JPH07104861A

JPH07104861A - デジタルサーボ装置

Info

Publication number: JPH07104861A
Application number: JP24444293A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takahashi; 実高橋; Mikio Kamoshita; 幹雄鴨下; Tomiko Kawabata; 斗美子川端
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】積分型最適レギュレータ方式において、加速
又は減速時においても制御ゲインを大きくすることな
く、速度誤差を小さくし得るようにすること。【構成】制御対象の目標位置に対する移動距離に応じ
て目標速度を算出する演算部と、算出された目標速度と
実速度との差を積分してその積分値を制御信号として出
力する速度誤差積分部と、この速度誤差積分部の積分値
に対する補正値を算出する補正値発生部（ステップＳ１
１）と、前記制御対象の加速又は減速時に前記速度誤差
積分部の積分値を前記補正値に基づき補正する積分値補
正部（ステップＳ１１）とを有するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光ディスクや磁
気ディスク等の記録媒体に対して記録／再生動作を行う
ためのヘッドアクチュエータや、ロボット、スキャナ等
の精密位置決め制御などに利用される積分型最適レギュ
レータを用いたデジタルサーボ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスク等に対する記録や再
生を行うヘッドは、目標トラックをシークする場合に速
度制御が行われる。ここに、従来のデジタルサーボ装置
では、例えば特開平３−２５７５１０号公報に示される
ように、ヘッドのアクチュエータの制御量ａｃｔは、基
準加速度をα、速度制御のフィードバックゲインをｋ、
目標速度をＶ_ref、実速度をＶ_aとすると、ａｃｔ＝α＋ｋ（Ｖ_ref−Ｖ_a）で演算される。なお、上記目標速度Ｖ_refは、加速度能
力をα、距離をＳとすると、Ｖ_ref＝√（２αＳ）で与えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
示されるようなデジタルサーボ装置では、ヘッドのアク
チュエータの制御量ａｃｔが比例制御によるものであ
り、ヘッドと走行体との間の摩擦により目標速度Ｖ_ref
と実速度Ｖ_aとの間で誤差が発生し、ヘッドを目標トラ
ックに対して正確に移動させることができない、という
問題がある。

【０００４】また、このようなデジタルサーボ装置で
は、目標速度Ｖ_refが加速度能力αと距離Ｓのみで固定
された値となっているので、アクチュエータの推力定数
やコイル抵抗にばらつきがない場合には問題ないが、実
際には、アクチュエータの製造上のばらつきが存在する
ので、加速度能力αにばらつきを生じてしまう。この点
からもヘッドを目標トラックに対して正確に移動させる
ことができない。

【０００５】このような点を考慮し、積分型最適レギュ
レータを用いたデジタルサーボ装置が本出願人により提
案されている。例えば、その一つは、ヘッドの現在位置
と目標位置迄の距離に応じてヘッドの目標速度を演算す
る演算手段と、ヘッドの現在速度を検出する検出手段
と、前記演算手段により演算された目標速度と検出され
た現在速度との偏差の積分値で目標速度を補正する補正
手段とを備えた積分型最適制御方式として構成すること
で、ヘッドの摩擦にかかわらず、ヘッドを目標トラック
に正確に移動し得るようにしたものである。他例は、目
標位置より遠い場合には粗制御で、目標位置に近くなる
と密制御に切替えてヘッドに位置決めを行うデジタルサ
ーボ装置において、ヘッドを移動させる目標速度と現在
速度との差を積分して制御信号として出力する速度誤差
積分部と、この積分値を補正する補正値発生部と、粗制
御から密制御への切替え時に補正値発生部による補正値
で速度誤差積分部における積分値を補正する積分値補正
部とを備えて、粗制御から密制御への切替え時に積分値
を補正することで、密制御を正確に実行させ、目標位置
にヘッドを確実に停止させるようにしたものである。

【０００６】ところが、このような既提案例によって
も、例えば、制御ゲインを大きくできない場合には、加
速又は減速時に、目標速度Ｖ_refと実速度Ｖ_aとの間で
大きな速度誤差を生じてしまうことがあり、不完全であ
る。

