專利名稱：高速讀取偏心dvd碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種DVD光碟機(jī)伺服控制系統(tǒng)，更具體的講，涉及一種高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)。屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
DVD光驅(qū)循軌伺服控制機(jī)構(gòu)的等效物理模型可以看成的雙車結(jié)構(gòu)，小車通過一彈簧和阻尼器連接到大車，他們之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系。其中大車對(duì)應(yīng)著粗調(diào)致動(dòng)器，一般是一直流無刷電機(jī)，主要用來快速長(zhǎng)距離尋軌，它有一個(gè)大的移動(dòng)范圍，但是帶寬比較小，相應(yīng)速度較慢。小車對(duì)應(yīng)著微調(diào)致動(dòng)器，是一音圈電機(jī)，承載著激光讀寫器OPU，主要作用是短距離尋軌和循軌，徑向移動(dòng)范圍較小，但是帶寬比較大，相應(yīng)速度快，比較靈敏。小車通過一彈簧和阻尼器連接到大車，他們之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系。當(dāng)光驅(qū)開始循軌時(shí)，由于外界干擾，比如震動(dòng)、盤片偏心或者盤面劃痕等很容易引起激光讀寫器的光點(diǎn)不能聚焦于光盤的軌道中心，而產(chǎn)生偏擺現(xiàn)象，甚至脫軌，給準(zhǔn)確高速讀取DVD盤片帶來困難。
“高速讀取DVD盤片”是指在DVD循軌伺服控制系統(tǒng)中，要求激光讀寫器的光點(diǎn)始終聚焦于盤片軌跡的中心處，但是制造上偏心的盤片會(huì)對(duì)循軌誤差信號(hào)(TE)產(chǎn)生周期性的擾動(dòng)。該擾動(dòng)一般表現(xiàn)為激光讀寫器沿著盤片軌跡的中心線做上下的偏擺，如頻率與主軸馬達(dá)成正比的正弦信號(hào)。由于該周期干擾信號(hào)的頻率與轉(zhuǎn)速成正比，隨著DVD轉(zhuǎn)速的不斷提高，該周期干擾信號(hào)的頻率也相應(yīng)變得越來越高。ECMA組織于1999年頒布了DVDROM的循軌伺服規(guī)格ECMA-267規(guī)定盤片偏心幅度不能大于50μm，且激光讀寫器的光點(diǎn)距離盤片軌跡中心處的最大距離不能超過0.022μm；且要求實(shí)際的循跡伺服幅值特性波動(dòng)范圍在參考值上下浮動(dòng)不能超過20％。因此，對(duì)于最大幅度50μm的偏心盤片產(chǎn)生的激光讀取器光頭偏擺不能超過0.022μm，也即循軌誤差與盤片偏心幅度的比率不能大于 但是為了達(dá)到此項(xiàng)要求，理想的開環(huán)循跡伺服標(biāo)準(zhǔn)特性決定了光盤旋轉(zhuǎn)頻率不能大于23.1Hz，對(duì)于頻率高于23.1Hz的轉(zhuǎn)速，循軌誤差與盤片偏心幅度的比率將大于K0，DVD循軌伺服系統(tǒng)將不能滿足要求。但是現(xiàn)代DVD轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到了48倍速，主軸馬達(dá)轉(zhuǎn)速為9600轉(zhuǎn)/分鐘，約160Hz，所以系統(tǒng)不能抑制如此高頻率的偏擺(Run-Out)擾動(dòng)信號(hào)，因而不能高速讀取偏心盤片。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?1110490.2)提出了一種光驅(qū)循軌伺服系統(tǒng)及方法，該種系統(tǒng)用以控制光學(xué)讀寫頭對(duì)資料軌跡進(jìn)行循軌運(yùn)動(dòng)，包括感測(cè)裝置、控制裝置、決策裝置及動(dòng)力裝置，僅適用于碟片無偏心情況，不能解決由于碟片偏心帶來的正弦周期偏擺(Run-Out)問題，更不能以超過23.1Hz的轉(zhuǎn)速來高倍速讀取偏心DVD盤片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，使其通過循軌誤差信號(hào)TE判斷是否存在偏心情況，然后在過程控制中的串聯(lián)校正原理和內(nèi)模控制原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)魯棒控制系統(tǒng)來抑制因高速讀取偏心盤片帶來的正弦周期偏擺，從而避免了高倍速讀取偏心盤片時(shí)有可能出現(xiàn)的脫軌現(xiàn)象，提高了光驅(qū)讀取偏心盤片的成功率。該控制系統(tǒng)具有極強(qiáng)的魯棒性，即如果周期干擾源的頻率在一定要求以下，那么這些干擾源引起的誤差都可以通過該系統(tǒng)抑制在要求的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括檢測(cè)轉(zhuǎn)換模塊、智能決策模塊、魯棒補(bǔ)償模塊、通用控制模塊、多路選擇開關(guān)和光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)。