《带驱动器速度控制.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带驱动器速度控制.pdf（16页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103026412 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103026412 A *CN103026412A* (21)申请号 201180035958.9 (22)申请日 2011.07.14 12/842,938 2010.07.23 US G11B 15/46(2006.01) G11B 15/54(2006.01) (71)申请人 国际商业机器公司 地址 美国纽约 (72)发明人 RA汉考克 RC尹驰 南武威 鹤田和弘 小仓英司 抚原修平 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 李镇江 (54) 发明名称。
2、 带驱动器速度控制 (57) 摘要 公开了一种操作磁带驱动器的方法。所述带 驱动器包括多个DC电动机， 每个DC电动机都具有 多个霍尔传感器， 而且每个 DC 电动机都在伺服系 统的控制之下， 其中伺服系统配置成从磁带读取 位置信息。该伺服系统从所述位置信息计算主要 带速， 而且感测第二和第三速度信号并且基于这 些计算带速。 如果主要速度位置信息可以获得， 就 使用它 ； 如果不可以获得， 就使用第二或第三速 度信号中的一个。当关于带速的一个项的绝对值 小于预定的值时采用第二速度信号， 而当该项的 绝对值大于所述预定的值时采用第三速度信号。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日。
3、 2013.01.23 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/062087 2011.07.14 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/010498 EN 2012.01.26 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 4 页 1/2 页 2 1.一种操作磁带驱动器的方法， 该磁带驱动器具有多个DC电动机， 每个DC电动机都具 有多个霍尔传感器， 每个 DC 电动机都布置成纵向移动安装在带盘上的磁带， 其中带盘是在 伺服系统的控制下由 DC 。
4、电动机旋转的， 所述伺服系统配置成从磁带读取位置信息、 从该位 置信息计算主要带速、 感测第二速度信号和第三速度信号并基于所感测到的第二速度信号 和第三速度信号中的一个计算带速， 所述方法包括 ： 检测主要速度位置信息是否可以获得 ； 响应于检测到该主要速度位置信息可以获得， 采用该主要速度来控制伺服系统 ； 及 响应于检测到该主要速度位置信息不可以获得， 采用第二速度信号和第三速度信号中 的一个来控制伺服系统， 而且其中， 当与带速相关的项的绝对值小于预定的值时采用第二 速度信号而当与带速相关的所述项的绝对值大于所述预定的值时采用第三速度信号。 2.如权利要求1所述的方法， 其中第二和第三速。
5、度信号是从DC电动机中的至少一个测 量的， 而且其中与带速相关的所述项的预定值直接与 DC 电动机中至少一个的旋转速度相 关。 3. 如权利要求 1 或者 2 所述的方法， 其中所述主要速度位置信息包括磁带上格式化的 伺服轨道。 4. 如前面任何一项权利要求所述的方法， 其中第二速度信号采用磁带驱动器的 DC 电 动机中至少一个的反 EMF 电压。 5. 如前面任何一项权利要求所述的方法， 其中 DC 电动机中的至少一个还包括霍尔传 感器而且第三速度信号采用霍尔传感器信号。 6. 如前面任何一项权利要求所述的方法， 其中所述项包括 DC 电动机中以最慢速率旋 转的一个的旋转速度。 7. 如前面。
6、任何一项权利要求所述的方法， 其中， 当 DC 电动机从静止开始时， 采用第二 速度信号。 8. 一种用于相对于磁带读和 / 或写数据的磁带驱动器， 包括 ： 至少一个读 / 写头， 位于带路径上， 用于在所述带路径中相对于磁带读和 / 或写数据 ； 多个DC电动机， 由此， 安装成由所述多个DC电动机旋转的带盘提供磁带沿所述带路径 从一个带盘纵向移动到另一个带盘 ； 每个 DC 电动机处的至少一个霍尔传感器， 用于感测 DC 电动机的旋转状态 ； 伺服系统， 该伺服系统配置成从磁带读取位置信息、 从该位置信息计算主要带速、 感测 第二速度信号和第三速度信号并基于所感测到的第二速度信号和第三速。
