JPH0779559B2 - アクチユエ−タドライブ回路 - Google Patents

アクチユエ−タドライブ回路

Info

Publication number
JPH0779559B2
JPH0779559B2 JP62121325A JP12132587A JPH0779559B2 JP H0779559 B2 JPH0779559 B2 JP H0779559B2 JP 62121325 A JP62121325 A JP 62121325A JP 12132587 A JP12132587 A JP 12132587A JP H0779559 B2 JPH0779559 B2 JP H0779559B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
circuit
drive circuit
linear actuator
correction
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
Application number
JP62121325A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63287379A (ja
Inventor
公敏 本郷
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP62121325A priority Critical patent/JPH0779559B2/ja
Publication of JPS63287379A publication Critical patent/JPS63287379A/ja
Publication of JPH0779559B2 publication Critical patent/JPH0779559B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アクチユエータドライブ回路に係り、特に
高域機械共振の減衰係数を電気的に制御可能としたアク
チユエータドライブ回路に関するものである。
〔従来の技術〕
以下では、リニアアクチュエータのドライブ回路に適用
した場合について説明する。一般的に光ディスク装置に
おいてリニアアクチュエータは光ピックアップの位置制
御を目的とし、トラッキング制御系の制御対象として用
いられる。第5図は、光メモリシンポジウム“85論文
集”第203〜208頁に所載の「光ディスクメモリの2段結
合サーボ方式」のFig.1.1に記載されているリニアアク
チュエータブロック(GL(S))に相当し、従来のリニア
アクチュエータドライブ回路の一般的な構成を示すブロ
ック図である。説明を簡明にするため、以下では電気−
機械変換を電磁力を用いて行なうものとする。第5図に
おいて(1)は制御入力、(2)はドライブアンプ、
(3)はリニアアクチユエータ・コイル、(4)リニア
アクチユエータ磁石、(5)はリニアアクチユエータ・
コイル(3)に流れる電流とリニアアクチユエータ磁石
(4)により発生する電磁力、(6)は電磁力(5)が
働らくリニアアクチユエータ機構部、(7)はリニアア
クチユエータ機構部(6)の可動部(図示せず)に生ず
る機械的変位である。また、(8)はリニアアクチユエ
ータ・コイル(3)を定電流駆動するための電流帰還
路、そして(9)はリニアアクチユエータの動作に伴な
い発生する逆起動力を示す。また、第6図は第5図の各
ブロツクを制御理論における伝達関数表現の形に置き換
えたブロツク図であり、対応する部分には第5図と同一
の符号が付けられている。ドライブアンプ(2)の利得
をKD、リニアアクチユエータ・コイル(3)のインダク
タンスをLs、内部抵抗r、電流検出用抵抗をR、リニア
アクチユエータ磁石(4)により発生する磁束密度を
B、磁束に直交するコイル長をl、リニアアクチユエー
タの磁気効率をη、電流帰還路(8)の電流帰還利得を
KI、リニアアクチユエータ機構部(6)の可動部質量を
Mとして、リニアアクチユエータ機構部(6)の低域部
の機械伝達関数を(6a)、2次おくれ要素として表わさ
れた高域機械共振を(6b)とし、また、この高域機械共
振(6b)の共振周波数をω、減衰係数をξとした。
また、第7図は第5図および第6図のようなリニアアク
チユエータドライブ回路を持つリニアアクチユエータサ
ーボ回路のオープンループ(OPEN LOOP)特性を示した
ものであり、第7図(a)は利得(Gain)特性であり、
第7図(b)は位相(Phase)特性を示すものである。
次に動作について説明する。第6図において、制御入力
(1)はドライブアンプ(2)によりKD倍され、さらに
電流帰還電圧と減算された後、リニアアクチユエータ・
コイル(3)に印加される。ここで制御入力(1)の電
圧をVI、リニアアクチユエータ・コイル(3)に流れる
電流をILとすると、制御理論におけるブロツク等価変換
より次式の関係となる。
従つて(1)式より電流帰還利得KIの選定により、使用
周波数帯域ではインダクタンスの影響であるLsの項を無
視でき、リニアアクチユエータを定電流駆動することに
なる。また、このリニアアクチユエータ・コイル(3)
に流れる電流ILとリニアアクチユエータ磁石(4)によ
り、Fとして次式で示されるような電磁力F(5)が発
生する。
F=lBη・IL (2) この(2)式で表わされる電磁力F(5)から、リニア
アクチユエータ機構部(6)の低域部の機械伝達関数
(6a)により、次式の変位xが得られる。
