JPH0625939B2 - アクチユエ−タ駆動装置 - Google Patents
アクチユエ−タ駆動装置Info
- Publication number
- JPH0625939B2 JPH0625939B2 JP12043485A JP12043485A JPH0625939B2 JP H0625939 B2 JPH0625939 B2 JP H0625939B2 JP 12043485 A JP12043485 A JP 12043485A JP 12043485 A JP12043485 A JP 12043485A JP H0625939 B2 JPH0625939 B2 JP H0625939B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- fine
- coarse
- control means
- driving force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はＣＤプレーヤ，光ビデオデイスク，光デイスク
フアイル装置などの光情報読み出し書き込みを行うアク
チユエータ駆動装置に係り、特に高速アクセスをする、
複数段アクチユエータをもつアクチユエータ駆動装置に
関する。
フアイル装置などの光情報読み出し書き込みを行うアク
チユエータ駆動装置に係り、特に高速アクセスをする、
複数段アクチユエータをもつアクチユエータ駆動装置に
関する。
多段アクチユエータ構造をもつ光デイスクフアイル装置
などにおいて、粗動アクチユエータを駆動したとき慣性
おくれのため上段に具備されている精動アクチユエータ
が振動を起こし、トラツキング引き込み制御が悪くなる
欠点を有していた。
などにおいて、粗動アクチユエータを駆動したとき慣性
おくれのため上段に具備されている精動アクチユエータ
が振動を起こし、トラツキング引き込み制御が悪くなる
欠点を有していた。
この問題に対しての改良として例えば昭和５８年度電子
通信学会誌総合全国大会発表NO.1210、ページ５〜８１
に記載されたものがある。この例には、光デイスクのト
ラツクアクセス方式に関して述べてあり、トラツクの粗
検索時の第１番目の項目として、光学ヘツドの移動加速
度を検出し、この加速度信号をピツクアツプに加え、ピ
ツクアツプの振動を防止することが記載されており、他
２項目を付加して、位置決め精度向上を図ることが記載
されている。さらにこの加速度信号を得る手段として、
光学ピツクアツプがトラツクを横切つたときに生ずるパ
ルス（実際はほぼ正弦波曲線が得られる）を計算し、こ
れより加速度信号を得ている。
通信学会誌総合全国大会発表NO.1210、ページ５〜８１
に記載されたものがある。この例には、光デイスクのト
ラツクアクセス方式に関して述べてあり、トラツクの粗
検索時の第１番目の項目として、光学ヘツドの移動加速
度を検出し、この加速度信号をピツクアツプに加え、ピ
ツクアツプの振動を防止することが記載されており、他
２項目を付加して、位置決め精度向上を図ることが記載
されている。さらにこの加速度信号を得る手段として、
光学ピツクアツプがトラツクを横切つたときに生ずるパ
ルス（実際はほぼ正弦波曲線が得られる）を計算し、こ
れより加速度信号を得ている。
この方式では15000トラツクを０．３秒で移動してお
り、単純計算では５０ＫHzのクロストラツク周波数とな
る。光デイスクフアイル装置の将来方向を考えると、高
速，高密度，小形．薄形化される方向にあり、特に高速
化されると、前述したクロストラツク周波数は数１０倍
になることが安易に予想され、計数に対して、高速回路
が必要となる なく、安定化した計数が必要とな
り、回路そのものも高価 なることが予想される。ま
た、フイードバツク信号の を正しく設定しない
と、ピツクアツプの残留振動は残るばかりか大きくなる
こともあり得る。
り、単純計算では５０ＫHzのクロストラツク周波数とな
る。光デイスクフアイル装置の将来方向を考えると、高
速，高密度，小形．薄形化される方向にあり、特に高速
化されると、前述したクロストラツク周波数は数１０倍
になることが安易に予想され、計数に対して、高速回路
が必要となる なく、安定化した計数が必要とな
り、回路そのものも高価 なることが予想される。ま
た、フイードバツク信号の を正しく設定しない
と、ピツクアツプの残留振動は残るばかりか大きくなる
こともあり得る。
精動アクチユエータにポジシヨンセンサを具備して、こ