7、度信号中的一个 计算带速 ； 及 逻辑器， 用于操作伺服系统并检测霍尔传感器， 该逻辑器执行 ： 检测主要速度位置信息 是否可以获得 ； 响应于检测到主要速度位置信息可以获得， 采用该主要速度来控制伺服系 统 ； 及响应于检测到主要速度位置信息不可以获得， 采用第二速度信号和第三速度信号中 的一个来控制伺服系统， 而且其中， 当与带速相关的项的绝对值小于预定的值时采用第二 速度信号而当与带速相关的所述项的绝对值大于所述预定的值时采用第三速度信号。 9.如权利要求8所述的磁带驱动器， 其中第二和第三速度信号是从DC电动机中的至少 一个测量的， 而且其中与带速相关的所述项的预定值直接与 DC 电动。
8、机中至少一个的旋转 速度相关。 权 利 要 求 书 CN 103026412 A 2 2/2 页 3 10.如权利要求8或者9所述的磁带驱动器， 其中所述主要速度位置信息包括磁带上格 式化的伺服轨道。 11. 如权利要求 8-10 中任何一项所述的磁带驱动器， 其中第二速度信号采用磁带驱动 器的 DC 电动机中至少一个的反 EMF 电压。 12.如权利要求8-11中任何一项所述的磁带驱动器， 其中DC电动机中的至少一个还包 括霍尔传感器而且第三速度信号采用霍尔传感器信号。 13.如权利要求8-12中任何一项所述的磁带驱动器， 其中所述项包括DC电动机中以最 慢速率旋转的一个的旋转速度。 14.。
9、如权利要求8-13中任何一项所述的磁带驱动器， 其中， 当DC电动机从静止开始时， 采用第二速度信号。 15. 一种用于磁带驱动器的伺服控制系统， 该磁带驱动器用于相对于磁带读和 / 或写 数据， 该磁带驱动器具有多个 DC 电动机， 每个 DC 电动机都具有多个霍尔传感器， 每个 DC 传 感器都布置成纵向移动安装在带盘上的磁带， 其中带盘是在伺服系统的控制下由 DC 电动 机旋转的， 所述伺服系统配置成 ： 从磁带读取位置信息， 以便从该位置信息计算主要带速 ； 感测第二速度信号和第三速度信号并基于所感测到的第二速度信号和第三速度信号 中的一个计算带速 ； 检测主要速度位置信息是否可以获得。
10、 ； 响应于检测到主要速度位置信息可以获得， 采用该主要速度来控制伺服系统 ； 及 响应于检测到主要速度位置信息不可以获得， 采用第二速度信号和第三速度信号中的 一个来控制伺服系统， 其中， 当与带速相关的项的绝对值小于预定的值时采用第二速度信 号而当与带速相关的所述项的绝对值大于所述预定的值时采用第三速度信号。 16.如权利要求15所述的伺服控制系统， 其中第二和第三速度信号是从DC电动机中的 至少一个测量的， 而且其中与带速相关的所述项的预定值直接与 DC 电动机中至少一个的 旋转速度相关。 17.如权利要求15或者16所述的伺服控制系统， 其中所述主要速度位置信息包括磁带 上格式化的伺服。
11、轨道。 18. 如权利要求 15-17 中任何一项所述的伺服控制系统， 其中第二速度信号采用磁带 驱动器的 DC 电动机中至少一个的反 EMF 电压。 19. 如权利要求 15-18 中任何一项所述的伺服控制系统， 其中 DC 电动机中的至少一个 还包括霍尔传感器而且第三速度信号采用霍尔传感器信号。 20. 如权利要求 15-19 中任何一项所述的伺服控制系统， 其中所述项包括 DC 电动机中 以最慢速率旋转的一个的旋转速度。 21.如权利要求15-20中任何一项所述的伺服控制系统， 其中， 当DC电动机从静止开始 时， 采用第二速度信号。 22. 一种计算机程序， 包括存储在计算机可读介质上。
12、的计算机程序代码， 当所述计算机 程序代码加载到计算机系统中并且在其上执行时， 使计算机系统执行如权利要求 1-7 中任 何一项所述的方法的所有步骤。 权 利 要 求 书 CN 103026412 A 3 1/9 页 4 带驱动器速度控制 技术领域 0001 本发明涉及带驱动器。更特别地， 本发明涉及采用 DC 电动机的带驱动器， 其中带 驱动器的 DC 电动机布置成纵向移动安装在带盘上的带， 其中带盘在伺服系统的控制下由 DC 电动机旋转。 背景技术 0002 带， 例如磁带， 提供了用于物理存储数据的一种手段， 其中数据可以归档或者可以 存储在自动化数据存储库的存储架中， 而且可以在需要时。
