA11 and PH11 represented by chain lines indicate frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 4 dB. Characteristic curves GA12 and PH12 represented by broken lines indicate frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 2 dB. Characteristic curves GA13 and PH13 represented by dotted lines show frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 0 dB.

図7(a)及び図7(b)において、鎖線で表わされている特性曲線GA14、PH14はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−2dBの場合の周波数特性を示す。破線で表わされている特性曲線GA15、PH15はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−4dBの場合の周波数特性を示す。点線で表わされている特性曲線GA16、PH16はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−6dBの場合の周波数特性を示す。   In FIGS. 7A and 7B, characteristic curves GA14 and PH14 represented by chain lines indicate frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −2 dB. Characteristic curves GA15 and PH15 represented by broken lines indicate frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −4 dB. Characteristic curves GA16 and PH16 represented by dotted lines show frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −6 dB.

図8(a)及び図8(b)において、鎖線で表わされている特性曲線GA17、PH17はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−8dBの場合の周波数特性を示す。破線で表わされている特性曲線GA18、PH18はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−10dBの場合の周波数特性を示す。点線で表わされている特性曲線GA19、PH19はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−12dBの場合の周波数特性を示す。   In FIGS. 8A and 8B, characteristic curves GA17 and PH17 represented by chain lines indicate frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −8 dB. Characteristic curves GA18 and PH18 represented by broken lines indicate frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −10 dB. Characteristic curves GA19 and PH19 represented by dotted lines indicate frequency characteristics when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −12 dB.

図6(a)乃至図8(b)に示されるように、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が変わると、ノミナルモデルの1次共振周波数f0m付近におけるゲイン特性、位相特性が変わる。Q値が小さくなるほど、1次共振周波数f0m付近におけるゲインは小さくなり、位相は0degから−180degまでの変化が緩やかとなる。As shown in FIGS. 6A to 8B, when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model changes, the gain characteristics and phase characteristics around the primary resonance frequency f 0m of the nominal model change. The smaller the Q value, the smaller the gain in the vicinity of the primary resonance frequency f 0 m , and the phase gradually changes from 0 deg to -180 deg.

図9(a)乃至図11(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を変えた場合のアクチュエータ30のステップ応答を示す図である。但し、ノミナルモデルの直流感度DCSを5.3333e−5とし、温度を20℃に設定している。図9(a)乃至図11(b)で横軸はある基準となる時点からの経過時間[sec]である。FIGS. 9A to 11B are diagrams showing the step response of the actuator 30 when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model in the first embodiment is changed. However, the DC sensitivity DCS m of the nominal model is set to 5.3333e-5, and the temperature is set to 20 ° C. In FIG. 9A to FIG. 11B, the horizontal axis represents the elapsed time [sec] from a certain reference time.

図9(a)、図10(a)、及び図11(a)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを0.002秒経過後に0[m]から1e−4[m](「e−4」は「×10−4」を表す。以下同様。)に変えた時の位置目標信号ref_pの変化が示されている。
図9(b)、図10(b)、及び図11(b)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを、図9(a)、図10(a)、及び図11(a)に示されるように変えた時の位置検出信号act_pのステップ応答が示されている。
9 (a), 10 (a), and 11 (a), the position target signal ref_p of the actuator 30 is changed from 0 [m] to 1e-4 [m] ("e- “4” represents “× 10 −4 ” (the same applies hereinafter), and the change in the position target signal ref_p is shown.
9B, FIG. 10B, and FIG. 11B show the position target signal ref_p of the actuator 30 in FIG. 9A, FIG. 10A, and FIG. The step response of the position detection signal act_p when changed as shown in FIG.

図9(a)及び図9(b)において、鎖線で表わされている特性曲線RE21、A21はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が4dBの場合のステップ応答を示す。破線で表わされている特性曲線RE22、A22はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が2dBの場合のステップ応答を示す。点線で表わされている特性曲線RE23、A23はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が0dBの場合のステップ応答を示す。   In FIG. 9A and FIG. 9B, characteristic curves RE21 and A21 represented by chain lines indicate step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 4 dB. Characteristic curves RE22 and A22 represented by broken lines show step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 2 dB. Characteristic curves RE23 and A23 represented by dotted lines show step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 0 dB.

図10(a)及び図10(b)において、鎖線で表わされている特性曲線RE24、A24はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−2dBの場合のステップ応答を示す。破線で表わされている特性曲線RE25、A25はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−4dBの場合のステップ応答を示す。点線で表わされている特性曲線RE26、A26はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−6dBの場合のステップ応答を示す。   10 (a) and 10 (b), characteristic curves RE24 and A24 represented by chain lines indicate step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −2 dB. Characteristic curves RE25 and A25 represented by broken lines show step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −4 dB. Characteristic curves RE26 and A26 represented by dotted lines show step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −6 dB.

図11(a)及び図11(b)において、鎖線で表わされている特性曲線RE27、A27はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−8dBの場合のステップ応答を示す。破線で表わされている特性曲線RE28、A28はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−10dBの場合のステップ応答を示す。点線で表わされている特性曲線RE29、A29はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−12dBの場合のステップ応答を示す。   In FIG. 11A and FIG. 11B, characteristic curves RE27 and A27 represented by chain lines indicate step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −8 dB. Characteristic curves RE28 and A28 represented by broken lines show step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −10 dB. Characteristic curves RE29 and A29 represented by dotted lines show step responses when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is −12 dB.

図9(a)乃至図11(b)に示されるように、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が変わると、ステップ応答でのオーバーシュート量が変わり、応答が変わる。Q値が大きいほど応答速度は高くなるがオーバーシュートが大きくなる。Q値が小さいほどオーバーシュートは小さくなるが、応答速度が低くなる。   As shown in FIGS. 9A to 11B, when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model changes, the overshoot amount in the step response changes and the response changes. As the Q value increases, the response speed increases but the overshoot increases. The smaller the Q value, the smaller the overshoot, but the response speed becomes lower.

図12は、実施の形態1におけるノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値と、アクチュエータのステップ応答における目標値収束時間との関係を示す図である。横軸はノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値[dB]で縦軸は目標値収束時間[sec]である。ここで、目標値収束時間とは、ステップ応答開始からアクチュエータが目標位置に静定するまでの時間である。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model in the first embodiment and the target value convergence time in the step response of the actuator. The horizontal axis represents the Q value [dB] at the primary resonance frequency of the nominal model, and the vertical axis represents the target value convergence time [sec]. Here, the target value convergence time is the time from the start of the step response until the actuator settles at the target position.

