NO881946L

NO881946L - SERVO SYSTEM.

Info

Publication number: NO881946L
Application number: NO881946A
Authority: NO
Inventors: Heinz H Findeisen; Paul F Clement
Original assignee: North Atlantic Industries
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1988-07-01
Also published as: NO881946D0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt nøyaktig motor-hastighetsstyring og nærmere bestemt en forbedret, billig, hastighetsstyring for forskjellige anordninger slik som servomotorer med optiske tachometere, børsteløse llkestrøms-motorer uten tachometere og servomotorer som anvender magnetiske tonehjul som tachometere. Oppfinnelsen er spesielt tilpasset for å tilveiebringe en motorservostyring, slik som den typen som anvendes for å drive masseinforma-sjonslager og igjenvinningsmaterial, f.eks. disker og bånd. The present invention generally relates to accurate motor speed control and more specifically to an improved, inexpensive, speed control for various devices such as servomotors with optical tachometers, brushless electric current motors without tachometers and servomotors using magnetic tone wheels as tachometers. The invention is particularly adapted to provide a motor servo control, such as the type used to drive mass information storage and recovery material, e.g. disks and tapes.

Forskjellige systemer, slike som masselageranordninger (f.eks. datamaskindisk og båndlagerdrivsystemer) krever motorer, typisk børstløse llkestrømsmotorer, for å drive det magnetiske opptenningsmaterialet, f.eks. diskene eller båndene ved en relativ konstant hastighet for å sikre nøyaktig opptegning og avspilling av programinformasjonen og dataen. En kapstan for drift av magnetsike bånd kan f.eks. bli drevet med en børsteløs likestrømsmotor. Ved relativ billige systemer, slike som små datamaskiner er det vanligvis lite plass for å anordne dyre og arbeidskrevende servostyresystemer for styring av hastigheten til disse drivmotorene. Selv om slik plass ble gjort tilgjengelig er det ikke økonomisk å anvende dyre faselåsesløyfesystemer, som ofte er anvendt ved servostyrte systemer for å tilveiebringe den ønskede nøyaktigheten og stabiliteten som er nødvendig for slike informasjonsmasselager og gjenvinningsanordninger. Various systems, such as mass storage devices (e.g. computer disk and tape storage drive systems) require motors, typically brushless DC motors, to drive the magnetic ignition material, e.g. the disks or tapes at a relatively constant speed to ensure accurate recording and playback of the program information and data. A capstan for operating magnetic bands can, for example, be powered by a brushless DC motor. In the case of relatively cheap systems, such as small computers, there is usually little space for arranging expensive and labor-intensive servo control systems for controlling the speed of these drive motors. Even if such space were made available, it is not economical to use expensive phase-locked loop systems, which are often used in servo-controlled systems, to provide the desired accuracy and stability necessary for such information mass storage and retrieval devices.

Mange av de billige, konvensjonelle mekaniske og optiske tachometerene som anvendes for servostyring av slike motorer er dessuten ikke nødvendigvis svært nøyaktige. Optiske tachometere kan f.eks. fremvise "skjelve" feil bevirket av mekaniske vibrasjoner. "En gang rundt" feil (som kommer av unøyaktige avfølingsteknikker for måling av nøyaktig posisjon til rotasjonsrotoren til tachometeret) kan bevirke den totale nøyaktigheten til tachometeret, og som et resultat nøyaktig-heten til servosystemet. Moreover, many of the cheap, conventional mechanical and optical tachometers used for power steering of such motors are not necessarily very accurate. Optical tachometers can e.g. exhibit "shaking" errors caused by mechanical vibrations. "One time around" errors (resulting from inaccurate sensing techniques for measuring the exact position of the tachometer's rotating rotor) can affect the overall accuracy of the tachometer, and as a result the accuracy of the servo system.

Det generelle formål med foreliggende oppfinnelse er følgelig i det vesentlige å redusere eller overvinne ovenfor nevnte problemer ved tidligere kjente anordninger. The general purpose of the present invention is therefore essentially to reduce or overcome the above-mentioned problems with previously known devices.

Nærmere bestemt er det et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et forbedret servosystem for, og en frem-stilling for nøyaktig og på en billigere måte å styre hastigheten til, en motor enn som er tilveiebragt ved de mange servo fasesløyfelåsesytemer som er anvender konvensjonelle mekaniske og optiske tachometere. More specifically, it is an object of the present invention to provide an improved servo system for, and a preparation for accurately and in a cheaper way to control the speed of, a motor than is provided by the many servo phase loop locking systems that use conventional mechanical and optical tachometers.

Et annet spesielt formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret motorhastighetsstyrer og en fremgangsmåte som bestemmer hastigheten nøyaktig og begrenser motoren uavhengig av de mekaniske forholdene og nøyaktigheten til typiske tachometere. Another particular object of the present invention is to provide an improved engine speed controller and method that accurately determines the speed and limits the engine regardless of the mechanical conditions and accuracy of typical tachometers.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et forbedret servosystem for, og en fremgangsmåte for, styring av hastigheten til en motor som i hovedsaken er ufølsom for skjelving og "en gang rundt" feil. A further object of the invention is to provide an improved servo system for, and method of, controlling the speed of a motor which is substantially insensitive to jitter and "one time around" errors.

Et ytterligere og nærmere bestemt formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret servostyring for en børsteløs likestrømsmotor. A further and more specific purpose of the present invention is to provide an improved servo control for a brushless direct current motor.

Ennå et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et forbedret servosystem for, og en fremgangsmåte for, styring av hastigheten til motoren hvor initial-akselerasjonen til motoren styres. Yet another object of the present invention is to provide an improved servo system for, and a method for, controlling the speed of the motor where the initial acceleration of the motor is controlled.

Disse og andre formål tilveiebringes ved hjelp av en anordning for styring av vinkelhastigheten til en gjenstand montert for rotering om en forutbestemt rotasjonsakse. Anordningen innbefatter: avfølingsinnretning for avføling av minst to vinkelposisjoner til gjenstanden med hver omdreining av gjenstanden om aksen, These and other purposes are provided by means of a device for controlling the angular velocity of an object mounted for rotation about a predetermined axis of rotation. The device includes: sensing device for sensing at least two angular positions of the object with each revolution of the object about the axis,

innretning som reagerer på avfølingsinnretningen for å måle tidsintervallet gjenstanden bruker for å rotere fra hver av vinkelposisjonene til den neste påfølgende vinkelposisjon når gjenstanden roteres om aksen, means responsive to the sensing means for measuring the time interval the object takes to rotate from each of the angular positions to the next successive angular position when the object is rotated about the axis,

innretning som reagerer på innretningen for å måle hvert tidsintervall for å tilveiebringe en verdi representativ for gjennomsnittstiden gjenstanden tar for å rotere fra hver suksessiv vinkelposisjon til neste påfølgende vinkelposisjon som er funksjoner av alle tidsintervallene til den siste fullførte omdreiningen til gjenstanden relativ siste vinkelposisjon; og means responsive to the means for measuring each time interval to provide a value representative of the average time taken by the object to rotate from each successive angular position to the next successive angular position which is a function of all the time intervals of the last completed revolution of the object relative to the last angular position; and

innretning for å justere vinkelhastigheten til gjenstanden som er funksjon av forskjellen mellom hver verdi representativ for den bestemte gjennomsnittstiden og en forutbestemt verdi for tiden representativ for den ønskede vinkelhastigheten til gjenstanden. means for adjusting the angular velocity of the object which is a function of the difference between each value representative of the determined average time and a predetermined value for the time representative of the desired angular velocity of the object.

I samsvar med fremgangsmåten i følge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for styring av vinkelhastigheten til en gjenstand montert for rotasjon om en forutbestemt rotasjonsakse. Fremgangsmåten innbefatter følgende trinn: avføling av i det minste to vinkelposisjoner til gjenstanden med hver omdreining av gjenstanden om aksen; In accordance with the method according to the present invention, a method is provided for controlling the angular velocity of an object mounted for rotation about a predetermined axis of rotation. The method includes the following steps: sensing at least two angular positions of the object with each rotation of the object about the axis;

måling av tidsintervallet gjenstanden tar for å rotere fra hver av vinkelposisjonene til neste påfølgende vinkelposisjon når gjenstanden roterer om aksen; measuring the time interval taken by the object to rotate from each of the angular positions to the next successive angular position as the object rotates about the axis;

tilveiebringelse av en verdi representativ for gjennomsnittstiden gjenstanden bruker for å rotere for hver suksessiv providing a value representative of the average time the object takes to rotate for each successive

vinkelposisjon til neste påfølgende vinkelposisjon som er funksjon av alle tidsintervallene til siste fullførte omdreining for gjenstanden relativ siste vinkelposisjon; og angular position to the next successive angular position which is a function of all the time intervals until the last completed revolution of the object relative to the last angular position; and

justering av vinkelhastigheten til gjenstanden som er funksjon av forskjellen mellom hver verdi representativ for den bestemte gjennomsnittstiden og en forutbestemt verdi for tiden representativ for den ønskede vinkelhastigheten til gjenstanden. adjusting the angular velocity of the object which is a function of the difference between each value representative of the determined average time and a predetermined value for the time representative of the desired angular velocity of the object.

Andre formåler ved oppfinnelsen fremgår av påfølgende beskrivelse. Ytterligere trekk ved anordning av fremgangsmåten fremgår av de øvrige kravene. Other purposes of the invention appear from the following description. Further features of the arrangement of the method appear from the other requirements.

I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor; In what follows, the invention will be described in more detail with reference to the drawings, where;

Fig. 1 viser skjematisk rotor og Halleffektkommunikasjons-brytere til en typisk børstløs likestrømsmotor; Fig. 2 viser overføringskarakteristikkene til en typisk Halleffektanordning av typen anvendt ved børsteløs llke-strømsmotorer, slik som den vist på fig.l; Fig. 3 viser foretrukket utførelsesform av styringssystemet i følge foreliggende oppfinnelse for bruk ved styring av hastigheten til en børsteløs likestrømsmotor, slik som den vist på fig.l; Fig. 4A og 4B viser et flytediagram for bruk ved beskrivelse av operasjonen til utførelsesformen vist på fig. 3. Fig. 1 schematically shows the rotor and Hall effect communication switches of a typical brushless DC motor; Fig. 2 shows the transfer characteristics of a typical Hall effect device of the type used in brushless DC motors, such as that shown in Fig. 1; Fig. 3 shows the preferred embodiment of the control system according to the present invention for use in controlling the speed of a brushless direct current motor, such as that shown in Fig. 1; Figs. 4A and 4B show a flow chart for use in describing the operation of the embodiment shown in Figs. 3.