其中通用控制模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸入端；檢測(cè)與轉(zhuǎn)換模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸出反饋通路上，其輸出與給定值比較產(chǎn)生循軌誤差信號(hào)；循軌誤差信號(hào)分成兩路，一路連接到智能決策模塊輸入端，通過該模塊可以判斷此時(shí)放入光驅(qū)的盤片是否存在偏心，另一路連接到多路選擇開關(guān)上；智能決策模塊的輸出決定了多路選擇開關(guān)的開關(guān)位置；多路選擇開關(guān)的輸出有兩種可能的通路，一路連接到魯棒補(bǔ)償模塊，魯棒補(bǔ)償模塊輸出連接到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)，另一路直接連到通用控制模塊，通用控制模塊輸出連接到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)。上述各個(gè)模塊的工作流程檢測(cè)轉(zhuǎn)換模塊把激光讀寫器的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后與系統(tǒng)給定值比較產(chǎn)生近似線性的循軌誤差信號(hào)。智能決策模塊通過對(duì)循軌誤差信號(hào)進(jìn)行處理后可以辨別出該盤片是否存在偏心。如果存在偏心，則利用魯棒補(bǔ)償模塊對(duì)因偏心引起畸變的循軌誤差信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償與校正，然后再輸出到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)；否則，直接進(jìn)入通用控制模塊，然后輸出到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)上。
所述的智能決策模塊包括歸一化模塊和求取偏移量模塊，歸一化模塊對(duì)循軌誤差信號(hào)TE進(jìn)行歸一化后，輸出到求取偏移量模塊，求取偏移量模塊對(duì)循軌誤差信號(hào)TE進(jìn)行求取偏移量，通過求取偏移量后的循軌誤差信號(hào)判知是否存在因盤片偏心而引起的畸變，由于循軌誤差信號(hào)畸變的存在和盤片的偏心是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，據(jù)此可判斷此時(shí)放入光驅(qū)的盤片是否存在偏心，進(jìn)而控制多路選擇開關(guān)在兩路處理系統(tǒng)中選擇某一路對(duì)循軌誤差信號(hào)進(jìn)行處理。其具體選擇策略如果該盤片不存在偏心，則循軌誤差信號(hào)直接進(jìn)入通用控制模塊；否則，循軌誤差信號(hào)先通過魯棒補(bǔ)償模塊后再進(jìn)入通用控制模塊。
所述的通用控制模塊包括比例模塊和滯后超前控制模塊。比例模塊主要用來增大系統(tǒng)的直流增益，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度；滯后超前控制模塊主要實(shí)現(xiàn)增大系統(tǒng)的回路的頻率帶寬和相角裕度。循規(guī)誤差信號(hào)通過比例模塊和滯后超前控制模塊后得到相應(yīng)的控制量，使循軌伺服系統(tǒng)與通用控制模塊的串聯(lián)后的回路幅值特性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)ECMA-267要求的范圍之內(nèi)。該通用控制模塊可以增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，有效的抑制外界擾動(dòng)對(duì)光驅(qū)循軌伺服系統(tǒng)產(chǎn)生的隨機(jī)白噪聲，減小激光讀寫器OPU的波動(dòng)幅度，從而使激光讀寫器的光點(diǎn)最大限度的聚焦于光盤的軌道中心。
所述的魯棒補(bǔ)償模塊是根據(jù)期望的開環(huán)系統(tǒng)與校正前光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的。由自動(dòng)控制原理可以知道，整個(gè)開環(huán)系統(tǒng)的特性是由回路中的各個(gè)模塊特性決定的，魯棒補(bǔ)償模塊起到補(bǔ)償與校正的作用，它與校正前的光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)聯(lián)合作用來處理循軌誤差信號(hào)TE，從而使這個(gè)系統(tǒng)開環(huán)特性達(dá)到的期望的特性。該模塊對(duì)信號(hào)的處理和結(jié)構(gòu)是由具體的實(shí)際光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)和期望的開環(huán)系統(tǒng)的特性共同決定，由于實(shí)際光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的個(gè)體性和差異性，無法確定魯棒補(bǔ)償模塊的具體算法和結(jié)構(gòu)，但是期望的開環(huán)系統(tǒng)組成可以分析得到。
