JPH07213085A - Positioning device - Google Patents

Positioning device

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Publication number
JPH07213085A
JPH07213085A JP6002900A JP290094A JPH07213085A JP H07213085 A JPH07213085 A JP H07213085A JP 6002900 A JP6002900 A JP 6002900A JP 290094 A JP290094 A JP 290094A JP H07213085 A JPH07213085 A JP H07213085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
control
estimated
positioning device
target
Prior art date
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Pending
Application number
JP6002900A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomiko Kawabata
斗美子 川端
Mikio Kamoshita
幹雄 鴨下
Minoru Takahashi
実 高橋
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP6002900A priority Critical patent/JPH07213085A/en
Publication of JPH07213085A publication Critical patent/JPH07213085A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a positioning device in which a control operation is performed by removing the influence of a disturbance such as an error, a noise or the like contained at a speed detection stage and which can perform a positioning control operation at high speed and with high accuracy. CONSTITUTION:In a positioning device, the speed and the position of an object 1 to be controlled are detected by a speed detection means 2, a control amount (u) is given to the object 1, to be controlled, by feedback control on the basis of a target speed profile so as to control the speed and the position, and the object 1 to be controlled is moved to a target position. In the positioning device, a speed estimation means 5 by which the present speed of the object 1 is estimated on the basis of a detection speed V detected by the speed detection means 2 and on the basis of the control amount (u) is installed. In addition, a control and operation means 4 by which the control amount (u) with reference to the object 1 is computed on the basis of an estimation speed Vobs estimated by the speed estimation means 5 is isnatlled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ODD(光ディスク装
置)、HDD(ハードディスク装置)等における読取ヘ
ッド、或いは、ロボットにおける駆動部の高速かつ高精
度な位置決め制御を行う位置決め装置に関し、より詳細
には、速度及び位置を検出して制御演算を行うフィード
バック制御方式の位置決め装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning device for performing high-speed and highly accurate positioning control of a read head in an ODD (optical disk device), an HDD (hard disk device), or a drive unit in a robot. Relates to a feedback control type positioning device that detects a speed and a position and performs a control calculation.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、ODDやHDDにおいて、ディ
スクの目標トラックへアクセスする場合、読取ヘッド
(光学ヘッド又は磁気ヘッド)を、目標トラックヘ高速
かつ正確に移動させる必要がある。
2. Description of the Related Art For example, in an ODD or HDD, when accessing a target track of a disk, it is necessary to move a read head (optical head or magnetic head) to the target track at high speed and accurately.

【0003】そこで、一般的な読取ヘッドの移動方法と
しては、予め目標速度プロフィールを設定しておき、読
取ヘッドの現在位置及び移動速度を検出し、現在位置と
目標位置との差(残差距離)を入力し、上記の目標速度
プロフィールに応じて、目標速度を求め、求めた目標速
度と検出した移動速度とを入力として所定の制御演算を
行って、制御量を算出し、移動速度が目標速度に等しく
なるように追従制御を行っている。なお、目標トラック
に近づいた状態では、それ迄の目標速度プロフィールに
よる速度制御から目標トラック位置への位置制御に切換
えるか、或いは、目標速度プロフィールを変更すること
により、高速かつ高精度な位置決め制御を行うようにし
ている。
Therefore, as a general method of moving the read head, a target velocity profile is set in advance, the current position and the moving velocity of the read head are detected, and the difference between the current position and the target position (residual distance). ) Is input, the target speed is calculated according to the target speed profile described above, and a predetermined control calculation is performed by using the calculated target speed and the detected moving speed as input, and the control amount is calculated. Follow-up control is performed so that the speed becomes equal to the speed. When approaching the target track, high-speed and high-accuracy positioning control can be performed by switching from speed control based on the target speed profile until then to position control to the target track position, or by changing the target speed profile. I am trying to do it.

【0004】このような制御においては、検出速度、検
出位置の正確さが必要となる。しかし、実際には、ノイ
ズや検出系の精度などに起因して誤検出を生ずるおそれ
がある。このように誤検出されたデータを用いて制御演
算を行い、制御量を求めると、異常な制御量を与えるこ
とになり、高速かつ高精度な位置決め制御ができないだ
けでなく、暴走の原因になってしまうこともある。
In such control, the detection speed and the detection position must be accurate. However, in reality, there is a possibility that false detection may occur due to noise or the accuracy of the detection system. If a control calculation is performed using data erroneously detected in this way and a control amount is obtained, an abnormal control amount will be given, which will not only prevent high-speed and high-precision positioning control, but also cause runaway. It may happen.