Med henvisning til fig 1 er den børsteløse likestrømsmotoren spesielt nyttig i følge foreliggende oppfinnelse og innbefatter en rotor 10 montert for rotasjon om aksen 12. Rotoren er vanligvis laget av magnetisk ledende materiale med en permanent magnetisk ladning av en polaritet som varier som funksjon av vinkelposisjonen til rotoren om rotasjonsaksen 12. Rotoren innbefatter nærmere bestemt, som vist, en massiv skive av magnetisk ledende materiale innbefattende et helt antall (p) med sektorer 14 av vekslende magnetisk ladning for således å tilveiebringe et likt antall med nord (N) magnetiske poler og syd (S) magnetiske poler. Sektorene 14 er fortrinnsvis av lik størrelse og form (slik at hver gir samme størrelse på den magnetiske fluksen) i det hver fortrinnsvis foreskriver en lik vinkelforskyvning om rotasjonsaksen. Fire 90° sektorer vist på fig 1 som et eksempel. Referring to Fig. 1, the brushless direct current motor is particularly useful in accordance with the present invention and includes a rotor 10 mounted for rotation about the axis 12. The rotor is usually made of magnetically conductive material with a permanent magnetic charge of a polarity that varies as a function of the angular position of the rotor about the axis of rotation 12. More specifically, as shown, the rotor includes a massive disk of magnetically conductive material including an integer number (p) of sectors 14 of alternating magnetic charge so as to provide an equal number of north (N) magnetic poles and south (S) magnetic poles. The sectors 14 are preferably of equal size and shape (so that each gives the same magnitude of the magnetic flux) in that each preferably prescribes an equal angular displacement about the axis of rotation. Four 90° sectors shown in Fig. 1 as an example.

For å aktivere og dvs. tilføre energi i hensiktsmessige armaturspoler til motoren (armaturene er ikke vist på fig 1) ved hensiktsmessige kommutasjonstider når rotoren roterer om sin akse 12, blir i det minste 1 og fortrinnsvis flere sensorer 16, slik som Halleffektkommutasjonsbrytere , anvendt for å avføle vinkelposisjonen til rotoren. Sensorene 16 detekterer endringene i den magnetiske polariteten p.g.a. reversering i den magnetiske fluksen tilveiebragt ved sektorene 14 når de beveges forbi sensorene etter som rotoren roterer om aksen. Når endringene i polariteten avføles blir egnede signaler tilført armaturspolene ved riktige tidspunkt-er. Hver sensor er fortrinnsvis anbragt relativt til rotoren slik at kun en sensor vil detektere en grenseovergang mellom sektorene ved en hver tid og fortrinnsvis detekteres en grenseovergang med lik vinkelforskyvning for rotoren ved hver omdreining. In order to activate and i.e. supply energy in appropriate armature coils to the motor (the armatures are not shown in Fig. 1) at appropriate commutation times when the rotor rotates about its axis 12, at least 1 and preferably more sensors 16, such as Hall effect commutation switches, are used for to sense the angular position of the rotor. The sensors 16 detect the changes in the magnetic polarity due to reversal in the magnetic flux provided by the sectors 14 as they are moved past the sensors as the rotor rotates about its axis. When the changes in polarity are sensed, suitable signals are supplied to the armature coils at the correct times. Each sensor is preferably placed relative to the rotor so that only one sensor will detect a boundary crossing between the sectors at any one time and preferably a boundary crossing is detected with equal angular displacement for the rotor at each revolution.

Som vist hvor "p" (antall poler til rotoren) er lik fire (4) og "n" (antall sensorer) er lik tre (£), er der fortrinnsvis detektert p ganger n grenseoverganger (12) ved hver omdreininger av rotoren, i det hver forekommer ved 360°/12 eller 30° forskyvning av rotoren. Dette kan bli tilveiebragt ved å anbringe de tre sensorene langs radiale linjer 18, 120° relativt hverandre, som vist, eller forskyvning av to av sensorene 60° på motsatt side av den tredje sensoren. Hvor tre slike sensorer er anvendt for å avføle rotasjonen av fire polrotorer er vist på fig. 1, således kan 12 separate signaler bli anvendt med hver omdreining til rotoren for styring av aktiveringen av amaturspolene. Slike motorer er vedkjent, gjenfør f.eks. US patent nr. 3018395, 3091728, 3226711, 3281629, 3461367, 3483458 og 3858109. Magnetisk avføling av rotasjonen av en roterende gjenstand ved et magnetisk ledende materiale er også beskrevet i US patent nr. 3408556 (tachometer) og nr. 4095177 (transducer). For en generell beskrivning av Halleffetanordningene og forskjellige anvendelser, gjenfør f.eks. "Integrated Circuits, Interface, Linear, Hall Effect Devices and Transistor Arrays", seksjon 9 "Hall Effect Devices", side 9-1 til 9-57, publisert av "Sprague Electric Company of North Adams, Massachusetts, 1984. For en nærmere beskrivelse av børstløse llkestrøms-motorer gjenfør "DC Motors, Speed Controls, Servo System", tredje opplag, publisert av "Electro-craft Corp. of Hopkins, Minn., kapittel 6, og side 6-20 av den teksten som beskriver Halleffektavfølingssystemer i slike motorer. As shown where "p" (number of poles of the rotor) is equal to four (4) and "n" (number of sensors) is equal to three (£), preferably p times n limit transitions (12) are detected at each rotation of the rotor, in that each occurs at 360°/12 or 30° displacement of the rotor. This can be provided by placing the three sensors along radial lines 18, 120° relative to each other, as shown, or displacing two of the sensors by 60° on the opposite side of the third sensor. Where three such sensors are used to sense the rotation of four pole rotors is shown in fig. 1, thus 12 separate signals can be applied with each revolution to the rotor to control the activation of the amature coils. Such engines are recognised, reproduce e.g. US Patent No. 3018395, 3091728, 3226711, 3281629, 3461367, 3483458 and 3858109. Magnetic sensing of the rotation of a rotating object by a magnetically conductive material is also described in US Patent No. 3408556 (tachometer) and No. 4095177 (transducer) . For a general description of the Halleffet devices and various applications, refer to e.g. "Integrated Circuits, Interface, Linear, Hall Effect Devices and Transistor Arrays", Section 9 "Hall Effect Devices", pages 9-1 to 9-57, published by "Sprague Electric Company of North Adams, Massachusetts, 1984. For a more detailed description of brushless DC motors refer to "DC Motors, Speed Controls, Servo System", Third Edition, published by "Electro-craft Corp. of Hopkins, Minn., Chapter 6, and pages 6-20 of that text describing Hall effect sensing systems in such motors.

Børsteløse llkestrømsmotorer av den beskrevne typen er tilfredsstillende for mange anvendelser p.g.a. at de er relativt billige såvel som relativ små størrelsemessig. Hvor anvendelsene krever at motorhastigheten skal bli nøyaktig styrt slik som når den driver en kapstan transporterende magnetisk opptegningsbånd ved et informasjonslagrings og gjenvinningssystem kan imidlertid et slikt system ikke bli anordnet alene. En hovedgrunn for å motorene ikke i og for seg selv tilveiebringer en nøyaktig utgangshastighet for rotoren er den uregelmessige endringsarten som forekommer i lasten som motoren må drive, såvel som mekaniske toleranser ved selve motoren. Disse endringene kan f.eks. forekomme som følge av temperaturvariasjoner og slitasje og elding av komponentene, slik som lagringen ved både motoren og lasten, såvel som endringer i selve lasten. Ytterligere årsaker for hastighetsvariasjoner kan være strømforsyningsvariasjoner og styrekretsytelsevariasjoner. Brushless DC motors of the type described are satisfactory for many applications due to that they are relatively cheap as well as relatively small in size. However, where the applications require the motor speed to be precisely controlled such as when driving a capstan transporting magnetic recording tape in an information storage and retrieval system, such a system cannot be provided alone. A major reason why motors do not inherently provide an accurate output speed for the rotor is the irregular nature of changes that occur in the load that the motor must drive, as well as mechanical tolerances of the motor itself. These changes can e.g. occur as a result of temperature variations and wear and aging of the components, such as the storage at both the engine and the load, as well as changes in the load itself. Additional causes of speed variations can be power supply variations and control circuit performance variations.

Et servostyresystem er følgelig vanligvis anvendt for nøyaktig å styre motorhastigheten ved slike anvendelser. Slike servostyresystemer innbefatter vanligvis faselåse-sløyfestyring eller andre hastighetsstyringer innbefattende optiske eller mekaniske tachometere eller tonehjul som øker kostnaden og størrelsen på motoren både uttrykt i fysisk rom og penger. Forskjellige tachometere festet til motorakselen har blitt anvendt i lengre tid ved servosystemer for nøyaktig styring av motorhastigheten. Nøyaktigheten ved hvilken motorhastigheten styres med slike tachometere er gitt av nøyaktigheten til Accordingly, a power steering system is usually employed to precisely control the engine speed in such applications. Such servo control systems typically include phase-locked loop control or other speed controls including optical or mechanical tachometers or tone wheels which increase the cost and size of the motor both in terms of physical space and money. Various tachometers attached to the motor shaft have been used for a long time in servo systems for precise control of motor speed. The accuracy with which engine speed is controlled with such tachometers is given by the accuracy of

(a) selve tachometeret og(a) the tachometer itself and

(b) selve motoren.(b) the engine itself.

Ved konvensjonelle tachometerstyrte servosystemer vil unøyaktigheter ved selve tachometeret eller nøyaktigheten ved montering av tachometeret til motorakselen resultere i en hastighetsfeil proporsjonal med slike unøyaktigheter. Et formål med foreliggende oppfinnelse er å eliminere komponentene som bidrar til unøyaktigheten ved tachometerene såvel som andre kilder. Dette blir fortrinnsvis tilveiebrakt ved å anvende et datamaskinmikroprosessorstyrt system konstruert til i det vesentlige å eliminere slike hastighetsfeil som kommer fra tachometere og andre kilder. Nøyaktigheten ved slike system vil bli bestemt ved beregning av nøyaktigheten til mikroprosessoren i stedet for de fysiske nøyaktighetene til et tachometer. Nøyaktigheten er nærmere bestemt en funksjon av antall beregnings"biter" anvendt av mikroprosessoren . In the case of conventional tachometer-controlled servo systems, inaccuracies in the tachometer itself or the accuracy in mounting the tachometer to the motor shaft will result in a speed error proportional to such inaccuracies. An object of the present invention is to eliminate the components that contribute to the inaccuracy of the tachometers as well as other sources. This is preferably provided by employing a computer microprocessor controlled system designed to substantially eliminate such speed errors arising from tachometers and other sources. The accuracy of such systems will be determined by calculating the accuracy of the microprocessor rather than the physical accuracies of a tachometer. The accuracy is more specifically a function of the number of computational "bits" used by the microprocessor.