所述的期望的開環(huán)系統(tǒng)含有一個(gè)三階積分環(huán)節(jié)和一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)。三階積分環(huán)節(jié)主要是消除系統(tǒng)的靜差，使系統(tǒng)可以跟蹤三次加速度信號(hào)，最大限度的提高了可跟蹤信號(hào)的階次；比例微分環(huán)節(jié)主要是保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。
所述的光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)包括粗調(diào)致動(dòng)器、微調(diào)致動(dòng)器以及齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，等效物理模型可以看成的雙車結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相同，主要功能是把激光讀寫器盡可能精確地在盤片上作徑向移動(dòng)，完成長(zhǎng)短距離尋軌、跳軌以及循軌等功能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明成功抑制了因盤片偏心產(chǎn)生的Run-Out偏擺現(xiàn)象，滿足了規(guī)格ECMA-267的要求，提出了倍速讀取偏心盤片的方法，可以有效抑制所有頻率低于167Hz的偏擺問題，具有很高的魯棒性，使DVD光驅(qū)可以高倍速讀取偏心DVD盤片。同時(shí)降低了對(duì)盤片生產(chǎn)質(zhì)量的要求，提高了讀取偏心盤片的成功率。


圖1為DVD允許循軌系統(tǒng)偏擺誤差示意圖和物理等效模型。
圖2為本發(fā)明各個(gè)功能模塊的示意圖。
圖3為|1+G(jω)|伯德圖，G(jω)為經(jīng)通用控制模塊補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)遞函數(shù)。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸出仿真對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，DVD允許循軌系統(tǒng)偏擺誤差示意圖和物理等效模型。DVDROM的循軌伺服控制系統(tǒng)規(guī)格ECMA-267規(guī)定盤片的最大偏心幅度不能超過±50μm的范圍，且激光讀寫器的光點(diǎn)距離盤片軌跡中心處的最大距離不能超過0.022μm。取一幅值為50000個(gè)單位正弦信號(hào)作為干擾信號(hào)源，觀察輸出是否小于22個(gè)單位，以驗(yàn)證本實(shí)施例的系統(tǒng)是否滿足規(guī)格ECMA-267的要求。
如圖2所示，本實(shí)施例包括檢測(cè)轉(zhuǎn)換模塊、智能決策模塊、魯棒補(bǔ)償模塊、通用控制模塊和光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)。其中通用控制模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸入端；檢測(cè)與轉(zhuǎn)換模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸出反饋通路上，其輸出與給定值比較產(chǎn)生循軌誤差信號(hào)；循軌誤差信號(hào)分成兩路，一路連接到智能決策模塊輸入端，通過該模塊可以判斷此時(shí)放入光驅(qū)的盤片是否存在偏心，另一路連接到多路選擇開關(guān)上；智能決策模塊的輸出決定了多路選擇開關(guān)的開關(guān)位置；多路選擇開關(guān)的輸出有兩種可能的通路，一路連接到魯棒補(bǔ)償模塊，魯棒補(bǔ)償模塊輸出連到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)，另一路連接到通用控制模塊，然后輸出到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)。
所述檢測(cè)轉(zhuǎn)換模塊主要用來把光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)輸出的光信號(hào)通過光電轉(zhuǎn)化器和信號(hào)放大器變成電信號(hào)，然后與給定值比較產(chǎn)生需要的近似線性的循軌誤差信號(hào)。
所述智能決策模塊包括歸一化模塊和求取偏移量模塊。對(duì)循軌誤差信號(hào)經(jīng)過歸一化模塊和求取偏移量模塊處理從而判斷該循軌誤差信號(hào)是否存在因盤片偏心而產(chǎn)生的畸變，進(jìn)而依此選擇不同的處理循軌誤差信號(hào)的通路。