れからの信号をフイードバツクすることにより、つねに
粗動アクチユエータとの相対振動をおさえる回路、駆動
方式も考えられる。
れからの信号をフイードバツクすることにより、つねに
粗動アクチユエータとの相対振動をおさえる回路、駆動
方式も考えられる。
この方式においては、粗動アクチユエータに対する非接
触位置センサがあるので確実に相対振動をおさえこむこ
とができるが、センサが必要なこと、これを駆動する回
路、粗動アクチユエータ用の特別サーボループが必要な
ことなど、回路の設計が難しく、経済性，小型化などに
欠点がある。
触位置センサがあるので確実に相対振動をおさえこむこ
とができるが、センサが必要なこと、これを駆動する回
路、粗動アクチユエータ用の特別サーボループが必要な
ことなど、回路の設計が難しく、経済性，小型化などに
欠点がある。
本発明の目的は、粗動アクチユエータの上に精動アクチ
ユエータを具備した多段アクチユエータに対し粗動側ア
クチユエータを駆動したとき、精動側アクチユエータの
粗動側に対する相対振動を小さくおさえるアクチユエー
タ駆動装置を提供することにある。
ユエータを具備した多段アクチユエータに対し粗動側ア
クチユエータを駆動したとき、精動側アクチユエータの
粗動側に対する相対振動を小さくおさえるアクチユエー
タ駆動装置を提供することにある。
一般的に構造物のある部分Ｉに力を加え、動かそうとす
ると他の部分IIは慣性おくれの現象が発生し、その結果
先の力を加えた部分Ｉが静止しても他の部分IIは残留振
動を呈することになる。他の部分IIに、もし力を与える
ことのできる構造ならば、その構造の特性を考慮した上
で、ＩとIIに同時に力を加えてやれば、ＩとIIの相対振
動はなくなる。本発明における対称物は原理的には第１
図のような振動モデルと等価な構造と考えてよく、最下
段の質点１は、前記説明のＩに対応し、すぐ上の質点で
は前述のIIに対応することになる。さらにその上に質点
３，４があつても同様な説明が可能である。
ると他の部分IIは慣性おくれの現象が発生し、その結果
先の力を加えた部分Ｉが静止しても他の部分IIは残留振
動を呈することになる。他の部分IIに、もし力を与える
ことのできる構造ならば、その構造の特性を考慮した上
で、ＩとIIに同時に力を加えてやれば、ＩとIIの相対振
動はなくなる。本発明における対称物は原理的には第１
図のような振動モデルと等価な構造と考えてよく、最下
段の質点１は、前記説明のＩに対応し、すぐ上の質点で
は前述のIIに対応することになる。さらにその上に質点
３，４があつても同様な説明が可能である。
以下、本発明の具体的実施例を第２図及び第３図により
説明する。
説明する。
第２図は具体的な駆動装置の一例であり、５が粗動アク
チユエータ、６が精動アクチユエータである。精動アク
チユエータ６は、光学ピツクアツプケース７の中に具備
されている構造である。この光学ピツクアツプケース７
は、ガイドローラ８を有しており、ガイドレール９の上
を往復動することになる。
チユエータ、６が精動アクチユエータである。精動アク
チユエータ６は、光学ピツクアツプケース７の中に具備
されている構造である。この光学ピツクアツプケース７
は、ガイドローラ８を有しており、ガイドレール９の上
を往復動することになる。
第３図は、第２図のような多段アクチユエータを高速に
アクセスするための速度コントロール型のサーボブロツ
ク線図である。目標位置ｘ0まで駆動したいとき、そこ
までに達する基準速度パターン２５を発生させる。初期
段階においては、速度は０であり、速度検出器２３から
の出力は０となる。よつて、サーボアンプ２６は最大パ
ワーで粗動アクチユエータ５を駆動することになり、そ
の力に従つて粗動アクチユエータ５は順次高速運転状態
に移行する。このとき変位が増して行き、少しずつ目標
位置ｘ0に近づいて行くので、それを位置検出器２４で
検出し、この検出値に従つて基準速度パターン発生要素
２５の出力を変えることになる。
アクセスするための速度コントロール型のサーボブロツ
ク線図である。目標位置ｘ0まで駆動したいとき、そこ
までに達する基準速度パターン２５を発生させる。初期
段階においては、速度は０であり、速度検出器２３から
の出力は０となる。よつて、サーボアンプ２６は最大パ
ワーで粗動アクチユエータ５を駆動することになり、そ
の力に従つて粗動アクチユエータ５は順次高速運転状態
に移行する。このとき変位が増して行き、少しずつ目標
位置ｘ0に近づいて行くので、それを位置検出器２４で
