JPH0250708A - サーボモータ位置決め制御方式 - Google Patents

サーボモータ位置決め制御方式

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JPH0250708A
JPH0250708A JP63201319A JP20131988A JPH0250708A JP H0250708 A JPH0250708 A JP H0250708A JP 63201319 A JP63201319 A JP 63201319A JP 20131988 A JP20131988 A JP 20131988A JP H0250708 A JPH0250708 A JP H0250708A
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JP
Japan
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signal
speed
control
acceleration
deceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP63201319A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Miura
清 三浦
Takumi Samejima
鮫島 匠臣
Yoshio Sasaki
笹木 義夫
Hiroshi Takeda
宏 竹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
Application filed by Tokin Corp filed Critical Tokin Corp
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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、高速・高精度なサーボモータ位置決め制御方
式に関し、特に位相面上の直線切換線(以下Linea
r Switching Lineという)上で加速・
減速の切り換えを行うバンバン(以下Bang−Ban
gという)制御によるシーク制御とアナログ位置制御か
らなるデュアルモード制御によるサーボモータ位置決め
制御システムに関する。本発明による位置決め制御方式
は9例えば磁気ディスク装置。
光デイスク装置及びヘッド可動型磁気カードリーダライ
タ装置等に用いられる記録、再生用ヘッドをトラックア
クセス等の際に駆動するためのモータの制御に適用して
好結果を得ることができ、さらに一般のサーボモータの
制御に適用することができる。
〔従来の技術〕
従来の2位相面上のLinear Switching
 Line上で加速・減速の切り換えを行うBang 
−Bang制御によるシーク制御とアナログ位置制御か
らなるデュアルモード制御によるサーボモータ位置決め
制御システムのハードウェア構成図を、第4図に示す。
図において、1はCPU 、 2は位置検出部、3はD
/A 、 4は比較部、5は速度検出部、6はリレ、7
は駆動部、8はモータである。
外部からのキー人力等により設定された目標位置信号と
、エンコーダ・カウンタ等により構成されている位置検
出部2により検出されるモータ8の現在位置信号とが、
 CPU 1に入力される。CPUでは、目標位置信号
と現在位置信号から位置偏差を求め、 D/A 3を通
しアナログ位置偏差信号としてコンノソレータ等によシ
構成されている比較部4へ入力される。モータの速度は
、FG等により構成されている速度検出部5により検出
され一定の速度フィードバックターンで増幅されてアナ
ログ速度信号として、前記位置偏差信号と比較部4で比
較し、リレー6を通すことにより常に同じLinear
 Switching Line上で加速・減速の切り
換えを行い、駆動部7に加速または減速の信号を出力し
1位置偏差がOになるまで前記位置検出部2による現在
位置信号を、 CPUに入力させて上記処理を行うこと
によりモータを制御する。
上記で説明した位置決め制御方式は、目標位置信号の設
定方法、各回路部構成環−例を挙げただけであり、他の
方法によっても可能である。
〔本発明の解決しようとする問題点〕
前述した。従来のシーク制御においては、前記制御を行
うときの速度フィードバックダインは常に一定であり、
いかなる初期位置偏差のときも同じLinear Sw
itching Line上で加速・減速の切り換えを
行っているため、ある初期位置偏差のときだけは最適な
切り換えが行われるが、そのほかの初期位置偏差のとき
は最適な切り換えが行われず。
制御対象が目標位置をオーバーシュートしたり目標位置
のかなシ手前からその挙動がLinearSwitch
ing Line上に拘束されるため、目標位置に到達
するまでに時間がかかつてしまう。また、最適切換曲線
上で加速・減速の切り換えを行う場合。
位置偏差と速度からなる複雑な非線形関数によシ操作量
を決定するためソフトウェア的処理に時間がかかると共
に、制御対象のモデリング誤差等によるチャタリングは
免れない。このため、モータの位置決め制御において時
間がかかり、効率の良い高速な制御が困難になっている
本発明の目的はかかる従来の技術の欠点を改善し目標位
置までの初期位置偏差に応じた速度フィードバックター
ンを与えることにより、・モータの位置決め制御を行う
ことができ、ソフトウェア的処理の低減ができた構成回
路も容易なより高速な真の最適制御に近い簡易なサー?