所述歸一化模塊選取數(shù)量為n的TE信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)，求取這n個(gè)數(shù)據(jù)的平均值Mean和最大值Max，對(duì)于每個(gè)循軌誤差信號(hào)(TE信號(hào))數(shù)據(jù)利用算式(TE-Mean)/Max可以實(shí)現(xiàn)循軌誤差信號(hào)的歸一化，歸一化后的循軌誤差信號(hào)僅在[-1，1]范圍內(nèi)波動(dòng)，便于處理和分析。所述求取偏移量模塊是指經(jīng)歸一化模塊歸一化后的循軌誤差信號(hào)沿著某一中心線上下波動(dòng)，那條中心線就是求取偏移量的結(jié)果。其判別準(zhǔn)則為如果經(jīng)過歸一化、求取偏移量后的循軌誤差信號(hào)為一正弦信號(hào)，則該盤片為一偏心盤片；如果經(jīng)過歸一化、求取偏移量后的循軌誤差信號(hào)基本為一恒定值零，則該盤片不存在偏心。如果該盤片不存在偏心，則循軌誤差信號(hào)直接進(jìn)入通用控制模塊；否則，軌誤差信號(hào)先通過魯棒補(bǔ)償模塊后再進(jìn)入通用控制模塊。
所述光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)包括粗調(diào)致動(dòng)器、微調(diào)致動(dòng)器以及齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。其辨識(shí)數(shù)學(xué)模型一般不符合標(biāo)準(zhǔn)ECMA-267的要求，需要設(shè)計(jì)補(bǔ)償或者控制器來達(dá)到要求。如圖3所示，其中P(s)是光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型；C(s)為通用控制模塊，其功能使整個(gè)開環(huán)傳遞函數(shù)G＝C×P的過零頻率為2.4kHz，并且使系統(tǒng)達(dá)到循軌伺服規(guī)格ECMA-267的要求；Cr(s)為根據(jù)穩(wěn)定性條件設(shè)計(jì)的魯棒補(bǔ)償模塊，其中F(s)為一低通濾波器。
從某一技術(shù)手冊(cè)中得到某一DVD光驅(qū)機(jī)電光循軌伺服機(jī)構(gòu)辨識(shí)模型P(s)=3.72×109s2+22.63s+1.283×105,]]>本實(shí)施例將根據(jù)ECMA-267標(biāo)準(zhǔn)和魯棒控制原理依次分別設(shè)計(jì)通用控制模塊和魯棒補(bǔ)償模塊。ECMA規(guī)定系統(tǒng)的增益(|1+G|)可以在參考系統(tǒng)相應(yīng)增益(|1+Href|)的上下20％浮動(dòng)。圖3虛線部分描述了循軌伺服系統(tǒng)要滿足誤差要求的增益范圍。當(dāng)頻率在9.6Hz至23.1Hz時(shí)，增益需在67.1dB至89.2dB之間；在100Hz時(shí)增益需在43.7dB至47.3dB之間；而當(dāng)頻寬為2.4KHz時(shí)，開環(huán)增益約為1。
所述通用控制模塊是在內(nèi)?？刂频幕A(chǔ)上按照循軌伺服規(guī)格ECMA-267的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。由ECMA-267可以得出系統(tǒng)過零頻率f0為2.4kHz，低頻增益GM＝78dB，由于魯棒控制器的引入和為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，取穩(wěn)定裕量θ＝70°。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一滯后超前控制器C(s)=(s+2660)(s+0.3216)(s+85520)(s+0.01)]]>和比例控制器K＝1.6構(gòu)成通用控制模塊，可以得到開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)＝K·C(s)·P(s)；此時(shí)，校正后|1+G(jω)|的伯德圖符合循軌伺服規(guī)格ECMA-267，如圖3中的實(shí)線所示。
所述魯棒補(bǔ)償模塊是根據(jù)期望的開環(huán)系統(tǒng)與校正前光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的。在48倍速時(shí)，為了使幅度為50μm的偏心盤片所產(chǎn)生的激光讀取器的光頭偏擺不能超過0.022μm，需設(shè)計(jì)期望開環(huán)傳遞函數(shù)H使系統(tǒng)閉環(huán)幅頻增益(|1+H|)在160Hz處要大于67.2db；而且期望的開環(huán)傳遞函數(shù)H的過零頻率為2.4kHz。總的來說，循軌系統(tǒng)ran-out控制器設(shè)計(jì)的要求為同時(shí)滿足下面兩點(diǎn)
(1)H的過零頻率為2.4kHz。
(2)1+H的幅頻特性盡量陡，即增益為67.2dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率值盡量高。