13、被访问。 作为一种归档介质， 带常 常包括数据的唯一拷贝， 使得数据必须准确地书写而且带必须被小心处理以防损坏。 0003 带驱动器常常采用 DC 电动机与操作 DC 电动机的伺服系统， 以产生良好控制的运 动参数， 例如位置、 速度和带张力。为了正确地读和 / 或向带写数据， 需要带速的精确控制。 0004 美国专利号 US 6754026 公开了一种计算带驱动器中带盘半径的方法及从第二速 度获得带速的伺服控制系统， 其中所述第二速度基于从脉宽调制 （PWM） 信号得到的反 EMF 电压。 0005 美国专利号 US 6836386 公开了一种从第二速度获得带速的伺服控制系统， 其中 所述第。
14、二速度基于从带校准的脉宽调制 （PWM） 信号得到的反 EMF 电压。 发明内容 0006 根据本发明的一种优选实施方式， 提供了操作磁带驱动器的方法、 磁带驱动器及 用于获得和维护磁带驱动器中速度控制的伺服控制系统。 0007 根据本发明的第一方面， 提供了操作磁带驱动器的方法。带驱动器包括多个 DC 电 动机， 而且每个DC电动机都有多个霍尔传感器。 DC电动机中每一个都布置成纵向移动安装 在带盘上的磁带， 其中带盘在伺服系统的控制下被 DC 电动机旋转。伺服系统配置成从磁带 读取位置信息， 并且从该位置信息计算主要带速， 感测第二速度信号和第三速度信号并且 基于感测到的第二速度信号和第三。
15、速度信号中的一个计算带速。 该方法包括检测主要速度 位置信息是否可以获得。响应检测到主要速度位置信息可以获得， 就采用该主要速度来控 制伺服系统。响应于检测到主要速度位置信息不可以获得， 就采用第二速度信号或第三速 度信号中的一个。当关于带速的一个项的绝对值小于预定的值时， 采用第二速度信号。当 关于带速的所述项的绝对值大于所述预定的值时， 采用第三速度信号。 0008 优选地， 在所述方法中， 主要速度位置信息包括磁带上格式化的伺服轨道。 0009 优选地， 在所述方法中， 第二速度信号和第三速度信号是从 DC 电动机中的至少一 个测量的， 而且关于带速的所述项的预定值直接与 DC 电动机中。
16、至少一个的旋转速度相关。 0010 优选地， 在所述方法中， 第二速度信号采用磁带驱动器的 DC 电动机中至少一个的 反 EMF 电压。 0011 优选地， 在所述方法中， DC 电动机中的至少一个还包括霍尔传感器而且第三速度 信号采用霍尔传感器信号。 说 明 书 CN 103026412 A 4 2/9 页 5 0012 优选地， 在所述方法中， 所述项包括 DC 电动机中以最低速率旋转的一个的旋转速 度。 0013 优选地， 在所述方法中， 当 DC 电动机从静止开始时， 采用第二速度信号。 0014 根据本发明的第二方面， 提供了用于相对于磁带读和 / 或写数据的磁带驱动器。 带驱动器包。
17、括 ： 位于带路径中的至少一个读 / 写头， 用于在所述带路径中相对于磁带读和 / 或写数据 ； 多个 DC 电动机， 由此， 安装成由所述多个 DC 电动机旋转的带盘提供磁带沿带路 径从带盘中的一个向带盘中的另一个纵向移动。每个 DC 电动机处至少有一个霍尔传感器， 用于感测 DC 电动机的旋转状态。伺服系统配置成从磁带读取位置信息， 并且从该位置信息 计算主要带速， 感测第二速度信号和第三速度信号并且基于感测到的第二速度信号和第三 速度信号中的一个计算带速。 用于操作伺服系统和检测霍尔传感器的逻辑器检测主要速度 位置信息是否可以获得， 响应于检测到该主要速度位置信息可以获得而采用该主要速度。
18、来 控制伺服系统， 并且响应于检测到该主要速度位置信息不可以获得而采用第二速度信号和 第三速度信号中的一个来控制伺服系统。当关于带速的一个项的绝对值小于预定的值时， 采用第二速度信号， 而当关于带速的所述项的绝对值大于所述预定的值时， 采用第三速度 信号。 0015 优选地， 在所述带驱动器中， 主要速度位置信息包括磁带上格式化的伺服轨道。 0016 优选地， 在所述带驱动器中， 第二速度信号和第三速度信号是从 DC 电动机中的至 少一个测量的， 而且关于带速的所述项的预定值直接与 DC 电动机中至少一个的旋转速度 相关。 0017 优选地， 在所述带驱动器中， 第二速度信号采用磁带驱动器的 。