【0005】ちなみに、このような誤検出は、検出され
た段階で除去できることが望ましいが、検出された段階
で除去する構成とするためには、装置のコストアップを
招く不都合があり、仮に、検出された段階で除去し得る
構成としても、使用環境や経時的変化によっては、やは
り、誤検出を生じ得るものであり、不完全である。
Incidentally, it is desirable that such erroneous detection can be removed at the stage of detection, but if the configuration is such that it is removed at the stage of detection, there is a disadvantage that the cost of the device increases, and if it is detected, Even if it is a structure that can be removed at the above-mentioned stage, erroneous detection may still occur depending on the use environment and changes with time, and it is incomplete.

【0006】このような点を考慮した改良案として、特
開平4−281273号公報に示されるようなものがあ
る。これは、位置決め動作に不具合要因を与える振動や
外乱及びモータ自身の自己発熱等を考慮して、アクセス
している状態の位置信号波形、電流波形と比較しその差
をフィードバック補償して装置の動作状態にあった制御
を行うようにしたものである。
As an improvement plan considering such a point, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-281273. This is the operation of the device by comparing the position signal waveform and the current waveform in the accessing state with feedback and compensating for the difference in consideration of vibrations and disturbances that cause defective positioning operations and self-heating of the motor itself. The control suitable for the state is performed.

【0007】また、本出願人による提案として、速度を
推定し、この推定情報を用いて検出速度の異常値の回避
を行うことで、正確な速度制御を行うようにしたものも
ある。より詳細には、速度検出手段によって検出した検
出位置及び目標位置に基づいて決定された目標速度と、
速度検出手段で検出した読取ヘッドの検出速度との差に
基づいて制御量を算出し、読取ヘッド駆動モータを制御
する制御手段を備えてなる位置決め装置において、制御
量と検出位置或いは検出速度とを入力として読取ヘッド
の現在位置或いは現在速度を推定して推定値を出力する
推定手段と、検出位置或いは検出速度と推定値とを比較
してその差が所定値より大きい場合には検出位置或いは
検出速度を異常値と判断する判断手段とを設けたもので
ある。
Further, as proposed by the applicant of the present invention, there is also one in which an accurate speed control is performed by estimating the speed and using the estimated information to avoid an abnormal value of the detected speed. More specifically, the target speed determined based on the detection position and the target position detected by the speed detecting means,
In a positioning device including control means for calculating a control amount based on the difference between the detection speed of the read head detected by the speed detection means and controlling the read head drive motor, the control amount and the detected position or the detected speed are calculated. Estimating means for estimating the current position or current speed of the read head as an input and outputting an estimated value is compared with the detected position or detected speed and the estimated value, and if the difference is larger than a predetermined value, the detected position or detected A judgment means for judging the speed as an abnormal value is provided.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の特開
平4−281273号公報方式の場合、速度検出段階に
おけるノイズや外乱による検出速度誤差による影響が考
慮されておらず、高速かつ高精度な位置決め制御を行う
上で不完全である。
However, in the case of the former Japanese Patent Laid-Open No. 4-281273, the influence of the detection speed error due to noise or disturbance in the speed detection stage is not taken into consideration, and high-speed and high-accuracy positioning is performed. It is incomplete in controlling.

【0009】また、後者の本出願人提案方式の場合、突
発的な外乱等に対しては有効であるが、検出系の誤差や
慢性的に加わるノイズ等は考慮していないものであり、
やはり、高速かつ高精度な位置決め制御を行う上で不完
全である。
Further, the latter method proposed by the present applicant is effective for sudden disturbances, etc., but does not consider errors in the detection system, chronically added noise, etc.
After all, it is incomplete in performing high-speed and highly accurate positioning control.

【0010】本発明は、これらの点を考慮し、振動や外
乱及びモータ等の制御対象自身の自己発熱等だけでな
く、速度検出段階におけるノイズや外乱による検出速度
誤差に対しても、それらの影響を受けることなく、正確
かつ高速な位置制御を行うことのできる位置決め装置を
提供することを目的とする。
In consideration of these points, the present invention considers not only vibration and disturbance and self-heating of the controlled object itself such as a motor, but also detection speed error due to noise and disturbance in the speed detection stage. An object of the present invention is to provide a positioning device capable of performing accurate and high-speed position control without being affected.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、速度検出手段により制御対象の速度及び位置を検出
して、目標速度プロフィールに基づくフィードバック制
御により前記制御対象に制御量を与えて速度制御と位置
制御とを行い、前記制御対象を目標位置に移動させる位
置決め装置において、前記速度検出手段により検出され
た検出速度と前記制御量とに基づき前記制御対象の現在
の速度を推定する速度推定手段を設け、この速度推定手
段により推定された推定速度に基づき前記制御対象に対
する前記制御量を算出する制御演算手段を設けた。
According to a first aspect of the present invention, the speed and the position of the controlled object are detected by the speed detecting means, and the speed is controlled by giving a controlled variable to the controlled object by feedback control based on the target speed profile. In a positioning device that performs control and position control to move the controlled object to a target position, speed estimation that estimates the current speed of the controlled object based on the detected speed detected by the speed detecting means and the control amount. Means are provided, and control calculation means for calculating the control amount for the controlled object based on the estimated speed estimated by the speed estimating means is provided.

