DVD光碟機之微動致動器伺服系統研究 吳耀宗、鄭鴻儀
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摘 要
DVD光碟機組件中，光學讀取頭微動致動器為精密定位元件，定位控制精度需達到微米(ΜM)級，其中聚焦與循軌微動致 動器控制精度分別需達 與 。本文主要目的為對讀取頭四弦型(FOUR-WIRE)微動致動器之光機構建立動態模型，並分別進 行聚焦與循軌微動致動器SISO伺服系統設計，以達控制精度之需求。設計方式，由離散之頻域波德圖設計相位超前-落後 控制器，並分析控制器設計後之伺服系統頻域性能，以及伺服系統對讀取頭微動致動器模型變動之靈敏度。於伺服系統控 制器的設計結果，聚焦與循軌伺服系統頻寬與相位分別皆可設計至4 KHZ與50度左右之相位邊限。於伺服系統靈敏度分析 結果，傳統LEAD-LAG CONTROLLER設計之聚焦與循軌伺服系統對於聚焦與循軌微動致動器模型參數改變之抑制能力 並不理想。最後，盼此研究能對產業研發改進有所助益。
關鍵詞 : DVD光碟機，控制精度，聚焦，循軌，讀取頭四弦型微動致動器，SISO，波德圖，相位超前落後控制器，靈敏度
。
目錄
第一章 緒論--P1 1.1 前言--P1 1.2 DVD發展過程--P2 1.3 研究動機與目的--P3 1.4 文獻回顧--P4 第二章 DVD基本規格--P5 2.1 DVD碟片基本規格--P5 2.2 DVD讀取頭的伺服規格--P5 2.2.1 DVD聚焦伺服規範--P6 2.2.2 DVD循軌伺服規範--P7 第三章 讀取頭基本結構與動作原理--P9 3.1 機電系統--P10 3.2 光學系統--P10 3.2.1 波動光學之光的結構--P11 3.2.2 雷射光束--P14 3.2.3 光柵與平行透鏡--P19 3.2.4 光分離器--P20 3.2.5 集光鏡與柱狀鏡--P23 3.2.6 光感測器--P24 3.3 DVD聚焦與循軌光訊號 感測原理--P25 3.3.1 聚焦光訊號感測原理--P25 3.3.2 循軌光訊號感測原理--P28 第四章 微動致動器動態建模--P31 4.1弦線之 彈性係數K--P32 4.2聚焦微致動器動態參數模型--P34 4.3循軌微致動器動態參數模型--P36 4.4感測器動態建模--P37 4.5 結 論--P39 第五章 實驗環境--P41 5.1微動致動器規格--P42 5.2訊號放大器靈敏度與放大增益--P44 5.2.1訊號放大器之靈敏 度--P44 5.2.2訊號放大器對伺服系統增益的提升--P46 5.3 微動致動器與感測器及訊號放大器之模型整合--P47 5.4 微動致動 器與感測器及訊號放大器之整合模型鑑別--P49 5.5結論--P56 第六章 伺服系統設計與分析--P57 6.1 微動致動器之 -轉換--P57 6.2 控制器設計--P62 6.2.1 比例控制器設計--P62 6.2.2 相位超前落後控制器設計--P66 6.3 靈敏度分析--P72 6.4 結論--P74 第七 章 結果與討論--P75 7.1 結果與討論--P75 7.2 建議--P76 參考文獻--P76 附錄一 測量伺服系統波德圖--P80 附錄二 致動器鑑別 流程--P81 附錄三 伺服系統設計流程--P82
參考文獻
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