JPH0155485B2 - - Google Patents

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JPH0155485B2
JPH0155485B2 JP57203379A JP20337982A JPH0155485B2 JP H0155485 B2 JPH0155485 B2 JP H0155485B2 JP 57203379 A JP57203379 A JP 57203379A JP 20337982 A JP20337982 A JP 20337982A JP H0155485 B2 JPH0155485 B2 JP H0155485B2
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JP
Japan
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control
speed control
actuator
time
actuators
Prior art date
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Application number
JP57203379A
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JPS5994112A (ja
Inventor
Makoto Mizukami
Hiroshi Nakanishi
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/34Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34236Multiplex for servos, actuators
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49273Switch between continuous drive and index or stop mode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、複数のアクチユエータの位置決めを
時分割に行なう時分割位置決め制御装置に関する
ものである。
従来技術と問題点 従来のこの種装置は、N(Nは正の整数)台の
アクチユエータを制御する場合、速度制御の帯域
で決まる1サンプリング周期を1/Nに分割し、
該1時分割時間で1台のアクチユエータの位置決
めが任意に実行できるようにしている。
第1図は従来装置において4台のアクチユエー
タを制御する場合の処理の流れを示す原理説明図
であり、Tsは1サンプリング周期、Ttは1時分
割時間、NO1〜NO4はアクチユエータのアド
レスを示し、またハツチングを施した部分1は速
度制御処理用の演算時間領域を、ドツトを施した
部分2は位置追従制御処理用の演算時間領域を、
空白の部分3は空き演算時間領域をそれぞれ示
す。同図において、アドレスNO1,NO4のア
クチユエータは速度制御中、アドレスNO2,
NO3のアクチユエータは位置追従制御中であ
り、1サンプリング周期Ts中の各時分割時間Tt
は特定のアドレスのアクチユエータに1対1にハ
ードウエア的に対応付けされ且つ固定されてい
る。従つて、すべてのアクチユエータを任意の制
御状態で位置決めできるものの、空き時間領域3
があつてもこれを有効に利用することができな
い。このため、アクチユエータの制御を行なうデ
イジタル信号処理回路には1時分割時間内に速度
制御処理を完了できる演算速度が要求される反
面、所要帯域が狭くなる位置追従制御時にデイジ
タル信号処理回路への負荷が小さくなることか
ら、速度制御に比較して位置追従制御が大半を占
める位置決め系ではデイジタル信号処理回路の利
用効率が著しく低下するという欠点があつた。
発明の目的 本発明はこのような従来の欠点を改善したもの
であり、その目的は、1サンプリング周期内を速
度制御処理および位置追従制御処理のどちらも実
行できる時間領域と位置追従制御処理専用の時間
領域とに分割し、該時間領域にアクチユエータア
ドレスを動的に配置することにより、時分割の多