【０００７】このようなことから、制御ゲインを大きく
することなく速度誤差を小さくし得るデジタルサーボ装
置の提供が要望される。特に、目標位置に向けた制御対
象の速度制御にあっては、併せて、オーバシュートを抑
えることも要望される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、制御対象の目標位置に対する移動距離に応じて目標
速度を算出する演算部と、算出された目標速度と実速度
との差を積分してその積分値を制御信号として出力する
速度誤差積分部と、この速度誤差積分部の積分値に対す
る補正値を算出する補正値発生部と、前記制御対象の加
速又は減速時に前記速度誤差積分部の積分値を前記補正
値に基づき補正する積分値補正部とを有するものとし
た。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明における積分値補正部を、目標速度に対する実速度
の割合が一定値以上になった時に速度誤差積分部の積分
値を補正するものとした。

【００１０】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明における積分値補正部を、目標速度が一定速
度に達する迄、速度誤差積分部の積分値を補正するもの
とした。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明における積分値補正部を、実速度が一定速度
に達する迄、速度誤差積分部の積分値を補正するものと
した。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明においては、速度誤差積分
部の積分値を積分値補正部によって加速又は減速時に補
正するので、制御ゲインを大きくすることなく、加速及
び減速時の速度誤差を小さくすることができる。

【００１３】特に、請求項２記載の発明においては、積
分値の補正を、目標速度に対する実速度の割合が一定値
以上になった時に行うので、制御ゲインを大きくするこ
となく速度誤差を小さくし得るとともに、オーバシュー
トも抑えることができる。

【００１４】また、請求項３記載の発明においては、積
分値の補正を、目標速度が一定値以上になった時に行う
ので、積分値を補正する範囲を目標速度で決めることに
より、上記作用に加え、オーバシュート量の調整も可能
となる。

【００１５】請求項４記載の発明においては、積分値の
補正を、実速度が一定値以上になった時に行うので、積
分値を補正する範囲を実速度で決めることにより、推力
定数やコイル抵抗のばらつきによる加速度のばらつきに
よって発生する目標速度と実速度との誤差に影響されに
くいものとなり、上記作用に加え、オーバシュート量の
調整も可能となる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図３に基づい
て説明する。本実施例は、請求項１記載の発明に相当す
る。まず、本発明が適用される一例として、光ディスク
ドライブ装置のシーク駆動系の構成を図２に示す。即
ち、１は光ディスクであり、スピンドルモータ２により
高速回転駆動される。３は前記光ディスク１に対して記
録又は再生動作を行うために前記光ディスク１下面に対
向配置された光ヘッドである。この光ヘッド３はシーク
用リニアモータ４に搭載されて前記光ディスク１の半径
方向に移動し得るように構成されている。前記シーク用
リニアモータ４はサーボ制御部５により制御される。

【００１７】このサーボ制御部５が本実施例の対象とす
るデジタルサーボ装置を構成するものであり、前提とな
る積分型最適レギュレータ方式を使用した既提案に準じ
たサーボ制御部５の構成例を図３に示す。まず、制御対
象となり光ディスク１を駆動するためのアクチュエータ
６が設けられ、このアクチュエータ６にはその各種状態
を検出するための検出部７，８，９が接続されている。
検出部７はエンコーダ信号等により光ヘッド３の位置を
検出する位置検出部であり、検出部８は前記アクチュエ
ータ６に流れる電流を検出する電流検出部であり、検出
部９は前記エンコーダ信号等から速度を検出する速度検
出部である。

【００１８】さらに、前記位置検出部７により検出され
た光ヘッド３の現在位置Ｓ(ｋ)と目標位置Ｐとを加減算
器１０を経て演算処理して目標速度を算出する演算部１
１が設けられている。この演算部１１は加速時の目標速
度ＲＷ(ｋ)を算出する加速目標速度発生部１２と、減速
時の目標速度ＲＷ(ｋ)を算出する減速目標速度発生部１
３とにより構成されている。これらの目標速度発生部１
２，１３の出力は前記位置検出部７の現在位置Ｓ(ｋ)に
応じて切替えられる切替回路１４に入力され、何れかの
目標速度が選択されるように構成されている。