図12から、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−6dBから0dBの間で目標値収束時間が短いことが分かる。そこで、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を−6dB以上0dB以下に設定する。Q値を−6dB以上0dB以下に設定した場合、目標値収束時間を0.00481[sec]から0.0052[sec]の間に抑えることができる。目標値収束時間の最小値0.00481[sec]に対するその誤差の範囲(変動範囲)の割合は{(0.0052−0.00481)/0.00481}×100=8.1%であり、およそ10%以内であると言える。   FIG. 12 shows that the target value convergence time is short when the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is between −6 dB and 0 dB. Therefore, the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is set to -6 dB or more and 0 dB or less. When the Q value is set to -6 dB or more and 0 dB or less, the target value convergence time can be suppressed between 0.00481 [sec] and 0.0052 [sec]. The ratio of the error range (variation range) to the minimum value of the target value convergence time 0.00481 [sec] is {(0.0052−0.00481) /0.00481} × 100 = 8.1%, It can be said that it is within about 10%.

次に、図13(a)乃至図15を参照して、ノミナルモデルの直流感度の設計について説明する。   Next, the design of the DC sensitivity of the nominal model will be described with reference to FIGS.

図13(a)及び図13(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの直流感度を変えた場合の、外乱補償部20への入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。但し、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を−4dBに設定している。また、温度を20℃に設定している。   FIGS. 13A and 13B are diagrams showing frequency characteristics of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20 when the DC sensitivity of the nominal model in the first embodiment is changed. It is. However, the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is set to -4 dB. The temperature is set to 20 ° C.

図13(a)にはゲインの周波数特性(ゲイン特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸はゲイン[dB]である。図13(b)には位相の周波数特性(位相特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸は位相[deg]である。   FIG. 13A shows the frequency characteristic (gain characteristic) of the gain. The horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents gain [dB]. FIG. 13B shows the frequency characteristics (phase characteristics) of the phase. The horizontal axis is frequency [Hz] and the vertical axis is phase [deg].

図13(a)及び図13(b)において、鎖線で表わされている特性曲線GA31、PH31はノミナルモデルの直流感度が8.00e−5[m/V]の場合の周波数特性を示す。破線で表わされている特性曲線GA32、PH32はノミナルモデルの直流感度が3.20e−5[m/V]の場合の周波数特性を示す。点線で表わされている特性曲線GA33、PH33はノミナルモデルの直流感度が2.00e−5[m/V]の場合の周波数特性を示す。   In FIGS. 13A and 13B, characteristic curves GA31 and PH31 represented by chain lines indicate frequency characteristics when the DC sensitivity of the nominal model is 8.00e-5 [m / V]. Characteristic curves GA32 and PH32 represented by broken lines indicate frequency characteristics when the DC sensitivity of the nominal model is 3.20e-5 [m / V]. Characteristic curves GA33 and PH33 represented by dotted lines show frequency characteristics when the DC sensitivity of the nominal model is 2.00e-5 [m / V].

図13(a)及び図13(b)に示されるように、ノミナルモデルの直流感度が変わると、ゲイン特性、位相特性が変わる。直流感度が小さくなるほど、ゲインは小さくなり、位相は0degから−180degまでの変化が急となる。   As shown in FIGS. 13A and 13B, when the DC sensitivity of the nominal model changes, the gain characteristic and the phase characteristic change. As the DC sensitivity decreases, the gain decreases and the phase changes more rapidly from 0 deg to -180 deg.

図14(a)及び図14(b)は、実施の形態1におけるノミナルモデルの直流感度を変えた場合のアクチュエータ30のステップ応答を示す図である。但し、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を−4dBに設定している。また、温度を20℃に設定している。図14(a)及び図14(b)で横軸はある基準となる時点からの経過時間[sec]である。   FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams showing the step response of the actuator 30 when the DC sensitivity of the nominal model in the first embodiment is changed. However, the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is set to -4 dB. The temperature is set to 20 ° C. In FIG. 14A and FIG. 14B, the horizontal axis represents the elapsed time [sec] from a certain reference time point.

図14(a)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを0.002秒経過後に0[m]から1e−4[m]に変えた時の位置目標信号ref_pの変化が示されている。図14(b)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを、図14(a)に示されるように変えた時の位置検出信号act_pのステップ応答が示されている。   FIG. 14A shows a change in the position target signal ref_p when the position target signal ref_p of the actuator 30 is changed from 0 [m] to 1e-4 [m] after 0.002 seconds have elapsed. FIG. 14B shows a step response of the position detection signal act_p when the position target signal ref_p of the actuator 30 is changed as shown in FIG. 14A.

図14(a)及び図14(b)において、鎖線で表わされている特性曲線RE41、A41はノミナルモデルの直流感度が8.00e−5[m/V]の場合のステップ応答を示す。破線で表わされている特性曲線RE42、A42はノミナルモデルの直流感度が3.20e−5[m/V]の場合のステップ応答を示す。点線で表わされている特性曲線RE43、A43はノミナルモデルの直流感度が2.00e−5[m/V]の場合のステップ応答を示す。   In FIG. 14A and FIG. 14B, characteristic curves RE41 and A41 represented by chain lines indicate step responses when the DC sensitivity of the nominal model is 8.00e-5 [m / V]. Characteristic curves RE42 and A42 represented by broken lines show step responses when the DC sensitivity of the nominal model is 3.20e-5 [m / V]. Characteristic curves RE43 and A43 represented by dotted lines indicate step responses when the DC sensitivity of the nominal model is 2.00e-5 [m / V].

図14(a)及び図14(b)に示されるように、ノミナルモデルの直流感度が変わると、目標位置までの応答速度が変わる。直流感度が小さくなるほど、応答速度が高くなり、目標値に速く到達する。   As shown in FIGS. 14A and 14B, when the DC sensitivity of the nominal model changes, the response speed to the target position changes. As the DC sensitivity decreases, the response speed increases and the target value is reached quickly.

図15は、実施の形態1におけるノミナルモデルの直流感度と、アクチュエータのステップ応答における目標値収束時間との関係を示す図である。横軸はノミナルモデルの直流感度で縦軸は目標値収束時間[sec]である。ここで、目標値収束時間とは、ステップ応答開始からアクチュエータが目標位置に静定するまでの時間である。   FIG. 15 is a diagram showing a relationship between the DC sensitivity of the nominal model in Embodiment 1 and the target value convergence time in the step response of the actuator. The horizontal axis represents the DC sensitivity of the nominal model, and the vertical axis represents the target value convergence time [sec]. Here, the target value convergence time is the time from the start of the step response until the actuator settles at the target position.

