JPH0794575A - Actuator driver - Google Patents
Actuator driverInfo
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- JPH0794575A JPH0794575A JP25752693A JP25752693A JPH0794575A JP H0794575 A JPH0794575 A JP H0794575A JP 25752693 A JP25752693 A JP 25752693A JP 25752693 A JP25752693 A JP 25752693A JP H0794575 A JPH0794575 A JP H0794575A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、弾性部材によって支持
されたコイルアクチュエータ等を駆動手段として位置決
めを行う際に、あらかじめ定められた目標速度プロファ
イルに従うようにアクチュエータの駆動速度を制御する
ようにしたアクチュエータ駆動装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls the driving speed of an actuator so as to follow a predetermined target speed profile when positioning is performed by using a coil actuator supported by an elastic member as a driving means. The present invention relates to an actuator drive device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は従来のアクチュエータ駆動装置の
ブロック図である。１はアクチュエータ、７はアクチュ
エータの位置を検出する位置センサ、８は所定の目標位
置とアクチュエータ１の位置との偏差からアクチュエー
タ１の駆動信号を生成する補償器である。補償器８はア
クチュエータ１の位置が目標位置に追従するようにアク
チュエータ１への駆動信号を生成する。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram of a conventional actuator driving device. Reference numeral 1 is an actuator, 7 is a position sensor for detecting the position of the actuator, and 8 is a compensator for generating a drive signal of the actuator 1 from a deviation between a predetermined target position and the position of the actuator 1. The compensator 8 generates a drive signal for the actuator 1 so that the position of the actuator 1 follows the target position.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、アクチュエータの速度を陽に制御していないた
め、目標位置とアクチュエータの位置との偏差が大きい
場合にはアンプの飽和を引き起こしたり、場合によって
は、オーバーシュートが大きくなったり振動が発生した
りするという欠点がある。However, in the above configuration, since the speed of the actuator is not explicitly controlled, if the deviation between the target position and the position of the actuator is large, the saturation of the amplifier may be caused, or the amplifier may be saturated. Has the drawbacks of large overshoot and vibration.
【０００４】本発明の目的は、この従来技術の問題点に
鑑み、アクチュエータ駆動装置において、上述のような
アンプの飽和、オーバーシュート、振動等のないスムー
ズな駆動制御が行われるようにすることにある。In view of the problems of the prior art, it is an object of the present invention to perform smooth drive control in the actuator drive device without the above-mentioned amplifier saturation, overshoot, vibration and the like. is there.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のアクチュエータ駆動装置は、アクチュエータ
と、前記アクチュエータの駆動速度を検出する速度検出
手段と、前記アクチュエータの所定の目標速度と前記ア
クチュエータの現在の速度との偏差を求める速度偏差生
成手段と、この偏差を入力として前記アクチュエータの
駆動信号を出力する駆動信号生成手段とを有し、この駆
動信号生成手段の入出力特性が１次もしくはそれ以上の
積分特性を有することを特徴とする。前記アクチュエー
タとしては弾性部材によって支持されたコイルアクチュ
エータを使用することができる。In order to achieve this object, an actuator drive device of the present invention comprises an actuator, speed detection means for detecting the drive speed of the actuator, a predetermined target speed of the actuator and the actuator. It has a speed deviation generation means for obtaining a deviation from the current speed and a drive signal generation means for outputting the drive signal of the actuator with the deviation as an input, and the input / output characteristic of the drive signal generation means is primary or It is characterized by having the above integral characteristics. A coil actuator supported by an elastic member can be used as the actuator.
【０００６】[0006]
【作用】これによれば、アクチュエータの速度が陽に制
御されるため、アクチュエータが望ましい速度プロファ
イルに従った速度で駆動する。したがって、アンプの飽
和、オーバーシュート、振動等のないスムーズな駆動制
御が行われる。According to this, since the speed of the actuator is positively controlled, the actuator is driven at a speed according to the desired speed profile. Therefore, smooth drive control without saturation, overshoot or vibration of the amplifier is performed.