【0012】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明の構成に加え、速度推定手段により推定された推定
速度を補正する速度補正手段を設けた。
According to the second aspect of the invention, in addition to the structure of the first aspect of the invention, a speed correction means for correcting the estimated speed estimated by the speed estimation means is provided.

【0013】請求項3記載の発明では、請求項2記載の
発明の構成において、電源投入時に試行制御を実行して
補正量を算出する速度補正手段とした。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the invention, the speed correcting means calculates the correction amount by executing trial control when the power is turned on.

【0014】請求項4記載の発明では、請求項2記載の
発明の構成において、補正量を予め算出記憶する記憶部
を有する速度補正手段とした。
According to a fourth aspect of the invention, in the configuration of the second aspect of the invention, the speed correction means has a storage section for calculating and storing the correction amount in advance.

【0015】請求項5記載の発明では、請求項2記載の
発明の構成において、制御実行時の目標速度と推定速度
との差に基づき補正量を調整する速度制御手段とした。
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the invention, the speed control means adjusts the correction amount based on the difference between the target speed and the estimated speed at the time of executing the control.

【0016】[0016]

【作用】請求項1記載の発明においては、検出速度と制
御量とに基づき現在の速度を推定する速度推定手段を設
け、この速度推定手段で推定された推定速度を用いて制
御演算手段で制御量を算出して制御対象の動作を制御す
るようにしたので、速度検出段階に含まれる誤差やノイ
ズ等の外乱の影響を除去した制御となり、高速かつ高精
度な位置決め制御を行うことができる。
According to the present invention, speed estimation means for estimating the current speed on the basis of the detected speed and the controlled variable is provided, and the estimated speed estimated by the speed estimation means is used to control the control operation means. Since the amount is calculated and the operation of the controlled object is controlled, the influence of the disturbance such as error and noise included in the speed detection stage is eliminated, and the high-speed and highly accurate positioning control can be performed.

【0017】請求項2記載の発明においては、速度推定
手段で推定された推定速度を補正する速度補正手段を有
するので、推定速度を用いることにより生じ得る定常偏
差を相殺した正確かつ安定した速度制御が可能となる。
According to the second aspect of the present invention, since the speed correcting means for correcting the estimated speed estimated by the speed estimating means is provided, accurate and stable speed control canceling out the steady-state deviation that may occur by using the estimated speed. Is possible.

【0018】この際、請求項3記載の発明においては、
電源投入時に試行制御を実行してこの補正量を算出する
ので、検出段での誤差やノイズに加えて、使用環境や経
時的劣化などによる推定速度の誤差も補正し得るものと
なり、一層正確な速度制御が可能となる。
At this time, in the invention according to claim 3,
Since this control amount is calculated by executing trial control when the power is turned on, in addition to errors and noise in the detection stage, it is possible to correct errors in the estimated speed due to the operating environment and deterioration over time. Speed control is possible.

【0019】また、請求項4記載の発明においては、予
め補正量を求めて記憶しておくので、特別な処理を行う
ことなく定常偏差の影響を受けない正確な制御を行うこ
とができ、構成を比較的簡単なものとすることができ
る。
Further, in the invention according to the fourth aspect, since the correction amount is obtained and stored in advance, it is possible to perform the accurate control without being affected by the steady deviation without performing a special process. Can be relatively simple.

【0020】さらに、請求項5記載の発明においては、
実際の制御実行時の目標速度、推定速度なる速度情報に
基づき偏差が残っているかを随時チェックして補正量を
調整するようにしたので、使用環境や経時的劣化などに
よる補正量の変化に対処でき、常に最適な補正量による
速度制御を行うことができる。
Further, in the invention according to claim 5,
The correction amount is adjusted by checking if any deviations remain based on the target speed and estimated speed information during actual control, so the correction amount can be adjusted due to the operating environment and deterioration over time. Therefore, the speed control can always be performed with the optimum correction amount.