図15から、ノミナルモデルの直流感度が小さいほど、目標値収束時間が短いことが分かる。直流感度が小さくなると、目標位置まで動かすための電圧信号Edrを大きくする必要がある。位置目標信号の変化後の値をref_p_e、アクチュエータ30に印加可能な電圧の最大値をV_maxとすると、ノミナルモデルの直流感度を、
ref_p_e/V_max
以上に設定しなければならない。V_max=5Vであり、図14に示されるように、ref_p_e=1e−4[m]であれば、ノミナルモデルの直流感度を2e−5[m/V]以上に設定しなければならない。
FIG. 15 shows that the target value convergence time is shorter as the DC sensitivity of the nominal model is smaller. When the direct current sensitivity decreases, it is necessary to increase the voltage signal Edr for moving to the target position. If the value after the change of the position target signal is ref_p_e and the maximum value of the voltage that can be applied to the actuator 30 is V_max, the DC sensitivity of the nominal model is
ref_p_e / V_max
Must be set above. If V_max = 5V and ref_p_e = 1e-4 [m] as shown in FIG. 14, the DC sensitivity of the nominal model must be set to 2e-5 [m / V] or more.

印加電圧を最大値V_max以下にし、かつ目標値収束時間を最小値からその1.1倍の値までの範囲内に収めるという制約のもとでは、ノミナルモデルの直流感度を、
ref_p_e/V_max
で与えられる値に設定することで、最も良い応答性が得られる。図15の場合、目標値収束時間の最小値は0.002069[sec]なので、目標値収束時間を
0.0023[sec](=0.002069×1.1)
以内にすればよい。この時のノミナルモデルの直流感度は2.5e−5[m/V]である。これは、下限値である2e−5[m/V]の1.25倍である。
そこで、ノミナルモデルの直流感度を、
ref_p_e/V_max
で与えられる値又はこれより若干大きい値、例えば、
ref_p_e/V_max
で与えられる値からその1.25倍の値までの範囲内の値になるように設計するのが望ましい。但し、図15の目標値収束時間が許容範囲内であれば、ノミナルモデルの直流感度を必ずしも上記の範囲内に設定する必要はない。
ここで、印加可能な電圧の最大値V_maxは例えばアクチュエータ30の仕様書に記載されている最大定格値である。
Under the constraint that the applied voltage is not more than the maximum value V_max and the target value convergence time is within the range from the minimum value to 1.1 times the value, the DC sensitivity of the nominal model is
ref_p_e / V_max
The best responsiveness can be obtained by setting the value given by. In the case of FIG. 15, since the minimum value of the target value convergence time is 0.002069 [sec], the target value convergence time is set to 0.0023 [sec] (= 0.002069 × 1.1).
Should be within. The direct current sensitivity of the nominal model at this time is 2.5e-5 [m / V]. This is 1.25 times the lower limit of 2e-5 [m / V].
Therefore, the DC sensitivity of the nominal model is
ref_p_e / V_max
Or a value slightly larger than this, for example,
ref_p_e / V_max
It is desirable to design so as to be a value within a range from the value given by 1.25 to a value 1.25 times that value. However, if the target value convergence time in FIG. 15 is within the allowable range, the DC sensitivity of the nominal model is not necessarily set within the above range.
Here, the maximum value V_max of the voltage that can be applied is, for example, the maximum rated value described in the specifications of the actuator 30.

図16(a)及び図16(b)は、従来例におけるアクチュエータ30のステップ応答を示す図である。図16(a)及び図16(b)で横軸はある基準となる時点からの経過時間[sec]である。   FIGS. 16A and 16B are diagrams showing step responses of the actuator 30 in the conventional example. In FIG. 16A and FIG. 16B, the horizontal axis represents an elapsed time [sec] from a certain reference time point.

図16(a)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを0.002秒経過後に0[m]から1e−4[m]に変えた時の位置目標信号ref_pの変化が示されている。図16(b)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを、図16(a)に示されるように変えた時の位置検出信号act_pのステップ応答が示されている。   FIG. 16A shows a change in the position target signal ref_p when the position target signal ref_p of the actuator 30 is changed from 0 [m] to 1e-4 [m] after 0.002 seconds have elapsed. FIG. 16B shows a step response of the position detection signal act_p when the position target signal ref_p of the actuator 30 is changed as shown in FIG.

図16(a)及び図16(b)において、鎖線で表わされている特性曲線RE51、A51はアクチュエータ30の温度が−30℃の場合のステップ応答を示す。破線で表わされている特性曲線RE52、A52はアクチュエータ30の温度が+20℃の場合のステップ応答を示す。点線で表わされている特性曲線RE53、A53はアクチュエータ30の温度が+85℃の場合のステップ応答を示す。   In FIG. 16 (a) and FIG. 16 (b), characteristic curves RE51 and A51 indicated by chain lines indicate step responses when the temperature of the actuator 30 is −30 ° C. Characteristic curves RE52 and A52 represented by broken lines indicate step responses when the temperature of the actuator 30 is + 20 ° C. Characteristic curves RE53 and A53 represented by dotted lines show step responses when the temperature of the actuator 30 is + 85 ° C.

図16(a)及び図16(b)に示されるように、従来例におけるアクチュエータ30のステップ応答では、オーバーシュート量が大きいことが分かる。   As shown in FIGS. 16A and 16B, it can be seen that the overshoot amount is large in the step response of the actuator 30 in the conventional example.

図17(a)及び図17(b)は、実施の形態1におけるアクチュエータ30のステップ応答を示す図である。図17(a)及び図17(b)で横軸はある基準となる時点からの経過時間[sec]である。   FIGS. 17A and 17B are diagrams showing the step response of the actuator 30 according to the first embodiment. In FIG. 17A and FIG. 17B, the horizontal axis represents the elapsed time [sec] from a certain reference time point.

図17(a)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを0.002秒経過後に0[m]から1e−4[m]に変えた時の位置目標信号ref_pの変化が示されている。図17(b)には、アクチュエータ30の位置目標信号ref_pを、図17(a)に示されるように変えた時の位置検出信号act_pのステップ応答が示されている。   FIG. 17A shows a change in the position target signal ref_p when the position target signal ref_p of the actuator 30 is changed from 0 [m] to 1e-4 [m] after 0.002 seconds have elapsed. FIG. 17 (b) shows the step response of the position detection signal act_p when the position target signal ref_p of the actuator 30 is changed as shown in FIG. 17 (a).

