JPH02183419A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非線型な制御装置に関するものである。

従来の技術 近年、半導体やデジタル信号処理技術の進歩に伴って制
御装置もデジタル化される場合が多く、デジタル化によ
って容易に非線的な制御が実現できるようになってきた
。以下図面を参照しながら、上述した非線的な制御装置
の簡単な従来例について説明する。

第３図は従来の非線的な制御装置の構成を示すブロック
図、第４図は第３図の制御装置の動作を示す波形図であ
る。第３図において、２７はこの制御装置の駆動対象、
２１は駆動対象２７の変位と目標位置との誤差を検出し
て誤差信号を出力する誤差検出装置、２２は誤差信号を
所定の基準値と比較して誤差信号が基準値を越えた時に
駆動対象２７を駆動すると判断して制御信号を出力する
比較装置、２３は比較装置２２の基準値入力端子、２４
は比較装置２２の誤差信号入力端子、２５は比較装置２
２の制御信号出力端子、２Ｂは比較装置！２２が駆動対
象２７を駆動すると判断して制御信号を出力した時のみ
に駆動対象２７を所定の値で駆動する駆動装置である。

以上のように構成された従来の制御装置について、以下
その動作について説明する。

第４図において、（Ａ）はこの制御装置に入力される目
標位置を示す波形、（Ｂ）は駆動値が小さすぎた場合（
駆動値＝ｖ１）の誤差信号波形、（Ｃ）はその時の駆動
信号波形、（Ｄ）は駆動値が大きすぎた場合（駆動値＝
ｖ２）の誤差信号波形、（Ｅ）はその時の駆動信号波形
を表し、図中のｒｅｆｔは所定の基準値を表し、−点鎖
線は波形の平均値を表している。ここでこの制御系の極
性は正の駆動信号を加えた時に誤差信号が第４図（Ａ）
、　　（Ｂ）。

（Ｄ）の負方向（図の下方向）に動くものとする。

（以下実施例においてもすべて同じ極性とする）この構
成は、予め所定の基準値ｒｅｆｔを設定しておいて、誤
差信号が基準値ｒｅｆ　１を越えた時のみに所定の駆動
信号を駆動対象に加えるという、一種の簡単な非線型制
御装置である。今、この制御装置の目標位置が第４図（
Ａ）に示すように、細かい変動成分を含みながらその平
均値が上昇しているものとし、制御系はこの目標位置の
平均値（図の一点鎖線）に追従させるものとする（細か
い変動成分には追従させない）。ここで、基準値ｒｅｆ
ｔを誤差信号中の細かい変動成分の振幅とほぼ等しい値
に設定すれば、誤差信号が基準値を越えた時（変動成分
のピーク付近）に駆動信号が出力されるので、誤差信号
は基準値をわずかに越えた所までしか増加できず、理想
的には誤差信号の平均値をほぼＯに抑える事ができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような従来の構成では、駆動手段や
駆動対象の電気的あるいは機械的特性のバラツキによっ
て、設定した駆動値が必ずしも最適値である保証がない
という間通点を存していた。

例えば、第４図（Ｂ）、　　（Ｃ）のように駆動値が小
さすぎる（ｖｌ）場合は、駆動対象が動かないで誤差信
号が増加する一方になる。これは例えば、摩擦が大きく
て駆動対象が全く動かない場合などが考えられる。また
第４図（Ｄ）、　　（Ｅ）のように駆動値が大きすぎる
（ｖ２）場合は、急激に駆動対象を動かしてしまい、第
４図（Ｄ）のように駆動した直後に誤差信号に段差がで
きてしまい、制御特性に悪影響を与えることになる。

本発明は上記問題点を解決するもので、駆動手段や駆動
対象等の電気的あるいは機械的特性のバラツキによらず
、常に最適な値で駆動する制御装置を提供する事を目的
とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の制御装置は、ある基
準値と誤差信号とを入力として駆動対象を駆動するかど
うかを判断する駆動条件判断手段と、前記誤差信号を入
力として所定の時間内での誤差信号の最大値を検出して
出力する最大値検出手段と、前記基準値と前記最大値と
を入力として駆動対象を駆動する値を決定する駆動値決
定手段と、前記駆動条件判断手段の出力と前記駆動値決
定手段の出力とを入力として駆動対象を駆動する駆動手
段とを備え、前記駆動手段は前記駆動条件判断手段によ
って駆動すると判断された場合のみ前記駆動値決定手段
によって決定された値で駆動対象を駆動するものである
。

