DE69920869T2

DE69920869T2 - Steuerungssystem, antriebssystem and steuerungsverfahren; vorrichtung ,welche das antriebssystem beinhaltet

Info

Publication number: DE69920869T2
Application number: DE69920869T
Authority: DE
Inventors: H. Antonius AKKERMANS; A. Cornelius HEZEMANS
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: MY122150A; CN1274434A; DE69920869D1; EP1040395B1; JP2002521744A; JP4430822B2; KR20010024164A; HK1031925A1; WO2000005631A1; KR100573625B1; EP1040395A1; CN1120396C; US6218800B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert.
Die Erfindung betrifft auch ein Antriebssystem einschließlich des Steuerungssystems.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Gerät zum Speichern und/oder Wiedergeben von Information, welches Gerät das Antriebssystem enthält.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Steuern eines Motors, wie im Oberbegriff von Anspruch 8 definiert.
Ein derartiges Steuerungssystem, Antriebssystem, Gerät und Verfahren sind aus WO 97/23873 bekannt. In dem dort beschriebenen Antriebssystem werden das erste und das zweite Positionssignal je von einem Hall-Sensor generiert. Weiterhin wird aus jedem der Positionssignale ein invertiertes Positionssignal abgeleitet. Mit Hilfe der beiden Positionssignale und einem der invertierten Signale generiert ein Statusgenerator ein Statussignal, das einem Multiplexer zugeführt wird. Der Multiplexer empfängt auch die beiden Positionssignale und die beiden invertierten Positionssignale. Je nach dem Statussignal überträgt der Multiplexer eines der invertierten oder nichtinvertierten Positionssignale an seinen Ausgang. Das so erhaltene Signal am Ausgang des Multiplexers ist sägezahnförmig. Die Bezugsmittel sind ausgebildet, um abrupte Änderungen im Ausgangssignal des Multiplexers durch eine entsprechende Veränderung des Bezugssignals zu kompensieren. Dies führt zu einem gleichförmigen Antrieb des Motors.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem, ein Antriebssystem, ein Verfahren und ein Gerät zum Speichern und/oder zum Wiedergeben von Information der vorstehend definierten Art zu verschaffen, bei dem eine derartige Kompensation nicht erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind das Steuerungssystem, das Antriebssystem und das Gerät wie in Anspruch 1 definiert gekennzeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren wie in Anspruch 8 definiert gekennzeichnet.
Gemäß der Erfindung werden die Positionssignale gleichzeitig zum Berechnen des Fehlersignals verwendet. Dies ermöglicht es, ein Fehlersignal zu berechnen, das unabhängig vom Istwert der Position immer eine monotone Funktion der Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Position ist. Daher ist eine Kompensation des Bezugssignals nicht notwendig.
Es sei bemerkt, dass das Dokument US 5.636.193 eine Plattenaufzeichnungseinrichtung offenbart, die einen Rotationsantriebsmechanismus hat. Für den Antriebsmotor ist ein Steuerungssystem vorgesehen, um die Platte entsprechend einer Antriebssignalform rotierend anzutreiben. Eine Signalformkorrektureinheit detektiert die Schwingung des Rotationsantriebsmechanismus und korrigiert die Antriebssignalform.
Es sei bemerkt, dass das Dokument US 3.809.335 eine Bandaufzeichnungseinrichtung offenbart, die einen Spulenantriebsmechanismus hat. Für die beiden Spulenmotoren ist ein Steuerungssystem vorgesehen. Eine Vielzahl von Parametern des Bandes wird gemessen, wie z.B. die Bandgeschwindigkeit, Bandposition und Bandspannung. Eine Vielzahl von Bezugssignalen wird für eine gewünschte Bandgeschwindigkeit, Position usw. empfangen. In einem Vergleichsnetzwerk werden die Bezugswerte mit den gemessenen Parametern verglichen, um Fehlersignale zu generieren. In einem Wichtungsnetzwerk werden die Fehlersignale kombiniert, um für jeden Motor ein Motorsteuerungssignal zu generieren.