【００１９】この切替回路１４を介して与えられる目標
速度ＲＷ(ｋ)と前記速度検出部９により検出される実速
度Ｗ(ｋ)との誤差ｅ(ｋ)をとる加減算器１５が設けら
れ、この加減算器１５から得られる誤差ｅ(ｋ)を積分し
て最終的に制御信号Ｕ(ｋ)となる積分値ｘ(ｋ)を算出す
る速度誤差積分部１６が設けられている。

【００２０】この速度誤差積分部１６からの積分値ｘ
(ｋ)は定数ｋ₀ なる状態フィードバックゲイン１７及び
加減算器１８を介して前記アクチュエータ６に対する制
御信号Ｕ(ｋ)とされる。前記加減算器１８に対しては前
記速度検出部９により検出された実速度Ｗ(ｋ)が定数ｋ
₁ なる状態フィードバックゲイン１９を介して入力され
ているとともに、前記電流検出部８により検出された電
流値Ｉ(ｋ)が定数ｋ₂ なる状態フィードバックゲイン２
０を介して入力されている。

【００２１】なお、各データＲＷ(ｋ)，ｅ(ｋ)，ｘ
(ｋ)，Ｕ(ｋ)，Ｉ(ｋ)，Ｗ(ｋ)，Ｓ(ｋ)は時間ｔ＝ｋＴ
（Ｔはサンプリング時間）のデータを示す。

【００２２】このような構成において、目標速度ＲＷ
(ｋ)は、加速時には光ヘッド３の現在位置Ｓ(ｋ)と推力
定数から求められる加速度αとから、ＲＷ(ｋ)＝√｛２αＳ(ｋ)｝ ……………………………（１）として求められる。減速時には、目標位置Ｐと光ヘッド
３の現在位置Ｓ(ｋ)と推力定数から求められる加速度α
とから、ＲＷ(ｋ)＝√〔２α｛Ｐ−Ｓ(ｋ)｝〕 …………………（２）として求められる。

【００２３】また、目標速度ＲＷ(ｋ)と実速度Ｗ(ｋ)と
の誤差ｅ(ｋ)は、加減算器１５によるｅ(ｋ)＝ＲＷ(ｋ)−Ｗ(ｋ) ………………………………（３）なる演算により求められる。速度誤差積分部１６ではこ
のような誤差(ｋ)の積分を行い、積分値ｘ(ｋ)として、ｘ(ｋ)＝ｘ(ｋ−１)＋ｅ(ｋ) …………………………（４）が得られる。

【００２４】ついで、このような積分値ｘ(ｋ)に、定数
ｋ₀ を乗算したものから、実速度Ｗ(ｋ)，電流値Ｉ(ｋ)
に各々定数ｋ₁ ，ｋ₂ を乗算したものを減算すること
で、制御量Ｕ(ｋ)をＵ(ｋ)＝ｋ₀・ｘ(ｋ)−ｋ₁・Ｗ(ｋ)−ｋ₂・Ｉ(ｋ) ……（５）として算出し、アクチュエータ６の動作制御に供され
る。

【００２５】このような制御が、積分型最適レギュレー
タを使用した既提案方式によるものであり、（３）式で
示される誤差ｅ(ｋ)を制御量Ｕ(ｋ)を求めるのに用いて
いるわけであるが、加速時において、（１）式を用いて
目標速度ＲＷ(ｋ)を可変させた場合には、目標値固定の
場合に比して、立上りの初期状態における誤差が小さく
なり、制御量Ｕ(ｋ)も小さくなってしまう。このため、
制御ゲインを大きくできない場合には、図１２に示すよ
うに実速度Ｗ(ｋ)の立上りが悪くなり、目標速度ＲＷ
(ｋ)に対する実速度Ｗ(ｋ)の誤差ｅ(ｋ)も大きくなって
しまう。