検出し、この検出値に従つて基準速度パターン発生要素
２５の出力を変えることになる。
そのとき、粗動アクチユエータ５に駆動力を提供するサ
ーボアンプ２６の直前よりひき出し部３０を設け、質量
補正要素２７と摩擦補正要素３２を経て、質量補正とメ
カ損失補正を行つたのちサーボアンプ２８により、精動
アクチユエータ６を駆動する。この駆動力は粗動アクチ
ユエータ５と同時に加わることになる。また、粗動アク
チユエータ５を駆動するサーボアンプ２６は、その回転
素子の特性上飽和特性３１を持つことになる。当然、ア
クチユエータ６を駆動するサーボアンプ２８も飽和特性
２９をもつことになるが、これら飽和特性３１と２９の
飽和レベル比をそれぞれのアクチユエータ５と６の質量
比とほぼ同じにしてある。
ーボアンプ２６の直前よりひき出し部３０を設け、質量
補正要素２７と摩擦補正要素３２を経て、質量補正とメ
カ損失補正を行つたのちサーボアンプ２８により、精動
アクチユエータ６を駆動する。この駆動力は粗動アクチ
ユエータ５と同時に加わることになる。また、粗動アク
チユエータ５を駆動するサーボアンプ２６は、その回転
素子の特性上飽和特性３１を持つことになる。当然、ア
クチユエータ６を駆動するサーボアンプ２８も飽和特性
２９をもつことになるが、これら飽和特性３１と２９の
飽和レベル比をそれぞれのアクチユエータ５と６の質量
比とほぼ同じにしてある。
次にもう少し詳しく、補正量について述べる。第１図に
は構造の力学モデルを示してあるがこの運動方程式は となる。ここでの目的関数は両アクチユエータすなわち
質点１，２間の相対振動を０とする駆動力ｆ2を求める
ことなので、条件を ｘ12＝ｘ1−ｘ2≧０ ……(2) とする。
は構造の力学モデルを示してあるがこの運動方程式は となる。ここでの目的関数は両アクチユエータすなわち
質点１，２間の相対振動を０とする駆動力ｆ2を求める
ことなので、条件を ｘ12＝ｘ1−ｘ2≧０ ……(2) とする。
式(1)をラプラス変換し、それを式(2)へ代入する。そし
てＦ2を求めると となる。ここでＰは摩擦などによる付加外力と考えるこ
とができる。第２図のようなローラベアリング方式にす
ると摩擦は転動摩擦となり転動摩擦係数は一般に0.01以
下で、Ｆ1とＰを比較するとＦ1に比較してＰは充分小さ
いと考えることができるので、式(1)は としてもよい。すなわち粗動アクチユエータ５に加える
力Ｆ1に対しｍ2／ｍ1倍した力をＦ2として、精動アクチ
ユエータ６に加えてやることにより、粗動アクチユエー
タ５と精動アクチユエータ６の相対振動を小さくするこ
とができる。
てＦ2を求めると となる。ここでＰは摩擦などによる付加外力と考えるこ
とができる。第２図のようなローラベアリング方式にす
ると摩擦は転動摩擦となり転動摩擦係数は一般に0.01以
下で、Ｆ1とＰを比較するとＦ1に比較してＰは充分小さ
いと考えることができるので、式(1)は としてもよい。すなわち粗動アクチユエータ５に加える
力Ｆ1に対しｍ2／ｍ1倍した力をＦ2として、精動アクチ
ユエータ６に加えてやることにより、粗動アクチユエー
タ５と精動アクチユエータ６の相対振動を小さくするこ
とができる。
別な解として、第２図のようにｍ2／ｍ1が小さいような
構造では、ｍ1からのｍ2への影響力は大きいがｍ2から
のｍ1への力の影響力は小さいものとなる。この仮定式
で(2)を再び計算すると Ｆ2＝ｍ2Ｓ2・Ｘ1 ……(5) となる。ここでＳは微分演算子である。すなわち粗動ア
クチユエータ５の変位を検出し、それに２階微分をほど
こし、精動アクチユエータ６の質量をかけたものを精動
側アクチユエータ力として加えてやることを意味してい
る。式(5)をさらに書きなおすと Ｆ2＝ｍ2×Ｓ2×（検出された変位） ＝ｍ2×Ｓ×（検出された速度） ＝ｍ2×（検出された加速度） ……(6) となる。検出量が異なつていても最終的に加速度状態に
演算し、ｍ2の質量補正を行つてＦ2とすればよいことが
わかる。この実施例を第４図に示してある。粗動アクチ
ユエータ５の変動信号を変動検出器４１で検出し、加速
度変換演算要素４２で加速度成分を計算し、質量補正要
素４３と摩擦補正要素３２を経て、質量補正とメカ損失
補正した信号を精動アクチユエータ６に加えるものであ
る。
構造では、ｍ1からのｍ2への影響力は大きいがｍ2から
のｍ1への力の影響力は小さいものとなる。この仮定式
で(2)を再び計算すると Ｆ2＝ｍ2Ｓ2・Ｘ1 ……(5) となる。ここでＳは微分演算子である。すなわち粗動ア