Es sei bemerkt, dass das Dokument EP 0320589 eine Positionsmesseinrichtung mit einer Vielzahl von Sensoren offenbart. Die Sensoren generieren eine Vielzahl von phasenverschobenen periodischen Sensorsignalen, die infolge von Störungen Phasenfehler enthalten können. Vier der Sensorsignale werden in einer Auswerteeinheit kombiniert, um zwei periodische Signale mit der erforderlichen Phasenverschiebung zu generieren.
Diese und andere Aspekte der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch ein Antriebssystem,
2 schematisch Fehlersignalgeneriermittel,
3 eine Variante eines Teils von 2,
4A bis 4D Signale, die in den Fehlersignalgeneriermitteln von 2 auftreten,
5 einen Teil von 2 und
6 eine Einheit zum Schreiben von Daten auf und/oder Lesen von Daten aus einem Datenträger.
1 zeigt schematisch ein Antriebssystem, das einen Motor 1 and ein Steuerungssystem 2 für den Motor umfasst. Der Motor wird von einem Chassis getragen, das einen ersten Teil bildet und einen zweiten Teil antreibt, der von einer Welle 11 in Bezug auf den ersten Teil gebildet ist. Mit dem zweiten Teil 11 ist beispielsweise eine Spule für ein Magnetband oder ein optisches Band oder ein Schlitten eines Schreib/Lese-Kopfes eines Gerätes zum Lesen oder Beschreiben eines plattenförmigen Datenträgers mechanisch gekoppelt. Die Steuerungsmittel 2 enthalten ein Messsystem 21a, 21b zum Generieren eines ersten und eines zweiten Positionssignals Xpa, Xpb, welche Positionssignale ein Maß für den Istwert der Position des zweiten Teils 11 in Bezug auf den ersten Teil 10 sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Motor 1 einen Magnetring 13 mit neun Magnetpolpaaren. Das Messsystem enthält einen ersten und einen zweiten Hall-Sensor 21a, 21b, die dem Magnetring zugewandt angeordnet sind und die das erste bzw. das zweite Positionssignal generieren. Die so generierten Positionssignale sind periodische Funktionen des Istwertes des Motorwellenwinkels α_p. Das erste und das zweite Positionssignal sind sin(9·α_p) und cos(9·α_p). Bei einer anderen Version umfasst das Messsystem einen ersten und einen zweiten optischen Sensor und die Welle des Motors trägt eine Scheibe, deren Übersetzung eine Funktion des Winkels ist. Bei noch einer anderen Version umfasst das Messsystem eine Scheibe, deren Widerstand in radialer Richtung als Funktion des Winkels variiert, und der radiale Widerstand wird mit Hilfe eines ersten Schleifkontakts an einem zentralen Punkt der Scheibe und mit Hilfe von zwei oder mehr Schleifkontakten am Rand der Platte gemessen.
Das Steuerungssystem umfasst weiterhin Bezugsmittel 22 zum Generieren eines Bezugssignals Xr, das ein Maß für die Sollposition ist. Auf Wunsch können die Bezugsmittel 22 ein oder mehr weitere Bezugssignale) zur Verwendung durch die Fehlersignalgeneriermittel 23 generieren. Im vorliegenden Fall ist das Bezugssignal Xr proportional zum Wert 9 × α_s, wobei α_s der Sollwert für die Welle des Motors 1 ist. Aus den Positionssignalen Xpa, Xpb und dem Bezugssignal Xr leiten die Fehlersignalgeneriermittel 23 ein Fehlersignal Xe ab, das ein Maß für die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Position ist. Die Steuerungsmittel 2 umfassen weiterhin Einschaltmittel 24 zum Einschalten des Motors 1 mit einem Einschaltsignal Xf in Abhängigkeit vom Fehlersignal Xe.
2 zeigt, dass die Fehlersignalgeneriermittel ausgebildet sind, um Wichtungsfaktoren Xpa, Xpb aus dem Bezugssignal abzuleiten, um die Positionssignale Xpa, Xpb mit den Wichtungsfaktoren Xwa, Xwb zu wichten und um eine Summe der gewichteten Positionssignale zu bestimmen. Die Wichtungsfaktoren sind periodische Funktionen des Bezugssignals Xr. Bei einer Variante werden die periodischen Funktionen aus dem Bezugssignal abgeleitet, beispielsweise durch eine Reihenentwicklung. Bei der vorliegenden Variante umfassen die Fehlersignalgeneriermittel jedoch eine erste Tabelle 200, die als Funktion des Bezugssignals Xr im vorliegenden Fall ein digitales 7-Bit-Signal als ersten Wichtungsfaktor Xwa liefert, der dem sin(9·α_s) entspricht. Eine zweite Tabelle 201 liefert als Funktion des Bezugssignals Xr einen zweiten Wichtungsfaktor Xwb, der cos(9·α_s) entspricht.