(3)式で得られた変位xに対してリニアアクチユエー
タ機構部(6)の高域機械共振(6b)を考慮すると、可
動部に生ずるXで示される機械的変位X(7)は次式と
なる。
さらに、この機械的変位Xの発生により、リニアアクチ
ユエータ・コイル(3)には、 なる逆起電力VFが発生する。以上の(1)式〜(5)式
より制御入力VIから機械的変位Xまでの伝達関数は、次
式となる。
一般に、リニアアクチユエータサーボ回路では、(6)
式のような伝達関数を持つリニアアクチユエータおよび
ドライブ回路で構成されており、その系のオープンルー
プ(OPEN LOOP)特性は第7図のようになる。リニアア
クチユエータの位相回りは、低域ですでに180〔deg〕回
つており、利得(Gain)O〔db〕付近で位相進み補償す
ることにより余裕を取りこの系を安定にしているが、高
域では機械共振があるため、その前後で位相が大きく変
化する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のリニアアクチユエータドライブ回路は以上のよう
に構成されているので、高域機械共振によるサーボ系へ
の影響は避けられず、この減衰係数ξの値が過大ある
いは過小となることで、このサーボ系の安定性を確保す
るのが難しくなる場合があるという問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、リニアアクチユエータの高域機械共振の減衰
係数量を電気的に可変にできるリニアアクチユエータド
ライブ回路を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るアクチユエータドライブ回路において
は、アクチユエータの変位をアクチユエータに位置セン
サを設けて電気量として検出し、さらにこの電気量を補
正増幅し時間微分した後、アクチユエータの伝達関数の
逆変換を施して、アクチユエータドライブ回路の入力に
帰還させる帰還回路を設けるようにしたものである。
〔作用〕
この発明におけるアクチユエータドライブ回路において
は、位置センサにより電気量として検出されたアクチユ
エータ可動部に生ずる変位量を帰還する上述の帰還回路
の補正増幅利得を調整することにより、アクチユエータ
の高域機械共振の減衰係数が調整され、減衰係数を電気
的に制御できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は、発明の一実施例によるリニアアクチユエータドラ
イブ回路のブロツク図である。図において、(1)〜
(9)は従来のものと同じである(但し、リニアアクチ
ユエータ機構部(6)を低域部の機械伝達関数としての
リニアアクチユエータ機構部(6a)とリニアアクチユエ
ータ高域機械共振(6b)とに分けて示した)。(10)は
リニアアクチユエータに取り付けられたリニアアクチユ
エータの可動部(特に図示せず)の変位Xを検出する位
置センサ、(11)はリニアアクチユエータ高域機械共振
の減衰係数値を調整する補正増幅器、(12)は3階微分
特性を持つ微分回路、(13)は逆変換等価回路である。
また、第2図は、第1図の各ブロツクを伝達関数表現の
形に置き換えたブロツク図であり、対応する部分には第
1図と同一の符号が付けられている。(1)〜(9)お
よび(13)中の記号は第6図に示した従来の表現と同じ
である。また位置センサ(10)の感度をKs、補正増幅器
(11)の補正増幅利得をKH、微分回路(12)の3階微分
特性をs3と表現している。また、第3図はこの発明の原
理を示したブロツク図であり、(14)は補正ブロツクを
示す。また各記号は、第2図と同様のものである。そし
て第4図は、第1図のリニアアクチユエータドライブ回
路の帰還回路部分を具体的に実現した回路図である。
次に動作について説明する。まず、原理として説明する
と、第3図において、リニアアクチユエータドライブ回
路のリニアアクチユエータ高域機械共振(6b)の出力で
ある機構的変位X(7)を位置センサにより検出し、1
階微分し、増幅する補正ブロツク(14)を介して高域機
械共振(6b)の入力へ帰還するリニアアクチユエータド
ライブ回路を、伝達関数ブロツク上で考えてみる。この
系全体の伝達関数は、 となり、(6)式と比較してこの(7)式において高域
機械共振の項における減衰係数ξ′を求めると、 となる。従来の高域機械共振(6b)の減衰係数ξに比
べ、補正ブロツク(14)を加えて補正増幅利得KHを可変
にすることで、高域機械共振(6b)の減衰係数ξ′
自由に変えることができる。しかし、この補正ブロツク
(14)は高域機械共振(6b)の入力である変位xに帰還
しているので、実際には実現不可能である。従つて、伝
達関数の等価ブロツク変換に基づき、第2図のように、
位置センサ(10)の出力を補正増幅利得KHの補正増幅器
(11)を通した後、3階微分特性を有する微分回路(1
2)と逆変換等価回路(13)に入れることで、ドライブ
アンプ(2)の入力側に帰還することができる。ただ
し、ここでの逆変換等価回路(13)の伝達関数GFは、イ
ンダクタンスの影響を無視できることから次式となる。
このようにドライブアンプ(2)の入力側では、電圧VI
の制御入力(1)との加減算となるので実現可能であ
る。第4図に第1図の帰還回路部分、すなわち(10)〜
(13)の部分、およびドライブアンプ(2)、リニアア
クチユエータ・コイル(3)の部分の演算増幅器を用い
た実際の回路の一例を示す。ここでは、位置センサ(1
