KR100207595B1 - 속도오차 발생방법 및 장치 - Google Patents

속도오차 발생방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명인 속도제어 방법 및 장치는 실제속도의 성분 중에서 직류성분을 소거하는 과정과, 실제속도의 교류성분에 지령속도의 직류성분을 첨가하는 과정과, 지령속도전압에 미소전압을 가산하는 과정과, 지령속도전압에 미소전압을 감산하는 과정과, 실제속도의 교류성분에 지령속도의 직류성분을 첨가한 신호와 지령속도전압에 미소전압을 가산한 신호를 비교하는 과정과, 실제속도의 교류성분에 지령속도의 직류성분을 첨가한 신호와 지령속도전압에 미소전압을 감산한 신호를 비교하는 과정과, 비교과정의 결과들에 의해서 실제속도를 속도오차 발생의 입력으로 사용할 것인지 아니면 지령속도로 대치할 것인지를 결정하는 과정을 포함하고, 이러한 방법을 실현하기 위한 장치를 구비한 것을 특징으로 한다. 따라서, 속도제어 분야에서 속도제어시 실제속도와 지령속도와의 차이가 일정한 범위(ΔV)보다 더 크거나 더 작을 경우에 실제속도 측정오류로 보고 실제속도를 지령속도로 대치시켜 주어서 제어계의 신뢰성을 높여주는데 있어서 효과적인 발명이다.

Description

속도오차 발생방법 및 장치
제1도는 종래의 속도오차 발생장치의 개략적인 구성 블록도이다.
제2도는 종래의 속도오차 발생장치의 출력 파형도이다.
제3도는 속도오차 발생방법을 파형도와 함께 단계별로 도시한 표이다.
제4도는 본 발명에 따른 속도오차 발생장치의 블록도이다.
제5도는 제4도의 블록도 각부의 출력 파형도이다.
제6도는 본 발명의 속도오차 발생장치가 적용된 광디스크 드라이브의 구성 블록도이다.
본 발명은 속도오차 발생방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 광자기 디스크 드라이브의 트랙횡단 속도의 제어에 있어서, 지령속도와 실제속도와의 오차를 발생하여 속도를 제어할 때 노이즈에 의해서 영향을 받지않도록 종래의 속도 오차 발생장치에 부가적인 기능을 추가하여 외부의 노이즈나 예상밖의 실제속도가 발생했을 때 실제속도를 지령속도로 대치시켜주는 속도오차 발생방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 제어분야에서 제어대상의 속도를 제어할 때 제어하고자 하는 지령속도와 제어대상이 지령속도에 대해서 발생하는 실제속도와의 차이를 가지고 속도오차를 발생하여 이 신호를 통해서 속도를 제어하는데 사용한다. 즉, 지령속도에서 실제속도를 뺀 속도오차를 가지고 속도를 제어한다.
이 경우 대개의 경우에는 정상적인 결과를 발생하지만, 실제속도에 노이즈나 그밖의 다른 원인으로 인하여 실제속도가 정확하게 측정되지 않았을 때 잘못된 속도오차가 발생되고, 이렇게 잘못 발생된 속도오차 신호를 그대로 제어신호로 사용함으로써 더욱 잘못된 속도오차를 유발하는 문제점을 가지고 있다.