【０００７】[0007]
【実施例】図１は本発明の一実施例に係るアクチュエー
タ駆動装置を示すブロック図である。同図において、１
はコイルアクチュエータ、２はアクチュエータ１の駆動
速度を検出して出力する速度センサ、３は与えられた目
標速度と速度センサ２の出力との偏差信号に基づいてア
クチュエータ１の駆動信号を生成するための信号を出力
する第１補償器、４は前記目標速度に基づきアクチュエ
ータ１の駆動信号を生成するための信号を出力する第２
補償器、５は第１補償器への入力信号、６は第１補償器
からの出力信号である。第１補償器３と第２補償器４の
出力の和がコイルアクチュエータ１の駆動信号となる。1 is a block diagram showing an actuator driving device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1
Is a coil actuator, 2 is a speed sensor for detecting and outputting the driving speed of the actuator 1, and 3 is for generating a driving signal of the actuator 1 based on a deviation signal between a given target speed and an output of the speed sensor 2. A first compensator 4 for outputting a signal, and a second compensator 4 for outputting a signal for generating a drive signal for the actuator 1 based on the target speed.
Compensator 5 is an input signal to the first compensator, and 6 is an output signal from the first compensator. The sum of the outputs of the first compensator 3 and the second compensator 4 becomes the drive signal of the coil actuator 1.
【０００８】以上のように構成された速度制御装置の動
作について説明する。アクチュエータ１の速度は速度セ
ンサ２によって検出され、目標速度と検出されたアクチ
ュエータ１の速度との偏差が速度偏差生成手段によって
求められ、この偏差信号が第１補償器３への入力信号５
となる。また、目標速度は第２補償器４にも入力され、
第１補償器３の出力６と第２補償器４の出力との和がア
クチュエータ１の駆動信号となり、これがアクチュエー
タ１を駆動する。The operation of the speed control device configured as described above will be described. The speed of the actuator 1 is detected by the speed sensor 2, the deviation between the target speed and the detected speed of the actuator 1 is obtained by the speed deviation generating means, and this deviation signal is the input signal 5 to the first compensator 3.
Becomes The target speed is also input to the second compensator 4,
The sum of the output 6 of the first compensator 3 and the output of the second compensator 4 becomes the drive signal of the actuator 1, and this drives the actuator 1.
【０００９】第２補償器４の伝達関数は数１式のように
構成される。The transfer function of the second compensator 4 is constructed as in the equation (1).
【００１０】[0010]
【数１】 ここで、Ｆc 、Ｆd 、Ｔd は、あらかじめ定められた定
数であり、ｓは複素変数である。[Equation 1] Here, F c , F d , and T d are predetermined constants, and s is a complex variable.
【００１１】第１補償器３の伝達関数は数２式のように
構成される。The transfer function of the first compensator 3 is constructed as shown in the equation (2).
【００１２】[0012]
【数２】 ここで、Ｋc 、Ｋi は、あらかじめ定められた定数であ
る。数２式から明らかなように、第１補償器３はＰＩコ
ントローラであるので１次の積分特性を持ち、そのボー
ド線図のゲイン特性は図２のようになる。[Equation 2] Here, K c and K i are predetermined constants. As is clear from the equation (2), since the first compensator 3 is the PI controller, it has a first-order integral characteristic, and the gain characteristic of its Bode diagram is as shown in FIG.
【００１３】アクチュエータ１の周波数特性を２次で近
似すると、その伝達関数は数３式のように表される。When the frequency characteristic of the actuator 1 is approximated by the second order, its transfer function is expressed by the equation (3).
【００１４】[0014]
【数３】 ここで、Ｍ、Ｃ、Ｋ、ＫT はアクチュエータ１の特性か
らパラメータ同定によって求めることができる定数であ
る。数３式のボード線図のゲイン特性は図３のようにな
る。[Equation 3] Here, M, C, K, and K T are constants that can be obtained from the characteristics of the actuator 1 by parameter identification. The gain characteristic of the Bode diagram of Equation 3 is as shown in FIG.