モータ位置決め制御方式を提供することにある。
〔問題を解決するための手段〕
本発明によれば2位相面上のLinear Switc
hingLine上で加速・減速の切り換えを行うBa
ng−Bang制御によるシーク制御とアナログ位置制
御からなるデュアルモード制御によるサー?モータ位置
決め制御システムにおいて、設定された目標位置信号と
アクセス機構の位置情報である現在位置信号から位置偏
差信号を求め、速度検出部で検出されたアクセス機構の
速度信号を初期位置偏差で定まる速度フィードバックタ
ーンによシ変化させ、該変化された速度信号と前記位置
偏差信号とを比較し、加速・減速の切り換えを行うよう
にしたことを特徴とするものである。
〔実施例〕
以下本発明の位置決め制御方式によシ制御を行っている
リニア直流モータに於ける実施例を図面を用いて詳細に
説明する。第1図に9本発明による位置決め制御システ
ムのハードウェア構成を示す。第2図に制御対象(リニ
ア直流モータ)の動特性から決まる最適軌道とLine
ar SwitchingLineを、第3図にリニア
直流モータ位置決め制御システムのLinear Sw
itching Lineによる最短時間制御ブロック
図を示す。
最短時間制御は、最大原理からBang−Bang制御
となることが知られており、目標位置を原点に設定した
ときその操作量の切り換えは第2図に示すように位置偏
差X、と速度X2からなる位相面上での最適切換曲線に
より行われる。この最適切換曲線は、制御対象の動特性
により決定される。
本発明では、 Bang−Bang制御における加速・
減速の切り換えを、 Linear Switchin
g Line上で行い、その際、最短時間制御を得るた
めLinear3witching Lineの傾きを
、初期状態X、 (0)の関数として適応的に変化させ
る。定電圧駆動において。
リニア直流モータを2次系と見なしたときの伝達特性は で表される。リニア直流モータが、初期状態X、=X、
(0))0 、 X2=0にあるとしたとき、操作量U
=−E  に対する軌道と最適切換曲線との交点Pを求
め、Pと原点とを結ぶ直線X、十KX2=0を設定し。
X、)−KX2のときU=−Eo X、〈−KX2のときU=+g。
とすることによシ最適切9換えを実現する。
速度フィードバックダインにはX、(O)の関数で与え
られる。X、(0)<0の場合は、U=+l。とすれば
同様なことがいえる。この速度フィードバックターンに
は、1度算出されると目標位置に到達するまで一定で良
い。
外部からのキー人力によシ設定された10ビツト目標位
置信号と、リニアエンコーダとカウンタによ多構成され
ている位置検出部2により検出されるリニア直流モータ
8の12ビット現在位置信号とが、 CPU 1に入力
される。CPU 1では、目標位置信号と現在位置信号
から初期位置偏差X1(O)を求め、(1)式に従いあ
らかじめ求めておいた前記初期位置偏差X、(O)に対
応するlOピット速度フィードバックダインKを勢によ
多構成されているケ9イン制御部9により設定する。ま
た、リニア直流モータの移動にともない、 CPU 1
に現在位置信号を入力し目標位置信号から位置偏差?:
10ビット位置偏差信号としてD/A3を通しアナログ
位置偏差信号としてコンパレータで構成された比較部4
へ入力する。リニア直流モータの速度はPCにより構成
されている速度検出部5によシ検出され前記ゲイン制御
部9に入力され、 CPU 1で初期位置偏差によシ求
められ前記ゲイン制御部9に設定した10ビット速度フ
ィードバックターンKによシアナログ速度信号KX2と
してコンパレータで構成された比較部4へ入力される。
該速度信号と前記位置偏差信号を比較部4で比較して、
リレー6を通すことによシX、十KX2の正負による加
速・減速の切り換えを行い、駆動部7に加速・減速の信
号を出力する。位置偏差が0になるまで前記位置検出部
による現在位置信号を、 CPU I K入力させて位
置偏差を求めD/A 3を通してアナログ位置偏差信号
として比較部4へ入力し、速度は初期位置偏差によシ求
めた速度フィード・9ツクrインKにより変化させられ
たアナログ速度信号として比較部4に入力され、該速度
信号と前記位置偏差信・号を比較して加速・減速の切り