Eine in 3 gezeigte Variante verwendet eine einzige Tabelle 200' zum Berechnen sowohl des ersten Wichtungsfaktors Xwa als auch des zweiten Wichtungsfaktors Xwb. Diese Tabelle 200' empfängt ein Ausgangssignal Xr" aus einem Multiplexer 201'. Dieses Ausgangssignal Xr'' ist vom Multiplexer 201' aus einem ersten Eingangssignal Xr und einem zweiten Eingangssignal Xr' in Abhängigkeit von einem binären Selektionssignal Xs selektiert worden. Das erste Eingangssignal Xr entspricht dem Bezugssignal, das ein Maß für den Winkel 9×α_s ist. Der Addierer 202' berechnet das zweite Signal Xr', das ein Maß für den Winkel 9×α_s + π/2 ist, aus dem Bezugssignal Xr. Je nach dem Wert des Selektionssignals Xs liefert die Tabelle 200' ein Ausgangssignal Xw', das cos(9×α_s) oder sin(9×α_s) entspricht, und dieses Signal Xw' wird in ein erstes Register 204' oder in ein zweites Register 205' über einen Demultiplexer 203' gelesen. Bei der vorliegenden Variante wird das Selektionssignal Xs mittels eines Teilers 206' aus dem Taktsignal C1 generiert. Der Wert des Selektionssignals Xs ändert sich mit jeder Periode des Taktsignals.
Die in 2 gezeigten Fehlersignalgeneriermittel 23 umfassen einen ersten Multiplizierer 202, der an seinem ersten Eingang die ersten Positionssignale Xpa empfängt und der dieses Signal mit dem zweiten Wichtungsfaktor Xw multipliziert, der durch die zweite Tabelle 201 seinem zweiten Eingang zugeführt wird. Ein zweiter Multiplizierer 203 empfängt an seinem ersten Eingang das zweite Positionssignal Xpb und an seinem anderen Eingang den aus dem Ausgang der ersten Tabelle 200 stammenden ersten Wichtungsfaktor Xwa. Ein Ausgang des ersten Multiplizierers 202 und ein Ausgang des zweiten Multiplizierers 203 sind mit einem invertierenden ersten Eingang bzw. mit einem zweiten nichtinvertierenden Eingang des ersten Addierers verbunden.
Die Funktionsweise der Fehlersignalgeneriermittel soll jetzt anhand der 4A bis 4D erläutert werden.
Das vom Addierer 206 zugeführt Signal Xe1 ist proportional zu sin(9·(–α_s–α_d)). Dieses in 4 gezeigte Signal ist als Fehlersignal geeignet, vorausgesetzt, dass der Wert des Winkels 9·(–α_s–α_d) in einem Intervall zwischen –π/2 bis +π/2 bleibt.
Um auch größere Abweichungen zwischen dem Sollwinkel und dem zu korrigierenden Istwinkel zu ermöglichen, wird eine zweite gewichtete Summe Xe2 bestimmt, die ein Maß für cos(9·(–α_s–α_d)) ist. Daher sind Xe1 und Xe2 periodische Funktionen der Differenz zwischen dem Istwert des Winkels und dem Sollwert des Winkels, die zueinander phasenverschoben sind. Dieses Signal wird in 4B gezeigt. Hierzu empfängt ein dritter Multiplizierer 204 das erste Positionssignal Xpa an seinem ersten Eingang und den ersten Wichtungsfaktor Xwa an seinem zweiten Eingang. Ein vierter Multiplizierer 205 empfängt das zweite Positionssignal Xpb an seinem ersten Eingang und den zweiten Wichtungsfaktor Xwb an seinem zweiten Eingang. Der dritte Multiplizierer und der vierte Multiplizierer haben je einen Ausgang, die mit jeweils einem ersten und einem zweiten Eingang (beide nicht invertierend) eines zweiten Addierers 207 verbunden sind. Das Signal Xe2 ist proportional zu cos(9·(–α_s–α_d))). Jeder der Addierer 206, 207 hat einen mit einem jeweiligen Eingang einer Zähleinheit 208 verbundenen Ausgang.