0)として、フオトダイオード(100)を備えた光学式位
置センサを使用し、制御入力VI(1)に負帰還すること
で減衰係数ξを小さくする場合の例であり、この回路
において補正増幅器(11)の補正増幅利得KHの設定は、 となる。3階微分特性を有する微分回路(12)は、実現
困難であるため、カツトオフ周波数を高域機械共振周波
数以上に持つ3次の高域通過フイルタの微分特性を示す
部分を利用している。また、逆変換等価回路(13)の回
路定数の設定は、(9)式より となる。また、減衰係数ξを大きくする場合には、第
4図の点線Aで示したように正帰還するように結線すれ
ばよい。以上のように、帰還回路の部分は演算増幅器3
段で簡単に実現でき、リニアアクチユエータの高域機械
共振の減衰係数ξを電気的に変化させることができ
る。
なお、上記実施例においては、位置センサ(10)の後に
補正増幅器(11)、微分回路(12)、逆変換等価回路
(13)が順次直列に接続されているが、この順番につい
てはこれに限定されるものではなく、例えば最後すなわ
ち逆変換等価回路(12)の後段に補正増幅器(11)が接
続された場合、あるいは微分回路(12)と逆変換等価回
路(13)との間に補正増幅器(11)が接続された場合等
であつても同様な効果を奏する。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によるアクチュエータドライブ回
路においては、アクチュエータの変位を微分し、さらに
逆変換して制御入力に帰還し、高域機械共振の減衰係数
を可変調整することができるよう帰還回路を設けて構成
したので、高域機械共振を自在に制御することにより、
広い制御帯域がとれ、より安定度の高い制御系が得ら
れ、またアクチュエータ構造設計も容易になり、またア
クチュエータ特性の経時変化や特性バラツキにも容易に
対応できる効果が得られる。またさらに、帰還回路を簡
単な電気回路で安価に構成できる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のアクチユエータドライブ回路の一実
施例の構成を示すブロツク図、第2図は第1図に示した
回路を伝達関数表現したブロツク図、第3図はこの発明
の原理を示したブロツク図、第4図はこの発明のアクチ
ユエータドライブ回路の帰還部分を具体的に実現した回
路図、第5図は従来のアクチユエータドライブ回路の構
成を示すブロツク図、第6図は第5図に示した回路を伝
達関数表現で示したブロツク図、第7図はリニアアクチ
ユエータサーボ系のオープンループ特性図である。 図において、(1)は制御入力、(2)はドライブアン
プ、(3)はリニアアクチユエータ・コイル、(4)は
リニアアクチユエータ磁石、(5)は電磁力、(6)は
リニアアクチユエータ機構部、(7)は変位、(10)は
位置センサ、(11)は補正増幅器、(12)は微分回路、
(13)は逆変換等価回路、(100)はフオトダイオード
である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気量を機械的変位に変換するアクチュエ
    ータと、 このアクチュエータを駆動するドライブ回路と、 上記アクチュエータにより発生した変位を電気量として
    検出する位置センサと、 この位置センサの出力を時間微分する微分回路と、 上記アクチュエータの逆伝達関数に等しい回路定数を有
    する逆変換等価回路と、 所望の補正増幅利得で増幅を行う増幅率可変の補正増幅
    器と、 を備え、 上記位置センサの出力を上記微分回路、逆変換等価回路
    および補正増幅器を介して上記ドライブ回路の入力に正
    帰還もしくは負帰還させ、かつ上記補正増幅器の補正増
    幅利得を調整してアクチュエータ高域機械共振の減衰係
    数を制御することを特徴とするアクチュエータドライブ
    回路。
  2. 【請求項2】時間微分を行う上記微分回路において、カ
    ットオフ周波数をアクチュエータ高域機械共振周波数以
    上に持つ高域通過フィルタを設け、これの微分特性を利
    用することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のア
    クチュエータドライブ回路。
  3. 【請求項3】リニアアクチュエータに適用したことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第2項のいずれか
    に記載のアクチュエータドライブ回路。
JP62121325A 1987-05-20 1987-05-20 アクチユエ−タドライブ回路 Expired - Lifetime JPH0779559B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62121325A JPH0779559B2 (ja) 1987-05-20 1987-05-20 アクチユエ−タドライブ回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62121325A JPH0779559B2 (ja) 1987-05-20 1987-05-20 アクチユエ−タドライブ回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63287379A JPS63287379A (ja) 1988-11-24
JPH0779559B2 true JPH0779559B2 (ja) 1995-08-23