重度を大きくとり、デイジタル信号処理回路の利
用効率を高めることにある。
発明の原理 第2図A,Bは本発明の原理説明図であり、同
図Aは1サンプリング周期内における時間分割例
を、同図Bは動的アドレス配置例をそれぞれ示
す。なお、第2図A,Bにおいて第1図と同一符
号は同一部分を示し、T〓は速度制御時間領域、
Tpは位置追従制御時間領域、NO5,NO6はア
クチユエータのアドレスである。
第2図Aにおいて、位置追従制御時間領域Tp
では位置追従制御処理のみが実行されており、こ
の領域には速度制御を終えたアクチユエータのア
ドレスが配置される。また、速度制御時間領域
T〓では主に速度制御処理が実行され、この領域
にはアクセス要求が発生したアクチユエータのア
ドレスが配置される。従つて第2図Aでは、アド
レスNO1〜NO3のアクチユエータが速度制御
中であり、アドレスNO4〜NO6のアクチユエ
ータが位置追従制御中である。
また、アドレスNO1のアクチユエータがアク
セス動作を完了し、これと同時にアドレスNO5
のアクチユエータからアクセス要求があつたと仮
定するとアドレス配置は第2図Bのように切り換
わる。即ち、速度制御時間領域T〓にあるアドレ
スNO1のアクチユエータのアドレスが位置追従
制御時間領域8に配置換えされ、これと交代にア
ドレスNO5のアクチユエータのアドレスが位置
追従制御時間領域8から速度制御時間領域7に配
置換えされる。また、アドレスNO2のアクチユ
エータのようにアクセス動作が完了しても他のア
クチユエータからのアクセス要求がない場合は、
アクセス要求が発生するまでアドレスの配置換え
はなく、速度制御時間領域内で位置追従制御処理
が行なわれる。
このように本発明においては、アクチユエータ
の制御モードに対応した個別の制御時間領域にア
クチユエータアドレスを動的に配置するため、空
き演算時間を有効に利用することができ、接続可
能なアクチユエータ数を従来装置に比較して飛躍
的に増加させることが可能となる。このときの最
大接続台数Nnaxは次式で与えられる。
Nnax=1+RECK{(1−ρ〓)/ρp} …(1) ここで、RECKは整数化関数、ρ〓は単位時間に速
度制御に費される演算時間の割合、ρpは単位時間
に位置追従制御に費される演算時間の割合であ
り、空き演算時間があるためρ〓+ρp<1の関係に
ある。
なお、第2図でも明らかなように、本発明には
同時にアクセス可能なアクチユエータ数に制限が
ある。従つて、アクセス要求の発生頻度が大きく
なると速度制御待ちが発生し、このときの速度制
御待ち時間がアクセス時間の増加となつて現れ
る。この場合には、接続可能なアクチユエータの
台数は所要アクセス時間を満たすという条件から
決定される。
第3図は本発明の一実施例装置の概略構成図で
あり、9は速度制御テーブル、10は位置追従制
御テーブル、11は特殊コマンドテーブル、12
はアクチユエータのアドレスコード、13は位置
決め制御コマンド、14はデイジタル信号処理回
路、15はサンプリング回路、16はデータ分配
回路、P1〜P8はアドレスNO1〜NO8に対応す
る位置情報、D1〜D8はアドレスNO1〜NO8に
対応するアクチユエータ駆動信号である。
同図において、速度制御テーブル9には速度制
御中のアクチユエータのアドレスが記憶され、位
置追従制御テーブル10には位置追従制御中のア
クチユエータのアドレスが記憶されている。ま
た、特殊コマンドテーブル11には、速度制御テ
ーブル9に位置するが位置追従制御中であるアク
チユエータのアドレスと、速度制御、位置追従制
御以外の制御モードにあるアクチユエータのアド
レスと、その制御コマンドが記憶されている。こ
こで、速度制御テーブル9は1/4サンプリング周
期でシーケンシヤルにアクチユエータのアドレス
コード12を送出するが、位置追従制御処理専用
のPS領域では位置追従制御テーブル10が参照
され、ここからアクチユエータのアドレスコード
12が送出される。
位置追従制御から速度制御への切り換えは、特
殊コマンドテーブル11を参照しながら、速度制
御テーブル9内で位置追従制御を行なつているア
クチユエータのアドレスと、位置追従制御テーブ
ル10内にあり速度制御させようとするアクチユ
エータのアドレスとを入れ換えることにより実行