19、DC 电动机中至少一 个的反 EMF 电压。 0018 优选地， 在所述带驱动器中， DC 电动机中的至少一个还包括霍尔传感器而且第三 速度信号采用霍尔传感器信号。 0019 优选地， 在所述带驱动器中， 所述项包括 DC 电动机中以最低速率旋转的一个的旋 转速度。 0020 优选地， 在所述带驱动器中， 当 DC 电动机从静止开始时， 采用第二速度信号。 0021 根据本发明的第三方面， 提供了用于磁带驱动器的伺服控制系统， 该磁带驱动器 用于相对于磁带读和 / 或写数据。磁带驱动器具有多个 DC 电动机， 每个 DC 电动机都有多 个霍尔传感器， 而且每个 DC 电动机都布置成纵向移动安装。
20、在带盘上的磁带， 其中带盘在伺 服系统的控制下被 DC 电动机旋转。伺服系统配置成从磁带读取位置信息， 并且从该位置信 息计算主要带速， 感测第二速度信号和第三速度信号并且基于感测到的第二速度信号和第 三速度信号中的一个计算带速。伺服系统检测主要速度位置信息是否可以获得， 响应于检 测到主要速度位置信息可以获得而采用该主要速度来控制伺服系统， 并且响应于检测到主 要速度位置信息不可以获得而采用第二速度信号或第三速度信号中的一个来控制伺服系 统。 当关于带速的一个项的绝对值小于预定的值时， 采用第二速度信号， 而当关于带速的所 述项的绝对值大于所述预定的值时， 采用第三速度信号。 0022 优选。
21、地， 在所述伺服控制系统中， 主要速度位置信息包括磁带上格式化的伺服轨 道。 0023 优选地， 在所述伺服控制系统中， 第二速度信号和第三速度信号是从 DC 电动机中 说 明 书 CN 103026412 A 5 3/9 页 6 的至少一个测量的， 而且关于带速的所述项的预定值直接与 DC 电动机中至少一个的旋转 速度相关。 0024 优选地， 在所述伺服控制系统中， 第二速度信号采用磁带驱动器的 DC 电动机中至 少一个的反 EMF 电压。 0025 优选地， 在所述伺服控制系统中， DC 电动机中的至少一个还包括霍尔传感器而且 第三速度信号采用霍尔传感器信号。 0026 优选地， 在所述。
22、伺服控制系统中， 所述项包括 DC 电动机中以最低速率旋转的一个 的旋转速度。 0027 优选地， 在所述伺服控制系统中， 当 DC 电动机从静止开始时， 采用第二速度信号。 0028 根据本发明的第四方面， 提供了包括存储在计算机可读介质上的计算机程序代码 的计算机程序， 当计算机程序代码被加载到计算机系统中并且在其上执行时， 使得计算机 系统执行根据第一方面的方法的所有步骤。 0029 为了更完全地理解本发明， 应当结合附图参考以下的具体描述。 附图说明 0030 现在将参考以下附图仅仅作为例子来具体描述本发明的优选实施方式， 其中 ： 0031 图 1 是实现本发明的带驱动器的框图说明 。
23、； 0032 图 2 是显示 Bcount的伺服轨道的详细视图和使用 Bcount来计算主要速度的公式 ； 0033 图 3A 是外转子三相无刷 DC 电动机和三个霍尔传感器的示意性表示 ； 0034 图 3B 是用于图 3A 的 DC 电动机运动的霍尔传感器信号的图示说明 ； 及 0035 图 4 是描述利用三态速度控制的本发明方法的一种实施方式的流程图。 具体实施方式 0036 本发明参考附图以在以下描述中的优选实施方式进行描述， 其中相同的标号代表 相同或相似的元素。尽管本发明是关于实现本发明目标的最佳模式来描述的， 但是本领域 技术人员应当认识到， 变更可以根据这些教义并且在不偏离本发。
24、明范围的情况下完成。 0037 带驱动器常常采用 DC 电动机和操作 DC 电动机的伺服系统， 以产生良好控制的运 动参数， 例如位置、 速度和带张力。 在一种实施方式中， 测得带速与参考带速进行比较， 确定 速度误差。在伺服逻辑器中采用该速度误差为每个 DC 电动机生成电动机扭矩信号。为了 正确地读和 / 或向带写数据， 需要带速的精确控制。 0038 现在参考附图而且尤其是参考图 1， 示出了带驱动器。带驱动器 10 具有数字信号 处理器或者微处理器 （DSP） 12。DSP 在之间传送数据 14 并且把地址 16 指向伺服控制系统 23。DSP12 与伺服控制系统 23 的伺服逻辑系统 。
25、18 直接通信。伺服控制逻辑 18 包括计数器 19。伺服控制系统 18 还包括定时器、 传感器电路、 寄存器数据， 等等 （未示出） 。伺服逻辑系 统 18 与伺服控制系统 23 的其它部件和子系统通信。 0039 图 1 显示带 48 从供带盘 41 被驱动至卷带盘 43。供带盘 41 由供带盘电动机 40 驱动， 而卷带盘 43 由卷带盘电动机 42 驱动。供带盘 41 和卷带盘 43 以适当的、 通常不同的 旋转速度旋转， 使得带以相同的纵向速度从具有一个带直径的一个带盘移动到具有另一个 带直径的另一个带盘。读 / 写头 46 位于带盘之间的带路径中而且读取带 48。霍尔传感器 说 明。