クチユエータ５の変位を検出し、それに２階微分をほど
こし、精動アクチユエータ６の質量をかけたものを精動
側アクチユエータ力として加えてやることを意味してい
る。式(5)をさらに書きなおすと Ｆ2＝ｍ2×Ｓ2×（検出された変位） ＝ｍ2×Ｓ×（検出された速度） ＝ｍ2×（検出された加速度） ……(6) となる。検出量が異なつていても最終的に加速度状態に
演算し、ｍ2の質量補正を行つてＦ2とすればよいことが
わかる。この実施例を第４図に示してある。粗動アクチ
ユエータ５の変動信号を変動検出器４１で検出し、加速
度変換演算要素４２で加速度成分を計算し、質量補正要
素４３と摩擦補正要素３２を経て、質量補正とメカ損失
補正した信号を精動アクチユエータ６に加えるものであ
る。
また、最大駆動時にＦ1を出力するサーボアンプ２６は
飽和特性引３１をもつており、飽和特性３１と２９の両
飽和値を としている。
飽和特性引３１をもつており、飽和特性３１と２９の両
飽和値を としている。
以上説明したように、従来のアクセス駆動用制御回路の
上に簡単な駆動回路を付加するだけで、粗動アクチユエ
ータ５の動きに対して、精動アクチユエータ６と同じよ
うな動きをさせることが可能となり、粗動アクチユエー
タ６の余分な振動をおさえるばかりでなく、粗動アクチ
ユエータ５との相対振動を充分低くおさえることができ
る。たとえば５インチデイスクのアクチユエータとして
使用する場合、内周から外周への移動を150msecで行な
わせる場合、本発明のない場合は１mm以上の相対振動を
伴うが、本発明を使用すると１０-4mm程度の非常に微小
な相対振動におさえることが可能である。
上に簡単な駆動回路を付加するだけで、粗動アクチユエ
ータ５の動きに対して、精動アクチユエータ６と同じよ
うな動きをさせることが可能となり、粗動アクチユエー
タ６の余分な振動をおさえるばかりでなく、粗動アクチ
ユエータ５との相対振動を充分低くおさえることができ
る。たとえば５インチデイスクのアクチユエータとして
使用する場合、内周から外周への移動を150msecで行な
わせる場合、本発明のない場合は１mm以上の相対振動を
伴うが、本発明を使用すると１０-4mm程度の非常に微小
な相対振動におさえることが可能である。
これらにより、アクセスしたときの高速移動および、目
標トラツクへのすばやい引込み、静定が可能となり、高
速かつ高精度の光デイスク装置の実現が可能となる。
標トラツクへのすばやい引込み、静定が可能となり、高
速かつ高精度の光デイスク装置の実現が可能となる。
本発明によれば、粗動側アクチユエータを駆動したと
き、精動側アクチユエータの粗動側アクチユエータに対
する相対振動を小さく抑えることができる。その結果、
駆動時の振動及び停止時の残留振動がなくなり、高速，
高精度の駆動制御が可能である。
き、精動側アクチユエータの粗動側アクチユエータに対
する相対振動を小さく抑えることができる。その結果、
駆動時の振動及び停止時の残留振動がなくなり、高速，
高精度の駆動制御が可能である。
第１図は２段アクチユエータの物理モデルを示す図、第
２図は本発明の具体的実施例を示す図、第３図は第２図
におけるサーボブロツク図の一例を示す図、第４図は第
２図におけるサーボブロツク図の他の例を示す図であ
る。 ５……粗動アクチユエータ、６……精動アクチユエー
タ、２３……速度検出器、２４……位置検出器、２５…
…基準速度パターン発生要素、２６，２８……サーボア
ンプ、２７……質量補正要素、３２……摩擦力補正要
素、４２……加速度変換演算要素、４３……質量補正要
素。
２図は本発明の具体的実施例を示す図、第３図は第２図
におけるサーボブロツク図の一例を示す図、第４図は第
２図におけるサーボブロツク図の他の例を示す図であ
る。 ５……粗動アクチユエータ、６……精動アクチユエー
タ、２３……速度検出器、２４……位置検出器、２５…
…基準速度パターン発生要素、２６，２８……サーボア
ンプ、２７……質量補正要素、３２……摩擦力補正要
素、４２……加速度変換演算要素、４３……質量補正要
素。
Claims (2)
- 【請求項１】粗動アクチュエータと、該粗動アクチュエ
ータ上もしくは該粗動アクチュエータ内に微細な位置決
めを行うための精動アクチュエータとを備えた多段アク
チュエータ駆動装置において、 目標位置と現在位置との差に応じて基準速度を求め、該
基準速度と検出した速度との差信号に応じて前記粗動ア
クチュエータに駆動力を与える第１の制御手段と、該駆