제1도는 종래의 속도오차 발생장치의 개략적인 구성 블록도이다. 실제속도 발생기(10)로부터의 신호와 지령속도 발생기(11)로부터의 신호를 속도오차 발생장치(12)에 입력하여 지령속도에서 실제속도를 뺀 값에 해당하는 속도오차 신호를 발생시킨다. 그런, 실제속도에 노이즈가 포함되는 경우에는 잘못된 속도오차 신호를 발생하는데, 이를 설명하기 위해서 노이즈가 포함된 실제속도 신호에 대해 종래의 속도오차 발생장치가 처리하는 동작 파형도를 제2도에 도시하였다. 실제속도 전압이 도시되어 있는 파형도에서 노이즈에 의해서 잘못된 신호(20)가 실제속도 전압 파형도에 삽입되어 있다. 이 경우에 이러한 노이즈로 인한 신호가 속도오차 전압신호에 그대로 나타난다(21). 예를들어서 광자기 디스크 드라이브에서는 광빔(Beam)을 이용하여 디스크 표면의 미세한 정보신호를 검출하는 광헤드이 트랙검출 신호에 의해서 사용자가 원하는 목표트랙을 찾을 수 있게되므로, 디스크 표면상의 결함, 오프셋 검출 플래그(Offset Detection Flag) 영역, 프리포맷(Preformat) 영역 및 휴대용 광자기 디스크 드라이브에서의 흔들림 등에 의해서 트랙검출 신호가 잘못 발생할 수 있는데, 이로인해서 실제속도가 잘못되어 결국 잘못된 속도오차 신호를 발생하게 된다. 그래서, 이렇게 잘못된 속도오차 신호에 의해서 제어하는 동안 실제속도가 제어하고자 하는 지령속도의 미소전압(ΔV) 차감범위, 즉 정상상태범위를 벗어나면 올바른 속도 제어가 불가능하게 되므로 노이즈 및 예상밖의 실제속도가 발생하더라도 속도오차 신호에 영향을 미치지 않는 속도오차 발생장치의 필요성이 대두되었다.
따라서 본 발명의 목적은 종래의 속도오차 발생장치에 부가적인 회로를 추가하여 외부의 노이즈나 예상밖의 실제속도가 발생하더라도 실제속도를 지령속도로 대치시켜 줌으로써 잘못된 속도오차 신호의 발생을 방지하는 것을 목적으로 하는 속도오차 발생방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 속도오차 발생방법은 실제속도 발생기로부터의 실제속도와 지령속도 발생기로부터의 지령속도를 비교하여 속도를 제어하는 속도오차 발생방법에 있어서, 실제속도의 성분 중에서 직류성분을 소거하는 과정과, 실제속도의 교류성분에 지령속도의 직류성분을 첨가하는 과정과, 지령속도 전압에 미소전압을 가산하는 과정과, 지령속도전압에 미소전압을 감산하는 과정과, 상기 실제속도의 교류성분에 지령속도의 직류 성분을 첨가한 신호와 상기 지령속도전압에 미소전압을 가산한 신호를 비교하는 과정과, 상기 실제속도의 교류성분에 지령속도의 직류성분을 첨가한 신호와 상기 지령속도전압에 미소전압을 감산한 신호를 비교하는 과정과, 상기 비교과정의 결과들에 의해서 실제 속도를 속도오차 발생의 입력으로 사용할 것인지 아니면 지령속도로 대치할 것인지를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 속도오차 발생장치는 실제속도 발생기와 지령속도 발생기를 포함한 속도오차 발생장치에 있어서, 상기 실제속도 발생기로부터의 실제속도 신호에서 직류성분을 소거하는 직류성분 소거수단, 상기 직류성분 소거수단으로부터의 신호에 상기 지령속도 발생기로부터의 신호의 직류성분을 첨가하는 직류성분 첨가수단, 상기 지령속도 발생기로부터의 신호에 미소전압(ΔV)을 가산하는 미소전압 가산기, 상기 지령속도 발생기로부터의 신호에 미소전압(ΔV)을 감산하는 미소전압 감산기, 상기 직류성분 첨가수단으로부터의 신호와 상기 미소전압 가산기로부터의 신호를 비교하는 비교기, 상기 직류성분 첨가수단으로부터의 신호와 상기 미소전압 감산수단의 신호를 비교하는 비교기, 상기 비교기들의 신호에 의해서 상기 실제속도 발생기로부터의 신호를 선택하거나 상기 지령속도 발생기로부터의 신호를 선택하는 선택수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
제3도에서는 속도오차 발생방법을 파형도와 함께 단계별로 도시하였다. 초기상태(제30단계)에서의 실제속도와 지령속도를 파형도로 나타내었다. 실제속도에서 직류성분을 소거한다(제31단계). 실제속도의 교류성분에 지령속도의 직류성분을 첨가한다(제32단계). 지령속도 전압에 미소전압을 가산한다(제33단계). 지령속도 전압에 미소전압을 감산한다(제34단계). 상기 제32단계에서 얻은 실제속도 신호가 상기 제33단계에서 얻은 신호보다 큰 조건을 만족하는지를 알기 위해서 두 신호를 비교한다(제36단계). 상기 제35단계와 제36단계의 조건이 모두 거짓인 경우에는 실제속도를 오차발생의 입력으로 사용하고, 두 조건중 하나라도 참인경우에는 지령속도를 오차발생의 입력으로 대치하여 사용함으로써 결과적인 속도오차 신호에 노이즈에 의한 신호의 영향력을 배제하여 정확한 속도제어가 가능하게 된다(제37단계).