【００２６】しかして、本実施例では、このような積分
型最適レギュレータ制御方式をベースとしつつ、速度誤
差積分部１６の積分値ｘ(ｋ)に対する補正値を算出する
補正値算出部と、アクチュエータ６の加速及び減速時に
この補正値を用いて前記積分値ｘ(ｋ)の補正を行う積分
値補正部とを付加し、図１に示すような動作制御を行う
ことにより、制御ゲインを大きくすることなく、加速時
又は減速時の速度誤差を小さくできるようにしたもので
ある。

【００２７】そこで、本実施例による動作制御を図１に
示すフローチャートを参照して説明する。まず、図２に
示したような光ディスクドライブ装置より光ヘッド３の
移動が指令されると、ステップＳ１では、目標位置Ｐの
情報を読込んでメモリに格納する。ついで、ステップＳ
２では実際の光ヘッド３の現在位置Ｓ(ｋ)を位置検出部
７からの出力より読込む。そこで、ステップＳ３では目
標位置Ｐから現在位置Ｓ(ｋ)を減算することにより残差
距離（移動距離）を算出する。ステップＳ４でこの残差
距離が０になったか否かを判断し、０となっていれば制
御処理を終了し、０となっていなければステップＳ５以
降の処理に移る。

【００２８】ステップＳ５では演算部１１によって残差
距離に応じた目標速度ＲＷ(ｋ)を算出する。この演算に
は、加速時であれば（１）式、減速時であれば（２）式
が用いられる。ついで、ステップＳ６では速度検出部９
の出力に基づき実速度Ｗ(ｋ）が算出され、さらに、ス
テップＳ７では加減算器１５による（３）式の演算によ
り誤差（速度誤差）ｅ（ｋ)が算出される。

【００２９】この後、ステップＳ９では速度誤差ｅ(ｋ)
の積分処理を速度誤差積分部１６で（４）式により行
い、ステップＳ１０では加減算器１８で（５）式により
制御出力Ｕ(ｋ)の算出処理とを行うが、本実施例では、
ステップＳ９に先立ち、ステップＳ８として光ヘッド３
が加速又は減速の何れかの状態にあるかが判断され、加
速でも減速でもない定常状態の時に上記のステップＳ
９，Ｓ１０がそのまま行われる。しかして、ステップＳ
８において加速又は減速時であると判断された場合に
は、ステップＳ１１に移行し、補正値発生部によって積
分値ｘ(ｋ)に対する補正値ｘ′(ｋ)を算出するととも
に、積分値補正部により速度誤差積分部１６において算
出されていた積分値ｘ(ｋ)の補正が行われ、補正された
積分値を用いてステッブＳ１２による制御出力Ｕ(ｋ)の
算出処理が行われる。

【００３０】即ち、本実施例では、ステップＳ８からス
テップＳ１１に示す処理機能が、補正値発生部及び積分
値補正部に相当するものとなる。

【００３１】このように本実施例によれば、光ヘッド３
の加速時及び減速時には、速度誤差積分部１６における
積分値ｘ(ｋ)を、補正値に従い補正するように構成した
ので、加・減速時においても制御ゲインを大きくするこ
となく、目標速度ＲＷ(ｋ)に対する実速度Ｗ(ｋ)の誤
差、即ち、速度誤差を小さく抑えることができる。

【００３２】つづいて、本発明の第二の実施例を図４及
び図５により説明する。前記実施例で示した部分と同一
部分は同一符号を用いて示す（以下の実施例でも同様と
する）。本実施例は、請求項２記載の発明に相当し、速
度誤差積分部１６における積分値ｘ(ｋ)の補正を、目標
速度ＲＷ(ｋ)に対する実速度Ｗ(ｋ)の割合がある一定値
以上になった時にのみ行うように構成したものであり、
図１に示したフローチャートに対して、図４に示すよう
に、ステップＳ８とステップＳ１１との間に、ステップ
Ｓ１２が付加されて構成されている。即ち、ステップＳ
１２は、ステップＳ８において加速又は減速時と判断さ
れた場合において、実速度Ｗ(ｋ)と、目標速度ＲＷ(ｋ)
に対するある一定の割合値ＲＷ′(ｋ)との大小を比較
し、実速度Ｗ(ｋ)が割合値ＲＷ′(ｋ)よりも大きい場合
のみ、前記実施例で説明したようなステップ１１による
積分値ｘ(ｋ)の補正処理を行わせるようにしたものであ
る。

