JPH04213708A - カウンタクリア方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルコントロー
ラを用いた位置決め系においてサンプル間隔にかかわら
ず正確に角度基準で設定できかつカウントの有効桁分の
角度情報を得ることを可能にするカウンタクリア方式に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルコントローラにおいてサンプ
ル点毎のデータからコントローラが基準点設定を行う方
法について述べる。

【０００３】図５がその構成図である。１は図示しない
ホストから送られる角度指令信号、２は外部との信号の
やり取りをする部分を含めたコントローラ、３はコント
ローラの中で制御アルゴリズムを実行する信号処理部、
４はディジタル信号をアナログに変換しモータを駆動す
るため増幅する駆動回路、５は図示しない外部負荷を駆
動するモータ、６はモータに取付けられ角度情報をパル
スで出力するエンコーダ、７はエンコーダパルスから回
転方向を判定してパルス数を累積するカウンタ、８は１
回転当たり１回エンコーダから出力され、カウンタを通
してコントローラに送られるＺ相フラグ信号である。

【０００４】初期設定の段階で基準点設定がどの様にな
されるか５図を使って説明する。２０はディジタル処理
においてすべての基準となるサンプル点、１０は１回転
に１回エンコーダから出力されるＺ相パルス、８は前記
Ｚ相パルスからカウンタ内部で生成されるＺ相フラグ信
号、１９はカウンタをクリアして基準点とするためのカ
ウンタクリアパルス、１１はカウンタの数値信号を視覚
的に表現したグラフである。

【０００５】システムの初期設定ではモータを試験的に
回転させＺ相を探す。１０：Ｚ相のパルスがエンコーダ
から出されると７：カウンタでは８：Ｚ相フラグ信号を
ＨＬ交互に切り替える。２：コントローラは２０：サン
プル点毎信号を取り込み８：Ｚ相フラグ信号が変化した
時点で１９：カウンタクリアパルスを出す。このパルス
でカウンタ値はゼロクリアされ以後の回転に応じてカウ
ントされていく。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】ディジタル方式に
おいては、情報はサンプル点でやり取りされる。基準点
の検出はシステムの初期設定時モータを回転させＺ相を
システム（コントローラ）が認識することで実施される
。Ｚ相の検出から基準点設定をディジタルコントローラ
で行うとサンプル点間のどこで実際のＺ相が出されたか
という情報が失われてしまう。このため基準点は、Ｚ相
がでてからその直後のサンプル点までにモータが回転す
る分だけランダムにずれることになる。これは高精度の
エンコーダで正確な位置決めを行う場合無視できない誤
差となる。

【０００７】Ｚ相パルスとサンプル点は通常一致しない
からＺ相パルスからその直後のサンプル点までにモータ
が動いた分は検出誤差となる。５図では２２に相当する
。この誤差は、試験回転を一定にしたとしてもサンプル
点からのずれによってランダムに変化する。ディジタル
コントローラでカウンタクリアを実施するかぎりこの誤
差は本質的に取り除くことはできない。

【０００８】このサンプル間のずれを小さくするためモ
ータを遅い速度で回転させると、Ｚ相検出に時間がかか
りシステムのスループットを減少させ実用的でない。

【０００９】一方、コントローラは基準点設定に関与せ
ずカウンタ側でＺ相パルスによって自動的にカウンタを
クリアする場合、検出誤差の問題は回避できるが、１回
転する毎にカウンタは必ずクリアされてしまうのでカウ
ンタの桁数が１回転以上あってもこれを使うことはでき
ない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決する手段
として、カウンタ側にＺ相パルスで自動的にクリアする
機能とクリア機能を使用するかどうかのモード設定をコ
ントローラからの信号で変えられる機能とを付加する。

【００１１】初期設定時はカウンタをクリアするモード
に設定しておきカウンタ側で自動的にクリアすることに
する。コントローラはＺ相を通過したかどうかを前記フ
ラグ信号で監視し、通過した後はコントローラからＺ相
クリア機能を使用しないモードに変更する。以上により
コントローラはサンプル点で、Ｚ相を通過したかどうか
を監視する。これにより、角度基準の設定は、サンプル
間隔に関係なく即座に実施され、１回転分以上にわたっ
てカウントすることが可能となる。

【００１２】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。

【００１３】図１はハードディスクのトラック書き込み
装置に本発明を応用した一例を示す図である。同図に於
いて、７はハードディスク装置のトラック書き込み用ヘ
ッドである。１は該ヘッドを駆動するブラシレスモータ
である。２は該ブラシレスモータを駆動するリニア方式
ドライバである。５は該ブラシレスモータの回転角度を
検出し、デジタル信号に変換するロータリーエンコーダ
である。３は指令入力値と該ロータリエンコーダからの
現在位置及び速度情報とからあらかじめ設定されたプロ
グラムに従ってデジタル演算し、該ブラシレスモータに
与える指令を作成するＤＳＰ（デジタル・シグナル・プ
ログラム）である。４は該ＤＳＰ３のデジタル出力信号
をリニア方式モータドライバ２に入力するアナログ信号
に変換するＤ／Ａコンバータである。６はホストＣＰＵ
である。

【００１４】上述のＤＳＰ３についてさらに図２を参照
して述べる。

【００１５】１はホスト６から送られる角度指令信号、
２は外部との信号のやり取りをする部分を含めたコント
ローラ、３はコントローラの中で制御アルゴリズムを実
行する信号処理部、４はディジタル信号をアナログに変
換しモータを駆動するため増幅する駆動回路、５は図示
しない磁気ヘッドを駆動するモータ、６はモータに取付
けられ角度情報をパルス１０で出力するエンコーダ、７
はエンコーダパルスから回転方向を判定してパルス数を
累積するカウンタ、８は１回転当たり１回エンコーダか
ら出力され、カウンタを通してコントローラに送られる
Ｚ相フラグ信号、９はカウンタのクリアをマスクするた
めのＺ相マスク信号、１１はカウンタから出力されるカ
ウンタ値である。