換えを行いリニア直流モータを制御する。
上記で説明したリニア直流モータ位置決め制御システム
において、目標位置信号の設定方法、各回路部構成等は
、−例を挙げただけであり、他の方法によっても可能で
ある。また2本発明による位置決め制御方式は多種のサ
ーボモータに゛も適用が可能であることは明かである。
本位置決め制御方式によシ、従来の位置決め制御方式に
比べてシーク制御時間が、リニア直流モータを250ス
テツプ(250X70μm)動かしたとき+125m5
から75m5へ大きく減少した。
〔発明の効果〕
本発明による位置決め制御方式は1位相面上のLine
ar Switching Line上で加速・減速の
切り換えを行うBang−Bang制御によるシーク制
御1とアナログ位置制御からなるデュアルモード制御に
よるサーボモータ位置決め制御システムにおいて、設定
された目標位置信号とアクセス機構の位置情報である現
在位置信号から位置偏差信号を求め、速度検出部で検出
されたアクセス機構の速度信号を初期位置偏差で定まる
速度フィードバックダインによシ変化させ、該変化され
た速度信号と前記位置偏差信号とを比較し、加速・減速
の切り換えを行うようにしたことにより、モータの位置
決め制御が行え、ソフトウェア的処理の低減ができた構
成回路も容易なより高速な真の最適制御に近い簡易なサ
ーボモータ位置決め制御方式を提供することができ、サ
ーボモータの上記以外の制御にも適用できるものであシ
工業的価値は大である。
図において、 1 : CPU 、 2 :位置検出部
、3:D/A 、 4 :比較部、5:速度検出部、6
:リレー7:駆動部、8:モータ、9ニゲイン制御部。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明による位置決め制御システムのハード
ウェア構成図、第2図は9本発明による制御対象(リニ
ア直流モータ)の動特性から決まる最適軌道とLine
ar Switching Lineを示す。第3図は
1本発明によるリニア直流モータ位置決め制御システム
のLinear Switching Lineによる
最短時間制御ブロック図を示す。第4図は、従来の位置
決め制御システムのノ・−ドウエア構成図を示す・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、位相面上の直線切換線(LinearSwitch
    ingLine)上で加速・減速の切り換えを行うバン
    バン(Bang−Bang)制御によるシーク制御とア
    ナログ位置制御からなるデュアルモード制御によるサー
    ボモータ位置決め制御システムにおいて、設定された目
    標位置信号とアクセス機構の位置情報である現在位置信
    号から位置偏差信号を求め、速度検出部で検出されたア
    クセス機構の速度信号を初期位置偏差で定まる速度フィ
    ードバックターンにより変化させ、該変化された速度信
    号と前記位置偏差信号とを比較し、加速・減速の切り換
    えを行うようにしたことを特徴とするサーボモータ位置
    決め制御方式。
JP63201319A 1988-08-12 1988-08-12 サーボモータ位置決め制御方式 Pending JPH0250708A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005011084A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Dainippon Printing Co Ltd Icカード
WO2009147855A1 (ja) * 2008-06-03 2009-12-10 株式会社 日立製作所 ファイル管理システム
JP4598857B2 (ja) * 2006-09-11 2010-12-15 パナソニック株式会社 Icカード、およびそのアクセス制御方法
JP2012208952A (ja) * 2012-07-13 2012-10-25 Toshiba Corp 携帯可能電子装置

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