【００３３】図５を参照すれば、実速度Ｗ(ｋ)が、目標
速度ＲＷ(ｋ)とある割合値ＲＷ′(ｋ)との間にある時
に、積分値ｘ(ｋ)の補正を行うことを意味する。

【００３４】このような制御によれば、上記の場合と同
様に、加・減速時において制御ゲインを大きくすること
なく速度誤差を小さくし得る上に、オーバシュートも抑
えることができる。

【００３５】また、本発明の第三の実施例を図６及び図
７により説明する。本実施例は、請求項３記載の発明に
相当し、速度誤差積分部１６における積分値(ｋ)の補正
を、目標速度ＲＷ(ｋ)がある一定値に達する迄行うよう
に構成したものである。図４に示したフローチャートに
対して、図６に示すように、ステップＳ１２とステップ
Ｓ１１との間に、ステップＳ１３が付加されて構成され
ている。即ち、ステップＳ１３は、例えば、実速度Ｗ
(ｋ)が割合値ＲＷ′(ｋ)よりも大きいという条件下に、
目標速度ＲＷ(ｋ)を、補正を終了させたいある一定の速
度ＲＷ_Lと比較し、目標速度ＲＷ(ｋ)が速度ＲＷ_Lに達
する迄の間だけ、前述した実施例で説明したようなステ
ップ１１による積分値ｘ(ｋ)の補正処理を行わせるよう
にしたものである。

【００３６】図７を参照すれば、目標速度ＲＷ(ｋ)があ
る一定の速度ＲＷ_Lに達すると、積分値ｘ(ｋ)の補正を
終了することを意味する。

【００３７】このような制御によれば、上記の場合と同
様に、加・減速時において制御ゲインを大きくすること
なく速度誤差を小さくし得る上に、図７に示すようにオ
ーバシュートも抑え得ることができる。特に、一定の速
度ＲＷ_Lの設定を工夫することにより、オーバシュート
の量を調整することも可能となる。

【００３８】また、本発明の第四の実施例を図８及び図
９により説明する。本実施例は、請求項４記載の発明に
相当し、速度誤差積分部１６における積分値(ｋ)の補正
を、実速度Ｗ(ｋ)がある一定値に達する迄行うように構
成したものである。図６に示したフローチャート中のス
テップＳ１３に代えて、図９に示すように、ステップＳ
１４を設けて構成されている。即ち、ステップＳ１４
は、例えば、実速度Ｗ(ｋ)が割合値ＲＷ′(ｋ)よりも大
きいという条件下に、実速度ＲＷ(ｋ)を、補正を終了さ
せたいある一定の速度Ｗ_Lと比較し、実速度Ｗ(ｋ)が速
度Ｗ_Lに達する迄の間だけ、前述した実施例で説明した
ようなステップ１１による積分値ｘ(ｋ)の補正処理を行
わせるようにしたものである。

【００３９】図９を参照すれば、実速度Ｗ(ｋ)がある一
定の速度Ｗ_Lに達すると、積分値ｘ(ｋ)の補正を終了す
ることを意味する。

【００４０】このような制御によれば、上記の場合と同
様に、加・減速時において制御ゲインを大きくすること
なく速度誤差を小さくし得る上に、図９に示すようにオ
ーバシュートも抑え得ることができる。特に、積分値ｘ
(ｋ)を補正する範囲を実速度Ｗ(ｋ)によって決めること
により、推力定数やコイル抵抗のばらつきによる加速ど
のばらつきによって発生する目標速度ＲＷ(ｋ)と実速度
Ｗ(ｋ)との誤差に影響されにくい制御が可能となる。ま
た、一定の速度ＲＷ_Lの設定を工夫することにより、オ
ーバシュートの量を調整することも可能となる。