作用 本発明は上記した構成により、駆動値決定手段で基準値
と所定の時間内の最大値とを比較し、その比較結果に基
づいて駆動値を増減あるいは切り替えることによって常
に最適な駆動値で駆動対象を駆動するものである。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本実施例の制御装置でＣＤプレーヤのトラッキ
ング及びトラバースサーボ装置の構成を示すブロック図
、第２図は本実施例の動作を示す波形図である。第１図
において、１はコンパクトディスク（以下ディスクとい
う）、２はコンパクトディスク１を回転させる回転装置
、３はディスク１に書き込まれた情報信号及びトラッキ
ング誤差情報を読み出す光ピツクアップ、４は光ピツク
アップ３をディスク径方向に移動させてトラックに追従
させるトラッキングアクチュエータ、５は駆動対象で光
ピツクアップ３の平均位置の移動に伴ってトラッキング
アクチュエータ４をディスク径方向に移動させるトラバ
ースアクチュエータ、６は光ピツクアップ３の出力から
トラッキング誤差信号を検出するトラッキング誤差検出
装置、７はトラッキングサーボをかけるためのトラッキ
ング制御装置（−数的にループフィルタを用いる手法が
知られている）、８はトラッキングアクチュエータ４を
駆動するトラッキング駆動装置ｔ、９ハトラツキング制
御装置７の出力からトラバース誤差信号を検出する誤差
検出手段、１０はトラバース誤差信号を入力として所定
時間（＝Ｔ）内でのトラバース誤差信号の最大値を検出
して出力する最大値検出手段、１１はトラバース誤差信
号と所定の基準値（＝ｒｅｆ２）とを入力として駆動対
象５（トラバースアクチュエータ）を駆動するかどうか
判断する駆動条件判断手段、１２は基準値ｒｅｆ２と最
大値検出手段１０の出力とを入力として駆動対象を駆動
する値を決定する駆動値決定手段、１３は駆動条件判断
手段１１の出力と駆動値決定手段１２の出力とを入力と
して、駆動条件判断手段１１によって駆動すると判断さ
れた場合に駆動値決定手段１２によって決定された値で
駆動対象５を駆動する駆動手段である。

以上のように構成されたトラッキング及びトラバースサ
ーボ装置について、以下第１図及び第２図を用いて説明
する。第２図は本実施例の動作を示すための波形図で、
（Ａ）はトラバース誤差信号、（Ｂ）はその時のトラバ
ース駆動信号を示しており、これが駆動値となる。点線
は基準値ｒｅｆ２である。

第１図において、駆動条件判断手段１１は、トラバース
誤差信号が基準値ｒｅｆ２と等しいあるいは基準値ｒｅ
ｆ２より大きい場合に駆動すると判断し、トラバース誤
差信号が基準値ｒｅｆ２より小さい場合に駆動しないと
判断する。

駆動値決定手段１２は、所定時間Ｔ内のトラバース誤差
信号の最大値を基準値ｒｅｆ２と比較し、その比較結果
によってＴ周期で駆動値を更新する。

ここで、比較し更新する方法は次のように行う。

即ち、前記最大値が基準値ｒｅｆ２より大きい場合は駆
動値を一定値ａだけ増加させ、前記最大値が基準値ｒｅ
ｆ２より小さい場合は駆動値を一定値ａだけ減少させ、
前記最大値が基準値ｒｅｆ２と等しい場合は駆動値をそ
のままの値に保存する。

この処理を周期Ｔ毎に行う。

今、このＣＤプレーヤがディスクの内周から外周に向け
て再生していると、光ピツクアップもディスクのトラッ
クに追従しながらその平均位置がディスクの内周から外
周へ移動するので、誤差検出手段９の出力であるトラバ
ース誤差信号は第２図（Ａ）のようにディスクの偏心成
分を含みながら、その平均値が正方向（図の上方向）へ
増加していく。ここでトラバースサーボの本来の目的は
、光ピツクアップの平均位置をトラッキングアクチュエ
ータの機械的中心に保持する事なので、消費電力の観点
からも、この偏心成分にトラバースサーボを追従させる
事は好ましくなく、トラバースサーボはトラバース誤差
信号の平均値に追従させる。

また、基準値ｒｅｆ２は、第２図（Ａ）の中のトラバー
ス誤差信号の偏心成分の振幅にほぼ等しくなるように設
定されているものとする。

このようにすると通常サーボ時には、偏心成分のピーク
付近でトラバース誤差信号が基準値ｒｅｆ２を越えて駆
動パルスが出力される。ここで第２図の区間Ａでは駆動
値が大きすぎるために、つの駆動パルスによって急激に
トラバースアクチュエータを動かしている。このことは
駆動パルスを加えた直後にトラバース誤差信号に段差が
生じていることでわかる。この状態では、トラバースア
クチュエータ上に固定されているトラッキングアクチュ
エータがトラバースアクチエエータの動きに振られて、
トラッキングサーボのプレイアビリティが悪化する。

この区間Ａでは周期Ｔ内のトラバース誤差信号の最大値
は基準値ｒｅｆ２より小さい場合が多いので、駆動値決
定手段１２によって駆動値は周期Ｔ毎に一定値ａずつ減
少していく。

次に区間Ｂになると、駆動値が小さくなりすぎたために
トラバースアクチュエータの動きが少な（（あるいは動
かない）、トラバース誤差信号が基準値を越えて増加し
ていく。この状態では平均的なトラバース誤差信号が増
大するので、トラッキングアクチュエータ上での光ピツ
クアップの平均位置が偏り、トラッキングサーボのプレ
イアビリティが悪化する。