図17(a)及び図17(b)において、鎖線で表わされている特性曲線RE61、A61はアクチュエータ30の温度が−30℃の場合のステップ応答を示す。破線で表わされている特性曲線RE62、A62はアクチュエータ30の温度が+20℃の場合のステップ応答を示す。点線で表わされている特性曲線RE63、A63はアクチュエータ30の温度が+85℃の場合のステップ応答を示す。   In FIG. 17 (a) and FIG. 17 (b), characteristic curves RE61 and A61 represented by chain lines indicate step responses when the temperature of the actuator 30 is −30 ° C. Characteristic curves RE62 and A62 represented by broken lines show step responses when the temperature of the actuator 30 is + 20 ° C. Characteristic curves RE63 and A63 represented by dotted lines show step responses when the temperature of the actuator 30 is + 85 ° C.

図17(a)及び図17(b)に示されるように、実施の形態1におけるアクチュエータ30のステップ応答では、オーバーシュートがなく、良好な応答となることが分かる。   As shown in FIGS. 17A and 17B, it can be seen that the step response of the actuator 30 according to the first embodiment has no overshoot and a good response.

従来、ノミナルモデルの特性として、アクチュエータ30の温度が+20℃の場合の特性と同じになるようにしている。これは、+20℃がアクチュエータ30の位置制御における設計中心となるからである。この場合、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値は0dBより大きくなる。このため、位置制御としてフィードバック制御が必要となる。これにより、制御における安定性と応答性のトレードオフの問題が発生する。一方、実施の形態1では、アクチュエータ30への印加電圧を大きくする必要があるが、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を0dB以下に設定することで、フィードバック制御を行うことなく正常に位置制御を行うことができる。   Conventionally, the characteristic of the nominal model is the same as that when the temperature of the actuator 30 is + 20 ° C. This is because + 20 ° C. is the design center in the position control of the actuator 30. In this case, the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is greater than 0 dB. For this reason, feedback control is required as position control. This causes a trade-off problem between stability and responsiveness in control. On the other hand, in the first embodiment, it is necessary to increase the voltage applied to the actuator 30. However, by setting the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model to 0 dB or less, the position can be properly adjusted without performing feedback control. Control can be performed.

以上に説明したように、実施の形態1に係る位置制御装置1によれば、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を0dB以下に設定し、ノミナルモデルの直流感度を小さくすることで、アクチュエータ30の位置制御における安定性と応答性のトレードオフの問題を解消し、ステップ応答を向上させることができる。   As described above, according to the position control apparatus 1 according to the first embodiment, the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is set to 0 dB or less, and the DC sensitivity of the nominal model is reduced, thereby reducing the actuator The trade-off between stability and responsiveness in 30 position control can be solved, and the step response can be improved.

実施の形態2.
実施の形態1においては、アクチュエータ30が光ピックアップにおける対物レンズアクチュエータである場合を想定し、アクチュエータ30の可動部の位置制御について説明した。実施の形態2では、アクチュエータ30が指向制御用ミラーの駆動機構である場合の位置制御について説明する。指向制御用ミラーは、例えば、高精度光学観測衛星に搭載される光学観測機器の振動による指向軸ズレ或いは観測用画像ブレが発生するのを補正するものであり、光学観測機器内部に設置されるものである。
なお、実施の形態2の位置制御装置は、回転方向の位置(角位置)を制御するものであるが簡単のため単に位置と言う。同様に角速度、角加速度を簡単のため速度、角速度と言う。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the position control of the movable part of the actuator 30 has been described on the assumption that the actuator 30 is an objective lens actuator in an optical pickup. In the second embodiment, position control in the case where the actuator 30 is a drive mechanism for a directivity control mirror will be described. The directivity control mirror corrects, for example, the occurrence of directional axis deviation or observation image blur due to vibration of an optical observation device mounted on a high-precision optical observation satellite, and is installed inside the optical observation device. Is.
The position control device according to the second embodiment controls the position in the rotational direction (angular position), but is simply referred to as a position for simplicity. Similarly, the angular velocity and angular acceleration are referred to as velocity and angular velocity for simplicity.

図18は、本発明の実施の形態2に係る位置制御装置1bの構成を概略的に示すブロック図である。図18の位置制御装置1bは、図1の位置制御装置1と概して同じであるが、図1の直流感度除算部14及び外乱補償部20の代わりに、直流感度除算部14b及び外乱補償部20bが設けられている。   FIG. 18 is a block diagram schematically showing the configuration of the position control device 1b according to the second embodiment of the present invention. The position control device 1b of FIG. 18 is generally the same as the position control device 1 of FIG. 1, but instead of the DC sensitivity division unit 14 and disturbance compensation unit 20 of FIG. 1, the DC sensitivity division unit 14b and disturbance compensation unit 20b. Is provided.

図19は、実施の形態2における外乱補償部20bの構成を概略的に示すブロック図である。図19の外乱補償部20bは、図2の外乱補償部20と概して同じであるが、図2のノミナルモデル除算部22の代わりにノミナルモデル除算部22bが設けられている。   FIG. 19 is a block diagram schematically showing the configuration of the disturbance compensator 20b in the second embodiment. The disturbance compensator 20b in FIG. 19 is generally the same as the disturbance compensator 20 in FIG. 2, but a nominal model divider 22b is provided instead of the nominal model divider 22 in FIG.

実施の形態2におけるアクチュエータ30bは、その伝達関数に着目すれば、図20のブロック図に示される構成を有するものとして把握することができる。
図20は、アクチュエータ30bが指向制御ミラーの駆動機構である場合を想定している。図20はさらに、アクチュエータ30bが、電磁駆動機構を含み、コイルに電流を流すことで、指向制御ミラーを含む可動部を駆動する場合を想定している。
The actuator 30b in the second embodiment can be grasped as having the configuration shown in the block diagram of FIG. 20 by paying attention to the transfer function.
FIG. 20 assumes a case where the actuator 30b is a drive mechanism for a directivity control mirror. FIG. 20 further assumes a case where the actuator 30b includes an electromagnetic drive mechanism and drives a movable part including a directivity control mirror by causing a current to flow through the coil.

図20において図3と同じ符号は同様のものを示す。図20に示されるアクチュエータ30bは図3のアクチュエータ30と概して同じであるが、図3の電流力変換部303、可動部質量除算部305、可動部粘性係数乗算部310、及び可動部弾性係数乗算部311の代わりに、電流トルク変換部323、慣性モーメント除算部325、軸受け粘性係数乗算部330、及び軸受け弾性係数乗算部331を備える。   20, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components. The actuator 30b shown in FIG. 20 is generally the same as the actuator 30 of FIG. 3, but the current force converter 303, the movable part mass divider 305, the movable part viscosity coefficient multiplier 310, and the movable part elastic coefficient multiplier of FIG. Instead of the unit 311, a current torque conversion unit 323, an inertia moment division unit 325, a bearing viscosity coefficient multiplication unit 330, and a bearing elastic coefficient multiplication unit 331 are provided.