【００１５】図１の制御系を構成したとき、目標速度か
らアクチュエータの速度までの伝達関数のボード線図の
ゲイン特性は図４のようになる。したがって、第１補償
器３が１次の積分特性を持つように設計することによっ
て速度制御系を構成することができる。また、第２補償
器４によって目標速度からのフィードフォワード補償を
することによってアクチュエータの速度の目標速度への
追従を速くすることができる。When the control system of FIG. 1 is constructed, the gain characteristic of the Bode diagram of the transfer function from the target speed to the speed of the actuator is as shown in FIG. Therefore, the speed control system can be configured by designing the first compensator 3 to have a first-order integral characteristic. Further, the feed-forward compensation from the target speed is performed by the second compensator 4, so that the speed of the actuator can quickly follow the target speed.
【００１６】本実施例では、第１補償器３をＰＩコント
ローラで実現したが、２次の積分特性を持つように、数
４式のように構成することもできる。In the present embodiment, the first compensator 3 is realized by the PI controller, but it can also be constructed as in the equation (4) so as to have the second-order integral characteristic.
【００１７】[0017]
【数４】 数４式のように構成すると、ステップ状の目標速度の変
化に定常誤差なく追従することができる制御系を構成で
きる。[Equation 4] When configured as in Equation 4, it is possible to configure a control system that can follow a step-like change in the target speed without a steady error.
【００１８】また、３次の積分特性を持つように、数５
式のように構成することもできる。In order to have a third-order integral characteristic,
It can also be configured like an expression.
【００１９】[0019]
【数５】 数５式のように構成すると、ランプ状の目標速度の変化
に定常誤差なく追従することができる制御系を構成でき
る。[Equation 5] If configured as in the equation (5), it is possible to configure a control system that can follow a ramp-shaped change in the target speed without a steady error.
【００２０】また、本実施例では第１補償器３や第２補
償器４を連続系で実現したが、これらの一部もしくは全
体をマイクロコンピュータのプログラム等の離散系で実
現してもよい。Although the first compensator 3 and the second compensator 4 are realized in a continuous system in this embodiment, some or all of them may be realized in a discrete system such as a program of a microcomputer.
【００２１】図５は本発明の他の実施例に係り、光ディ
スク装置において弾性部材によって支持された構造を持
つトラッキングアクチュエータの制御回路のブロック図
である。同図において、９は光スポットを所望のトラッ
クに追従させるためのトラッキングアクチュエータ、１
０はトラッキングアクチュエータ９に駆動電流を供給す
るドライバ回路、１１はマルチトラックジャンプとトラ
ッキング制御の制御モードを切り替えるスイッチ、１２
は光スポットのトラック中心からのずれの大きさに相当
するトラッキングエラー信号を生成するトラッキング誤
差検出器、１３はトラッキングアクチュエータ９がトラ
ック中心に追従するように制御信号を生成するトラッキ
ング制御器、１４はトラッキングエラー信号を入力とし
て光スポットがトラックを横切った回数をカウントする
トラックカウンタ回路、１５は目標速度を生成する目標
速度生成器、１６はトラックカウンタ回路１４の出力か
ら光スポットの速度を求める速度演算器、１７は光スポ
ットの速度が目標速度に追従するように制御信号を生成
する速度制御器である。スイッチ１１の切替えは図示し
ないＣＰＵによって行われ、これによりトラッキング制
御動作とマルチトラックジャンプとが切り替えられる。FIG. 5 is a block diagram of a control circuit of a tracking actuator having a structure supported by an elastic member in an optical disk device according to another embodiment of the present invention. In the figure, 9 is a tracking actuator for making the light spot follow a desired track, and 1
0 is a driver circuit for supplying a drive current to the tracking actuator 9, 11 is a switch for switching control modes of multi-track jump and tracking control, 12
Is a tracking error detector for generating a tracking error signal corresponding to the deviation of the light spot from the track center, 13 is a tracking controller for generating a control signal so that the tracking actuator 9 follows the track center, and 14 is A track counter circuit that counts the number of times a light spot crosses a track with a tracking error signal as an input, 15 a target speed generator that generates a target speed, and 16 a speed calculation that calculates the speed of the light spot from the output of the track counter circuit 14. Reference numeral 17 denotes a speed controller that generates a control signal so that the speed of the light spot follows the target speed. The switch 11 is switched by a CPU (not shown), which switches between the tracking control operation and the multi-track jump.