Die Zähleinheit 208, die in 5 detaillierter dargestellt ist, bestimmt den nächstgelegenen Integralwert N von 9×(–α_s–α_d)/π (siehe 4C) aus der ersten gewichteten Summe Xe1 und der zweiten gewichteten Summe Xe2. Der Wert N wird erhöht, wenn für einen Wert der ersten Summe Xe1, der höher ist als ein positiver erster Schwellenwert T, das Vorzeichen der zweiten Summe Xe2 sich von positiv in negativ ändert oder wenn für einen Wert der ersten Summe Xe1, der kleiner ist als ein negativer zweiter Schwellenwert –T, das Vorzeichen der zweiten Summe Xe2 sich von negativ in positiv ändert. Der Wert N wird herabgesetzt, wenn für einen Wert der ersten Summe Xe1, der höher ist als ein positiver erster Schwellenwert T, das Vorzeichen der zweiten Summe Xe2 sich von negativ in positiv ändert oder wenn für einen Wert der ersten Summe Xe1, der kleiner ist als ein negativer zweiter Schwellenwert –T, das Vorzeichen der zweiten Summe Xe2 sich von positiv in negativ ändert.
Der Wert N ist gleich trunc(9·(α_p–α_s)/π), wobei trunc(x) der abgerundete Wert von x ist. Der Wert N ist daher ein Maß für die Anzahl der Perioden, die der Abweichung zwischen dem Istwinkel α_p und dem Sollwinkel α_s entspricht.
Der Ausgang des ersten Addierers 206 ist weiterhin mit einem ersten Eingang 209a eines Multiplexers 209 verbunden. Ein zweiter Eingang 209b des Multiplexers 209 ist mit dem Ausgang der Zähleinheit 208 verbunden. Der Ausgang der Zähleinheit 208 ist mit einem Selektionseingang 209c des Multiplexers 209 verbunden. Das generierte Fehlersignal Xe wird dem Ausgang des Multiplexers 209 zugeführt. Der Ausgang des Multiplexers 209 ist mit dessen erstem Eingang 209a gekoppelt, wenn der Wert des Signals N am Selektionseingang 209c einem Wert 0 entspricht. Der Ausgang des Multiplexers 209 ist mit dessen zweitem Eingang 209b gekoppelt, wenn sich der Wert des Signals N am Selektionseingang 209c von 0 unterscheidet. Das Signal Xe am Ausgang des Multiplexers 209 wird in 4D dargestellt. Im Fall einer verhältnismäßig kleinen Differenz zwischen der Istposition α_p und der Sollposition α_s, d.h. –π/2 ≤ 9·(–α_s–α_d) ≤ π/2, generieren die Fehlersignalgeneriermittel 23 ein Fehlersignal Xe, das gleich sin(9·(–α_s–α_d)) ist. Bei einer verhältnismäßig großen Differenz, d.h. für einen absoluten Wert von (9·(–α_s–α_d)) > π/2 ist das Fehlersignal gleich trunc((9·(–α_s–α_d)/π). Die Quantisierung des von den Fehlersignalgeneriermitteln 23 generierten Fehlersignals Xe ist daher im Fall einer verhältnismäßig kleinen Differenz feiner als im Fall einer verhältnismäßig großen Differenz zwischen der Istposition (α_p) und der Sollposition (α_s). Dies ermöglicht es, eine genaue Positionierung zu erhalten, während dennoch die gesamte Zahl von Quantisierungsstufen begrenzt sein kann.
Wenn der absolute Wert der Differenz größer ist als 3π/2, ist das Fehlersignal Xs von der Differenz unabhängig. Außerdem generieren die Fehlersignalgeneriermittel 23 ein Fehlersignal Xe, das bei einer verhältnismäßig kleinen Differenz zwischen der Istposition α_p und der Sollposition α_s, bezogen auf die Veränderung der Differenz im Fall einer verhältnismäßig großen Differenz, eine verhältnismäßig große Veränderung aufweist.