【0021】[0021]

【実施例】本発明の第一の実施例を図1ないし図3に基
づいて説明する。本実施例は、請求項1記載の発明に相
当し、例えばODDの読取ヘッド(光学ヘッド)の位置
決め装置に適用したもので、この読取ヘッドを含んで制
御対象となるヘッド駆動シークモータ1が設けられてい
る。このヘッド駆動シークモータ1の移動速度を検出速
度Vとして検出する速度検出部(速度検出手段)2が設
けられている。また、所定の目標速度プロフィールに基
づく目標速度Vref と実速度との差を求める比較器3の
出力に応じて前記ヘッド駆動シークモータ1に対する制
御量uを算出出力する制御演算部(制御演算手段)4が
設けられている。さらに、この制御演算部4で算出され
た制御量uと前記速度検出部2により検出された検出速
度Vとを入力としてノイズ等を除去した速度を推定速度
Vobs として出力する速度推定部(速度推定手段)5が
設けられている。この速度推定部5により出力される推
定速度Vobs が実速度として前記比較器3に与えられて
目標速度Vref と等しくなるように制御されるものであ
り、制御演算部4→ヘッド駆動シークモータ1→速度検
出部2→速度推定部5→制御演算部4なるフィードバッ
ク制御系がループ状に形成されている。なお、目標速度
Vref は公知の技術により算出されるものであり、その
算出方式は特に限定されないが、例えば、ヘッド駆動シ
ークモータ1(読取ヘッド)の現在位置と目標位置との
差に基づいて所定の目標速度プロフィールを参照してこ
の目標速度Vref を求めるようにすればよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to the invention described in claim 1 and is applied to, for example, a positioning device for an ODD read head (optical head), and a head drive seek motor 1 to be controlled is provided including this read head. Has been. A speed detecting section (speed detecting means) 2 for detecting the moving speed of the head drive seek motor 1 as the detected speed V is provided. Further, a control calculation unit (control calculation means) which calculates and outputs a control amount u for the head drive seek motor 1 in accordance with an output of a comparator 3 for obtaining a difference between a target speed Vref based on a predetermined target speed profile and an actual speed. 4 are provided. Further, a speed estimating unit (speed estimating unit) that outputs a speed obtained by removing noise and the like as an estimated speed Vobs using the control amount u calculated by the control calculating unit 4 and the detected speed V detected by the speed detecting unit 2 as input. Means) 5 are provided. The estimated speed Vobs output from the speed estimator 5 is given to the comparator 3 as an actual speed and is controlled so as to be equal to the target speed Vref. The control calculator 4 → head drive seek motor 1 → A feedback control system including the speed detection unit 2 → speed estimation unit 5 → control calculation unit 4 is formed in a loop. The target speed Vref is calculated by a known technique, and the calculation method is not particularly limited. For example, the target speed Vref is determined based on the difference between the current position of the head drive seek motor 1 (reading head) and the target position. The target speed Vref may be obtained with reference to the target speed profile of 1.

【0022】ここに、前記速度推定部5は例えば図2に
示すようにカルマンフィルタ(kalman filter) 6等を
用いたデジタル補償器として構成され、制御量uと検出
速度Vとからノイズ等を除去した速度を推定し得るもの
である。図2に示す構成において、例えばヘッド駆動シ
ークモータ1なる制御対象の出力y(検出速度)に、正
弦波状の外乱7が加わっている場合(模式的に加算器8
による加算として示す)、実際に検出される検出速度V
(sokudo)は出力Aとして図3に示すようにノイズが乗
って振動したものとなっている。このような検出速度V
(sokudo)を、制御演算部4からの制御量u(seigyo d
enatu pwm)とともにマルチプレクサ(Mux)9を介して
カルマンフィルタ6に入力させて、後述する演算式によ
る演算処理を施し、デマルチプレクサ(DeMux) 10
を経て出力Bとして出力させると、図3中に示すように
ノイズ成分の除去された信号を推定速度Vobs として得
ることができる。この図3に示す特性図は、カルマンフ
ィルタ6の初期値がずれていた場合であっても速やかに
収束することを示している。
Here, the speed estimating unit 5 is configured as a digital compensator using a Kalman filter 6 as shown in FIG. 2, for example, and removes noise and the like from the control amount u and the detected speed V. The speed can be estimated. In the configuration shown in FIG. 2, for example, when a sinusoidal disturbance 7 is added to the output y (detection speed) of the controlled object such as the head drive seek motor 1 (schematically, the adder 8
), The actual detected speed V
As shown in FIG. 3, (sokudo) is output A and vibrates due to noise. Such detection speed V
(Sokudo) is the control amount u (seigyo d
enatu pwm) to the Kalman filter 6 through the multiplexer (Mux) 9 to perform arithmetic processing according to an arithmetic expression to be described later, and the demultiplexer (DeMux) 10
Then, as shown in FIG. 3, the signal from which the noise component is removed can be obtained as the estimated speed Vobs. The characteristic diagram shown in FIG. 3 shows that the Kalman filter 6 quickly converges even when the initial value is deviated.