Børsteløse llkestrømsmotorer anvender Halleffektsensorer for kommutering, som er i og for seg kjent. Slike Halleffektsensorer genererer respektive signaler når motoren dreier og frembringer i det vesentlige "tachometerlignende" signaler. På grunn av arten på de magnetiske feltene og Halleffektsensorene har det imidlertid for foreliggende oppfinnelse vært trodd at vinkelnøyaktigheten til disse signalene er slik at de kan ikke bli anvendt sammen med et tachometer. Brushless DC motors use Hall effect sensors for commutation, which are known per se. Such Hall effect sensors generate respective signals when the engine turns and produce essentially "tachometer-like" signals. Due to the nature of the magnetic fields and the Hall effect sensors, however, it has been believed for the present invention that the angular accuracy of these signals is such that they cannot be used together with a tachometer.

Som angitt på fig. 1 har posisjonen til grenseovergangen mellom tilliggende sektorer 14 til rotoren en tendens til å være unøyaktige med variasjoner på så mye som +/- 10°, eller totalt 20°. Halleffektsensorene har dessuten en tendens til å være unøyaktig ved detektering av den nøyaktige posisjonen til en grenseovergang mellom tilliggende sektorer når motoren roterer om aksen 12. Hvor hver Halleffektsensor er anbrakt langs en radial linje 18 (fig. 1), vil den magnetiske fluksen avfølt av hver sensor veksle mellom positiv og negativ magnetisk fluks ettersom hver grenseovergang mellom hvert par med tilliggende sektorer passerer gjennom den respektive radiallinje 18. Hver sensor tilveiebringer et utgangs-spenningssignal som en funksjon av den avfølte fluksen. En typisk Halleffektsensor anbrakt innenfor 0,3 mm til kanten til den magnetiske rotoren vil frembringe en +12 volt likespenningsutgang når anordningen avføler en nordpol på tilnærmet -100 gauss, og hovedsakelig null volt utgangs-spenning når anordningen avføler en sydpol på tilnærmet 100 gauss, gjenfør Sprague tekst, side 9-19. As indicated in fig. 1, the position of the boundary transition between adjacent sectors 14 of the rotor tends to be inaccurate with variations of as much as +/- 10°, or a total of 20°. The Hall effect sensors also tend to be inaccurate in detecting the exact position of a boundary transition between adjacent sectors as the motor rotates about axis 12. Where each Hall effect sensor is located along a radial line 18 (Fig. 1), the magnetic flux sensed by each sensor alternates between positive and negative magnetic flux as each boundary between each pair of adjacent sectors passes through the respective radial line 18. Each sensor provides an output voltage signal as a function of the sensed flux. A typical Hall effect sensor placed within 0.3 mm of the edge of the magnetic rotor will produce a +12 volt DC voltage output when the device senses a north pole of approximately -100 gauss, and essentially zero volt output voltage when the device senses a south pole of approximately 100 gauss, reproduce Sprague text, pages 9-19.

Hvor rotoren roterer ved hastigheter i området på 2000 til 3000 omdreininger pr. minutt, som ved bånd og diskdrev, kan magnetiske bryterfeil være så mye som +/- 7° eller totalt 14°. Andre feil som kan bidra til motorhastighetsflukt-asjoner er ved rotasjonsaksen på hvilke rotoren er montert, lagrene ved hvilke rotasjonsakselen roterer, såvel som andre mindre feilkilder. Where the rotor rotates at speeds in the range of 2000 to 3000 rpm. minute, as with tape and disk drives, magnetic switch errors can be as much as +/- 7° or a total of 14°. Other errors that can contribute to motor speed fluctuations are at the axis of rotation on which the rotor is mounted, the bearings at which the axis of rotation rotates, as well as other minor error sources.

Det er derfor ønskelig å anvende en dyrere effektiv hastighetsstyring for nøyaktig styring av hastigheten til rotoren. En slik styring opptar fortrinnsvis minimumsrommet i systemet som motoren er anvendt ved, og gjør den spesielt nyttig ved bånd og diskdrevsystemer. It is therefore desirable to use a more expensive efficient speed control for accurate control of the speed of the rotor. Such a control preferably occupies the minimum space in the system in which the motor is used, and makes it particularly useful in tape and disk drive systems.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse blir signalet generert av Halleffektsensorene og tilført armaturspolen behandlet på en mer pålitelig måte av et mikroprosessorstyrt system for således nøyaktigere å styre hastigheten til motoren og nærmere bestemt blir signalene behandlet for således i det vesentlige å redusere eller eliminere feil på grunn av magnetiske bryterbegrensninger til sensorene, rystelsefeil på grunn av vibrasjoner og andre feil nevnt ovenfor. In accordance with the present invention, the signal generated by the Hall effect sensors and supplied to the armature coil is processed in a more reliable way by a microprocessor controlled system to thus more accurately control the speed of the motor and more specifically the signals are processed to thus substantially reduce or eliminate errors due to magnetic switch limitations of the sensors, jitter errors due to vibrations and other errors mentioned above.

Som vist på fig. 3 har det foretrukkede systemet for styring av hastigheten til børsteløs likestrømsmotor av typen vist på As shown in fig. 3 has the preferred system for controlling the speed of a brushless direct current motor of the type shown

fig. 1 nærmere bestemt en rotor 10 og tre Halleffektsensorer 16 vinkelmessig forskjøvet tilnærmet 60° relativt til den ene om rotasjonsaksen 12 til rotoren 10, som beskrevet med henvisning til fig. 1. Rotoren kan være en av flere kommers-ielt tilgjengelige anordninger, slik som en eller flere børsteløse llkestrømsmotorer solgt av "Sprague Electric Company og North Adams, Massachusetts". fig. 1 more specifically, a rotor 10 and three Hall effect sensors 16 angularly displaced by approximately 60° relative to each other about the rotation axis 12 of the rotor 10, as described with reference to fig. 1. The rotor may be one of several commercially available devices, such as one or more brushless electric current motors sold by "Sprague Electric Company of North Adams, Massachusetts".

En mikroprosessor 30, som ved foreliggende anvendelse av bånd og diskdrev er anordnet for drift av systemet kan bli anvendt for således å tilveiebringe i samsvar med foreliggende oppfinnelse en mer nøyaktig styring av vinkelhastigheten til rotoren 10 om aksen 12 som reaksjon på sensorene 16 når rotoren beveges om aksen. Mikroprosessoren kan være av en hver type anordning for styring av drift av systemet, beskrevet heretter i forbindelse med fig. 4A og 4B. Modell 8051 er fremstilt og solgt av "National Semiconductor of California" er f.eks. en slik mikroprosessor. Andre anordninger vil være kjent for fagmenn på området. A microprocessor 30, which in the present application of tape and disk drive is arranged for operation of the system can be used to thus provide, in accordance with the present invention, a more accurate control of the angular speed of the rotor 10 about the axis 12 in response to the sensors 16 when the rotor is moved about the axis. The microprocessor can be of any type of device for controlling operation of the system, described hereafter in connection with fig. 4A and 4B. Model 8051 is manufactured and sold by "National Semiconductor of California" is e.g. such a microprocessor. Other devices will be known to those skilled in the art.

Mikroprosessoren 30 er forsynt med et bufferregister 32 tilpasset til å motta utgangssignalet til hver av sensorene 16 og indikerer til mikroprosessoren hvilken av sensorene som avføler en nordpolsektor 14 for rotoren 10 og hvilken sydpolsektor 14 til rotoren ved et hvert tidsøyeblikk. Utgangene til sensoren 16 er også forbundet med respektive eller-portene 34. Eller-portene 34 er anordnet til å detektere overgangene til hver av de respektive Hall-bryterne gjennom magnetiske feltgrenser til motoren. Utgangene til eller-portene 34 er igjen forbundet sammen og med avbrudds-inngangen 36 til mikroprosessoren 30. Mikroprosessoren 30 utspørrer tilstanden til registeret 32 med hvert avbruddssignal mottatt fra noen av eller-portene 34 (avbruddssignalet indikerer en endring i utgangen til en av Halleffektsensorene og derfor har en grenseovergang til rotoren blitt detektert). Mikroprosessoren 30 inneholder en klokke, som velkjent innenfor teknikken, for nøyaktig måling av tiden mellom hvert avbruddssignal. The microprocessor 30 is provided with a buffer register 32 adapted to receive the output signal of each of the sensors 16 and indicates to the microprocessor which of the sensors senses a north pole sector 14 for the rotor 10 and which south pole sector 14 for the rotor at each instant of time. The outputs of the sensor 16 are also connected to the respective OR gates 34. The OR gates 34 are arranged to detect the transitions of each of the respective Hall switches through magnetic field boundaries of the motor. The outputs of the OR gates 34 are again connected together and with the interrupt input 36 of the microprocessor 30. The microprocessor 30 interrogates the state of the register 32 with each interrupt signal received from any of the OR gates 34 (the interrupt signal indicates a change in the output of one of the Hall effect sensors and therefore a limit transition to the rotor has been detected). The microprocessor 30 contains a clock, as is well known in the art, for accurately measuring the time between each interrupt signal.

Mikroprosessoren 30 har et adressedekoderregister 42 forbundet med adressebussen 38, og kommuteringsdata-utgangsregister 48 og registeret til en digital-til-analogomformer (DAC) 50 forbundet med databussen 40. Informasjon sendt på bussen 40 er data som skal bli lastet enten inn i kommuteringsregisteret 48 eller registeret til DAC 50. Bestemmelsen med hensyn til hvilke register som er blitt adressert gjøres av mikroprosessorene i samsvar med velkjente programmerings-regler. Ved foreliggende oppfinnelse blir digitale strøm-verdier lastet via linjen 46B inn i registeret til DAC 50, og lignende kommuteringssekvenser blir lastet via styreled-ningene 46A inn i kommuteringsregisteret 48. The microprocessor 30 has an address decoder register 42 connected to the address bus 38, and commutation data output register 48 and the register of a digital-to-analog converter (DAC) 50 connected to the data bus 40. Information sent on the bus 40 is data to be loaded either into the commutation register 48 or the register of the DAC 50. The determination as to which register has been addressed is made by the microprocessors in accordance with well-known programming rules. In the present invention, digital current values are loaded via the line 46B into the register of the DAC 50, and similar commutation sequences are loaded via the control lines 46A into the commutation register 48.