Die in 5 gezeigte Zähleinheit hat einen ersten Eingang 208a zum Empfangen der ersten Summe Xe1 und einen zweiten Eingang 208b zum Empfangen der zweiten Summe Xe2. Der erste Eingang Xe1 ist mit einem nichtinvertierenden Eingang eines ersten Komparators 220 und einem invertierenden Eingang eines zweiten Komparators 221 verbunden. Ein invertierender Eingang des ersten Komparators 220 ist weiterhin mit einer ersten Vorspannungsquelle 222 verbunden, die eine Spannung liefert, die ein Maß für den positiven Schwellenwert T ist. Der zweite Komparator 221 hat einen mit einer zweiten Vorspannungsquelle 323 verbundenen nichtinvertierenden Eingang, welche eine Spannung abgibt, die ein Maß für den negativen Schwellenwert –T ist. Der zweite Eingang 208b der Zählereinheit 208 ist mit einem nichtinvertierenden Eingang eines dritten Komparators 224 verbunden. Der invertierende Eingang von letzterem ist mit Masse verbunden. Der Ausgang des dritten Komparators 224 ist mit einem Eingang eines Verzögerungselementes 225 verbunden. Das Verzögerungselement 225 hat einen mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 226 verbundenen Ausgang. Der Ausgang des dritten Komparators 224 ist auch mit einem Eingang eines Inverters 227 verbunden. Der Inverter 227 hat einen mit einem zweiten Eingang des ersten UND-Gatters 226 verbundenen Ausgang. Der Ausgang des dritten Komparators 224 ist weiterhin mit einem ersten Eingang eines zweiten UND-Gatters 228 verbunden. Der Ausgang des Verzögerungselementes 225 ist auch mit einem Eingang eines zweiten Inverters 229 verbunden. Ein Ausgang des zweiten Inverters 229 ist mit einem zweiten Eingang des zweiten UND-Gatters 228 verbunden. Das zweite UND-Gatter 228 hat einen sowohl mit einem ersten Eingang eines dritten UND-Gatters 230 als auch mit einem ersten Eingang eines sechsten UND-Gatters 233 verbundenen Ausgang. Das erste UND-Gatter hat einen sowohl mit einem ersten Eingang eines vierten UND-Gatters 231 und einem ersten Eingang eines fünften UND-Gatters 232 verbundenen Ausgang. Die zweiten Eingänge des dritten UND-Gatters 230 und des fünften UND-Gatters 232 sind mit dem Ausgang des zweiten Komparators 221 verbunden. Die zweiten Eingänge des vierten UND-Gatters 231 und des sechsten UND-Gatters 233 sind mit dem Ausgang des ersten Komparators 220 verbunden. Das dritte UND-Gatter 230 hat einen mit einem ersten Eingang verbundenen Ausgang und das vierte UND-Gatter hat einen mit einem zweiten Eingang eines ersten UND-Gatters verbundenen Ausgang. Das erste UND-Gatter hat einen mit dem Aufwärtseingang eines Aufwärts/Abwärtszählers 236 verbundenen Ausgang. Das fünfte UND-Gatter 232 hat einen mit einem ersten Eingang verbundenen Ausgang und das UND-Gatter 233 hat einen mit einem zweiten Eingang eines zweiten ODER-Gatters 235 verbundenen Ausgang. Das zweite ODER-Gatter 235 hat einen mit dem Abwärtseingang eines Aufwärts/Abwärtszählers 236 verbundenen Ausgang. Es sei bemerkt, dass bei den vorstehend beschriebenen Varianten die Funktionen der Steuerungsmittel 2 in dedizierter Hardware implementiert worden sind. Dies ist günstig, um kurze Antwortzeiten zu erhalten. Bei anderen Varianten können die Funktionen der Steuerungsmittel oder Teile davon mit Hilfe eines geeignet programmierten Allzweckprozessors ausgeführt werden.