【００２２】以上のように構成された光ディスクのトラ
ッキングアクチュエータ制御回路の動作について説明す
る。トラッキング制御動作時には、トラッキング誤差検
出器１２が光スポットと目標トラックとの位置のずれを
検出してトラッキングエラー信号を生成し、トラッキン
グ制御器１３はトラッキングエラー信号に基づき光スポ
ットを目標トラックの中心に動かすような制御信号を生
成する。ドライバ回路１０はこの制御信号をトラッキン
グアクチュエータ９の駆動電流に変換してトラッキング
アクチュエータ９に出力する。The operation of the tracking actuator control circuit for the optical disc configured as described above will be described. During the tracking control operation, the tracking error detector 12 detects a positional deviation between the light spot and the target track to generate a tracking error signal, and the tracking controller 13 sets the light spot to the center of the target track based on the tracking error signal. Generates control signals to move. The driver circuit 10 converts this control signal into a drive current for the tracking actuator 9 and outputs it to the tracking actuator 9.
【００２３】マルチトラックジャンプ時には、トラッキ
ング誤差検出器１２によって生成されたトラッキングエ
ラー信号がトラックカウンタ回路１４への入力となり、
これに基づいてトラックカウンタ回路１４はマルチトラ
ックジャンプ開始時点からの光スポットがトラックを横
切った回数をカウントし、光スポットの現在トラックを
出力する。このカウント値に基づいて速度演算器１６は
光スポットの速度を求める。一方、目標速度生成器１５
はトラックカウンタ回路１４が出力する現在トラックと
図示しないＣＰＵから与えられた目標トラックとから目
標速度を生成する。速度制御器１７はこの目標速度と速
度演算器１６からの光スポット速度との速度偏差を求
め、光スポットの速度が目標速度に追従するように光ス
ポットを動かすような制御信号を生成する。At the time of a multi-track jump, the tracking error signal generated by the tracking error detector 12 becomes an input to the track counter circuit 14,
Based on this, the track counter circuit 14 counts the number of times the light spot has crossed the track from the start of the multi-track jump, and outputs the current track of the light spot. Based on this count value, the speed calculator 16 determines the speed of the light spot. On the other hand, the target speed generator 15
Generates a target speed from the current track output from the track counter circuit 14 and a target track given by a CPU (not shown). The speed controller 17 obtains a speed deviation between the target speed and the light spot speed from the speed calculator 16, and generates a control signal for moving the light spot so that the speed of the light spot follows the target speed.
【００２４】ここで、速度制御器１７へ入力される速度
偏差から制御信号出力までの伝達関数は数６式のように
構成される。Here, the transfer function from the speed deviation input to the speed controller 17 to the output of the control signal is constructed as shown in the equation (6).
【００２５】[0025]
【数６】 ここで、Ｃ1 、Ｃ2 はあらかじめ定められた定数であ
る。数６式から明らかなように速度制御器１７はＰＩコ
ントローラであるため、１次の積分特性を持つ。[Equation 6] Here, C 1 and C 2 are predetermined constants. As is clear from the equation (6), the speed controller 17 is a PI controller and therefore has a first-order integral characteristic.
【００２６】以上の制御系を構成することによって、弾
性部材によって支持された構造を持つトラッキングアク
チュエータの速度制御系の目標速度への十分な追従性能
を得ることができ、正確なマルチトラックジャンプを実
現できる。By configuring the above control system, it is possible to obtain sufficient tracking performance to the target speed of the speed control system of the tracking actuator having a structure supported by the elastic member, and to realize an accurate multitrack jump. it can.