【0023】上記のカルマンフィルタ6における演算式
を示すと以下のようになる。式中、iは電流値(計算
値)、Vは速度(計算値)、uはpwm出力値なる制御
量、yは測定出力(速度)、^付きYはフィルタ出力を
示す。また、Afij,Bfij,Cfij,Dfijは各々離
散系のカルマン行列により算出される。
The arithmetic expression in the above Kalman filter 6 is shown below. In the formula, i is a current value (calculated value), V is a speed (calculated value), u is a control amount that is a pwm output value, y is a measured output (speed), and Y with ^ is a filter output. Further, Af ij , Bf ij , Cf ij , and Df ij are each calculated by a discrete Kalman matrix.

【0024】[0024]

【数1】 [Equation 1]

【0025】このように本実施例によれば、検出速度V
と制御量uとに基づき速度を推定する速度推定部5を設
け、この速度推定部5で推定された推定速度Vobs を実
速度として用いて制御演算部4で制御量uを算出してヘ
ッド駆動シークモータ1の動作を制御するように構成し
ているので、速度検出段階に含まれる誤差やノイズ等の
外乱の影響を除去した制御となり、高速かつ高精度な位
置決め制御を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the detection speed V
A speed estimation unit 5 that estimates the speed based on the control amount u and the control amount u is provided, and the control calculation unit 4 calculates the control amount u using the estimated speed Vobs estimated by the speed estimation unit 5 as the actual speed to drive the head. Since the operation of the seek motor 1 is configured to be controlled, the control is performed by removing the influence of disturbances such as errors and noise included in the speed detection stage, and high-speed and highly accurate positioning control can be performed.

【0026】次に、本発明の第二の実施例を図4及び図
5により説明する。前記実施例で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示す(以下の実施例でも同様とす
る)。本実施例は、請求項2,3記載の発明に相当し、
図1に示した構成に、偏差検出部11と目標速度補正部
12とよりなる速度補正手段13を付加したものであ
る。前記実施例構成の場合、推定速度Vobs を用いて制
御することにより、検出段で生ずるノイズ等の影響を除
去し得るものの、使用環境や経時的劣化などに起因する
推定速度の誤差が定常偏差として残ってしまう懸念があ
る。速度補正手段13はこのような定常偏差を補正して
正確な速度を得るためのものである。前記目標速度補正
部12は比較器3に対する目標速度Vref の入力側に介
在されており、この目標速度Vref を補正目標速度Vre
fcに補正して比較器3に入力するものである。前記偏差
検出部11は前記速度推定部5とこの目標速度補正部1
2との間に介在され、定常偏差を検出して目標速度補正
部12に出力するものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those shown in the above-mentioned embodiments are designated by the same reference numerals (the same applies to the following embodiments). This embodiment corresponds to the invention described in claims 2 and 3,
The configuration shown in FIG. 1 is obtained by adding a speed correction unit 13 including a deviation detection unit 11 and a target speed correction unit 12. In the case of the configuration of the above-mentioned embodiment, the influence of noise or the like generated at the detection stage can be removed by controlling using the estimated speed Vobs, but the error of the estimated speed due to the use environment or deterioration with time is regarded as a steady deviation. There is a concern that it will remain. The speed correction means 13 is for correcting such a steady deviation to obtain an accurate speed. The target speed correction unit 12 is interposed on the input side of the target speed Vref to the comparator 3, and the target speed Vref is corrected to the corrected target speed Vre.
It is corrected to fc and input to the comparator 3. The deviation detecting unit 11 includes the speed estimating unit 5 and the target speed correcting unit 1.
It is interposed between the target speed correction unit 12 and the steady-state deviation and detects the steady-state deviation.