在此要求下，設(shè)計(jì)期望的開環(huán)系統(tǒng)，由一個(gè)三階積分環(huán)節(jié)和一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)組成?，F(xiàn)取一具體實(shí)施例H(s)如下所示H(s)=(ω0s)3×2(sω0)2+sω0+11+sω0]]>故魯棒補(bǔ)償模塊控制結(jié)構(gòu)可得出為Cr(z)=H(z)P(z)=z{1-e-TsssgH(s)}z{P(s)}=]]>0.098z5-0.28z4+0.182z3+0.164z2-0.24z+0.0790.89z5-2.42z4+1.29z3+1.77z2-2.17z+0.64]]>其中，ω0＝2πf0，f0＝2.4kHz，為系統(tǒng)過零頻率；Ts=147k]]>秒，為系統(tǒng)的采樣間隔。
在所選取的實(shí)例模型P(s)的基礎(chǔ)上，利用上面的步驟求出各個(gè)模塊中的控制器Cr(s)和C(s)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。如圖4所示，本實(shí)施例中光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸出仿真對(duì)比示意圖。系統(tǒng)在t＝0.2s時(shí)切換到魯棒補(bǔ)償模塊Cr(s)進(jìn)行控制，可見魯棒控制器很好的抑制了頻率為160Hz幅值為50000個(gè)單位的周期干擾信號(hào)，誤差信號(hào)e(t)(即輸出y(t)與輸入r(t)之差)有明顯的減少，由原來的120.6個(gè)單位減小到了抑制后的19個(gè)單位。可見，完全實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)要求的跟蹤誤差信號(hào)的要求，即抑制比率為19/50000≈1/2632，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1/2300?？梢娫搶?shí)施例不僅滿足規(guī)格ECMA-267的要求，即使最大幅度為50μm的偏心盤片產(chǎn)生的激光讀寫器光頭偏擺Run-Out不會(huì)超過0.022μm，而且還可以使DVD光驅(qū)高速精確的讀取偏心盤片。
權(quán)利要求
1.一種高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測(cè)轉(zhuǎn)換模塊、智能決策模塊、魯棒補(bǔ)償模塊、通用控制模塊、多路選擇開關(guān)和光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)；其中通用控制模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸入端；檢測(cè)與轉(zhuǎn)換模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸出反饋通路上，其輸出與給定值比較產(chǎn)生循軌誤差信號(hào)；循軌誤差信號(hào)分成兩路，一路連接到智能決策模塊輸入端，通過該模塊判斷此時(shí)放入光驅(qū)的盤片是否存在偏心，另一路連接到多路選擇開關(guān)上；智能決策模塊的輸出決定了多路選擇開關(guān)的開關(guān)位置；多路選擇開關(guān)的輸出有兩種可能的通路，一路連接到魯棒補(bǔ)償模塊，魯棒補(bǔ)償模塊輸出連到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)，另一路連接到通用控制模塊，然后輸出到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)；檢測(cè)轉(zhuǎn)換模塊把激光讀寫器的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后與系統(tǒng)給定值比較產(chǎn)生近似線性的循軌誤差信號(hào)，智能決策模塊通過對(duì)循軌誤差信號(hào)進(jìn)行處理后辨別出該盤片是否存在偏心，如果存在偏心，則利用魯棒補(bǔ)償模塊對(duì)因偏心引起畸變的循軌誤差信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償與校正，然后再循軌伺服系統(tǒng)；否則，直接進(jìn)入通用控制模塊，然后輸出到循軌伺服系統(tǒng)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，其特征是，所述智能決策模塊，包括歸一化模塊和求取偏移量模塊，歸一化模塊對(duì)循軌誤差信號(hào)進(jìn)行歸一化后，輸出到求取偏移量模塊，求取偏移量模塊對(duì)循軌誤差信號(hào)求取偏移量，通過分析求取偏移量得到的循軌誤差信號(hào)可判知是此時(shí)循軌誤差信號(hào)否存在畸變，由于循軌誤差信號(hào)畸變和盤片的偏心是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，可據(jù)此判斷放入光驅(qū)的盤片是否存在偏心，進(jìn)而控制多路選擇開關(guān)在兩路處理系統(tǒng)中選擇某一路對(duì)循軌誤差信號(hào)進(jìn)行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，其特征是，所述歸一化模塊選取數(shù)量為n的循軌誤差信