電流トルク変換部323は、電圧電流変換部302から電流信号Idro1を受け取る。電流トルク変換部323は、電流信号Idro1に基づいてトルク信号τdro1を出力する。電流トルク変換部323の伝達関数は、トルク定数Kτである。The current torque converter 323 receives the current signal Idro1 from the voltage / current converter 302. The current torque converter 323 outputs a torque signal τdro1 based on the current signal Idro1. The transfer function of the current torque converter 323 is a torque constant .

慣性モーメント除算部325は、減算部304からトルク信号τdro3を受け取る。慣性モーメント除算部325は、トルク信号τdro3を慣性モーメントJで除算することで角加速度信号Adro3を生成して出力する。慣性モーメント除算部325の伝達関数は、慣性モーメントJを用いて表すと、1/Jである。   The inertia moment division unit 325 receives the torque signal τdro3 from the subtraction unit 304. The inertia moment division unit 325 divides the torque signal τdro3 by the inertia moment J to generate and output an angular acceleration signal Aro3. The transfer function of the inertia moment dividing unit 325 is 1 / J when expressed using the inertia moment J.

軸受け粘性係数乗算部330は、加速度速度変換部307から速度信号Vdro4を受け取る。軸受け粘性係数乗算部330は、速度信号Vdro4に粘性係数cを乗算することでトルク信号τdro4を生成して出力する。軸受け粘性係数乗算部330の伝達関数は、粘性係数cである。ここで言う「軸受け」は、指向制御用ミラーを回転可能に支持する軸受けである。The bearing viscosity coefficient multiplier 330 receives the speed signal Vdro4 from the acceleration speed converter 307. Bearing viscosity coefficient multiplication unit 330 generates and outputs a torque signal τdro4 by multiplying the viscosity coefficient c 2 on the speed signal Vdro4. The transfer function of the bearing viscosity coefficient multiplying unit 330 is a viscosity coefficient c 2. The “bearing” here is a bearing that rotatably supports the directivity control mirror.

軸受け弾性係数乗算部331は、速度位置変換部309からアクチュエータ位置検出信号act_pを受け取る。軸受け弾性係数乗算部331は、アクチュエータ位置検出信号act_pに弾性係数kを乗算することでトルク信号τdro5を生成して出力する。軸受け弾性係数乗算部331の伝達関数は、弾性係数kである。The bearing elastic coefficient multiplier 331 receives the actuator position detection signal act_p from the speed position converter 309. Bearing elastic coefficient multiplication unit 331 generates and outputs a torque signal τdro5 by multiplying the elastic coefficient k 2 in the actuator position detection signal Act_p. The transfer function of the bearing elastic coefficient multiplication unit 331 is an elastic coefficient k 2.

直流感度除算部14bは、位置目標信号発生部10から位置目標信号ref_pを受け取り、変化幅信号生成部12から変化幅信号ref_p_sを受け取り、これらに基づいて電圧信号Edrを生成して出力する。直流感度除算部14は、変化幅信号ref_p_sに基づいてノミナルモデルの直流感度DCSを定め、該直流感度DCSで、位置目標信号ref_pを除算することで電圧信号Edrを生成する。直流感度除算部14bの伝達関数は、ノミナルモデルの直流感度DCSを用いて表わすと、1/DCSである。The DC sensitivity divider 14b receives the position target signal ref_p from the position target signal generator 10, receives the change width signal ref_p_s from the change width signal generator 12, and generates and outputs the voltage signal Edr based on these. DC sensitivity divider 14 defines a DC sensitivity DCS m nominal model based on the change width signal Ref_p_s, in the DC sensitivity DCS m, and generates a voltage signal Edr by dividing the target position signal REF_P. The transfer function of the DC sensitivity dividing unit 14b is 1 / DCS m when expressed using the DC sensitivity DCS m of the nominal model.

ノミナルモデル除算部22bは、アクチュエータ30bから位置検出信号act_pを受け取る。ノミナルモデル除算部22bは、位置検出信号act_pをノミナルモデルの伝達関数P(s)で除算することで電圧信号Edr1を生成して出力する。The nominal model division unit 22b receives the position detection signal act_p from the actuator 30b. The nominal model division unit 22b generates and outputs a voltage signal Edr1 by dividing the position detection signal act_p by the transfer function P n (s) of the nominal model.

ノミナルモデル除算部22bは、伝達関数生成部23b及び除算部24を有する。
伝達関数生成部23bは、アクチュエータ30bの伝達関数を模擬するモデルの伝達関数P(s)を生成する。除算部24は、伝達関数生成部23bで生成された伝達関数P(s)で、位置検出信号act_pを除算する。
The nominal model division unit 22 b includes a transfer function generation unit 23 b and a division unit 24.
The transfer function generation unit 23b generates a transfer function P n (s) of a model that simulates the transfer function of the actuator 30b. The division unit 24 divides the position detection signal act_p by the transfer function P n (s) generated by the transfer function generation unit 23b.

伝達関数生成部23bで伝達関数の生成に用いられるノミナルモデルは、図20に示されるアクチュエータ30bと概して同じ構成を有する。但し、ノミナルモデルは、図20のうち、加速度外乱gの入力がなく、加算部306を備えず、慣性モーメント除算部325の出力Adro3がそのまま加速度速度変換部307に入力される点で異なる。また、アクチュエータ30bにおいては軸受け粘性係数乗算部330で乗じられる粘性係数c、軸受け弾性係数乗算部331で乗じられる弾性係数k、電圧電流変換部302における抵抗R及びインダクタンスL、電流トルク変換部323における定数Kτ、及び速度逆起電力変換部308における定数Kが温度の影響を受けるが、ノミナルモデルにおいては、これらが温度に無関係に一定であるとしている。さらに、粘性係数c及び弾性係数kが変更可能であり、これらを変えることによりノミナルモデルの直流感度及び1次共振周波数におけるQ値が調整可能となっている。The nominal model used for generating the transfer function in the transfer function generating unit 23b has generally the same configuration as the actuator 30b shown in FIG. However, the nominal model is different from that in FIG. 20 in that the acceleration disturbance g is not input, the adder 306 is not provided, and the output Adro3 of the inertia moment divider 325 is input to the acceleration speed converter 307 as it is. In the actuator 30b, the viscosity coefficient c 2 multiplied by the bearing viscosity coefficient multiplier 330, the elastic coefficient k 2 multiplied by the bearing elastic coefficient multiplier 331, the resistance R and inductance L in the voltage / current converter 302, and the current torque converter. The constant K τ in H.323 and the constant K e in the speed counter electromotive force conversion unit 308 are affected by temperature, but in the nominal model, they are assumed to be constant regardless of the temperature. Furthermore, viscosity coefficient c 2 and elastic coefficient k 2 can be altered, Q value is adjustable in the DC sensitivity and the primary resonance frequency of the nominal model by changing them.