【0027】このような構成において、まず、装置の電
源投入時に試行制御を実行し、その時の目標速度Vref
と推定速度Vobs とから(図5(a)参照)、偏差検出
部11で定常偏差を検出し、この検出値に基づき目標速
度補正部12で目標速度Vref を補正目標速度Vrefcに
補正する。具体的には、図5(b)に示すように、定常
偏差分だけ、目標速度Vref をシフトした補正目標速度
Vrefcとすればよい。なお、この場合の目標速度Vref
は算出するようにしてもテーブルを参照する方式として
予め与えておくようにしてもよい。算出する場合には算
出した後で所定値(検出された定常偏差分)を加減算
し、テーブル参照方式の場合にも同様としてもよいが、
予め与えられている目標速度データ自体を補正するよう
にしてもよい。
In such a structure, first, trial control is executed when the power of the apparatus is turned on, and the target speed Vref at that time is controlled.
From the estimated speed Vobs and the estimated speed Vobs (see FIG. 5A), the deviation detection unit 11 detects a steady deviation, and the target speed correction unit 12 corrects the target speed Vref to the corrected target speed Vrefc based on the detected value. Specifically, as shown in FIG. 5B, the corrected target speed Vrefc is obtained by shifting the target speed Vref by the steady deviation. In this case, the target speed Vref
May be calculated or given in advance as a method of referring to the table. In the case of calculation, the predetermined value (the detected steady-state deviation amount) may be added and subtracted after the calculation, and the same may be applied to the case of the table reference method.
You may make it correct | amend the target speed data itself given beforehand.

【0028】よって、本実施例によれば、推定速度Vob
s を用いることにより生じ得る定常偏差を相殺した正確
かつ安定した速度制御が可能となる。特に、電源投入時
に毎回試行制御を実行して補正量を算出しているので、
検出段での誤差やノイズに加えて、使用環境や経時的劣
化などによる推定速度Vobs の誤差も補正し得るものと
なり、一層正確な速度制御が可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, the estimated speed Vob
Accurate and stable speed control that cancels the steady-state deviation that may occur by using s becomes possible. Especially, since the trial control is executed every time the power is turned on to calculate the correction amount,
In addition to the error and noise in the detection stage, the error in the estimated speed Vobs due to the use environment and deterioration over time can be corrected, and more accurate speed control can be performed.

【0029】本発明の第三の実施例を図6及び図7によ
り説明する。本実施例も請求項2,3記載の発明に相当
するが、前記実施例の目標速度補正部12に代えて設け
た推定速度補正部14と偏差検出部11とよりなる速度
補正手段15としたものである。即ち、前記第二の実施
例では、推定速度Vobs を目標速度Vref において間接
的に補正するようにしたが、本実施例では、推定速度V
obs が補正推定速度Vobscとなるように直接的に補正す
るようにしたものである。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The present embodiment also corresponds to the invention described in claims 2 and 3, but the speed correction means 15 including the estimated speed correction unit 14 and the deviation detection unit 11 provided in place of the target speed correction unit 12 of the embodiment is used. It is a thing. That is, in the second embodiment, the estimated speed Vobs is indirectly corrected at the target speed Vref, but in the present embodiment, the estimated speed Vobs is corrected.
The obs is directly corrected so as to become the corrected estimated speed Vobsc.

【0030】このような構成において、まず、装置の電
源投入時に試行制御を実行し、その時の目標速度Vref
と推定速度Vobs とから(図7(a)参照)、偏差検出
部11で定常偏差を検出し、この検出値に基づき推定速
度補正部14で推定速度Vobs を補正推定速度Vobscに
補正する。具体的には、図7(b)に示すように、定常
偏差分だけ、推定速度Vobs をシフトした補正推定速度
Vobscとすればよい。
In such a structure, first, trial control is executed when the power of the apparatus is turned on, and the target speed Vref at that time is controlled.
From the estimated speed Vobs and the estimated speed Vobs (see FIG. 7A), the deviation detection unit 11 detects a steady deviation, and the estimated speed correction unit 14 corrects the estimated speed Vobs to the corrected estimated speed Vobsc based on the detected value. Specifically, as shown in FIG. 7B, a corrected estimated speed Vobsc may be obtained by shifting the estimated speed Vobs by the steady deviation.

【0031】よって、本実施例による場合も、前記実施
例と同様、推定速度Vobs を用いることにより生じ得る
定常偏差を相殺した正確かつ安定した速度制御が可能と
なる。特に、電源投入時に毎回試行制御を実行して補正
量を算出しているので、検出段での誤差やノイズに加え
て、使用環境や経時的劣化などによる推定速度Vobsの
誤差も補正し得るものとなり、一層正確な速度制御が可
能となる。
Therefore, also in the case of the present embodiment, as in the case of the above-mentioned embodiment, accurate and stable speed control which cancels the steady-state deviation that can occur by using the estimated speed Vobs can be realized. Especially, since the correction amount is calculated by executing trial control every time the power is turned on, in addition to the error and noise at the detection stage, the error of the estimated speed Vobs due to the use environment and deterioration over time can also be corrected. Therefore, more accurate speed control becomes possible.