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)，求取這n個(gè)數(shù)據(jù)的平均值Mean和最大值Max，對(duì)于每個(gè)循軌誤差信號(hào)數(shù)據(jù)利用算式(TE-Mean)/Max實(shí)現(xiàn)循軌誤差信號(hào)的歸一化，歸一化后的循軌誤差信號(hào)僅在[-1，1]范圍內(nèi)波動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，其特征是，所述求取偏移量模塊是指經(jīng)歸一化模塊歸一化后的循軌誤差信號(hào)沿著某一中心線上下波動(dòng)，那條中心線就是求取偏移量的結(jié)果，利用該結(jié)果判斷此時(shí)放入光驅(qū)的盤片是否存在偏心，其判別準(zhǔn)則為如果經(jīng)過歸一化、求取偏移量后的循軌誤差信號(hào)為一正弦信號(hào)，則該盤片為一偏心盤片；如果經(jīng)過歸一化、求取偏移量后的循軌誤差信號(hào)基本為一恒定值零，則該盤片不存在偏心，如果該盤片不存在偏心，則循軌誤差信號(hào)直接進(jìn)入通用控制模塊；否則，軌誤差信號(hào)先通過魯棒補(bǔ)償模塊后再進(jìn)入光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，其特征是，所述魯棒補(bǔ)償模塊是根據(jù)期望的開環(huán)系統(tǒng)與校正前光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，整個(gè)開環(huán)系統(tǒng)的特性是由回路中的各個(gè)模塊特性決定的，魯棒補(bǔ)償模塊起到補(bǔ)償與校正的作用，它與校正前的光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)聯(lián)合作用來處理循軌誤差信號(hào)TE，從而使這個(gè)系統(tǒng)開環(huán)特性達(dá)到的期望的特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，其特征是，所述期望的開環(huán)系統(tǒng)含有一個(gè)三階積分環(huán)節(jié)和一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)，三階積分環(huán)節(jié)主要是消除系統(tǒng)的靜差，使系統(tǒng)能跟蹤三次加速度信號(hào)，最大限度的提高可跟蹤信號(hào)的階次；比例微分環(huán)節(jié)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，其特征是，所述的通用控制模塊，包括比例模塊和滯后超前控制模塊，比例模塊用來增大系統(tǒng)的直流增益，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度；滯后超前控制模塊實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)的回路的頻率帶寬并增大系統(tǒng)相角裕度；循軌誤差信號(hào)通過比例模塊和滯后超前控制模塊后得到相應(yīng)的控制量，使循軌伺服系統(tǒng)與通用控制模塊的串聯(lián)后的回路幅值特性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)ECMA-267要求的范圍之內(nèi)。
全文摘要
一種電子信息技術(shù)領(lǐng)域的具有魯棒性的高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，檢測(cè)轉(zhuǎn)換模塊把激光讀寫器的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后與系統(tǒng)給定值比較產(chǎn)生近似線性的循軌誤差信號(hào)，智能決策模塊通過對(duì)循軌誤差信號(hào)進(jìn)行處理后可以辨別出該盤片是否存在偏心，如果存在偏心，則利用魯棒補(bǔ)償模塊對(duì)因偏心引起畸變的循軌誤差信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償與校正，然后再輸出到循軌伺服系統(tǒng)；否則，直接通過通用控制模塊，輸出到循軌伺服系統(tǒng)上。本發(fā)明DVD光驅(qū)可以高倍速讀取偏心DVD盤片，大大提高了DVD系統(tǒng)的抗Run－Out干擾能力和讀取偏心碟片的性能與成功率。該控制系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單的形式，魯棒性好，可以把167Hz以下的任何周期干擾信號(hào)引起的偏擺限制到要求的范圍之內(nèi)。
文檔編號(hào)G11B7/095GK101055734SQ20071004111
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者張衛(wèi)東, 馬菲, 高守瑋, 趙青, 陳鳳祥, 劉媛媛, 蔡秋花 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)