具体的には、変化幅信号生成部12から出力される変化幅信号ref_p_sを伝達関数生成部23bに供給し、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が0dB以下になるように、かつこの変化幅信号ref_p_sに応じて、ノミナルモデルの直流感度DCSが十分小さくなるようにノミナルモデルのパラメータを調整する。より具体的には、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値が−6dBから0dBの範囲内の値になるように、かつ変化幅信号ref_p_sで表される変化幅を符号ref_p_eで表し、アクチュエータ30bに印加可能な電圧の最大値をV_maxとしたときに、ノミナルモデルの直流感度DCSがref_p_e/V_maxで与えられる値又はこれより若干大きい値、例えば、ref_p_e/V_maxで与えられる値からその1.25倍の値までの範囲内の値になるようにノミナルモデルのパラメータを調整するのが望ましい。
ノミナルモデルのパラメータの調整は、例えば、伝達関数生成部23bで用いられる粘性係数c及び弾性係数kの変更により行い得る。
Specifically, the change width signal ref_p_s output from the change width signal generation unit 12 is supplied to the transfer function generation unit 23b so that the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is 0 dB or less and this change In accordance with the width signal ref_p_s, the parameters of the nominal model are adjusted so that the DC sensitivity DCS m of the nominal model becomes sufficiently small. More specifically, the change width represented by the change width signal ref_p_s is represented by a symbol ref_p_e so that the Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is in the range of −6 dB to 0 dB, and the actuator 30b When the maximum value of the voltage that can be applied to V.sub._max is V.sub._max, the DC sensitivity DCS m of the nominal model is a value given by ref_p_e / V_max or a value slightly larger than this, for example, a value given by ref_p_e / V_max. It is desirable to adjust the parameters of the nominal model so that the value is within the range up to 25 times.
Adjustment of the parameters of the nominal model can be performed, for example, by changing the viscosity coefficient c 2 and the elastic coefficient k 2 used in the transfer function generation unit 23b.

図21(a)及び図21(b)は、実施の形態2におけるアクチュエータ30bの電圧信号Edroに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。図21(a)にはゲインの周波数特性(ゲイン特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸はゲイン[dB]である。図21(b)には位相の周波数特性(位相特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸は位相[deg]である。   FIGS. 21A and 21B are diagrams illustrating frequency characteristics of the position detection signal act_p with respect to the voltage signal Edro of the actuator 30b in the second embodiment. FIG. 21A shows a frequency characteristic (gain characteristic) of gain. The horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents gain [dB]. FIG. 21B shows the frequency characteristics (phase characteristics) of the phase. The horizontal axis is frequency [Hz] and the vertical axis is phase [deg].

図21(a)及び図21(b)に示されるように、アクチュエータ30bの周波数特性は、実施の形態1におけるアクチュエータ30の周波数特性と同様、1次共振周波数におけるQ値が0dBより大きくなっている。   As shown in FIGS. 21A and 21B, the frequency characteristic of the actuator 30b is similar to the frequency characteristic of the actuator 30 in the first embodiment, and the Q value at the primary resonance frequency is greater than 0 dB. Yes.

図22(a)及び図22(b)は、実施の形態2における外乱補償部20bへの入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性を示す図である。図22(a)にはゲインの周波数特性(ゲイン特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸はゲイン[dB]である。図22(b)には位相の周波数特性(位相特性)が示されている。横軸は周波数[Hz]で縦軸は位相[deg]である。   FIGS. 22A and 22B are diagrams illustrating frequency characteristics of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20b in the second embodiment. FIG. 22A shows the frequency characteristic (gain characteristic) of the gain. The horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents gain [dB]. FIG. 22B shows the frequency characteristics (phase characteristics) of the phase. The horizontal axis is frequency [Hz] and the vertical axis is phase [deg].

図22(a)及び図22(b)において、点線で表わされている特性曲線GA71、PH71はアクチュエータ30bの周波数特性を示す。実線で表わされている特性曲線GA72、PH72はノミナルモデルの周波数特性を示す。なお、ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を−4dBに設定している。   In FIGS. 22A and 22B, characteristic curves GA71 and PH71 represented by dotted lines indicate the frequency characteristics of the actuator 30b. Characteristic curves GA72 and PH72 represented by solid lines indicate the frequency characteristics of the nominal model. The Q value at the primary resonance frequency of the nominal model is set to −4 dB.

図22(a)及び図22(b)に示されるように、外乱補償部20bを設けることで、外乱補償部20bへの入力電圧信号Edrに対する位置検出信号act_pの周波数特性、即ち、外乱補償部20bとアクチュエータ30bの総合特性を、ノミナルモデルの特性と同等のものにすることができる。   As shown in FIGS. 22A and 22B, by providing the disturbance compensation unit 20b, the frequency characteristics of the position detection signal act_p with respect to the input voltage signal Edr to the disturbance compensation unit 20b, that is, the disturbance compensation unit. The overall characteristics of 20b and actuator 30b can be made equivalent to those of the nominal model.

図23(a)及び図23(b)は、実施の形態2におけるアクチュエータ30bのステップ応答を示す図である。図23(a)及び図23(b)で横軸はある基準となる時点からの経過時間[sec]である。   FIG. 23A and FIG. 23B are diagrams showing step responses of the actuator 30b in the second embodiment. In FIG. 23 (a) and FIG. 23 (b), the horizontal axis represents the elapsed time [sec] from a certain reference time.

図23(a)には、アクチュエータ30bの位置目標信号ref_pを0.2秒経過後に0[rad]から1e−4[rad]に変えた時の位置目標信号ref_pの変化が示されている。図23(b)には、アクチュエータ30bの位置目標信号ref_pを、図23(a)に示されるように変えた時の位置検出信号act_pのステップ応答が示されている。   FIG. 23A shows a change in the position target signal ref_p when the position target signal ref_p of the actuator 30b is changed from 0 [rad] to 1e-4 [rad] after 0.2 seconds have elapsed. FIG. 23B shows the step response of the position detection signal act_p when the position target signal ref_p of the actuator 30b is changed as shown in FIG.