【0032】なお、これらの第二,三の実施例方式にお
いて、電源投入時に試行制御を行わず、定常偏差を予め
求めて補正量を算出しメモリ等の記憶部(図示せず)に
記憶させておくようにしてもよい(請求項4記載の発明
に相当する)。この場合、構成的には、図4,図6にお
いて、偏差検出部11を省略した速度補正手段13,1
5として構成すればよい。
In these second and third embodiment methods, trial control is not performed when the power is turned on, the steady-state deviation is obtained in advance, the correction amount is calculated, and the correction amount is stored in a storage unit (not shown) such as a memory. It may be set (corresponding to the invention of claim 4). In this case, structurally, the velocity correction means 13 and 1 in which the deviation detection unit 11 is omitted in FIGS.
It may be configured as 5.

【0033】これによれば、予め補正量を求めて記憶す
るので、電源投入時の試行制御等の特別な処理を行うこ
となく、正確な速度制御を行えるものとなり、ソフトを
含む構成を比較的簡単なものとすることができる。ま
た、必要とするメモリ容量も小さなものでよく、演算処
理時間も速いものとなり、高速制御向きとなる。
According to this, since the correction amount is obtained and stored in advance, accurate speed control can be performed without performing special processing such as trial control when the power is turned on, and a configuration including software can be comparatively performed. Can be simple. In addition, the required memory capacity may be small, the calculation processing time may be fast, and it is suitable for high speed control.

【0034】さらには、実際の制御実行時における目標
速度Vref と推定速度Vobs とをメモリ等に記憶させて
おき、これらの目標速度Vref と推定速度Vobs との差
を求め、偏差が未だ残っているようであれば、補正量
(目標速度Vref でも推定速度Vobs でもよい)を調整
する速度補正手段13,15として構成してもよい(請
求項5記載の発明に相当する)。
Further, the target speed Vref and the estimated speed Vobs at the time of actual control execution are stored in a memory or the like, the difference between these target speed Vref and the estimated speed Vobs is obtained, and the deviation still remains. In such a case, the speed correction means 13 and 15 for adjusting the correction amount (the target speed Vref or the estimated speed Vobs may be used) may be configured (corresponding to the invention of claim 5).

【0035】これによれば、実際の制御実行時の速度情
報に基づき偏差が残っているかを随時チェックして補正
量を調整しているので、使用環境や経時的劣化などによ
る補正量の変化に対処し得るものとなり、常に最適な補
正量による速度制御を行うことができる。
According to this, the correction amount is adjusted by checking whether any deviation remains based on the speed information at the time of actual control execution, so that the correction amount changes due to the use environment or deterioration over time. Therefore, the speed control can always be performed with the optimum correction amount.

【0036】[0036]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、速度検出
手段により制御対象の速度及び位置を検出して、目標速
度プロフィールに基づくフィードバック制御により前記
制御対象に制御量を与えて速度制御と位置制御とを行
い、前記制御対象を目標位置に移動させる位置決め装置
において、前記速度検出手段により検出された検出速度
と前記制御量とに基づき前記制御対象の現在の速度を推
定する速度推定手段を設け、この速度推定手段により推
定された推定速度に基づき前記制御対象に対する前記制
御量を算出する制御演算手段を設けたので、速度検出段
階に含まれる誤差やノイズ等の外乱の影響を除去した制
御となり、高速かつ高精度な位置決め制御を行うことが
できる。
According to the first aspect of the invention, the speed and position of the controlled object are detected by the speed detecting means, and the speed control is performed by giving the controlled variable to the controlled object by the feedback control based on the target speed profile. In a positioning device that performs position control and moves the controlled object to a target position, a speed estimation means that estimates the current speed of the controlled object based on the detected speed detected by the speed detection means and the control amount. Since the control calculation means for calculating the control amount for the control target based on the estimated speed estimated by the speed estimation means is provided, the control which removes the influence of the disturbance such as error and noise included in the speed detection stage Therefore, high-speed and highly accurate positioning control can be performed.

【0037】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明の構成に加え、速度推定手段により推定された
推定速度を補正する速度補正手段を設けたので、推定速
度を用いることにより生じ得る定常偏差を相殺した正確
かつ安定した速度制御を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, the speed correcting means for correcting the estimated speed estimated by the speed estimating means is provided. Accurate and stable speed control that cancels possible steady-state deviation can be performed.

【0038】請求項3記載の発明によれば、請求項2記
載の発明の構成において、電源投入時に試行制御を実行
して補正量を算出する速度補正手段としたので、検出段
での誤差やノイズに加えて、使用環境や経時的劣化など
による推定速度の誤差も補正でき、一層正確な速度制御
を行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the invention, since the speed correcting means calculates the correction amount by executing the trial control when the power is turned on, the error in the detection stage and the In addition to noise, errors in the estimated speed due to the use environment and deterioration over time can be corrected, and more accurate speed control can be performed.