26、 书 CN 103026412 A 6 4/9 页 7 28 从电动机 40 感测电动机电枢位置， 而霍尔传感器 38 从电动机 42 感测电动机电枢位置。 PWM 电动机驱动器 24 从霍尔传感器 28 接收感测到的霍尔信号 26， 而 PWM 电动机驱动器 30 从霍尔传感器 38 接收感测到的霍尔信号 36。来自霍尔传感器 28 和 38 的感测到的霍尔信 号 26、 36 还发送到伺服逻辑系统 18。PWM 电动机驱动器 24 和 30 分别驱动电动机 40 和 42。 在驱动器 24 和 30 分别从伺服逻辑系统 18 接收扭矩数据 20 和 32 的同时， PWM 电动机驱动 器 。
27、24 和 30 还把 PWM 信号 22、 34 传送并发送到伺服逻辑系统 18。PWM 电动机驱动器 24 耦合 到带盘电动机 40， 而另一个 PWM 电动机驱动器 30 耦合到带盘电动机 42。基于时序的 （TB） 伺服模式检测系统 44 经读 / 写头 46 中的伺服读头从带 48 的伺服轨道 49 （如图 2 中所示） 接收伺服模式信号。TB 伺服模式检测系统 44 把 TB 模式信号 45 发送到伺服逻辑系统 18。 0040 现在参考图1和2， 带48利用纵向书写的伺服轨道49预格式化， 用于让轨道遵循。 伺服轨道 49 是沿带 48 的整个长度纵向书写的而且横向复制五次， 以跨。
28、带的宽度产生四个 伺服区域或带。 0041 确定带盘 41 和 43 上带 48 的位置和速度的主要或者直接方式涉及使用带 48 上预 先记录的伺服轨道 49。每个伺服格式轨道 49 都是以突发的形式记录的磁通相变被无磁通 相变的介质隔开产生的序列。参考图 2， 突发是 4、 4、 5 和 5 相变的重复模式。在一种实施方 式中， 每个突发中相变之间的间隔是 5m。在一种实施方式中， 两个 4- 相变突发的开始到 两个 5- 相变突发的开始之间的间距， 及类似地两个 5- 相变突发的开始到两个 4- 相变突发 的开始之间的间距， 是 100m。4 到 4 和 5 到 5 突发之间的间隔随跨伺服。
29、轨道的横向位置 而变。4 到 5 和 5 到 4 相变之间的间距是利用时段计数器 19 来测量的， 该计数器产生在伺 服控制系统 23 中被称为 B 计数 58 的值。这个计数只随头 46 处的纵向带速而变， 而且在公 式中， 它提供了计算控制信号的数据， 所述控制信号用于在数据传输操作期间的准确速度 控制。伺服数字信号处理器 （DSP） 12 通过以下关系式从 B 计数 58 计算带速 ： 0042 0043 其中， 0044 Vprimary= 主要带速 ； 0045 Bcount=B 计数器的值 ； 及 0046 Tosc= 用于 B 计数器的时钟周期。 0047 尽管主要速度信号是带速。
30、的非常准确和直接的测量， 但不是总能获得主要速度信 号及由此获得主要速度位置信息用于控制带驱动器。换句话说， B 计数 58 只能在伺服读头 46位于伺服轨道49之上， 而且带速在记录通道与B计数器逻辑器的动态范围之内的期间用 于速度控制。存在头 46 从伺服轨道 49 读 / 不读信号的时间， 例如带 48 及带盘 41 和 43 启 动与停止时或者当带 48 及带盘 41 与 43 低于某个最小速度或高于某个最大速度时。相应 地， 从伺服轨道 49 得出的主要速度位置信息在加速与减速分布图的大部分中都不可获得。 此外， 当 （一个或多个） 伺服头 46 在伺服轨道 49 或者伺服带之间横向。
31、索引时， 主要速度位置 信息也不可获得。伺服信号中非常长的漏码也使得总 B 计数值 58 不可用于带速控制。因 此， 需要备选方法在主要速度位置信息不可用时提供带速。 0048 提供带速的一种备选方法的一个例子是利用第二速度。术语 “第二速度” 指基于 从脉宽调制 （PWM） 信号得到的、 DC 电动机 40 和 42 中的反 EMF 电压对带速的估计。如本领 说 明 书 CN 103026412 A 7 5/9 页 8 域技术人员已知的， 反 EMF 电压可以通过从电动机电压减去估计的绕组电阻欧姆电压来计 算。 绕组电阻欧姆电压是通过用估计的绕组电阻乘以估计的电动机电流来计算的。 DC电动 。