図23(a)及び図23(b)に示されるように、実施の形態2におけるアクチュエータ30bのステップ応答では、オーバーシュートがなく、良好な応答となることが分かる。   As shown in FIG. 23A and FIG. 23B, it can be seen that the step response of the actuator 30b in the second embodiment has no overshoot and a good response.

以上に説明したように、実施の形態2に係る位置制御装置1bによれば、実施の形態1に係る位置制御装置1と同様の構成で、ステップ応答を向上させることができる。すなわち、実施の形態1と同様のノミナルモデルの設計で、実施の形態1と同様の効果が得られる。   As described above, according to the position control device 1b according to the second embodiment, the step response can be improved with the same configuration as the position control device 1 according to the first embodiment. That is, the same effect as in the first embodiment can be obtained by designing the nominal model similar to that in the first embodiment.

上記の位置制御回路の構成の一部又は全部で行われる処理、或いは上記の位置制御方法で行われる処理の一部又は全部はプロセッサを備えたコンピュータに実行させることができる。従って、コンピュータに上記の位置制御装置の構成の一部又は全部で行われる処理、上記の位置制御方法で行われる処理の一部又は全部を実行させるためのプログラム、及び該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体もまた本発明の一部を成す。   A part or all of the processing performed by part or all of the configuration of the position control circuit described above, or part or all of the processing performed by the position control method described above can be executed by a computer including a processor. Therefore, a program for causing a computer to execute part or all of the configuration of the position control device described above, a part or all of the processing performed by the position control method, and a computer recording the program A readable recording medium also forms part of the present invention.

上記のコンピュータの一例を図24に示す。図24のコンピュータは、プロセッサ51と、プログラムメモリ52と、データメモリ53と、入力インターフェース54と、出力インターフェース55とを備え、これらはデータバス56で接続されている。
プロセッサ51は、プログラムメモリ52に記憶されたプログラムに従って動作し、入力インターフェース54を介して入力された位置検出信号act_pに対して、実施の形態1又は2の位置制御装置の各部の処理を行って、処理の結果得られた電圧信号Edroを出力インターフェース55から出力する。
An example of the computer is shown in FIG. The computer shown in FIG. 24 includes a processor 51, a program memory 52, a data memory 53, an input interface 54, and an output interface 55, which are connected by a data bus 56.
The processor 51 operates in accordance with a program stored in the program memory 52, and processes each part of the position control device of the first or second embodiment on the position detection signal act_p input via the input interface 54. The voltage signal Edro obtained as a result of the processing is output from the output interface 55.

プロセッサ51による処理の内容は、実施の形態1及び2で説明したのと同様である。処理の過程で生成されるデータはデータメモリ53に保持される。データメモリ53はまた、処理に必要なデータ、例えば伝達関数P(s)を記憶するのに用いられる。
出力インターフェース55から出力された電圧信号Edroは、アクチュエータ30に供給される。
The contents of the processing by the processor 51 are the same as those described in the first and second embodiments. Data generated in the course of processing is held in the data memory 53. The data memory 53 is also used to store data necessary for processing, for example, a transfer function P n (s).
The voltage signal Edro output from the output interface 55 is supplied to the actuator 30.

なおまた、図24に示されるコンピュータを複数台設け、それぞれに、位置制御装置の各部の処理を行わせることとしても良い。位置制御方法の処理の一部又は全部をコンピュータに実行させる場合も同様である。   In addition, a plurality of computers shown in FIG. 24 may be provided, and each unit may perform processing of each part of the position control device. The same applies to the case where the computer executes part or all of the processing of the position control method.

変形例.
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様で実施することができる。
Modified example.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記の実施の形態では、アクチュエータとして、光ピックアップにおける対物レンズアクチュエータとした場合、及び指向制御用ミラーの駆動機構とした場合を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、弾性支持機構を備えたアクチュエータであれば上記以外のアクチュエータにも適用可能である。   For example, in the above-described embodiment, the case where the actuator is an objective lens actuator in an optical pickup and the case where the actuator is a driving mechanism for a directivity control mirror are exemplified. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to actuators other than the above as long as the actuator includes an elastic support mechanism.

1 位置制御装置、 10 位置目標信号発生部、 14,14b 直流感度除算部、 20,20b 外乱補償部、 21 加算部、 30,30b アクチュエータ、 22,22b ノミナルモデル除算部、 23,23b 伝達関数生成部、 24 除算部、 25 減算部、 26 LPF部、 16 外乱源、 301 減算部、 302 電圧電流変換部、 303 電流力変換部、 304 減算部、 305 可動部質量除算部、 306 加算部、 307 加速度速度変換部、 308 速度逆起電力変換部、 309 速度位置変換部、 310 可動部粘性係数乗算部、 311 可動部弾性係数乗算部、 312 加算部、 323 電流トルク変換部、 325 慣性モーメント除算部、 330 軸受け粘性係数乗算部、 331 軸受け弾性係数乗算部、 ref_p 位置目標信号、 Edr 電圧信号、 g 加速度外乱、 act_p 位置検出信号、 Edro 電圧信号、 Edr1 電圧信号、 Edr2 電圧信号、 Edr3 電圧信号、 Edro1 電圧信号、 Idro1 電流信号、 Fdro1 力信号、 Fdro2 力信号、 Fdro3 力信号、 Fdro4 力信号、 Fdro5 力信号、 Adro3 加速度信号、 Adro4 加速度信号、 Vdro4 速度信号、 Edro4 電圧信号、 τdro1 トルク信号、 τdro2 トルク信号、 τdro3 トルク信号、 τdro4 トルク信号、 τdro5 トルク信号、 DCS 直流感度、 R コイル抵抗、 L コイルインダクタンス、 K 力定数、 m 可動部質量、 Ke 逆起電力定数、 c 可動部粘性係数、 k 可動部弾性係数、 Kτ トルク定数、 J 慣性モーメント、 c 軸受け粘性係数、 k 軸受け弾性係数、 O(s) 外乱補償部とアクチュエータの総合伝達関数、 P(s) アクチュエータの伝達関数、 P(s) ノミナルモデルの伝達関数、 F(s) LPFの伝達関数。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Position control apparatus, 10 Position target signal generation part, 14, 14b DC sensitivity division part, 20, 20b Disturbance compensation part, 21 Adder part, 30, 30b Actuator, 22, 22b Nominal model division part, 23, 23b Transfer function generation Part, 24 division part, 25 subtraction part, 26 LPF part, 16 disturbance source, 301 subtraction part, 302 voltage current conversion part, 303 current force conversion part, 304 subtraction part, 305 movable part mass division part, 306 addition part, 307 Acceleration speed conversion section, 308 Speed counter electromotive force conversion section, 309 Speed position conversion section, 310 Movable section viscosity coefficient multiplication section, 311 Movable section elastic coefficient multiplication section, 312 Addition section, 323 Current torque conversion section, 325 Inertia moment division section 330 bearing viscosity coefficient multiplication unit, 331 bearing elastic coefficient multiplication unit, ref_p position target signal, E dr voltage signal, g acceleration disturbance, act_p position detection signal, Edr voltage signal, Edr1 voltage signal, Edr2 voltage signal, Edr3 voltage signal, Edro1 voltage signal, Idro1 current signal, Fdro1 force signal, Fdro2 force signal, Fdro3 force signal, Fdro3 force signal Force signal, Fdro5 force signal, Adro3 acceleration signal, Adro4 acceleration signal, Vdro4 speed signal, Edro4 voltage signal, τdro1 torque signal, τdro2 torque signal, τdro3 torque signal, τdro4 torque signal, τdro5 torque signal, DCS m coil sensitivity, DCS m coil sensitivity Resistance, L coil inductance, K t force constant, m 1 movable part mass, Ke counter electromotive force constant, c 1 movable part viscosity coefficient, k 1 movable part elastic modulus, K τ torque constant, J moment of inertia, c Two- bearing viscosity coefficient, k Two- bearing elastic coefficient, O (s) Total transfer function of disturbance compensator and actuator, P (s) Actuator transfer function, P n (s) Nominal model transfer function, F c (s) LPF transfer function.