6 zeigt schematisch eine Einheit zum Schreiben von Daten auf und/oder zum Auslesen von Daten aus einem Datenträger 3. Der dargestellte Datenträger 3 zeichnet die Daten als optisches Muster N auf. Bei der hier dargestellten Version hat der Datenträger 3 eine strahlungsempfindliche Schicht 31, beispielsweise eine strahlungsempfindliche Farbstoffschicht oder eine Phasenanderungsschicht. Der Datenträger 3 wird in üblicher Weise von einem Motor 4 angetrieben, wodurch er um eine Achse rotiert. Ein Schreib- und/oder Lesekopf ist gegenüber dem Datenträger angeordnet, um Informationsmuster auf den Datenträger 3 zu schreiben und/oder daraus auszulesen.
Bei der hier dargestellten Version enthält der Schreib- und/oder Lesekopf 5 eine Strahlungsquelle 51, beispielsweise in Form eines Festkörperlasers. Bei einer anderen Version ist die Einheit für einen magnetischen Datenträger vorgesehen und der Schreib- und/oder Lesekopf hat Mittel zum Schreiben und/oder Auslesen von Magnetmustern auf dem Datenträger, beispielsweise einen Magnetkopf.
Die radiale Position des Kopfes 5 relativ zum Datenträger 3 wird von einem Positionierungsmechanismus gesteuert. Der Kopf 5 und der Datenträger 3 bilden dann jeweils einen zweiten Teil und einen ersten Teil eines Antriebssystems. Das Antriebssystem enthält weiterhin einen Motor 1. Der Positionierungsmechanismus kann als Arm ausgeführt sein, der mit Hilfe des Motors 1 um eine Achse schwenkbar ist, wobei der Kopf auf einem Ende des Arms montiert ist.
Bei der beschriebenen Version nimmt der Positionierungsmechanismus hier die Form eines Schlittens an, der mit Hilfe des Motors 1 verschiebbar ist, wobei eine Drehbewegung der Welle 14 des Motors 1 mittels eines Stangen- und Schneckengetriebes 15 in eine Translation des Kopfes 5 umgewandelt wird. Der Winkel (α_p) der Welle 14 hängt daher mit dem Istwert der radialen Position des Kopfes 5 relativ zum Datenträger 3 zusammen. Wenn aus dem Datenträger Information ausgelesen wird oder Information auf den Datenträger 3 geschrieben wird, wird der Datenträger 3 rotiert und der Kopf 5 in einer radialen Richtung in solcher Weise bewegt, dass der Kopf einer Informationsspur des Datenträgers 3 mit einer linearen Geschwindigkeit folgt. Beim Schreiben von Information auf den Datenträger 3 erzeugt der Laser ein moduliertes Laserstrahlenbündel, das mit Hilfe des Linsensystems 52 auf die strahlungsempfindliche Schicht 31 des Datenträgers 3 projiziert wird (schematisch dargestellt). Daher erfährt die strahlungsempfindliche Schicht 31 optisch detektierbare Veränderungen, beispielsweise hinsichtlich des Ausmaßes der Reflexion an dieser Schicht 31. Beim Lesen projiziert das Linsensystem 52 ein Laserstrahlenbündel von verhältnismäßig niedriger Intensität auf die strahlungsempfindliche Schicht 31. An der strahlungsempfindlichen Schicht reflektierte Strahlung wird anschließend über das Linsensystem 52 und über einen halbreflektierenden Spiegel 53 auf einen optischen Detektor 6 abgebildet. In Reaktion hierauf erzeugt die Strahlung des optischen Detektors Signale Xd. Ein Signalprozessor 7 leitet aus den Detektorsignalen niederfrequente Signale X1f ab, welche niederfrequenten Signale unter anderem zum Steuern der Kopfbewegung wichtig sind. Eines der Signale X1f ist beispielsweise eine Angabe für das Ausmaß, in dem das Strahlenbündel mit einer zu beschreibenden auszulesenden Spur zusammenfällt. Ein anderes Signal ist eine Angabe über das Ausmaß, in dem das Strahlenbündel auf der strahlungsempfindlichen Schicht fokussiert ist. Weiterhin leitet der Signalprozessor 7 hochfrequente Signale Xhf aus den Detektorsignalen X1d ab. Die hochfrequenten Signale repräsentieren beispielsweise Audio- und/oder Videoinformation. Ein solcher Signalprozessor wird beispielsweise in EP 508 52 beschrieben. Außerdem kann der Signalprozessor Fehlerdetektion und Kanaldecodierung ausführen.