【００１６】図３にカウンタの内部構成を示す。１０は
エンコーダからカウンタに送られるＺ相パルス信号と方
向を求めるためのＡ相Ｂ相信号、１７はエンコーダの信
号から方向を求めてアップダウンパルスを生成する方向
判定部、１８はアップダウンのパルスに応じてインクリ
メント、デクリメントされるパルスカウント部、１９は
パルスカウントをゼロクリアするカウンタクリアパルス
であり１６：Ｚ相マスクと１０：Ｚ相パルスの論理席を
取ってカウンタクリアパルスを生成するゼロクリア制御
部から作られる。１５は１０：Ｚ相パルスによってＨＬ
切り替わる８：Ｚ相フラグ信号を作り出すＺ相生成部で
ある。

【００１７】まずハードディスクのトラック書き込みの
動作条件（トラック間隔等）をホストＣＰＵ６に指定し
、ホストＣＰＵはこの指定された動作条件をＤＳＰ３に
伝達する。

【００１８】ＤＳＰ３はインクリメントエンコーダ５か
らのデジタル出力信号をカウントして書込みヘッド７（
ブラシレスモータ１のロータ）の現在位置信号を作り、
これと指定された目標位置との差を移動量として演算し
、この移動量に対応した速度指令をＤ／Ａコンバータ４
に出力する。

【００１９】また、インクリメンタル・エンコーダ５の
原点位置検出及び方向判別と、書き込みヘッドの微小な
位置決めを行う為に、エンコーダの出力パルスを分割し
、分解能を高める演算を行っている。

【００２０】また、現在位置信号と指定された目標位置
信号との差から移動量を算出し、あらかじめ定めておい
た対応規則によって速度指令を作成する。

【００２１】Ｄ／Ａコンバータ４によりアナログ信号と
なったモータ駆動信号はリニア方式モータドライバ２に
より電力増幅され、ブラシレスモータ１を駆動し、書込
みヘッド７に所定の動作をさせることになる。

【００２２】ここでモータドライバ２がリニア方式の為
、ノイズ発生が極めて少ないうえ、微小変位領域での線
形性が保たれるので、高精度な制御が可能となっている
。また書込みヘッド７はインピーダンスが高いためノイ
ズが飛びつきやすいので、ノイズ発生の極めて少ないリ
ニア方式のモータドライバ２が必要である。ブラシレス
モータ１についても、機械的摺動部が無い為、電気的機
械的ノイズの発生が少なく制御性を良好なものにしてい
る。

【００２３】以下、図２、３と図４の信号タイミングを
用いて説明する。

【００２４】初期設定時、モータを試験的に回転させＺ
相を探す。このとき９：Ｚ相マスク信号はＨに設定され
１０：Ｚ相パルスをマスクしない。１０：Ｚ相パルス信
号が６：エンコーダから７：カウンタに出されると直ち
に１６：ゼロクリア生成部は１９：カウンタクリアパル
スを出してパルスカウントをクリアする。また、１５：
Ｚ相生成部は８：Ｚ相フラグ信号のＨＬを切り替える。 １１：カウンタ出力は１０：Ｚ相パルスと同時に０から
カウントを開始する。次のサンプル点でカウンタは８：
Ｚ相フラグ信号の論理値の変化からＺ相通過を認識し、
９：Ｚ相マスクをＬにして以後のカウンタクリアを無効
にする。次に１０：Ｚ相パルスが来ても１６：ゼロクリ
ア制御部でマスクされ１９：カウンタクリアパルスは発
生しない。 （他の実施例） 本発明では、駆動回路はアナログ回路即ちリニアアンプ
を想定したがディジタルデータから直接駆動電流を生成
するＰＷＭで構成してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によればサンプル点
間のいずれの時点でＺ相を検知しても即座にその点を角
度基準にでき、カウンタの有効桁の許す限りの回転範囲
をコントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の図を適用したブロック図、

【図２】コ
ントローラのブロック図、

【図３】カウンタの構成図、

【図４】本発明の各部の信号のタイミングを表した図

【
図５】従来例の構成図

【符号の説明】

１　　角度指令信号 ２　　コントローラ ３　　信号処理部 ４　　駆動回路 ５　　モータ ６　　エンコーダ ７　　カウンタ ８　　Ｚ相フラグ信号 ９　　Ｚ相マスク信号 １０　　Ｚ相パルス信号 １１　　カウント値 １５　　Ｚ相フラグ生成部 １６　　ゼロクリア制御部 １７　　方向判定部 １８　　パルスカウント部 １９　　カウンタクリアパルス ２２　　誤差

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外部負荷を駆動するモータと、モータ
   回転角を検出して基準位置からの回転角に比例したパル
   スを発生し、かつ１回転当たり１回角度基準となるパル
   スを発生する検出器と、検出器のパルスから方向を判定
   し累積パルス数をカウントするカウンタと、カウンタの
   値を読み取り、角度指令値と比較してモータ駆動回路に
   与える入力信号を作成するコントローラと、コントロー
   ラの信号からモータを駆動する駆動回路から構成される
   位置決め装置においてコントローラはカウンタの値を数
   値データのまま取り込み処理するディジタル信号処理回
   路で構成され、角度基準はＺ相パルスで前記カウンタの
   値をクリアすることでカウンタ内部で設定され、クリア
   するかどうかをコントローラから指定できることを特徴
   とするカウンタクリア方式。