できる。また、速度制御、位置追従制御以外の制
御モードを実行する場合は、特殊コマンドテーブ
ル11に制御コマンドを書き込めば良く、位置追
従制御テーブル10で該当するアクチユエータの
アドレスが選択されると、特殊コマンドテーブル
からその制御コマンドが送り出される。
デイジタル信号処理回路14は、そのようにし
て送り出された位置決め制御コマンド13に従つ
て制御モードに応じた個別の信号処理プログラム
の選択、実行を行ない、サンプリング回路15と
データ分配回路16によつて選択されたアクチユ
エータの制御を行なう。
第4図は本発明の別の実施例装置におけるハー
ドウエア構成の一例を示すブロツク図であり、第
3図と同一符号は同一部分を示し、17はマイク
ロプロセツサ、18はチエツク(CHECK)回
路、19は時分割制御回路、20はマルチプレク
サ、21はDA変換器である。
第4図において、マイクロプロセツサ17は、
図示しない上位制御回路から来るアクセス命令
と、アクチユエータの制御状態を逐次把握してい
るチエツク回路18のデータとをもとにして時分
割制御回路19の管理を行なうものであり、時分
割制御回路19は、第3図の速度制御テーブル、
位置追従制御テーブル、特殊コマンドテーブル1
1から成り、マイクロプロセツサ17の管理の下
でテーブルの書き換えを行ない、その結果をマル
チプレクサ20、デイジタル信号処理回路14、
DA変換器21に出力する。
第5図、第6図及び第7図は、本発明を磁気デ
イスク装置の位置決め制御回路に適用した場合に
おける前記マイクロプロセツサ17の制御プログ
ラムの一例を示すフローチヤートであり、第5図
は時分割制御回路のテーブル書き換え機能等を実
現するメインルーチンを、第6図はアクチユエー
タの制御状態を細かに切り換えていく割り込みル
ーチンを、第7図はエラー復帰処理を行なう最優
先割り込みルーチンをそれぞれ示す。
磁気デイスク装置の起動時には、メインルーチ
ンにより速度制御テーブル、位置追従制御テーブ
ル、特殊コマンドテーブルが作成され、速度制御
テーブルと位置追従制御テーブルにすべてのアク
チユエータアドレスが暫定的に割り振りされる。
この後スピンドルモータが始動されて規定回転
数に達すると、0トラツクへの位置決め動作
(REZERO動作という)の開始を命令する
REZEROコマンドが特殊コマンドテーブルの1
領域に送出され、これに従つて該当するアクチユ
エータがREZERO動作に入る。
ところで、REZERO動作が完了するまでには
多くのサブコマンド(REZERO動作を成すため
のフオワード、リバース方向の高速、中速、低速
の定速度制御コマンド)と最終の位置追従制御コ
マンドを適切なタイミングで送り出す必要があ
る。これらの処理は、アクチユエータの制御状態
を監視しているチエツク回路18と、チエツク回
路18が起動する第6図の割り込みルーチンによ
つて実行され、一連のサブコマンドに続いて位置
追従制御コマンドが特殊コマンドテーブルに送ら
れる。
さて、一つのアクチユエータのREZERO動作
が完了すると再びメインルーチンからREZERO
コマンドが送出され、あらかじめ定められた次の
アクチユエータがREZERO動作に入る。このよ
うにしてすべてのアクチユエータがREZERO動
作を完了すると、ステツデイステート
(STEADY STATE)状態になり、アクセス要
求の受け付けが許される。
ここでアクセス要求が発生すると、前処理とし
て目標トラツクまでの残差トラツク数が計算さ
れ、この結果が予めデイジタル信号処理回路14
に転送される。次に速度制御テーブルの空き、即
ち速度制御領域で位置追従制御状態にあるアクチ
ユエータの存在がチエツクされ、空きが生じた時
点で空き状態にあるアクチユエータアドレスが位
置追従制御テーブルに移される。続いてアクセス
しようとするアクチユエータアドレスが速度制御
テーブルに移され、これと同時に速度制御コマン
ドが特殊コマンドテーブルに送られる。このよう
な処理によりアクセス動作が開始される。
一方、アクセス動作の終了時点では、チエツク
回路18が起動した第6図の割り込みルーチンに
よつて位置追従制御コマンドが特殊コマンドテー
ブルに送られるが、速度制御テーブル、位置追従
制御テーブルに変化はない。
このような構成を採用することにより時分割制