32、机的角速度是通过用电动机的电动机电压常量去除电动机的反 EMF 电压来计算的。伺服逻 辑系统18通过用位于电动机驱动的带盘处的带的半径乘以电动机的角速度来计算带48的 估计的纵向速度。 0049 第二速度一般总是可以获得的， 但是不具有主要速度的准确性。例如， 在反 EMF 测 量的情况下， 速度信号包括误差来源， 其中尤其是例如电动机电压常量容限、 绕组电阻容限 和热效应、 电动机驱动器信号容限和电动机电流估计容限。 0050 因此， 还需要另一种备选方法， 或者说第三速度， 在主要速度位置信息不可用时提 供带速， 该第三速度提供比第二速度更准确的带速。在这里， 术语 “第三速度” 指采用霍。
33、尔 传感器来确定 DC 电动机 40 和 42 的实际角速度。相应地， 术语 “霍尔信号” 和 “第三速度信 号” 在这里可互换使用。 0051 图 3A 代表 3 相外转子无刷 DC 电动机， 例如 DC 电动机 40 或 42， 还有三个霍尔传 感器 75、 76、 77。如本领域技术人员已知的， 当 DC 电动机 40 旋转时， 霍尔传感器前进通过 一个特定的状态或相变序列， 指示关于DC电动机转子位置的反馈信息， 如从转子磁铁79感 测到的。反馈信息 （例如， 霍尔信号） 在霍尔传感器通道 55 上提供给图 1 的 PWM 电动机驱动 器 24 或 30， PWM 电动机驱动器又在图 。
34、3A 的绕组激励线 57 上整流电动机控制信号。整流后 的驱动信号驱动定子80上的绕组， 使得每个控制信号状态 （绕组激励线57上驱动信号的组 合） 把转子磁铁 79 吸引到对应于那个状态的特定的稳定物理位置。例如， 如果断言控制状 态 “A” 而且 DC 电动机转子位置允许稳定， 则 DC 电动机转子将到达对应的位置 “A” 。 0052 霍尔传感器 75、 76、 77 对准， 使得传感器信号精确地在稳定的转子位置改变状态 或相变。在 DC 电动机 40 的一次完整旋转中， 相变序列重复 N 次， 其中转子的磁极个数为 N。 因此， 用于转子中具有 8 个磁极的 3 相无刷 DC 电动机的。
35、一次完整旋转的霍尔相变的总数为 24。图 3B 包括一种示例性实施方式， 示出了在 DC 电动机 （例如， 40 或 42） 的一次完整旋转 期间从霍尔传感器 75、 76、 77 中每一个在霍尔传感器通道 55（例如， 霍尔 A、 霍尔 B 和霍尔 C） 上测量和提供的霍尔信号和霍尔相变。在一种没有示出的备选实施方式中， 带驱动器 10 可以在转子中具有 16 个磁极 （例如， 线性带开放 （LTO） 半高驱动器） ， 使得用于 3 相无刷 DC 电动机的一次完整旋转的霍尔状态的总数为 48。 0053 如上所述， 霍尔信号提供了关于 DC 电动机转子位置的反馈信息， 如从转子磁铁感 测到的。
36、。 DC电动机转子位置信息结合来自计数器19的、 关于霍尔相变之间所经过的时间的 信息用于确定第三带速。用于确定带盘处的第三带速的等式是 ： 0054 Vtertiary=*R 0055 其中 ： 0056 Vtertiary= 第三带速 ； 0057 = 带盘的角速度 ； 及 0058 R= 采样时的带盘半径。 0059 角速度可以通过以下等式来确定 ： 0060 说 明 书 CN 103026412 A 8 6/9 页 9 0061 其中 ： 0062 Htrans= 所检测到的霍尔相变的数目。 0063 如以上所讨论的， 在一种实施方式中， 用于转子中具有 8 个磁极的 3 相无刷 DC。
37、 电 动机的一次完整旋转的霍尔相变的总数为 24， 使得该等式变成 ： 0064 0065 其中 ： 0066 0067 其中， count 是 24 个霍尔相变中每一个之间的计数的个数， 而 clock 是以上等式 中时钟的采样速率。如图 3B 中所示， 伺服逻辑器 18 中的计数器 19 在一个霍尔相变结束时 开始计数并且在下一个霍尔相变开始时结束计数。 0068 如以上所讨论的， 尽管主要速度信号是带速的非常准确和直接的测量度量， 但是 不是总能获得主要速度信号及由此获得主要速度位置信息用于控制带驱动器， 尤其是在较 低的速度。尽管第二速度一般可以在任何 DC 电动机角速度获得， 但是这。