動力に前記精動アクチュエータの質量と前記粗動アクチ
ュエータの質量との比を乗じた駆動力を前記精動アクチ
ュエータに与える第２の制御手段と、前記第２の制御手
段からの駆動力に対して粗動アクチュエータの機械的損
失に等価な補正を加えた信号を、粗動アクチュエータと
同期して前記精動アクチュエータに与える第３の制御手
段とを有することを特徴とするアクチュエータ駆動装
置。 - 【請求項２】粗動アクチュエータ上もしくは該粗動アク
チュエータ内に微細な位置決めを行うための精動アクチ
ュエータを搭載した多段アクチュエータを駆動するアク
チュエータ駆動装置において、 目標位置と現在位置との差に応じて基準速度を求め、該
基準速度と検出した速度との差信号に応じて前記粗動ア
クチュエータに駆動力を与える第１の制御手段と、前記
粗動アクチュエータに駆動力を与えて駆動した場合の前
記粗動アクチュエータの加速度に前記精動アクチュエー
タの質量を乗じた値に見合う駆動力を前記精動アクチュ
エータに与える第２の制御手段と、前記第２の制御手段
からの駆動力に粗動アクチュエータの機械的損失に等価
な補正を加えた信号を、前記精動アクチュエータに与え
る第３の制御手段とを設けたことを特徴とするアクチュ
エータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12043485A JPH0625939B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | アクチユエ−タ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12043485A JPH0625939B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | アクチユエ−タ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61279914A JPS61279914A (ja) | 1986-12-10 |
| JPH0625939B2 true JPH0625939B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=14786113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12043485A Expired - Lifetime JPH0625939B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | アクチユエ−タ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625939B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2553542B2 (ja) * | 1987-02-27 | 1996-11-13 | 松下電器産業株式会社 | 情報記録デイスク再生装置 |
| JP2592162B2 (ja) * | 1990-03-16 | 1997-03-19 | 日立建機株式会社 | 位置決めテーブルの駆動制御方法 |
| JPH03293959A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-25 | Nec Corp | 複合型動力装置 |
| JPH0724002B2 (ja) * | 1990-09-27 | 1995-03-15 | 川崎重工業株式会社 | 位置決め制御装置 |
| JP5284229B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2013-09-11 | 株式会社東芝 | 位置決め装置 |
| JP5459662B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-04-02 | 株式会社東芝 | 位置決め装置及び位置決め方法 |
-
1985
- 1985-06-05 JP JP12043485A patent/JPH0625939B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61279914A (ja) | 1986-12-10 |
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