Claims (10)

弾性支持機構を備えたアクチュエータの可動部の位置を制御する位置制御装置であって、
前記可動部の位置制御における前記可動部の目標位置を示す位置目標信号を出力する位置目標信号発生部と、
前記位置目標信号を、前記アクチュエータの伝達特性を模擬したノミナルモデルの直流感度で除算する直流感度除算部と、
前記直流感度除算部の出力を入力として、前記アクチュエータの特性ばらつきと、前記アクチュエータに作用する外乱を補償する外乱補償部と
を有する位置制御装置。
A position control device for controlling the position of a movable part of an actuator having an elastic support mechanism,
A position target signal generator for outputting a position target signal indicating the target position of the movable part in the position control of the movable part;
A DC sensitivity division unit that divides the position target signal by the DC sensitivity of a nominal model that simulates the transfer characteristics of the actuator;
A position control device comprising: a disturbance compensator that compensates for a variation in characteristics of the actuator and a disturbance acting on the actuator, using the output of the DC sensitivity divider as an input.
前記外乱補償部は、前記可動部の位置検出値を、ノミナルモデルの伝達関数で除算するノミナルモデル除算部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置制御装置。
The position controller according to claim 1, wherein the disturbance compensation unit includes a nominal model division unit that divides the position detection value of the movable unit by a transfer function of a nominal model.
前記ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を、−6dBから0dBの範囲内の値としたことを特徴とする請求項2に記載の位置制御装置。   The position control device according to claim 2, wherein a Q value at a primary resonance frequency of the nominal model is set to a value within a range of -6 dB to 0 dB. 前記アクチュエータの可動部の所望の移動量をref_p_e、前記アクチュエータに印加可能な電圧の最大値をV_maxとしたとき、前記ノミナルモデルの直流感度をref_p_e/V_maxで与えられる値からその1.25倍の値までの範囲内の値に設定し、
前記直流感度除算部は、前記直流感度を用いて前記除算を行い、
前記ノミナルモデル除算部は、前記直流感度を有するノミナルモデルで前記除算を行う
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の位置制御装置。
When the desired moving amount of the movable part of the actuator is ref_p_e and the maximum value of the voltage that can be applied to the actuator is V_max, the DC sensitivity of the nominal model is 1.25 times the value given by ref_p_e / V_max. Set to a value within the range up to
The direct current sensitivity division unit performs the division using the direct current sensitivity,
The position control device according to claim 2, wherein the nominal model division unit performs the division using a nominal model having DC sensitivity.
弾性支持機構を備えたアクチュエータの可動部の位置を制御する位置制御方法であって、
前記可動部の位置制御における前記可動部の目標位置を示す位置目標信号を発生し、
前記位置目標信号を、前記アクチュエータの伝達特性を模擬したノミナルモデルの直流感度で除算し、
前記直流感度による除算の結果に基づいて前記アクチュエータの特性ばらつきと、前記アクチュエータに作用する外乱を補償する
ことを特徴とする位置制御方法。
A position control method for controlling the position of a movable part of an actuator provided with an elastic support mechanism,
Generating a position target signal indicating a target position of the movable part in the position control of the movable part;
The position target signal is divided by the DC sensitivity of a nominal model that simulates the transfer characteristics of the actuator,
A position control method comprising: compensating for a variation in the characteristics of the actuator and a disturbance acting on the actuator based on a result of division by the DC sensitivity.
前記外乱の補償は、前記可動部の位置検出値を、ノミナルモデルの伝達関数で除算することを含むことを特徴とする請求項5に記載の位置制御方法。   6. The position control method according to claim 5, wherein the compensation of the disturbance includes dividing a position detection value of the movable part by a transfer function of a nominal model. 前記ノミナルモデルの1次共振周波数におけるQ値を、−6dBから0dBの範囲内の値としたことを特徴とする請求項6に記載の位置制御方法。   The position control method according to claim 6, wherein a Q value at a primary resonance frequency of the nominal model is set to a value within a range of −6 dB to 0 dB. 前記アクチュエータの可動部の所望の移動量をref_p_e、前記アクチュエータに印加可能な電圧の最大値をV_maxとしたとき、前記ノミナルモデルの直流感度をref_p_e/V_maxで与えられる値からその1.25倍の値までの範囲内の値に設定し、
前記直流感度による除算を、前記直流感度を用いて行い、
前記ノミナルモデルによる除算を、前記直流感度を有するノミナルモデルを用いて行う
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の位置制御方法。
When the desired moving amount of the movable part of the actuator is ref_p_e and the maximum value of the voltage that can be applied to the actuator is V_max, the DC sensitivity of the nominal model is 1.25 times the value given by ref_p_e / V_max. Set to a value within the range up to
Division by the DC sensitivity is performed using the DC sensitivity,
The position control method according to claim 6 or 7, wherein division by the nominal model is performed using a nominal model having the DC sensitivity.
請求項5から8のいずれか1項に記載の位置制御方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform the process in the position control method of any one of Claim 5 to 8. 請求項9に記載のプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the program according to claim 9 is recorded.
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