Dataen på bussen 40 er en seksbits digitalsignalfremvisning av hvilke tre kommuteringsspoler, betegnet med henvisnings-tallet 66A-66C, skal bli aktivert og som ikke er ved det bestemte øyeblikket. Den viste anordningen er en bipolar bryteranordning slik at to spoler er aktivert i løpet av hver kommuteringsperiode mellom to suksessive avbruddssignaler. Det skal bemerkes at unipolaroperasjon kan bli tilveiebrakt ved å koble spolene på nytt på velkjent måte og kobling av spolene slik at kun en er aktivert om gangen. Signalet blir sperret i kommuteringsregister 48 inntil neste klargjørings-slgnal er mottatt for adressedekoderregister 42. Når registeret til DAC 50 er klargjort blir datasignalet en åtteblts signalfremvisning av verdien til strømmen som skal bli tilført de bestemte spolene 66A - 66C borbundet for å bli aktivert, som blir beskrevet nærmere senere. Verdien til strømmen som tas med i betraktningen kjennetegner således motoren, lasten, akselerasjonen såvel som variasjoner ved strømforsyningsspenningene i samsvar med velkjente prinsipp-er, også kjent som servo tilbakekoblingsstyring. The data on bus 40 is a six-bit digital signal representation of which three commutation coils, designated by reference numerals 66A-66C, are to be activated and which are not at that particular moment. The device shown is a bipolar switching device so that two coils are activated during each commutation period between two successive interrupt signals. It should be noted that unipolar operation can be provided by reconnecting the coils in a well-known manner and connecting the coils so that only one is activated at a time. The signal is latched in commutation register 48 until the next enable signal is received for address decoder register 42. When the register of DAC 50 is ready, the data signal becomes an eight-bit signal representation of the value of the current to be supplied to the particular coils 66A - 66C bound to be activated, which will be described in more detail later. The value of the current taken into account thus characterizes the motor, the load, the acceleration as well as variations in the power supply voltages in accordance with well-known principles, also known as servo feedback control.

Utgangen til kommuteringsregisteret 48 er et seksbits digitalsignal, to for hver av kommuteringsspolene 66A - 66C til motoren. De seks utgangene til kommuteringsregisteret 48 er forbundet med respektive innganger til inverterene 52A-52F, som hver fortrinnsvis er i form av åpne portkollektorer for således å virke som signalbuffere. Inverterene 52A - 52C har deres utganger forbundet via motstander 54A - 54C med respektive baser til bryter(PNP)transistorene 56A - 56C og med anodene til tilsvarende dioder 58A -58C. Katodene til diodene 58A - 58C er forbundet sammen med katoden til Zenerdioden 60, som igjen har sin anode forbundet med en positiv likestrømsforspenningsskinne 64. Skinnen 64 er også forbundet med hver av emitterene til brytetransistorene 56A-56C og via respektive motstander 62A - 62C til korresponder-ende baser til de transistorene. Kollektoren til brytertransistoren 56A er forbundet med den ene siden av hver av kommuteringsspolene 66A og 66C, kollektoren til brytertransistoren 56B er forbundet med ene siden av kommuterings-spolen 66B og den andre siden av spolen 66A, og kollektoren til brytertransistoren 56C er forbundet med den andre siden av hver av spolene 66B og 66C. Kollektorene til bryter-transistorene 56A - 56C er også forbundet med respektive kollektorer til strømstyrer(NPN)transistorene 68A - 68C. The output of the commutation register 48 is a six-bit digital signal, two for each of the commutation coils 66A - 66C of the motor. The six outputs of the commutation register 48 are connected to respective inputs of the inverters 52A-52F, each of which is preferably in the form of open gate collectors to thus act as signal buffers. The inverters 52A - 52C have their outputs connected via resistors 54A - 54C to respective bases of switch (PNP) transistors 56A - 56C and to the anodes of corresponding diodes 58A - 58C. The cathodes of the diodes 58A - 58C are connected together with the cathode of the Zener diode 60, which in turn has its anode connected to a positive DC bias rail 64. The rail 64 is also connected to each of the emitters of the switching transistors 56A - 56C and via respective resistors 62A - 62C to correspond -end bases to those transistors. The collector of the switching transistor 56A is connected to one side of each of the switching coils 66A and 66C, the collector of the switching transistor 56B is connected to one side of the switching coil 66B and the other side of the coil 66A, and the collector of the switching transistor 56C is connected to the other side of each of the coils 66B and 66C. The collectors of the switch transistors 56A - 56C are also connected to respective collectors of the current control (NPN) transistors 68A - 68C.

Basisene til transistorene 68A - 68C er forbundet med respektive utganger til inverterene 52D - 52F og via motstander 70A - 70C ved utgangen til inverteringsforsterker 72. Sistnevnte har sin ikke-inverterende inngang forbundet med systemjord og sin inverterende inngang forbundet med sin utgang via tilbakekoblingskapasitor 74. Den inverterende inngangen er også forbundet med utgangen til registeret for DAC 50 slik at utgangen til DAC 50 tilføres den inverterende inngangen til forsterkeren 72. The bases of transistors 68A - 68C are connected to respective outputs of inverters 52D - 52F and via resistors 70A - 70C at the output of inverting amplifier 72. The latter has its non-inverting input connected to system ground and its inverting input connected to its output via feedback capacitor 74. The inverting input is also connected to the output of the register for DAC 50 so that the output of DAC 50 is fed to the inverting input of amplifier 72.

Strømtilbakekobling mellom strømstyretransistorene 68A - 68C og DAC 50 tilveiebringes ved å forbinde emitterene til transistorene 68A - 68C og jordterminalen til DAC via motstand 76 med systemjorden slik at strøm tilført basene til transistorene 68A - 68B fra DAC 50 er det vesentlige lineær proporsjonalt med digitalverdien til strømmen tilført inngangen til DAC 50 fra mikroprosessoren 30. Current feedback between current control transistors 68A - 68C and DAC 50 is provided by connecting the emitters of transistors 68A - 68C and the ground terminal of the DAC via resistor 76 to system ground so that current supplied to the bases of transistors 68A - 68B from DAC 50 is substantially linearly proportional to the digital value of the current supplied to the input of DAC 50 from microprocessor 30.

Systemet styrer generelt vinkelhastigheten til motoren 10 om aksen 12 i samsvar med følgende styreteknikk. Fra rotoren dreier om aksen, avføler hver sensor 16 ikke bare polariteten til hver sektor 14 for rotoren, men også hver grenseovergang mellom tilliggende nord og syd sektorer. Ved den beskrevne utførelsesformen med tre sensorer 16 anbrakt ved 60° in-krementering og vinkelen motstående hver sektor med rotoren ved 90°, vil ingen sensor avføle en grenseovergang ved samme tidspunkt. En grenseovergang blir i virkeligheten detektert med hver 30° av vinkelrotering av rotoren. Utgangen til sensorene vil være av en verdi når nordpolen er avfølt, en annen verdi når sydpolen er avfølt, hvor en trinnendring forekommer ved utgangen og grenseovergangen er avfølt av hver sensor som klart fra overføringskarakteristlkkene vist på fig. 2. Ved eksempelet ved den beskrevne utførelsesformen er utgangen til hver sensor en positiv spenning når en nordpol er detektert (representert ved H) og null spenning når en sydpol er detektert (representert ved L), en positivgående overgang når den avfølte polen endrer seg fra en sydpol til en nordpol (representert ved +T) og en negativ overgang når den avfølte polen endrer seg fra en nordpol til en sydpol (representert ved -T), som anvender referensposisjon vist på fig 1 som 0°, og utgangene til sensorene vil endre seg med hver 30° rotasjon i samsvar med følgende sekvensoppslags-tabell i løpet av hvilke periode (kommuteringsperioden) spolen 66 vil bli aktivert i en sekvens som vil være klart for fagmann på området: The system generally controls the angular velocity of the motor 10 about the axis 12 in accordance with the following control technique. As the rotor rotates on its axis, each sensor 16 senses not only the polarity of each sector 14 for the rotor, but also each border crossing between adjacent north and south sectors. In the described embodiment with three sensors 16 placed at 60° increments and the angle opposite each sector with the rotor at 90°, no sensor will detect a border crossing at the same time. A boundary crossing is actually detected with every 30° of angular rotation of the rotor. The output of the sensors will be of one value when the north pole is sensed, another value when the south pole is sensed, where a step change occurs at the output and the boundary transition is sensed by each sensor as clear from the transfer characteristic charts shown in fig. 2. In the example of the described embodiment, the output of each sensor is a positive voltage when a north pole is detected (represented by H) and a zero voltage when a south pole is detected (represented by L), a positive transition when the sensed pole changes from a south pole to a north pole (represented by +T) and a negative transition when the sensed pole changes from a north pole to a south pole (represented by -T), which uses the reference position shown in Fig. 1 as 0°, and the outputs of the sensors will change with each 30° rotation in accordance with the following sequence look-up table during which period (the commutation period) the coil 66 will be activated in a sequence that will be clear to one skilled in the art:

Som det fremgår av sekvensoppslagstabellen gjentar sensor-utgangene til denne utførelsesformen seg selv hver 180° rotasjon. Som klart angitt ved sekvensoppslagstabellen blir et +T eller -T signal generert med hver 30° rotasjon for således å tilveiebringe et avbruddssignal for å avbryte inngangsterminalen 36 til mikroprosessor 30. Mikroprosessoren vil avføle hver grenseovergang siden et avbruddssignal vil bli generert som reaksjon på hver overgang. Tidsintervallet mellom hvert sett med suksessive signaloverganger (det målte tidsintervallet) bestemmes og lagres av mikroprosessoren internt i en RAM (ikke vist). Som det senere skal bli beskrevet nærmere blir det etter hvert tidsintervall er målt, tillagt til de tidligere elleve tidene målt intervaller mellom suksessive avbruddssignaler for således å gi den totale tiden målt for siste fullstendige omdreining av rotoren. Disse tolv summerte tidsintervallene (det totale antall av tidsintervaller i en omdreining for rotoren) tilveiebringer en tidsverdi representativ for gjennomsnitts-tidsintervallet mellom suksessive detekterte grenseoverganger over siste overgang til rotoren (dvs. gjennomsnittstiden det tok rotoren for å rotere 30° over tidligere 360° med rotasjonen). Gjennomsnittstidsintervallverdien sammenlignes med en tidligere innstilt verdi (tilveiebrakt i mikroprosessoren 30) som er inverst proporsjonal med ønsket hastighet til rotoren. Den forhåndsinnstilte verdien er enten forhåndsinnstilt av fremstilleren dersom den ønskede hastigheten alltid er den samme, eller ved brukeren når det er foretrukket å gjøre hastigheten justerbar. Etter bestemmelsen av gjennomsnittstidsintervallverdien etter avbruddet blir signalet tilført av mikroprosessoren over databussen til kommunikasjonsregister 48 som igjen klargjør spolene 66 i en sekvens som er velkjent. Adressen blir så generert av mikroprosessoren 30 via registeret 42 for å klargjøre registeret til DAC 50. Strømverdien tilveiebrakt som en funksjon av sist bestemte gjennomsnittstidsintervallverdi genereres av mikroprosessoren 30 over databussen slik at egnet strøm blir tilveiebrakt til de klargjorte spolene. Dersom gjennomsnitt-tidsmålingen er mindre enn den innstilt i mikroprosessoren beveges rotoren for hurtig og strømmen tilført spolene for dette løpende tidsintervallet reduseres. As can be seen from the sequence lookup table, the sensor outputs of this embodiment repeat themselves every 180° rotation. As clearly indicated by the sequence lookup table, a +T or -T signal is generated with each 30° rotation to thus provide an interrupt signal to interrupt input terminal 36 of microprocessor 30. The microprocessor will sense each boundary crossing since an interrupt signal will be generated in response to each transition . The time interval between each set of successive signal transitions (the measured time interval) is determined and stored by the microprocessor internally in a RAM (not shown). As will be described in more detail later, after each time interval has been measured, intervals between successive interruption signals are added to the previous eleven times measured to thus give the total time measured for the last complete revolution of the rotor. These twelve summed time intervals (the total number of time intervals in one revolution of the rotor) provide a time value representative of the average time interval between successive detected boundary transitions over the last transition to the rotor (ie, the average time it took the rotor to rotate 30° over the previous 360° with the rotation). The average time interval value is compared to a previously set value (provided in the microprocessor 30) which is inversely proportional to the desired speed of the rotor. The preset value is either preset by the manufacturer if the desired speed is always the same, or by the user when it is preferred to make the speed adjustable. After the determination of the average time interval value after the interruption, the signal is applied by the microprocessor over the data bus to the communication register 48 which in turn prepares the coils 66 in a sequence which is well known. The address is then generated by the microprocessor 30 via the register 42 to prepare the register of the DAC 50. The current value provided as a function of the last determined average time interval value is generated by the microprocessor 30 over the data bus so that suitable current is provided to the prepared coils. If the average time measurement is less than that set in the microprocessor, the rotor moves too fast and the current supplied to the coils for this running time interval is reduced.

Dersom gjennomsnittstidsmålingen er mer enn den innstilt ved mikroprosessoren beveges rotoren for langsomt og strømmen tilført spolene økes. Dersom gjennomsnlttstiden er den samme som den til foreliggende verdi så er det ikke nødvendig å foreta endringer i den tilførte strømmen. Endringene i den tilførte strømmen, om noen, bestemmes ved hver 30° rotasjon av rotoren og mikroprosessoren 30 sender den nye strømverdien over databusslinjen 40 slik at den kan bli omformet av DAC 50 og anvendt for å aktivere de egnede kommuteringsspolene 66 i det fremadskridende tidsintervallet. Servosystemet styrer ikke bare hastigheten til rotoren for motoren, men styrer også den ønskede graden av akselerasjon og retardasjon. If the average time measurement is more than that set by the microprocessor, the rotor moves too slowly and the current supplied to the coils is increased. If the average time is the same as the current value, it is not necessary to make changes to the supplied current. The changes in the supplied current, if any, are determined at each 30° rotation of the rotor and the microprocessor 30 sends the new current value over the data bus line 40 so that it can be transformed by the DAC 50 and used to activate the appropriate commutation coils 66 in the advancing time interval. The servo system not only controls the speed of the rotor of the motor, but also controls the desired degree of acceleration and deceleration.

Ovenfor nevnte skulle bli mer klart ut i fra følgende beskrivelse av operasjonen av systemet I forbindelse med flytdiagrammet vist på fig. 4A og 4B. Operasjonen av systemet går generelt gjennom fire tilstander fra det øyeblikket systemet slåes på til øyeblikket hvor servo-styreoperasjonen er låst. De fire operasjonstilstandene er nærmere bestemt som følgende: (a) "Rampe fra stopp", hvor motoren startes med en konstant 1ikestrømsaktiveringssignal tilført de forskjellige aktiviserte spolene 66 i løpet av hver kommuteringsperiode. I løpet av denne tilstanden blir tidsintervallet mellom kommuteringsavbrudds-signalene for lange (dvs. motoren beveger seg for langsomt) for å tilveiebringe verdien for kommuter-ingstabellen henvist til fig 4A og 4B som "intervall-tidstabell", anvendt for å lagre tolv verdier med tidsperioder mellom suksessive kommuteringer i siste fullførte omdreining målt relativ siste posisjon til rotoren og siste avbruddssignal blir generert, (b) "Rampe med tabell", hvor tidsintervallene mellom suksessive kommuteringsavbruddssignal er små nok til at verdien til intervallene kan bli anvendt ved beregningstabellen, (C) "Forsøk på låsing", hvor suksessive verdier er lagret i beregningstabellen med hver suksessive verdi erstattende den eldste verdi ved de tolv lokali-seringene i tabellen, og hastigheten og akselerasjonsfeilene måles for å bestemme om servotilstanden kan bli endret til den låste i hastighetstilstand, og (d) "låst i hastighet", hvor tilstanden for låsingen av servostyringen har blitt tilfredsstilt og servostyringen er låst. The above should become more clear from the following description of the operation of the system in connection with the flow diagram shown in fig. 4A and 4B. The operation of the system generally goes through four states from the moment the system is turned on until the moment the servo control operation is locked. The four operating states are more specifically defined as follows: (a) "Ramp from Stop", where the motor is started with a constant current energizing signal applied to the various energizing coils 66 during each commutation period. During this condition, the time interval between the commutation interrupt signals is too long (ie, the motor is moving too slowly) to provide the value for the commutation table referred to Figs. 4A and 4B as "interval time table", used to store twelve values of time periods between successive commutations in the last completed revolution measured relative to the last position of the rotor and the last interruption signal is generated, (b) "Ramp with table", where the time intervals between successive commutation interruption signals are small enough that the value of the intervals can be used by the calculation table, (C ) "Attempt to Lock", where successive values are stored in the calculation table with each successive value replacing the oldest value at the twelve locations in the table, and the speed and acceleration errors are measured to determine if the servo state can be changed to the locked in speed state, and (d) "locked in speed", where the power steering lock condition has occurred immobilized and the power steering is locked.

Når motoren er slått av er energitilførselen (dvs. aktiviser-ingen) og strømsignalene frakoblet som vedkjent. When the motor is switched off, the energy supply (i.e. no activation) and the current signals are disconnected as is known.

Ovenfor nevnte skulle bli mer klart i det påfølgende. Når systemet er slått på, trinn 100, er startservotilstanden satt til "rampe fra stopp" -tilstanden, trinn 102, hvor DAC-strømmen, en likestrøms strøm, er satt til en forutbestemt maksimumsverdi. Systemet venter da på det første beregnings-avbruddssignal, trinn 104, fra noen av eller-portene 34 (som angitt ved kommuteringsavbruddet = 1? testen ved trinn 106) som indikerer at en av Halleffektsensorene har endret tilstand. Når verdien for kummuteringsavbruddet = 1 er verdien for kommuteringsavbruddet tilbakestilt til null, trinn 108, av grunner som vil bli beskrevet nærmere senere. The above mentioned should become more clear in what follows. When the system is turned on, step 100, the start servo state is set to the "ramp from stop" state, step 102, where the DAC current, a DC current, is set to a predetermined maximum value. The system then waits for the first calculation interrupt signal, step 104, from any of the OR gates 34 (as indicated by the commutation interrupt = 1? test at step 106) indicating that one of the Hall effect sensors has changed state. When the value of the commutation interrupt = 1, the value of the commutation interrupt is reset to zero, step 108, for reasons that will be described in more detail later.

Når avbruddssignalet er detektert ved inngang 36 til mikroprosessoren 30, vil trinn 110 forekomme hvor målt tidsintervall måles ved avlesning av kommuteringstidtakteren, i det sistnevnte tilveiebringer et mål på tiden som har gått mellom (a) avbruddssignalet mottatt før siste avbruddssignal, og (b) siste avbruddssignal. When the interrupt signal is detected at the input 36 of the microprocessor 30, step 110 will occur where the measured time interval is measured by reading the commutation timer, the latter providing a measure of the time that has elapsed between (a) the interrupt signal received before the last interrupt signal, and (b) the last interrupt signal.

Kommuteringstakteren blir så satt til null. Ved det samme tidspunkt forekommer trinnet 112 hvor motoren blir kommutert, dvs. valgte spoler 66 blir aktivisert av mikroprosessoren 30. Tilfredsstillende adressesignal blir nærmere bestemt tilført til kommuteringsregister 48 for således å klargjøre spolene 66 og strømmen (som ved rampen fra stopptilstanden er maksimum likestrøms strømmen) tilført DAC 50, som igjen tilført strømmen til valgte klargjøringsspoler. The commutation timer is then set to zero. At the same time, step 112 occurs where the motor is commutated, i.e. selected coils 66 are activated by the microprocessor 30. More specifically, satisfactory address signal is supplied to commutation register 48 to thus prepare the coils 66 and the current (which at the ramp from the stop state is the maximum direct current current ) supplied to DAC 50, which in turn supplied the current to selected preparation coils.