Family

ID=14808457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62121325A Expired - Lifetime JPH0779559B2 (ja) 1987-05-20 1987-05-20 アクチユエ−タドライブ回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0779559B2 (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55155572A (en) * 1979-05-18 1980-12-03 Pioneer Electronic Corp Linear tracking arm driving gear

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63287379A (ja) 1988-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8629642B2 (en) Closed-loop motor driver compensation
US2843671A (en) Feed back amplifiers
JPH0779559B2 (ja) アクチユエ−タドライブ回路
CN111133503A (zh) 声换能器和磁化电流控制器
US5814962A (en) Servo controller
CN115842485B (zh) 一种交流测试电源的双环控制系统及控制方法
CN109120181B (zh) 一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法
JP2687242B2 (ja) サーボ加速度計
WO2019064690A1 (ja) 速度検出回路および駆動制御装置
JPH05244790A (ja) リニアモータ制御回路
JPS63200211A (ja) アクチユエ−タドライブ回路
JPH0744839A (ja) ヘッド駆動装置
CN118413730B (zh) 一种光圈驱动电路及摄像机
JPS63153965A (ja) ズ−ム機能付きマイクロホン装置
CN113972899B (zh) 一种针对惯性环节的新型运算放大补偿电路及其控制系统
JPH06301948A (ja) ヘッド駆動装置
JPH01208776A (ja) 磁気ディスク装置
JPS63287378A (ja) アクチユエ−タドライブ回路
JPH02214206A (ja) 増幅器回路
JPH02230507A (ja) 磁気ヘッド駆動装置
JPH0535453Y2 (ja)
JPH04116011U (ja) 磁気軸受制御装置
JP2695313B2 (ja) アクチュエータの駆動制御装置
JP2004191261A (ja) 磁気式位置検出装置
JP2003152471A (ja) 連続信号に重畳された信号を切り替える増幅器と、この種の信号を増幅する方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070823

Year of fee payment: 12