38、个速度容易有误差 而且因此不具有控制带盘速度所需的准确性。第三速度是比第二速度更准确的度量。但 是， 第三速度在非常低的带速 （例如， 低于大约 1.0ms-1的纵向带速） 不能获得或者不准确。 例如， 当带从静止开始时或者在带盘 41、 43 加速和减速的过程中， 第三速度可能不能获得。 如以上所讨论的， 第三速度计算利用霍尔传感器来确定 DC 电动机 40 和 42 的位置并且利用 时钟和计数器来确定当 DC 电动机 40 和 42 从一个位置移动到另一个位置时所经过的时间。 相应地， 第三速度计算受到时钟速度和计数器 19 的分辨率的约束。 0069 具体而言， 计数器 19 受其存储数。
39、据 （例如计数个数） 的能力的限制。在一种实施方 式中， 如果计数器 19 是 8 位的计数器， 那么它可能能够存储 256 个计数。在一种其中 DC 电 动机 40 以较低角速度运动的实施方式中， 计数器 19 可能在下一个霍尔相变到达之前达到 其计数存储极限。 因此， 如果所存储的计数个数用于第三速度计算， 那么结果计算出来的速 度将是不准确的。 0070 此外， 伺服逻辑系统 18 请求带速的定期更新。在这里， 这些请求被称为中断。在 一种实施方式中， 这些中断可以每 800 微秒执行一次。如果 DC 电动机 40 运动得非常慢， 使 得在中断之间的时间内 （例如， 800 微秒） 没有。
40、感测到霍尔相变， 那么伺服逻辑系统 18 就不 能计算第三速度。 0071 因此， 在这里根据本发明的一种实施方式描述一种其中三个不同速度， 即， 主要、 第二和第三速度， 用于操作磁带驱动器的实施方式。 0072 参考图4， 在带驱动器的工作过程中， 伺服逻辑系统18将启动中断来确定带速。 如 以上所讨论的， 在一种实施方式中， 中断可以每 800 微秒执行一次。本领域的普通技术人员 将理解， 中断的频率可以是用户定义的和 / 或基于所需的带速控制水平而变。响应于中断， 在步骤 402 中， 伺服逻辑系统 18 检测主要速度位置信息是否可以获得。在步骤 404 中， 响 应于检测到主要速度位。
41、置信息可以获得， 采用该主要速度来控制带驱动器 10 中的带速。如 以上所讨论的， 主要速度是由伺服数字信号处理器 （DSP） 12 从 B 计数 58 计算的。当接收到 下一个中断时， 过程流回步骤 402。 0073 但是， 如果在步骤 402 中伺服逻辑系统 18 检测到主要速度位置信息不可以获得， 说 明 书 CN 103026412 A 9 7/9 页 10 过程就流向步骤 405。在步骤 405 中， 伺服逻辑系统 18 确定 DC 电动机 40、 42 是否从静止开 始。响应于确定 DC 电动机 40、 42 从静止开始， 过程流向步骤 408。替代地， 如果确定 DC 电 动机。
42、不是从静止开始， 过程就流向步骤 406。 0074 在步骤406中， 伺服逻辑系统18检测关于带速的一个项的绝对值是否小于预定的 值。在一种实施方式中， 这个项直接与 DC 电动机 40、 42 中一个的旋转速度相关。如以上所 讨论的， 基于带直径， 供带盘 41 和卷带盘 43 可以在不同的旋转速度旋转， 使得维持相等的 纵向带速。另外， 如以上所解释的， 第三速度受时钟速度和计数器 19 的分辨率的约束， 使 得， 在非常低的带速， 不能获得准确的霍尔信号， 且因此， 第三速度不可以获得或者不准确。 本领域普通技术人员将理解， 具有最大带直径的带盘将以最慢的角速度运动， 使得操作带 盘的。
43、 DC 电动机也以最慢的角速度运动。相应地， 为了确保可以获得准确的第三速度， 步骤 406 中采用哪个速度 （第二或第三） 的确定将基于具有最大带直径的带盘 41、 43 而且因此基 于具有最慢角速度的 DC 电动机。 0075 在一种实施方式中， 所述预定的值是纵向带速。 在另一种实施方式中， 所述预定的 值是大约1.0ms-1的纵向带速。 本领域普通技术人员将认识到， 这个预定值是基于当前所采 用的计数器的数据存储和分辨率限制及其它因素。在一种实施方式中， 这个速度直接与以 最慢速率旋转的 DC 电动机的角速度相关。本领域普通技术人员将理解， 随着计数器 19 的 数据存储和分辨率能力提。
44、高， 关于带速的所述项的预定值可以低于 1.0ms-1。例如， 如果使 用 16 位的计数器， 那么可用于存储的计数个数将比 8 位的计数器高。相应地， 在这种实施 方式中， DC 电动机 40 和 42 可以在变换成低于 1.0ms-1纵向速度的角速度运行， 同时仍然允 许获得准确的霍尔信号用于确定纵向带速。 0076 在另一种实施方式中， DC 电动机 40 可以在转子中具有多于 8 个磁极， 以允许更大 的计数器分辨率。例如， 在线性带开放 （LTO） 半高驱动器的情况下， DC 电动机 40 在转子中 有 16 个磁极， 使得用于 3 相无刷 DC 电动机的一次完整旋转的霍尔相变的总数。