Bezugsmittel 22, die einen Mikroprozessor 81 mit einem Speicher 82 enthalten, leiten aus den niederfrequenten Signalen in üblicher Weise ein Bezugssignal Xr ab, welches Bezugssignal ein Maß für die Sollposition des Lesekopfes ist. Steuerungsmittel 23, 24 leiten aus dem Bezugssignal Xr und den Bezugssignalen Xpa, Xpb, die aus dem Positionierungsmechanismus 9 erhalten worden sind, ein Signal Xf zum Einschalten des Positionierungsmechanismus 9 ab. Hierzu enthalten die Steuerungsmittel Mittel 23 und Einschaltmittel 24, wie anhand von 1, 2, 4 und 5 beschrieben.
Bei der hier beschriebenen Version hat der Lesekopf 5 einen ersten Aktuator 56, der Feinsteuerung der Position des Strahlenbündels auf dem Datenträger 3 ermöglicht. Der Lesekopf 5 hat weiterhin einen zweiten Aktuator 55, um die Fokussierung des Laserstrahlenbündels zu steuern.
Die Art und Weise, in der das Bezugssignal Xr generiert wird, hängt von der Betriebsart des Gerätes ab. In einer ersten Betriebsart, in der Information gelesen oder geschrieben wird, wird die Position des Strahlenbündels in erster Linie durch den ersten Aktuator 56 bestimmt. Der Positionierungsmechanismus 9 kann dann den Kopf 5 alhnählich bewegen, um den mittleren Hub des ersten Aktuators 56 zu minimieren. Weiterhin kann der Positionierungsmechanismus 9 in Betrieb gehen, sobald der Hub des ersten Aktuators 56 eine zuvor bestimmte Grenze überschreitet, wie in US 5.321.676 beschrieben. In einer zweiten Betriebsart findet eine Suchoperation für eine zu lesende oder zu schreibende Da tenträgerspur statt. Üblicherweise wird hierzu ein großer radialer Abstand überbrückt, wobei der Positionierungsmechanismus 9 eine wesentliche Rolle spielt. Während des Suchvorgangs kann dem ersten Aktuator 56 eine Hin- und Herbewegung auferlegt werden, wie in US 4.330.880 beschrieben. So ist es möglich, das Strahlenbündel während der Suchoperation in periodisch wiederkehrenden Zeitintervallen einer Spur folgen zu lassen und damit auch während der Suche nach einer neuen Spur Information auszulesen.
Natürlich sind für den Fachkundigen eine Vielzahl von Varianten denkbar, ohne den Rahmen der Ansprüche zu verlassen. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes ist der Motor beispielsweise ein Schrittmotor mit einer ersten Wicklung und einer zweiten Wicklung, die um 90° zueinander verdreht sind, und sind die Positionssignale proportional zu sin(α) und cos(α), wobei α der von der Motorwelle eingenommene Winkel ist. Steuerung ist mit Hilfe der in 2 gezeigten Fehlersignalgeneriermittel möglich, wobei Xe1 ein Fehlersignal und Xe2 ein weiteres Fehlersignal sind. In diesem Fall hat jede der Wicklungen des Schrittmotors einen Treiber, der von einem jeweiligen Fehlersignal gesteuert wird.