Ved trinn 114 blir det siste målte tidsintervallet sammenlignet med en forutbestemt referanseverdi (henvist til som "intervalltid for tabell OK"). Denne referanseverdien er maksimumstiden og derfor den langsomste akseptable hastigheten for motoren som kan bli anvendt før verdien for tidsintervallene målt ved trinn 110 kan bli lagret i beregningstabellen. Dersom tidsintervallet er større enn dette referansetidsintervallet (som indikerer at motoren beveger seg for langsomt for å bruke de målte tidsintervallene) forsetter således programmet til trinn 116. Tilstanden til systemet blir så testet for å bestemme om det er innenfor "låst i hastighetstilstand". Som angitt senere, dersom den er i den tilstanden, et katastrofeforhold har forekommet (eller motoren har blitt slått av) og programmet fortsetter via trinn 118 på flg. 4A og 4B til trinn 120 på fig 4B, hvor DAC -strømmen blir satt til null og programmet løper ut ved 122 (fig. 4B) siden det er feil ved servoen. At step 114, the last measured time interval is compared to a predetermined reference value (referred to as "interval time for table OK"). This reference value is the maximum time and therefore the slowest acceptable speed of the motor that can be used before the value of the time intervals measured at step 110 can be stored in the calculation table. Thus, if the time interval is greater than this reference time interval (indicating that the motor is moving too slowly to use the measured time intervals), the program proceeds to step 116. The state of the system is then tested to determine if it is within the "locked in speed state". As noted later, if it is in that state, a catastrophic condition has occurred (or the engine has been shut down) and the program continues via step 118 of Figs. 4A and 4B to step 120 of Fig. 4B, where the DAC current is set to zero. and the program runs out at 122 (fig. 4B) since there is a fault with the servo.

Dersom, som ved forrige tilfelle, foreliggende servotilstand ikke er låst i hastighetstilstand ved trinn 116 fortsetter programmet for å sikre at tilstanden er satt ved rampe for start (eller tilbakestilles til rampe for start tilstanden dersom strømtilstanden enten er innenfor rampe med tabellen eller forsøker å låse tilstanden). Progrmmet fortsetter så via trinn 126 på fig. 4A og 4B til trinn 128 på fig. 4B hvor DAC-strømmen blir satt til maksimumstrømmen, dvs. rampe-strømmen. Systemet vil fortsette til trinn 104 vist på fig. 4A og 4B, og programmet vil gjenta trinnene 106, 108, 110, 112, 114, 116, 124, 126 og 128 inntil ved trinn 114 hvor det målte tidsintervallet er mindre enn forutbestemt referanseverdi for intervalltiden for tabellen 1 orden tilveiebrakt ved mikroprosessor 30. If, as in the previous case, the current servo state is not locked in the speed state at step 116, the program continues to ensure that the state is set at ramp for start (or resets to the ramp for start state if the power state is either within ramp with the table or attempts to lock condition). The program then continues via step 126 in fig. 4A and 4B to step 128 of FIG. 4B where the DAC current is set to the maximum current, i.e. the ramp current. The system will proceed to step 104 shown in FIG. 4A and 4B, and the program will repeat steps 106, 108, 110, 112, 114, 116, 124, 126 and 128 until at step 114 where the measured time interval is less than the predetermined reference value for the interval time of the table 1 order provided by microprocessor 30.

Ved dette tidspunktet fortsetter programmet til trinn 130 hvor tilstanden til systemet er testet for å bestemme om den er ved rampen fra stopptilstanden. Siden den er i den tilstanden fortsetter programmet til trinnet 132. Ved trinn 132 blir nå systemtilstanden satt til rampe med tabell, hver av de tolv verdiene ved beregningstabellen blir til og begynne med satt til samme verdi, dvs. gjort like ved siste tidsintervallverdi bestemt ved siste bestemte verdi utført ved trinn 110, intervalltidstabellsummen settes like tolv ganger den intervallverdlen, og intervalltidstabellpekeren blir til og begynne med satt til posisjon 1 til tabellen. At this point, the program continues to step 130 where the state of the system is tested to determine if it is on the ramp from the stop state. Since it is in that state, the program continues to step 132. At step 132, the system state is now set to ramp with table, each of the twelve values at the calculation table is initially set to the same value, i.e. made equal to the last time interval value determined by last determined value performed at step 110, the interval time table sum is set equal to twelve times that interval value, and the interval time table pointer is initially set to position 1 of the table.

Etter trinn 132 fortsetter programmet via trinn 126 på fig. 4A og 4B til trinn 128 på fig. 4B. DAC -strømmen blir igjen satt til maksimal strøm og programmet fortsetter igjennom trinnene 104, 106, 108, 110, 112 og 114. Så lenge som tidsintervallet er fremdeles mindre enn den forhåndsinnstilte verdien til intervalltiden for tabellen i orden, vil systmet fortsette til trinn 130. Dersom dette ikke er tilfelle vil systemet fortsette til 116, og så til trinn 124 siden servotilstanden sist ble innstilt ved rampen med tabelltilstanden (og ikke låst i hastighetstilstanden). Fra trinn 124 vil programmet fortsette gjennom trinnene 126, 128, 104, 106, 108, 110, 112 og 114 og sammenligne størrelsen på tidsintervallet med forhåndsinnstilt verdi til intervalltiden på tabell i orden. Programmet vil fortsette gjennom denne sløyfen inntil tidsintervallet faller under det forhåndsinnstilte tidsintervallet. Det vil så fortsette igjen gjennom trinnene 130, 132, 126, 128, 104, 106, 108, 110, 112, 114 og 130. Siden servotilstanden har blitt satt til rampen med tabelltilstanden (ved trinn 132) vil programmet nå fortsette til trinn 134. After step 132, the program continues via step 126 in fig. 4A and 4B to step 128 of FIG. 4B. The DAC current is again set to maximum current and the program continues through steps 104, 106, 108, 110, 112 and 114. As long as the time interval is still less than the preset value of the interval time for the table in order, the system will continue to step 130 .If this is not the case, the system will continue to 116, and then to step 124 since the servo state was last set at the ramp with the table state (and not locked in the speed state). From step 124, the program will continue through steps 126, 128, 104, 106, 108, 110, 112 and 114 and compare the size of the time interval with the preset value to the interval time on table in order. The program will continue through this loop until the time interval falls below the preset time interval. It will then continue again through steps 130, 132, 126, 128, 104, 106, 108, 110, 112, 114 and 130. Since the servo state has been set to ramp with the table state (at step 132) the program will now continue to step 134 .

Ved trinn 134 blir de tolv tidsintervallsummene til beregningstabellen satt lik med siste tidsintervalltabellsum bestemt ved siste passering gjennom trinnet 132. Det siste tidsintervallet målt ved trinn 110 (som forekommer etter siste passeringen gjennom trinn 132) blir så tillagt denne tidsintervalltabellsummen, verdien ved beregningstabellen ved stedet for pekeren (nå ved stedet 1) blir subtrahert fra summen, og siste verdi for tidsintervallet akkurat tillagt summen blir anvendt for å erstatte den subtraherte verdien i beregningstabellen ved stedet for pekeren. Tidsintervall-tabellpekeren blir så inkrementert med 1 før den fortsetter til trinn 136. I løpet av sistnevnte trinn blir undersøkelse utført om pekeren er lik 13, dersom dette er tilfelle blir pekeren tilbakestilt med 1 (siden kun 12 steder i beregningstabellen er blitt anvendt). Dersom pekeren ikke er lik 13, eller dersom trinn 138 er utført, vil programmet fortsette til trinn 140. At step 134, the twelve time interval totals of the calculation table are set equal to the last time interval table sum determined by the last pass through step 132. The last time interval measured at step 110 (occurring after the last pass through step 132) is then added to this time interval table sum, the value of the calculation table at the location for the pointer (now at location 1) is subtracted from the sum, and the last value of the time interval just added to the sum is used to replace the subtracted value in the calculation table at the location of the pointer. The time interval table pointer is then incremented by 1 before proceeding to step 136. During the latter step, a check is made to see if the pointer is equal to 13, if this is the case the pointer is reset by 1 (since only 12 locations in the calculation table have been used). If the pointer is not equal to 13, or if step 138 is executed, the program will continue to step 140.

Ved trinn 140 etter oppdateringen av den beregnbare tabellen og strømverdien for tidsintervalltabellsummen for siste tolv tidsintervaller blir hastighetsfeielen beregnet. Dette bestemmes ved å subtrahere beregningen eller tidsintervalltabellsummen fra en nominell referanseverdi. Dersom verdien til hastighetsfeilen er positiv beveges motoren for langsomt, dersom den er negativ beveges motoren for hurtig, og dersom null, er hastigheten til motoren riktig. At step 140 after the update of the computable table and the current value of the time interval table sum for the last twelve time intervals, the speed error is calculated. This is determined by subtracting the calculation or time interval table sum from a nominal reference value. If the value of the speed error is positive, the motor is moving too slowly, if it is negative, the motor is moving too fast, and if zero, the speed of the motor is correct.

Så snart hastighetsfeilen er beregnet fortsetter programmet gjennom trinnet 140 på fig. 4A til trinn 142 på fig. 4B. Tilstanden til systemet blir så testet for å bestemme om servosystemet er innenfor rampen med tabelltilstanden. Siden tilstanden til systemet er satt for rampen med tabelltilstanden (fra siste passering gjennom trinn 132), fortsetter systemet til trinn 144 hvor den absolutte verdien for hastighetsfeilen sammenlignes med hastighetsfeilen for servoklargjøringen, en på forhånd valgt verdi som er den maksimale tillatelige hastighetsfeilen før et forsøk gjøres for å klargjøre servosystemet ved servolåsetilstanden. Once the speed error has been calculated, the program continues through step 140 of FIG. 4A to step 142 of FIG. 4B. The state of the system is then tested to determine if the servo system is within ramp of the table state. Since the state of the system is set for the ramp with the table state (from the last pass through step 132), the system proceeds to step 144 where the absolute value of the speed error is compared to the speed error of the servo preparation, a preselected value that is the maximum allowable speed error before an attempt is done to prepare the servo system at the servo lock condition.