【００４１】また、本発明の第五の実施例を説明する。
本実施例は、前述した各実施例における積分値ｘ(ｋ)を
補正するための補正値ｘ′(ｋ)を算出する補正値発生部
に関するものである。ここでは、目標速度ＲＷ(ｋ)と、
積分型最適レギュレータのフィードバックゲインｋ₀ ，
ｋ₁ ，ｋ₂ と、目標速度に対応する電圧Ｕ(ｋ)とにより
補正値ｘ′(ｋ)を算出するように構成されている。

【００４２】まず、目標速度(ｋ)における定常状態では
Ｗ(ｋ)＝ＲＷ(ｋ)であり、摩擦がないものと考えると、
Ｉ(ｋ)＝０であるので、（５）式より積分値ｘ(ｋ)は、ｘ(ｋ)＝｛Ｕ(ｋ)＋ｋ₁・ＲＷ(ｋ)｝／ｋ₀ ……………（６）で与えられる。この（６）で求められるｘ(ｋ)を補正値
ｘ′(ｋ)とするものである。

【００４３】なお、アクチュエータ６の抵抗をＲ、電流
をＩ、推力定数をＫ_O、速度をＷとすると、（６）式中
の電圧Ｕ(ｋ)は、Ｕ＝Ｉ・Ｒ＋Ｋ_O・Ｗ …………………………………（７）で与えられ、摩擦がないと考えると、Ｉ(ｋ)＝０である
ので、（６）式はｘ′(ｋ)＝｛Ｋ_O・Ｗ(ｋ)＋ｋ₁・ＲＷ(ｋ)｝／ｋ₀ ……（８）となる。

【００４４】よって、前述した図１，図４，図６及び図
８におけるステップＳ１１の積分値補正において、
（８）式の演算を行い、補正値ｘ′(ｋ)を算出するもの
となる。

【００４５】補正値ｘ′(ｋ)をこのように算出する本実
施例によれば、目標速度ＲＷ(ｋ)と実速度Ｗ(ｋ)との誤
差を小さくすることができる。

【００４６】ついで、本発明の第六の実施例を説明す
る。本実施例も補正値発生部における補正値ｘ′(ｋ)の
算出に関するものであるが、ここでは、目標速度ＲＷ
(ｋ)と、積分型最適レギュレータのフィードバックゲイ
ンｋ₀ ，ｋ₁ ，ｋ₂ と、プレスキャニングで修正したア
クチュエータ６の定数により求められる目標速度に対応
する電圧Ｕ(ｋ)とにより補正値ｘ′(ｋ)を算出するよう
に構成されている。

【００４７】即ち、デジタルサーボ装置の動作開始前
に、定常時の速度Ｗ１，Ｗ２とは異なる速度でプレスキ
ャニング動作させ、定常状態になった時にアクチュエー
タ６に供給される電圧Ｕ１，Ｕ２を測定すると、（７）
式よりＵ１＝Ｉ・Ｒ＋Ｋ_O・Ｗ₁ …………………………………（９）Ｕ２＝Ｉ・Ｒ＋Ｋ_O・Ｗ₂ …………………………………（10）が求まる。

【００４８】（９)(10）式より推力定数Ｋ_Oを求める
と、Ｋ_O＝（Ｕ１−Ｕ２）／（Ｗ１−Ｗ２） ………………（11）として求まる。また、電流Ｉは定常状態のものを測定
し、抵抗Ｒを求める。よって、（８）式はｘ′(ｋ)＝｛Ｉ・Ｒ＋Ｋ_O・Ｗ(ｋ)＋ｋ₁・ＲＷ(ｋ)｝／ｋ₀ ………………（12）となる。

【００４９】よって、前述した図１，図４，図６及び図
８におけるステップＳ１１の積分値補正において、（1
2）式の演算を行い、補正値ｘ′(ｋ)を算出するものと
なる。

【００５０】補正値ｘ′(ｋ)をこのように推力定数Ｋ_O
やコイル抵抗Ｒのばらつきを考慮して算出する本実施例
によれば、目標速度ＲＷ(ｋ)と実速度Ｗ(ｋ)との誤差を
一層小さくすることができる。