45、为 48。因此， 在电动机的一次完整旋转期间， 更多的霍尔相变可用于感测。相应地， 在这种实施方式中， DC 电动机 40 和 42 可以在变换成低于 1.0ms-1纵向速度的角速度运行， 同时仍然允许获得 准确的霍尔信号用于确定纵向带速。 0077 类似地， 本领域普通技术人员将理解， 如果计数器 19 的数据存储和分辨率能力减 小， 那么关于带速的所述项的预定值将高于 1.0ms-1时的值。 0078 返回到图 4， 响应于确定 DC 电动机 40、 42 从静止开始或者响应检测到关于带速的 项的绝对值小于预定的值， 过程流向步骤 408。在步骤 408 中， 采用第二速度信号来控制带 驱。
46、动器 10 中的带速。如上所述， 伺服逻辑系统 18 利用所述第二速度信号计算带 48 的估计 的纵向速度。当接收到下一个中断时， 过程流回到步骤 402。 0079 但是， 如果伺服逻辑 18 检测到关于带速的项的绝对值大于预定的值， 过程就流向 步骤 410。在步骤 410 中， 采用第三速度信号来控制带驱动器 10 中的带速。如上所述， 伺 服逻辑系统 18 利用所述第三速度信号计算带 48 的估计的纵向速度。当接收到下一个中断 时， 过程流回到步骤 402。在操作带驱动器 10 的同时， 图 4 的过程流在每各中断重复。 0080 因而， 提供了磁带驱动器、 伺服系统及用于操作磁带驱动。
47、器的方法， 其中该方法利 用主要、 第二和第三速度测量来精确地控制带的纵向速度。 0081 所属技术领域的技术人员知道， 本发明的各方面可以实现为系统、 方法或计算机 说 明 书 CN 103026412 A 10 8/9 页 11 程序产品。 因此， 本发明的各方面可以具体实现为以下形式， 即 ： 完全的硬件实施方式、 完全 的软件实施方式 （包括固件、 驻留软件、 微代码等） ， 或硬件和软件方面结合的实施方式， 其 中各硬件和软件方面本文都统称为 “电路” 、“模块” 或 “系统” 。此外， 本发明的各方面还可 以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式， 该计算机可读介。
48、质中 包含计算机可读的程序代码。 0082 可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计 算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。 计算机可读存储介质例如可以是但不限 于电、 磁、 光、 电磁、 红外线、 或半导体的系统、 装置或器件， 或者任意以上的组合。计算 机可读存储介质的更具体的例子 （非穷举的列表） 包括 ： 具有一个或多个导线的电连接、 便 携式计算机盘、 硬盘、 随机存取存储器 （RAM） 、 只读存储器 (ROM)、 可擦式可编程只读存储器 (EPROM 或闪存 )、 光纤、 便携式紧凑盘只读存储器 (CD-ROM)、 数字多功能盘 （DVD） 、 Bl。
49、u-Ray 盘 （BD） 、 包括全息器件的光存储器件、 磁存储器件、 纳米探针千足虫器件或者上述的任意合 适的组合。在本文档的上下文中， 计算机可读存储介质可以是任何可包含或存储程序的有 形介质， 该程序可以被指令执行系统、 装置或者器件使用或者与其结合使用。 0083 计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输， 包括但不限 于无线、 有线、 光缆、 RF 等等， 或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设 计语言的任何组合来编写用于执行本发明的各方面的操作的计算机程序代码， 所述程序设 计语言包括面向对象的程序设计语言诸如 Java、 Smalltalk、 C+ 等， 还包括常规的过程 式程序设计语言诸如” C” 程序设计语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地 在用户计算机上执行、 部分地在用户计算机上执行、 作为一个独立的软件包执行、 部分在用 户计算机上部分在远程计算机上执行、 或者完。