INSCHRIFT DER ZEICHNUNG
5

OR

ODER

up

down hoch tief

Claims

Steuerungssystem (2) mit: – einem Messsystem (21a, 21b) zum Generieren eines ersten und eines zweiten Positionssignals (Xpa bzw. Xpb), welche Positionssignale ein Maß für einen Istwert der Position eines zweiten Teils (11; 5) eines Antriebssystems sind, welcher zweite Teil in Bezug auf einen ersten Teil (10; 3) des genannten Antriebssystems positioniert werden soll, – Fehlersignalgeneriermitteln (23) zum Generieren eines Fehlersignals (Xe) in Reaktion auf ein Bezugssignal (Xr) und das erste und ein zweites Positionssignal (Xpa bzw. Xpb), welches Bezugssignal ein Maß für einen Sollwert der Position ist, welches Fehlersignal (Xe) ein Maß für die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Position ist, – Einschaltmitteln (24) zum Einschalten des Motors (1) in Abhängigkeit vom Fehlersignal (Xe), dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlersignalgeneriermittel (23) ausgebildet sind, Wichtungsfaktoren (Xwa, Xwb) aus dem Bezugssignal (Xr) abzuleiten, wobei die Wichtungsfaktoren periodische Funktionen des Bezugssignals (Xr) sind, und dass die Signalgeneriermittel (23) ausgebildet sind, die Positionssignale mit den Wichtungsfaktoren zu wichten und eine Summe (Xe1) der gewichteten Positionssignale zu bestimmen.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssignale (Xpa, Xpb) periodische Funktionen des Istwertes eines mit der Position zusammenhängenden Winkels (α_p) sind, wobei die Wichtungsfaktoren (Xwa, Xwb) periodische Funktionen des Bezugssignals (Xr) sind.
Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlersignalgeneriermittel (23) ausgebildet sind, eine weitere Summe (Xe2) aus den gewichteten Positionssignalen zu bestimmen, wobei die Summe (Xe1) und die weitere Summe (Xe2) periodische Funktionen der Abweichung zwischen dem Istwert (α_p) und dem Sollwert des Winkels (α_s) sind, welche periodischen Funktionen zueinander phasenverschoben sind, und wobei die Fehlersignalgeneriermittel (23) weiterhin ausgebildet sind, ein Maß (N) für die Anzahl Perioden zu bestimmen, die der Abweichung zwischen dem Istwert (α_p) und dem Sollwert des Winkels (α_s) entsprechen.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlersignalgeneriermittel (23) ein Fehlersignal (Xe) generieren, das bei einer verhältnismäßig kleinen Differenz zwischen der Istposition (α_p) und der Sollposition (α_s) eine verhältnismäßig feine Quantisierung im Vergleich zur Quantisierung bei einer verhältnismäßig großen Differenz aufweist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlersignalgeneriermittel (23) ein Fehlersignal (Xe) generieren, das bei einer verhältnismäßig kleinen Differenz zwischen der Istposition (α_p) und der Sollposition (α_s) eine verhältnismäßig große Veränderung im Vergleich zur Veränderung bei einer verhältnismäßig großen Differenz aufweist.
Antriebssystem, das einen Motor (1), einen ersten Teil (3; 10), einen in Bezug auf den ersten Teil mit Hilfe des Motors anzutreibenden zweiten Teil (5; 11) und ein Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.
Gerät zum Speichern und/oder Wiedergeben von Information, mit einem Kopf (5) zum Schreiben von Information auf einen Informationsträger (3) und/oder zum Lesen von auf einem Informationsträger (3) gespeicherter Information und einem Antriebssystem nach Anspruch 6 zum Positionieren des Kopfes (5) in Bezug auf den Informationsträger (3).
Verfahren zum Steuern eines Motors (1) in einem Antriebssystem, das einen ersten Teil (10; 3) und einen in Bezug auf den ersten Teil mit Hilfe des Motors anzutreibenden zweiten Teil (11; 5) aufweist, welches Verfahren folgende Schritte umfasst: – Generieren eines ersten und eines zweiten Positionssignals (Xpa, Xpb), das von dem Wert der Position des zweiten Teil in Bezug auf den ersten Teil abhängt, – Generieren eines Bezugswertes (Xr), der ein Maß für den Sollwert der Position ist, – Generieren eines Fehlersignals (Xe), das ein Maß für die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Position ist, – Einschalten des Motors in Abhängigkeit von dem Fehlersignal, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: – Ableiten von Wichtungsfaktoren (Xwa, Xwb) aus dem Bezugssignal (Xr), wobei die Wichtungsfaktoren periodische Funktionen des Bezugssignals (Xr) sind – Wichten der Positionssignale (Xpa, Xpb) mit dem Wichtungsfaktor (Xwa, Xwb), und – Bestimmen einer Summe (xe1) der gewichteten Positionssignale.