御回路は従来とほとんど同一に構成でき、且つす
べてのアクチユエータの制御状態をマイクロプロ
セツサで一括して管理することができる。従つ
て、接続できるアクチユエータ数が大幅に増加し
ても回路が複雑化することはない。
発明の効果 以上説明したように、本発明に依れば、従来装
置に比較してより多くのアクチユエータをデイジ
タル信号処理回路に接続して制御することが可能
となる。特に、原理説明で用いた(1)式からも明ら
かなように、単位時間に速度制御に費される演算
時間の割合ρ〓が小さくなるほど接続可能なアクチ
ユエータ数は増加する。従つて、通常単位時間に
占める速度制御の割合が1割程度である磁気デイ
スク記憶装置のマルチポジシヨナの位置決め制御
回路に適用した場合は、その効果は極めて大き
い。また、本発明はデイジタル信号処理回路の利
用率が高いので、同じ台数のアクチユエータを制
御する場合、演算速度の低いデイジタル信号処理
回路で済むことになる。このためデイジタル信号
処理回路を用いた位置決め制御回路の経済化とい
う点でも大きなメリツトがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の説明図、第2図A,Bは本
発明の原理説明図、第3図は本発明の一実施例装
置の概略構成図、第4図は本発明の別の実施例装
置におけるハードウエア構成の一例を示すブロツ
ク図、第5図〜第7図は本発明を磁気デイスク装
置の位置決め制御回路に適用した場合におけるマ
イクロプロセツサ17の制御プログラムの一例を
示すフローチヤートである。 Tsは1サンプリング周期、Ttは1時分割時間、
NO1〜NO6はアクチユエータのアドレス、1
は速度制御処理用の演算時間領域、2は位置追従
制御処理用の演算時間領域、3は空き演算時間領
域、T〓は速度制御時間領域、Tpは位置追従制御
時間領域、9は速度制御テーブル、10は位置追
従制御テーブル、11は特殊コマンドテーブル、
12はアクチユエータのアドレスコード、13は
位置決め制御コマンド、14はデイジタル信号処
理回路、15はサンプリング回路、16はデータ
分配回路、P1〜P8は位置情報、D1〜D8はアクチ
ユエータ駆動信号、17はマイクロプロセツサ、
18はチエツク回路、19は時分割制御回路、2
0はマルチプレクサ、21はDA変換器である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数のアクチユエータを同時に制御する時分
    割位置決め制御装置において、 1サンプリング周期内にM個のアクチユエータ
    の速度制御および位置追従制御を時分割に行なう
    速度制御領域と、 N個のアクチユエータの位置追従制御のみを時
    分割に行なう位置追従制御領域とを設け、 前記位置追従制御領域にあるN個のアクチユエ
    ータのうちの一つのアクチユエータから速度制御
    の要求が発生した時には、 前記速度制御領域内のM個のアクチユエータの
    うち位置追従制御状態にあるアクチユエータがあ
    る場合は、該位置追従制御状態にあるいずれか一
    つのアクチユエータの制御処理を前記速度制御領
    域から位置追従制御領域に移行するとともに、同
    時に前記速度制御の要求が発生した位置追従制御
    領域内のアクチユエータの制御処理を速度制御領
    域に移行させて速度制御を行なう手段と、 前記速度制御領域内のM個のアクチユエータが
    すべて速度制御状態にある場合には、該速度制御
    状態にあるアクチユエータのうち最初に位置追従
    制御を行なう状態に至つたアクチユエータの制御
    処理を前記速度制御領域から位置追従制御領域に
    移行するとともに、同時に前記速度制御の要求が
    発生した位置追従制御領域内のアクチユエータの
    制御処理を速度制御領域に移行させて速度制御を
    行なう手段とを備えてなることを特徴とする時分
    割位置決め制御装置。
JP20337982A 1982-11-19 1982-11-19 時分割位置決め制御装置 Granted JPS5994112A (ja)

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