【0039】請求項4記載の発明によれば、請求項2記
載の発明の構成において、補正量を予め算出記憶する記
憶部を有する速度補正手段としたので、特別な処理を行
うことなく定常偏差の影響を受けない正確な制御を行う
ことができ、構成を比較的簡単なものとすることができ
る。
According to the invention of claim 4, in the structure of the invention of claim 2, since the speed correction means has a storage unit for calculating and storing the correction amount in advance, the steady-state deviation can be achieved without any special processing. It is possible to perform accurate control that is not affected by, and to make the configuration relatively simple.

【0040】請求項5記載の発明では、請求項2記載の
発明の構成において、制御実行時の目標速度と推定速度
との差に基づき補正量を調整する速度制御手段とし、実
際の制御実行時の目標速度、推定速度なる速度情報に基
づき偏差が残っているかを随時チェックして補正量を調
整するようにしたので、使用環境や経時的劣化などによ
る補正量の変化に対処でき、常に最適な補正量による速
度制御を行うことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the invention, the speed control means for adjusting the correction amount based on the difference between the target speed and the estimated speed at the time of executing the control is used as the speed control means. Since the deviation is left to be checked based on the target speed and estimated speed information, the correction amount is adjusted so that changes in the correction amount due to the operating environment and deterioration over time can be dealt with, and it is always optimal. Speed control can be performed by the correction amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例を示すブロック構成図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】速度推定部にカルマンフィルタを用いた例を示
す具体的なブロック構成図である。
FIG. 2 is a specific block configuration diagram showing an example in which a Kalman filter is used in a speed estimation unit.

【図3】フィルタ処理前後の出力を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing outputs before and after filtering.

【図4】本発明の第二の実施例を示すブロック構成図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】補正処理を示す速度特性図である。FIG. 5 is a velocity characteristic diagram showing a correction process.

【図6】本発明の第三の実施例を示すブロック構成図で
ある。
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】補正処理を示す速度特性図である。FIG. 7 is a velocity characteristic diagram showing a correction process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御対象 2 速度検出手段 4 制御演算手段 5,6 速度推定手段 13,15 速度補正手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control object 2 Speed detection means 4 Control calculation means 5,6 Speed estimation means 13,15 Speed correction means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 速度検出手段により制御対象の速度及び
位置を検出して、目標速度プロフィールに基づくフィー
ドバック制御により前記制御対象に制御量を与えて速度
制御と位置制御とを行い、前記制御対象を目標位置に移
動させる位置決め装置において、前記速度検出手段によ
り検出された検出速度と前記制御量とに基づき前記制御
対象の現在の速度を推定する速度推定手段を設け、この
速度推定手段により推定された推定速度に基づき前記制
御対象に対する前記制御量を算出する制御演算手段を設
けたことを特徴とする位置決め装置。
1. A speed detection means detects the speed and position of a controlled object, and a feedback control based on a target speed profile gives a controlled variable to the controlled object to perform speed control and position control. In the positioning device for moving to the target position, a speed estimating means for estimating the current speed of the controlled object based on the detected speed detected by the speed detecting means and the control amount is provided, and the speed is estimated by the speed estimating means. A positioning device comprising a control calculation means for calculating the control amount for the controlled object based on an estimated speed.
【請求項2】 速度推定手段により推定された推定速度
を補正する速度補正手段を設けたことを特徴とする請求
項1記載の位置決め装置。
2. The positioning device according to claim 1, further comprising speed correction means for correcting the estimated speed estimated by the speed estimation means.
【請求項3】 電源投入時に試行制御を実行して補正量
を算出する速度補正手段としたことを特徴とする請求項
2記載の位置決め装置。
3. The positioning device according to claim 2, wherein the positioning device is a speed correction device that executes a trial control when the power is turned on to calculate a correction amount.
【請求項4】 補正量を予め算出記憶する記憶部を有す
る速度補正手段としたことを特徴とする請求項2記載の
位置決め装置。
4. The positioning device according to claim 2, wherein the positioning device is a velocity correction unit having a storage unit for calculating and storing a correction amount in advance.
【請求項5】 制御実行時の目標速度と推定速度との差
に基づき補正量を調整する速度制御手段としたことを特
徴とする請求項2記載の位置決め装置。
5. The positioning device according to claim 2, further comprising a speed control means for adjusting a correction amount based on a difference between a target speed and an estimated speed at the time of executing the control.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100493190B1 (en) * 1997-12-29 2005-08-11 삼성테크윈 주식회사 Method for driving by accelerating and decelerating motor
JP2011015483A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Canon Inc Motor controller and image forming apparatus

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