Dersom størrelsen på hastighetsfeilen er større enn hastighetsfeilen på servoklargjøringen, fortsetter systemet fra trinn 144 til trinn 128, via trinn 104 på fig. 4A og 4B, og gjennom trinnene 106, 108, 110, 112 og 114. Ved trinnet 114, dersom tidsintervallet er større enn den forutbestemte verdien for tidsintervallet for tabellen i orden, vil systemet fortsette gjennom trinnene 116 og 124, hvor tilstanden til systemet er tilbakestilt til rampen fra stopptilstanden og fortsetter som tidligere beskrevet. Dersom sammenligningen ved trinnet 114 er slik at den målte verdien for tidsintervallet er mindre enn den forutbestemte verdien for tidsintervallet for tabellen er i orden, vil systemet fortsette gjennom trinn 130, 134 (siden systemet er nettopp satt for rampe med tabelltilstand), 136, 138, 140 og 142. Systemet vil igjen fortsette til trinn 144. Dersom størrel-sen på hastighetsfeilen er mindre enn den forutbestemte verdien for servoklargjøringen blir servotilstanden satt til forsøk på å låse tilstanden ved trinn 146. If the magnitude of the speed error is greater than the speed error of the servo preparation, the system proceeds from step 144 to step 128, via step 104 in FIG. 4A and 4B, and through steps 106, 108, 110, 112, and 114. At step 114, if the time interval is greater than the predetermined value for the time interval for the table in order, the system will continue through steps 116 and 124, where the state of the system is reset to the ramp from the stop state and continue as previously described. If the comparison at step 114 is such that the measured value for the time interval is less than the predetermined value for the time interval for the table is OK, the system will continue through steps 130, 134 (since the system has just been set for ramp with table condition), 136, 138 , 140 and 142. The system will again proceed to step 144. If the magnitude of the speed error is less than the predetermined value for the servo ready, the servo state is set to attempt to lock state at step 146.

Etter trinnet 146 fortsetter systemet gjennom trinn 128 og gjentar trinnene 104, 106, 108, 110, 112, 114, 130 (som antar at tidsintervallet er mindre enn den forutbestemte verdien for tidsintervallet for tabellen i orden), 130, 134, 136, 138 (dersom pekeren ved trinnet 136 er 13), 140, 142 til trinn 148. Ved sistnevnte trinn blir akselerasjonsfeilen satt lik forskjellen mellom intervalltidstabellsummen (tidligere sikret ved siste passering gjennom trinnet 134) og intervalltidstabellsummen (dvs. forskjellen mellom nylig lagret sum og lagret sum tidligere før siste oppdatering). Dersom forskjellen er positiv akselerer motoren, og dersom negativ retarderer motoren. Dersom tilstanden til systemet sist var satt ved trinn 146 til forsøk til å låse tilstanden fortsetter systemet til trinn 152 hvor størrelsen på både hastighets og akselerasjonsfeilene sammenlignes med forhåndsinnstilte verdier (henvist til hastighets og akselerasjonsfeilene for forsøk på å låse tilstanden). Dersom hver feil overskrider sin forhåndsinnstilte verdi forsetter systemet til trinn 156 beskrevet heretter. Dersom størrelsen på hver av hastighets og akselerasjonsfeilene er mindre enn den forhåndsinnstilte verdien, vil tilstanden til systemet nå bli satt til låst i hastighetstilstand før den fortsetter til trinn 156. After step 146, the system continues through step 128 and repeats steps 104, 106, 108, 110, 112, 114, 130 (assuming that the time interval is less than the predetermined time interval value for the table in order), 130, 134, 136, 138 (if the pointer at step 136 is 13), 140, 142 to step 148. At the latter step, the acceleration error is set equal to the difference between the interval time table sum (previously secured on the last pass through step 134) and the interval time table sum (ie, the difference between the newly stored sum and the stored sum previously before the last update). If the difference is positive, the motor accelerates, and if negative, the motor slows down. If the state of the system was last set at step 146 to attempt to lock the state, the system continues to step 152 where the size of both the speed and acceleration errors are compared to preset values (referred to the speed and acceleration errors for attempts to lock the state). If each error exceeds its preset value, the system proceeds to step 156 described below. If the magnitude of each of the velocity and acceleration errors is less than the preset value, the state of the system will now be set to locked in the velocity state before proceeding to step 156.

Ved trinn 156 blir en ny DAc-strøm tilveiebrakt på neste kommutering basert på tidligere verdi og størrelsen på hastighets og akselerasjonsfeilene. Systemet vil så fortsette til trinn 104 og fortsette gjennom trinne 106, 108, 110, 112, 114 (så lenge som tidsintervallet er mindre enn forhåndsinnstilt verdi på tidsintervallet for tabellen i orden), 130, 134, 136, 138 (overhoppet dersom pekerverdien ved trinnet 136 ikke er 13), 140, 142, 148, til trinn 150. Siden tilstanden til systemet nå er i låst i hastighetstilstand fortsetter systemet til trinn 158. Ved dette trinnet blir størrelsen på både hastighets og akselerasjonsfeilen sammenlignet med andre forhåndsinnstilte verdier (henvendelse til som hastighets og akselerasjonsfeil for låst i hastighetstilstand) for å være sikker på at det ikke er overskredet. Dersom ikke overskredet, fortsetter programmet til trinn 156 og fortsetter igjennom den kontinuerlige sløyfen tilveiebrakt av trinnene 156, 104, 106, 108, 110, 112, 114 (så lenge som tidsintervallet er mindre enn tidsintervallet for tabellen i orden), 130, 134, 136, 138 (overhoppet dersom pekerverdien ved trinn 136 ikke er 13), 140, 142, 148, 150 og 158. At step 156, a new DAc current is provided on the next commutation based on the previous value and the magnitude of the speed and acceleration errors. The system will then proceed to step 104 and continue through steps 106, 108, 110, 112, 114 (as long as the time interval is less than the preset value of the time interval for the table in order), 130, 134, 136, 138 (skipped if the pointer value at step 136 is not 13), 140, 142, 148, to step 150. Since the state of the system is now in the locked in velocity state, the system proceeds to step 158. At this step, the magnitude of both the velocity and acceleration errors are compared to other preset values (reference to such as speed and acceleration errors for locked in speed state) to make sure it is not exceeded. If not exceeded, the program proceeds to step 156 and continues through the continuous loop provided by steps 156, 104, 106, 108, 110, 112, 114 (as long as the time interval is less than the time interval for the table in order), 130, 134, 136, 138 (skipped if the pointer value at step 136 is not 13), 140, 142, 148, 150 and 158.

Dersom tidsintervallet blir større enn den forhåndsinnstilte verdien til tidsintervallet for tabellen i orden ved trinn 114, fortsetter programmet til trinn 116 som tidligere beskrevet. Siden servotilstanden har blitt innstilt for låst i hastighetstilstanden, vil programmet fortsette gjennom trinnene 118, 120 og 122, siden et katastrof ef orhold har forekommet (eller motoren har blitt slått av). Dersom størrelsen på hastigheten og akselerasjonen overskrider den forhåndsinnstilte verdien for hastighets og akselerasjonen for låst i hastighetstilstand, vil systemet likeledes også fortsette til trinn 120 og 122, siden et katastrofeforhold har forekommet, eller motoren har blitt slått av. If the time interval becomes greater than the preset value of the time interval for the table in order at step 114, the program continues to step 116 as previously described. Since the servo state has been set to locked in the speed state, the program will continue through steps 118, 120, and 122, since a catastrophic failure has occurred (or the motor has been shut down). If the magnitude of the speed and acceleration exceeds the preset value of speed and acceleration for locked in speed condition, the system will also continue to steps 120 and 122, since a catastrophic condition has occurred, or the engine has been shut down.

Det skal bemerkes at de forhåndsinnstilte verdiene for hastighets og akselerasjonsfeil for forsøk på låsetilstand (anvendt ved trinn 152) er mye mindre enn tilsvarende forhåndsinnstilte verdier for hastighets og akselerasjonsfeil for den låste i hastighetstilstanden anvendt ved trinn 158 slik at så snart systemet beveges fra den låste i hastighetstilstand vil det ikke på enkel måte falle ut av denne endelige tilstanden når feilene er målt ved trinn 158 og for så å forhindre styrehakking (situasjon hvor systemet vil vekselvis beveges blant forskjellige tilstander og danner en ustabil styretilstand). It should be noted that the preset speed and acceleration error values for the attempted locked state (applied at step 152) are much smaller than the corresponding preset speed and acceleration error values for the locked in speed state applied at step 158 so that as soon as the system is moved from the locked state in the speed state, it will not simply fall out of this final state when the errors are measured at step 158 and so prevent control stuttering (situation where the system will alternately move between different states and form an unstable control state).

Foreliggende oppfinnelse har flere fordeler. En hovedfordel er at ved gjennomsnittsberegning av tidsmålte intervaller mellom hver signalovergang vil feilene som bidrar til de unøyaktige Hallsensorene bli eliminert. Systemet gir dessuten en nøyaktig og billig styring av hastigheten til en børsteløs likestrømsmotor uten behov for dyre faselåsesløyfe-kretser, som anvender konvensjonelle mekaniske optiske tachometere. Nøyaktigheten ved styringen er begrenset til oppløsningen av det digitale signalet som representerer strømmen tilført DAC 50. Et åttebits signal er således nøyaktig innenfor 1/256 av verdien til strømmen, eller tilnærmet 0,4$. Dersom bedre oppløsninger er ønskelig, kan naturligvis et større digitalsignal med ytterligere minste-vektige biter bli anvendt for å representere strømmen. Ved å anvende gjennomsnittsteknikken beskrevet ovenfor blir bedre bruk av plassen tilveiebrakt ved en slik anvendelse som bånd og diskdrev hvor plassen kan være begrenset. Ved riktig innstilling av rampestrømmen tilført ved trinn 128, blir til slutt starthastigheten og akselerasjonen til motoren styrt. The present invention has several advantages. A main advantage is that by averaging the timed intervals between each signal transition, the errors that contribute to the inaccurate Hall sensors will be eliminated. The system also provides accurate and inexpensive control of the speed of a brushless DC motor without the need for expensive phase-locked loop circuits, which use conventional mechanical optical tachometers. The accuracy of the control is limited to the resolution of the digital signal representing the current supplied to the DAC 50. An eight-bit signal is thus accurate to within 1/256 of the value of the current, or approximately 0.4$. If better resolutions are desired, a larger digital signal with further minimum-weight bits can of course be used to represent the current. By applying the averaging technique described above, better use of space is provided in such applications as tape and disk drives where space may be limited. By properly setting the ramp current supplied at step 128, the starting speed and acceleration of the motor is ultimately controlled.