또한, 실제속도 발생기와 지령속도 발생기를 포함한 속도오차 발생장치를 위한 구성 블록도는 제4도에 도시되어 있다.
실제속도 발생기(301)로부터의 신호가 직류성분 소거기(303)로 연결되어 있고, 상기 직류성분 소거기(303)의 출력은 지령속도 발생기(302)로부터의 신호와 함께 직류성분 첨가기(304)로 입력된다. 지령속도 발생기(302)로부터의 신호는 미소전압 가산기(305)와 미소전압 감산기(306) 각각 입력된다. 상기 직류성분 첨가기(304)에서 출력되는 신호와 상기 미소전압 가산기(305)의 출력신호는 비교기(307)에 연결되어 있고, 상기 직류성분 첨가기(304)에서 출력되는 신호와 상기 미소전압 감산기(306)의 출력신호는 비교기(308)에 연결되어 있다. 스위칭을 위한 풀업수단(309)으로 상기 비교기들(307,308)의 결과신호를 제1스위칭 수단(311) 또는 인버터(310)를 통하여 반전된 신호가 입력되는 제2스위칭 수단(312)의 제어단자부에 전달된다. 그래서, 하이레벨 신호일때는 제1스위칭 수단(311)이 온이 되고, 로우레벨 신호일때는 제2스위칭 수단(312)이 온이 된다.
제5도는 제4도의 구성에 대한 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 제4도의 구성과 함께 설명하면 다음과 같다.
지령속도 전압에 대해서 미소전압(ΔV)을 가산한 신호와 감산한 신호를 실제속도 전압과 비교하여 실제속도 전압이 미소전압(ΔV)을 가산한 신호보다 크거나 미소전압(ΔV)을 감산한 신호보다 작은 경우가 발생하면, 비교기(308)의 출력이 로우레벨이 된다.(50구간) 로우레벨이 되면 반전(310)된 스위칭 수단(312)이 선택되고, 상기 50구간에서는 지령속도 신호가 실제속도 신호를 대치하여 속도오차 발생기(313)의 ⓐ단자에 입력된다. 결국 상기 50구간에서의 속도오차 신호는 실제속도 신호의 노이즈에 영향을 받지않고 종전의 상태를 유지하게된다.
제6도는 본 발명에 따른 실시예의 개략적인 구성 블록도이다.
광자기 디스크 드라이브에서 디스크(60)를 회전시켜주기 위한 스핀들 모터(62)는 회전서보(67)에 연결되어 있다. 회전하는 디스크의 정보를 검출하기 위한 광헤드(61)의 트랙횡단 신호는 실제속도 발생기(63)에 입력되고, 상기 실제속도 발생기(63)로부터 발생된 실제속도 신호는 본 발명인 속도오차 발생장치(65)로 입력된다. 제어수단(66)으로부터의 신호에 의해서 지령속도 발생기(64)는 지령속도 신호를 본 발명인 속도오차 발생장치(65)로 입력된다. 상기 속도오차 발생장치(65)에서 발생되는 속도오차 신호는 상기 제어수단(66)으로 입력되어 이 신호에 의해서 상기 제어수단(66)은 트랙킹 서보(68)을 제어한다. 상기 제어수단(66)은 회전서보(67)로 신호를 전달하여 스핀들 모터(62)를 제어함으로써 디스크(60)의 회전속도를 제어한다.