この区間では周期Ｔ内のトラバース誤差信号の最大値は
基準値ｒｅｆ２より大きい場合が多いので、駆動値決定
手段１２によって駆動値は周期Ｔ毎に一定値ａずつ増加
していく。

そして区間Ｃになると、駆動値がちょうど最適な値にな
っているので、トラバース誤差信号は基準値ｒｅｆ２を
越えず、その平均値はほぼ０となる。この区間では周期
Ｔ内のトラバース誤差信号の最大値はほぼ基準値ｒｅｆ
２と等しい場合が多いので、駆動値決定手段１２によっ
て駆動値は同じ値に保たれる。このように駆動値が大き
すぎる場合や小さすぎる場合でもその事を自動的に検出
し、最適な駆動値に収束させていく。

以上のように本実施例によれば、トラバース誤差信号を
入力として所定時間Ｔ内でのトラバース誤差信号の最大
値を検出して出力する最大値検出手段と、トラバース誤
差信号と所定の基準値ｒｅｆ２とを入力として、駆動対
象（トラバースアクチュエータ）を駆動するかどうか判
断する駆動条件判断手段と、基準値ｒｅｆ２と最大値検
出手段の出力とを入力として駆動対象を駆動する値を決
定する駆動値決定手段と、駆動条件判断手段の出力と駆
動値決定手段の出力とを入力として駆動条件判断手段に
よって駆動すると判断された場合に駆動値決定手段によ
って決定された値で駆動対象（トラバースアクチエエー
タ）を駆動する駆動手段とを備えることによって常に最
適な駆動値でトラバースアクチエエータを駆動し、トラ
バース駆動手段やトラバースアクチュエータの電気的あ
るいは機械的特性のバラツキによらず、常にプレイアビ
リティに優れたサーボ系を実現する事ができる。

尚、本実施例における駆動条件判断手段１１ではトラバ
ース誤差信号が基準値ｒｅｆ２と等しいあるいは基準値
ｒｅｆ２より大きい場合に駆動すると判断し、トラバー
ス誤差信号が基準値ｒｅｆ２より小さい場合に駆動しな
いと判断したが、この他にも様々な方法が考えられ、い
かなる判断方法を用いても良い。また、これらの制御装
置はアナログあるいはデジタル回路でハードウェアで実
現することもできるし、マイコンやＤＳＰを用いてソフ
トウェアで実現することもできる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、誤差信号を入力として所
定の時間内での誤差信号の最大値を検出して出力する最
大値検出手段と、誤差信号と所定の基準値とを入力とし
て駆動対象を駆動するかどうか判断する駆動条件判断手
段と、基準値と最大値検出手段の出力とを入力として駆
動対象を駆動する値を決定する駆動値決定手段と、駆動
条件判断手段の出力と駆動値決定手段の出力とを入力と
して、駆動条件判断手段によって駆動すると判断された
場合に駆動値決定手段によって決定された値で駆動対象
を駆動する駆動手段とを備えることによって、常に最適
な駆動値で駆動対象を駆動し、駆動手段や駆動対象の電
気的あるいは機械的特性のバラツキによらず、常に優れ
た制御特性を実現する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるＣＤプレーヤのトラ
ッキング及びトラバースサーボ装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は第１図の構成における動作を示す波形図
、第３図は従来の簡単な非線型制御装置の構成を示すブ
ロック図、第４図は第３図の制御装置の動作を示す波形
図である。 ９・・・誤差検出手段、　　１ｏ・・・最大値検出手段
、１１・・・駆動条件判断手段、　　１２・・・駆動値
決定手段、　　１３・・・駆動手段。 代理人の氏名　弁理士　粟野　重孝　はが１名Ｏつ 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動対象の制御量の目標値からの誤差を検出して
   誤差信号を出力する誤差検出手段と、ある基準値と前記
   誤差信号とを入力し、前記駆動対象を駆動するかどうか
   を判断する駆動条件判断手段と、前記誤差信号を入力し
   、所定の時間内での前記誤差信号の最大値を検出して出
   力する最大値検出手段と、前記基準値と前記最大値とを
   入力し、前記駆動対象を駆動する値を決定する駆動値決
   定手段と、前記駆動条件判断手段の出力と前記駆動値決
   定手段の出力とを入力として駆動対象を駆動する駆動手
   段とを備え、前記駆動手段は前記駆動条件判断手段によ
   って駆動すると判断された場合に前記駆動値決定手段に
   よって決定された値で駆動対象を駆動する事を特徴とす
   る制御装置。
2. （２）駆動値決定手段は所定の時間内での誤差信号の最
   大値が基準値より大きい場合に駆動値を増加させ、前記
   最大値が前記基準値より小さい場合に駆動値を減少させ
   、前記最大値が前記基準値と等しい場合には駆動値を変
   化させない事を特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. （３）駆動値決定手段は所定の時間内での誤差信号の最
   大値を基準値と比較し、比較結果に基づいて駆動値を段
   階的に切り換えることを特徴とする請求項１記載の制御
   装置。