Visse endringer kan bli gjort ved utførelsesformen som beskrevet uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Sensorene for avføling av posisjonen til rotoren kan f.eks. være andre typer magnetiske sensorer foruten Halleffektsensorer, silke som magnetiske tonearmer. Det er ikke nødvendig med magnetiske sensorer, men det finnes mange eksempler på optiske, slik som optiske tachometere, eller elektriske, slike som elektriske kontakter. Certain changes can be made to the embodiment as described without deviating from the scope of the invention. The sensors for sensing the position of the rotor can e.g. be other types of magnetic sensors besides Hall effect sensors, silk as magnetic tonearms. Magnetic sensors are not required, but there are many examples of optical, such as optical tachometers, or electrical, such as electrical contacts.

Siden visse endringer kan bli gjort ved ovenfor nevnte anordning uten å avvike fra oppfinnelsens ramme, er det ment at ovenfor nevnte beskrivelse, eller det som er vist i sammenheng med tegningene, skal kun være illustrativt og ikke sett på som noen begrensning av oppfinnelsen. Since certain changes can be made to the above-mentioned device without deviating from the scope of the invention, it is intended that the above-mentioned description, or what is shown in connection with the drawings, should only be illustrative and not be regarded as any limitation of the invention.

Claims

1. Device for controlling the angular velocity of an object mounted for rotation about a predetermined axis of rotation, characterized by: sensing device of at least two angular positions of the object with each rotation of the object about the axis, means responsive to the sensing means for measuring the time interval the object takes to rotate from each of the angular positions to the next successive angular position when the object is rotated about the axis, means responsive to the means for measuring each time interval to provide a value representative of the average time taken by the object to rotate from each successive angular position to the next successive angular position which is a function of all the time intervals until the last complete revolution of the object relative to the last angular position , and means for adjusting the angular velocity of the object as a function of the difference between each value representative of the determined average time and a predetermined value of the times representative of the desired angular velocity of the object.

2. Device according to claim 1, characterized by the sensing device within the magnetic device for magnetic sensing of each of the rotational positions of the object.

3. Device according to claim 2, characterized in that the magnetic device for magnetic pole devices is attached to the object for rotation thereby, and which defines at least two magnetic poles rotatable about the axis, and magnetic pole sensing device placed radially at a distance from the magnetic pole device and the axis and positioned so that the object rotates about its axis relative to the magnetic pole sensing device so that at least one of the poles is magnetically coupled with the magnetic pole sensing device at each of the rotational positions.

4. Device according to claim 3, characterized in that the magnetic pole sensing device includes at least one magnetic pole sensor.

5. Device according to claim 4, characterized in that the magnetic pole sensor is a Hall effect switch.

6. Device according to claim 4, characterized in that the magnetic pole sensor is a magnetic tone wheel.

7. Device according to claim 3, characterized in that the magnetic pole sensing device includes several magnetic pole sensors placed at an angular distance relative to each other around the axis and placed radially at a distance from the magnetic pole device.

8. Device according to claim 7, characterized in that each of the magnetic pole sensors is a Hall effect sensor.

9. Device according to claim 1, characterized in that the sensing device includes optical devices for optical sensing of each of the rotational positions of the object.

10. Device according to claim 9, characterized in that the optical device includes an optical tachometer.

11. Device according to claim 7, characterized in that the sensing device includes an electrical device for electrically sensing each of the rotational positions of the object.

12. Device according to claim 11, characterized in that the electrical device includes an electrical contact.

13. Device according to claim 1, characterized in that device for determining the value of the average time the object takes to rotate from each successive angular position to the next successive angular position, includes storage device for storing a predetermined number of measured time intervals.

14. Device according to claim 13, characterized in that the storage devices store the last of the measured time intervals representative of the last complete rotation of the object about the axis.

15. Device according to claim 1, characterized in that the device for adjusting the angular speed of the object includes several commutation coils and device for selective activation of the coils, and that the object includes a magnetic head having "n" magnetic charged sectors placed around the circumference and placed in relation to axis, and that the sensing device includes "m" sensors placed along a radial line adjacent to the periphery of the head so that each of the sectors forms a magnetic coupling with the sensor when the sector is placed along a radial line, where "n" and "m" are whole number and the product "n" times "m" is the number of commutation periods of the coils.

16. Device according to claim 15, characterized in that the device for measuring the time the object takes to rotationally move about the axis from one of the rotational positions to the next, includes a signal generation device for generating time-dependent signals representative of the time the object takes to rotate between successive of the angular positions and means for determining the value of the average time the object takes to rotate from each successive angular position to the next successive angular position as a function of all the time intervals until the last complete revolution of the object including storage means for storing a predetermined number of time-dependent signals.

17. Device according to claim 16, characterized in that the storage device stores the last of time-dependent signals representative of the last complete rotation of the object about the axis from the last angular position.

18. Device according to claim 17, characterized in that the storage device is adapted to add the last of the time-dependent signals provided from the last measured time interval at the last of the angular positions and subtract previous time-dependent signals provided for the last angular positions, and device for determining the value of the average time the object takes to rotate each revolution from each successive angular position to the next angular position including dividing means for dividing the time represented by stored signals representing the time interval of the last completed revolution of the object in the storage means by the number of angular positions.

19. Device according to claim 1, characterized in that the device for adjusting the angular speed includes a device for determining the speed error between the real speed of the object for the last time interval and a predetermined value and acceleration error between the real acceleration for the last completed revolution, relative to the last angular position, and the acceleration for the previous penultimate angular position and means for adjusting the angular velocity of the object as a function of velocity and acceleration error.

20. Servo control for controlling the speed of a direct current motor of a type having a rotor mounted for rotation about a predetermined axis of rotation and a plurality of armatures, each selectively actuable by a current, in which the system includes: sensing device for sensing at least two angular positions of the rotor with each rotation of the rotor around the axis, means responsive to the sensing means to generate a signal as the rotor rotates through each of the angular positions, device that responds to each of the signals to measure the time interval the rotor takes to rotate from angular position to the next successive angular position as the rotor rotates about said axis, means responsive to means for measuring each time interval to determine the value of the average time the rotor takes to rotate from each successive angular position to the next successive angular position which is a function of all the time intervals until the last completed revolution of the rotor, and means responsive to the average time signal to generate armature currents as a function of the difference between each of the average time signals and a predetermined signal which is a function of the desired angular speed of the rotor to thus control the angular speed of the rotor.

21. System according to claim 20, characterized in that the rotor includes magnetically polarized material that extends around the axis to thus define several poles with alternately oppositely magnetically polarized segments, in that each segment provides an equal angular displacement about the axis.

22. System according to claim 21, characterized in that the sensing device includes several sensors angularly shifted around the axis adjacent to the rotor, so that each of the angular positions is defined by the transition between segments adjacent to the rotor and aligned with one of the sensors.

23. System according to claim 22, characterized in that the sensor is placed relative to the rotor so that only one of the transitions is aligned with one of the sensors at each of the angular positions so that n x p angular positions are arranged for one revolution of the rotor, where "p" is the number of poles and "n" is the number of sensors, and n times p equals the number of commutation periods for each revolution of the rotor.

24. System according to claim 22, characterized in that the sensing device includes at least one Hall effect sensor.

25 . System according to claim 22, characterized in that the sensing device includes several Hall effect sensors.

26. Method for controlling the angular velocity of an object mounted for rotation about a predetermined axis of rotation, characterized by : sensing at least two angular positions of the object with each revolution of the object about the axis, measurement of the time interval the object takes to rotate from each angular position to the next successive angular position when the object rotates about its axis, providing a value representing the average time the object takes to rotate from each successive angular position to the next successive angular position as a function of all the time intervals of the last completed revolution of the object relative to the last angular position, and adjusting the angular velocity of the object as a function of the difference between each value representative of determined average time and a predetermined time value representative of the desired angular velocity of the object.

27. Method According to claim 26, characterized in that the sensing is at least two angular positions of the object includes magnetic sensing of each angular position.

28. Method according to claim 26, characterized in that the sensing is at least two angular positions for the object includes optical sensing of each of the angular positions.

29 Method according to claim 26, characterized in that the sensing is at least two angular positions, includes electrical sensing of each of the angular positions.

4. Device according to claim 1, characterized in that the sensing device includes optical devices for optical sensing of each of the rotational positions of the object.

5. Device according to claim 7, characterized in that the sensing device includes an electrical device for electrically sensing each of the rotational positions of the object.

6. Device according to claim 1, characterized in that device for determining the value of the average time the object takes to rotate from each successive angular position to the next successive angular position, includes storage device for storing a predetermined number of measured time intervals.

7. Device according to claim 1, characterized in that the device for adjusting the angular speed of the object includes several commutation coils and device for selective activation of the coils, and that the object includes a magnetic head having "n" magnetic charged sectors placed around the circumference and placed in relation to axis, and that the sensing device includes "m" sensors placed along a radial line adjacent to the periphery of the head so that each of the sectors forms a magnetic coupling with the sensor when the sector is placed along a radial line, where "n" and "m" are whole number and the product "n" times "m" is the number of commutation periods of the coils.

8. Device according to claim 1, characterized in that the device for adjusting the angular speed includes a device for determining the speed error between the real speed of the object for the last time interval and a predetermined value and acceleration error between the real acceleration for the last completed revolution, relative to the last angular position, and the acceleration for the previous penultimate angular position and means for adjusting the angular velocity of the object as a function of velocity and acceleration error.

9. Servo control for controlling the speed of a direct current motor of a type having a rotor mounted for rotation about a predetermined axis of rotation and a plurality of armatures, each selectively actuable by a current, in which the system includes: sensing device for sensing at least two angular positions of the rotor with each rotation of the rotor around the axis, means responsive to the sensing means to generate a signal as the rotor rotates through each of the angular positions, device that responds to each of the signals to measure the time interval the rotor takes to rotate from angular position to the next successive angular position as the rotor rotates about said axis, means responsive to means for measuring each time interval to determine the value of the average time the rotor takes to rotate from each successive angular position to the next successive angular position which is a function of all the time intervals until the last completed revolution of the rotor, and means responsive to the average time signal to generate armature currents as a function of the difference between each of the average time signals and a predetermined signal which is a function of the desired angular speed of the rotor to thus control the angular speed of the rotor.

10. Method for controlling the angular velocity of an object mounted for rotation about a predetermined axis of rotation, characterized by : sensing at least two angular positions of the object with each revolution of the object about the axis, measurement of the time interval the object takes to rotate from each angular position to the next successive angular position when the object rotates about its axis, providing a value representing the average time the object takes to rotate from each successive angular position to the next successive angular position as a function of all time intervals until the last completed revolution of the object relative to the last angular position, and adjusting the angular velocity of the object as a function of the difference between each value representative of the determined average time and a predetermined time value representative of the desired angular velocity of the object.