디스크 드라이브에서 광헤드(61)를 목표 트랙까지 지령속도를 인가하여 이동시키고자 할 때, 실제속도는 광헤드(61)가 이동할 때 디스크(60)의 트랙을 광빔(Beam)이 지나게되고, 이때 트랙횡단 신호가 발생하게 되는데, 이 트랙횡단 신호의 주기를 측정하여 실제속도를 측정하게 된다. 그러나, 이 트랙횡단 신호는 디스크(60)의 결함, 오프셋 검출 플래그(Offset Detection Flag) 영역, 프리포맷(Preformat) 영역 등에서 신호가 왜곡되어서 트랙횡단 신호의 진폭이 작아지는데, 이로 인해서 실제속도를 측정할때는 정확히 측정할 수 없는 경우가 생기고, 종래에는 이러한 잘못된 실제속도 신호가 속도오차 신호에 그대로 반영되어 나타나서 실제로 광헤드(61)가 이동하는 속도를 잘못 측정하여서 나타나는 결과를 초래하였기에 본 발명인 속도오차 발생장치(65)를 제6도의 구성블럭도와 같이 본 발명에 따른 실시예를 구성함으로써 정확한 속도제어를 가능하게 한다.
이상과 같이 본 발명인 속도제어 방법 및 장치는 속도제어 분야에서 속도제어시 실제속도와 지령속도와의 차이가 일정한 범위(ΔV)보다 더 크거나 더 작을 경우에 실제속도 측정오류로 보고 실제속도를 지령속도로 대치시켜 주어서 제어계의 신뢰성을 높여주는데 있어서 효과적인 발명이다.

Claims (6)

  1. 실제속도 발생기로부터의 실제속도 신호와 지령속도 발생기로부터의 지령속도 신호를 비교하여 속도를 제어하는 속도오차 발생방법에 있어서, 실제속도 신호를 비교신호로 발생하는 과정; 지령속도 신호를 기준신호로 발생하는 과정; 상기 비교신호와 기준신호를 비교하는 과정; 및 상기 비교하는 과정의 결과에 의해서 실제속도 신호를 속도오차 발생의 입력으로 사용할 것인지 아니면 지령속도로 대치할 것인지를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 속도오차 발생방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비교신호를 발생하는 과정은 상기 실제속도 신호의 성분 중에서 직류성분을 소거하는 과정; 및 상기 실제속도 신호의 교류성분에 지령속도 신호의 직류성분을 첨가하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 속도오차 발생방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기준신호를 발생하는 과정은 상기 지령속도 신호에 미소전압을 가산하는 과정; 및 상기 지령속도 신호에 미소전압을 감산하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 속도오차 발생방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비교신호와 상기 제2 비교신호를 비교하는 과정은 상기 실제속도 신호의 교류성분에 지령속도 신호의 직류성분을 첨가하는 과정에 의해 발생한 신호와 상기 지령속도 신호에 미소전압을 가산하는 과정에 의해 발생한 신호를 비교하는 과정; 및 상기 실제속도 신호의 교류성분에 지령속도의 직류성분을 첨가하는 과정에 의해 발생한 신호와 상기 지령속도 신호에 미소전압을 감산하는 과정에 의해 발생한 신호를 비교하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 속도오차 발생방법.
  5. 실제속도 발생기와 지령속도 발생기를 포함한 속도오차 발생장치에 있어서, 상기 실제속도 발생기로부터의 실제속도 신호와 상기 지령속도 발생기로부터의 지령속도 신호를 입력으로 하여 상기 두가지 신호의 비교에 의해서 소정의 출력값을 발생하는 비교수단; 및 상기 비교수단의 신호에 의해서 상기 실제속도 발생기로부터의 신호를 선택하거나 상기 지령속도 발생기로부터의 신호를 선택하는 선택수단을 구비한 것을 특징으로 하는 속도오차 발생장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 비교수단은 상기 실제속도 발생기로부터의 실제속도 신호에서 직류성분을 소거하는 직류성분 소거수단; 상기 직류성분 소거수단으로부터의 신호에 상기 지령속도 발생기로부터의 신호의 직류성분을 첨가하는 직류성분 첨가수단; 상기 지령속도 발생기로부터의 지령속도 신호에서 미소전압을 가산하기 위한 미소전압 가산기; 상기 지령속도 발생기로부터의 지령속도 신호에서 미소전압을 감산하기 위한 미소전압 감산기; 상기 직류성분 첨가수단으로부터의 신호와 상기 미소전압 가산기로부터의 신호를 비교하기 위한 제1비교기; 상기 직류성분 첨가수단으로부터의 신호와 상기 미소전압 감산수단의 신호를 비교하기 위한 제2비교기; 및 상기 제1비교기 및 제2비교기를 위한 풀업수단을 구비한 것을 특징으로 하는 속도오차 발생장치.
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