【００５１】さらに、本発明の第七の実施例を図３を参
照して説明する。本実施例も補正値発生部における補正
値ｘ′(ｋ)に関するものであるが、ここでは、予めシミ
ュレーションにより補正値ｘ′(ｋ)を求めて、ＲＯＭや
ＲＡＭなどの記憶装置（図示せず）に記憶させておくよ
うに構成したものである。

【００５２】まず、図３中に示すアクチュエータ６をモ
デル化したものと、（１)〜(５)式から図３のブロック
線図を数式化し、制御演算サイクルであるサンプリング
時間Ｔを与えて、積分型最適レギュレータ制御のシミュ
レーションを行う。このシミュレーションから算出され
るＷ(ｋ)を、（８）式に代入して補正値ｘ′(ｋ)を算出
する。算出された現在位置Ｓ(ｋ)、目標速度ＲＷ(ｋ)又
は実速度Ｗ(ｋ)と、この補正値ｘ′(ｋ)との関係をＲＯ
ＭやＲＡＭなどの記憶装置にテーブルとして記憶させて
おくようにしたものである。

【００５３】よって、図１，図４，図６及び図８中のス
テップＳ１１の積分値補正処理においてはＲＯＭなどの
記憶装置のテーブルから、時間ｔ＝ｋＴにおける現在位
置Ｓ(ｋ)、目標速度ＲＷ(ｋ)又は実速度Ｗ(ｋ)に対応す
る補正値ｘ′(ｋ)を読込んで、積分値ｘ(ｋ)の補正を行
うことになる。本実施例によれば、制御演算の高速化を
図れるものとなる。

【００５４】また、本発明の第八の実施例を説明する。
本実施例は、前記実施例のようにシミュレーションによ
り求められた補正値ｘ′(ｋ)を記憶装置に記憶させてお
くとともに、第六の実施例で説明したようなプレスキャ
ニング動作を行うことによりアクチュエータ６の定数を
求めて、上記の補正値ｘ′(ｋ)を修正するように構成し
たものである。

【００５５】即ち、シミュレーションで補正値ｘ′(ｋ)
を算出する（８）式中のＫ_O・Ｗ(ｋ)／ｋ₀ の項を、プレスキャニングして求めたアクチュエータ６
の定数Ｉ，Ｒを用いて｛Ｉ・Ｒ＋Ｋ_O・Ｗ(ｋ)｝／ｋ₀ に変更してテーブル上の補正値ｘ′(ｋ)を変更するよう
にしたものである。

【００５６】よって、図１，図４，図６及び図８中のス
テップＳ１１の積分値補正処理においてはＲＯＭなどの
記憶装置のテーブルから、時間ｔ＝ｋＴにおける現在位
置Ｓ(ｋ)、目標速度ＲＷ(ｋ)又は実速度Ｗ(ｋ)に対応す
る補正値ｘ′(ｋ)を読込んで、積分値ｘ(ｋ)の補正を行
うことになる。本実施例によれば、前記実施例と同様に
制御演算の高速化を図れる上に、プレスキャニングを行
うことで推力定数やコイル抵抗のばらつきも考慮した補
正値ｘ′(ｋ)となり、より適正な制御が可能となる。

【００５７】さらに、本発明の第九の実施例を図１０及
び図１１を参照して説明する。本実施例は、前述した各
実施例の粗いセンサを使用した制御演算サイクルへの適
用例に関するものである。まず、制御演算サイクルに対
して粗いセンサを使用して速度を算出する場合、図１０
に示すように、次のセンサ信号が来る迄同じ速度情報Ｗ
(ｋ)をホールドしており、制御演算には、このようにホ
ールドされた速度情報を使用することになる。このた
め、特にセンサ信号の少ない低速領域では同じ速度を何
回も取込むことになるので、図１１に示すように低速領
域ではオーバシュートしてしまうことになる。

【００５８】そこで、本実施例では、前述した各実施例
のような積分型最適レギュレータ制御の積分値ｘ(ｋ)の
補正を適用することにより、実速度Ｗ(ｋ)に関係なく、
目標速度ＲＷ(ｋ)の定常状態の積分値ｘ(ｋ)を算出して
制御量Ｕ(ｋ)を求め、アクチュエータ６の制御を行うよ
うに構成したものである。