【００２７】また、本実施例では速度制御器１７を連続
系で実現したが、これらの一部もしくは全体をマイクロ
コンピュータのプログラム等の離散系で実現してもよ
い。Further, in this embodiment, the speed controller 17 is realized by a continuous system, but a part or the whole of these may be realized by a discrete system such as a program of a microcomputer.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、与
えられた目標速度に対する十分な追従性能を有するアク
チュエータの速度制御系を構成することが可能となり、
アンプの飽和、オーバーシュート、振動等のないスムー
ズなアクチュエータの駆動制御を行うことができる。As described above, according to the present invention, it becomes possible to construct a speed control system for an actuator having sufficient tracking performance for a given target speed,
It is possible to perform smooth actuator drive control without amplifier saturation, overshoot, or vibration.
【図１】 本発明の一実施例に係るアクチュエータ駆動
装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an actuator drive device according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１の装置の第１補償器３のボード線図のゲ
イン特性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a gain characteristic of a Bode diagram of the first compensator 3 of the apparatus of FIG.
【図３】 図１の装置のアクチュエータ１のボード線図
のゲイン特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a gain characteristic of a Bode diagram of the actuator 1 of the apparatus of FIG.
【図４】 図１の装置における目標速度からアクチュエ
ータの速度までの伝達関数のボード線図のゲイン特性を
示すグラフである。4 is a graph showing a gain characteristic of a Bode diagram of a transfer function from a target speed to an actuator speed in the apparatus of FIG.
【図５】 本発明の他の実施例に係る光ディスク装置に
おける弾性部材によって支持された構造を持つトラッキ
ングアクチュエータ制御回路のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a tracking actuator control circuit having a structure supported by an elastic member in an optical disc device according to another embodiment of the present invention.
【図６】 従来のアクチュエータ駆動装置のブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional actuator drive device.
１：アクチュエータ、２：速度センサ、３：第１補償
器、４：第２補償器、９：トラッキングアクチュエー
タ、１２：トラッキング誤差検出器、１４：トラックカ
ウンタ回路、１５：目標速度生成器、１６：速度演算
器、１７：速度制御器。1: Actuator, 2: Speed sensor, 3: First compensator, 4: Second compensator, 9: Tracking actuator, 12: Tracking error detector, 14: Track counter circuit, 15: Target speed generator, 16: Speed calculator, 17: Speed controller.
Claims (2)
の駆動速度を検出する速度検出手段と、前記アクチュエ
ータの所定の目標速度と前記アクチュエータの現在の速
度との偏差を求める速度偏差生成手段と、この偏差を入
力として前記アクチュエータの駆動信号を出力する駆動
信号生成手段とを有し、この駆動信号生成手段の入出力
特性が１次もしくはそれ以上の積分特性を有することを
特徴とするアクチュエータ駆動装置。1. An actuator, a speed detecting means for detecting a driving speed of the actuator, a speed deviation generating means for calculating a deviation between a predetermined target speed of the actuator and a current speed of the actuator, and inputting the deviation. And a drive signal generating means for outputting a drive signal for the actuator, and the input / output characteristic of the drive signal generating means has a primary or higher integral characteristic.
支持されたコイルアクチュエータであることを特徴とす
る請求項２記載のアクチュエータ駆動装置。2. The actuator drive device according to claim 2, wherein the actuator is a coil actuator supported by an elastic member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25752693A JPH0794575A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Actuator driver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25752693A JPH0794575A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Actuator driver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794575A true JPH0794575A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=17307524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25752693A Pending JPH0794575A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Actuator driver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794575A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012114436A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Asml Netherlands Bv | Controller, lithographic apparatus, method of controlling object position, and device manufacturing method |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP25752693A patent/JPH0794575A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012114436A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Asml Netherlands Bv | Controller, lithographic apparatus, method of controlling object position, and device manufacturing method |
| US8854607B2 (en) | 2010-11-22 | 2014-10-07 | Asml Netherlands B.V. | Controller, lithographic apparatus, method of controlling the position of an object and device manufacturing method |
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