【００５９】よって、本実施例によれば、制御演算サイ
クルに対して粗いセンサを使用することで速度情報が少
ない場合であっても、積分型最適レギュレータの速度誤
差積分部１６の積分値ｘ(ｋ)の補正値を使用することに
より、加速及び減速時のオーバシュートを抑えることが
できる。よって、粗いセンサの使用が可能となり、安価
に構成し得る。

【００６０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、制御対象
の目標位置に対する移動距離に応じて目標速度を算出す
る演算部と、算出された目標速度と実速度との差を積分
してその積分値を制御信号として出力する速度誤差積分
部と、この速度誤差積分部の積分値に対する補正値を算
出する補正値発生部と、前記制御対象の加速又は減速時
に前記速度誤差積分部の積分値を前記補正値に基づき補
正する積分値補正部とを有するものとし、速度誤差積分
部の積分値を積分値補正部によって加速又は減速時に補
正するようにしたので、制御ゲインを大きくすることな
く、加速及び減速時の速度誤差を小さくすることができ
る。

【００６１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明における積分値補正部を、目標速度に対する実
速度の割合が一定値以上になった時に速度誤差積分部の
積分値を補正するものとしたので、制御ゲインを大きく
することなく速度誤差を小さくし得るとともに、オーバ
シュートも抑えることができる。

【００６２】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明における積分値補正部を、目標速度が一
定速度に達する迄、速度誤差積分部の積分値を補正する
ものとしたので、請求項１又は２記載の発明による効果
に加え、積分値を補正する範囲を決める目標速度を調整
することにより、オーバシュート量の調整も可能にする
ことができる。

【００６３】請求項４記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明における積分値補正部を、実速度が一定
速度に達する迄、速度誤差積分部の積分値を補正するも
のとしたので、推力定数やコイル抵抗のばらつきによる
加速度のばらつきによって発生する目標速度と実速度と
の誤差に影響されにくいものとなり、請求項１又は２記
載の発明による効果に加え、オーバシュート量の調整も
可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示すフローチャートで
ある。

【図２】光ディスクドライブ装置のシーク駆動系を示す
構成図である。

【図３】そのサーボ制御部の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明の第二の実施例を示すフローチャートで
ある。

【図５】その時間‐速度関係を示す特性図である。

【図６】本発明の第三の実施例を示すフローチャートで
ある。

【図７】その時間‐速度関係を示す特性図である。

【図８】本発明の第四の実施例を示すフローチャートで
ある。

【図９】その時間‐速度関係を示す特性図である。

【図１０】本発明の第九の実施例を説明するためのサン
プリング特性図である。

【図１１】補正有無による制御結果を示す特性図であ
る。

【図１２】従来方式の制御結果を示す特性図である。

【符号の説明】

６制御対象１１演算部１６速度誤差積分部Ｓ１１補正値発生部、積分値補正部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象の目標位置に対する移動距離に
応じて目標速度を算出する演算部と、算出された目標速
度と実速度との差を積分してその積分値を制御信号とし
て出力する速度誤差積分部と、この速度誤差積分部の積
分値に対する補正値を算出する補正値発生部と、前記制
御対象の加速又は減速時に前記速度誤差積分部の積分値
を前記補正値に基づき補正する積分値補正部とを有する
ことを特徴とするデジタルサーボ装置。
【請求項２】目標速度に対する実速度の割合が一定値
以上になった時に速度誤差積分部の積分値を補正する積
分値補正部としたことを特徴とする請求項１記載のデジ
タルサーボ装置。
【請求項３】目標速度が一定速度に達する迄、速度誤
差積分部の積分値を補正する積分値補正部としたことを
特徴とする請求項１又は２記載のデジタルサーボ装置。
【請求項４】実速度が一定速度に達する迄、速度誤差
積分部の積分値を補正する積分値補正部としたことを特
徴とする請求項１又は２記載のデジタルサーボ装置。