相關申請

本申請要求提交于2009年2月9日的序號為61/150,958的美國臨時申請“Control?Protocols?for?Motor-Driven?Mechanical?System”的優先權，通過引用將其公開完整包含在此。

本申請是提交于2009年2月9日的序號為12/367,883和12/367,938的共同未決申請“Control?Techniqucs?for?Motor?DrivenSystems”的部分繼續申請，并且要求其優先權，通過引用將其公開完整包含在此。

技術領域

本發明涉及電機控制和對電機驅動的系統的控制。具體地，本發明涉及對以電機驅動的系統的控制，其中最小化電機控制的機械系統中的振蕩或“反彈”。

背景技術

電機驅動的傳動系統在現代電子設備中是常見的。當需要在電子控制下在預定運動范圍內移動機械系統時使用它們。常見的例子可以包括用于數字照相機、錄像機、具有這種功能的便攜設備(例如，移動電話、個人數字助理和手持游戲系統)的自動聚焦系統以及用于光盤讀取器的激光驅動器。在這些系統中，電機驅動器集成電路給電機產生多值驅動信號，電機隨即驅動機械系統(例如，在自動聚焦系統中驅動鏡頭組件)。電機驅動器響應外部提供的代碼字產生驅動信號。代碼字通常是表明機械系統運動范圍內的、電機應當將該機械系統移動至的位置的數字值。因此，運動范圍根據分配給運動范圍的代碼字的數目被劃分為預定數目的可尋址位置(此處稱為“點”)。驅動信號是直接提供給電機以便使得機械系統按照需要運動的電信號。

雖然機械系統的類型和結構通常不同，然而許多機械系統可被模型化為耦合到彈簧的質量塊。當電機根據驅動信號移動該質量塊時，該運動在系統內產生可以引起質量塊在新位置附近以某個諧振頻率(f_R)振蕩的其它力。例如，在消費電子產品中已經觀察到近似110Hz的諧振頻率。這種振蕩通常會隨時間而減小，但是例如由于延長了照相機鏡頭系統聚焦圖像所花的時間或盤讀取器移動到所選擇的軌道所花的時間，因此它可能會削弱設備預期功能的性能。

圖1是鏡頭驅動器中通常使用的電機驅動的系統的簡化方框圖。該系統包括成像芯片110、電機驅動器120、音圈電機130和鏡頭140。電機驅動器響應由成像芯片提供的代碼為音圈電機產生驅動信號。音圈電機隨即在鏡頭的運動范圍內移動鏡頭。鏡頭的移動改變鏡頭在成像芯片表面上對進入光線聚焦的方式，其可以被檢測到并且可以被用來給電機驅動器產生新代碼。圖2是圖1的系統的可能的響應的頻率曲線圖，示出了頻率為f_R的諧振頻率。

圖3示出了由常規電機驅動器產生的兩個驅動信號。第一個驅動信號是階躍函數，其以不連續的跳變從第一狀態改變為第二狀態(圖3(a))。示出的第二個驅動信號是斜坡函數，其以固定的變化率從第一狀態改變為第二狀態(圖3(b))。然而，這兩種類型的驅動信號導致了上述削弱性能的振蕩行為。例如，圖4示出了在這種機械系統中觀察到的振蕩。

發明人已經觀察到這種電機驅動的系統的振蕩行為不必要地延長了這種機械系統的穩定時間并且降低了性能。因此，本領域需要一種可根據數字代碼字驅動并且避免這些系統中出現的振蕩行為的電機驅動的系統。

附圖說明

圖1是適用于本發明的示例性機械系統的方框圖；

圖2是示例性機械系統的頻率響應和可能在激活過程中發生的振蕩的曲線圖；

圖3示出了用于機械系統的常規驅動信號；

圖4示出了在單一階躍驅動信號下觀察到的機械系統的響應；

圖5示出了根據本發明的實施例的驅動信號；

圖6是示出了圖5的驅動信號的高度和位置的曲線圖；

圖7是示出了相對于本發明驅動信號頻率的能量分布的曲線圖；

圖8示出了在諸如圖5所示的驅動信號下觀察到的機械系統的響應；

圖9是根據本發明的實施例的系統的方框圖；

圖10是示出了相對于本發明另一驅動信號頻率的能量分布的曲線圖；

圖11是根據本發明的實施例的系統的方框圖；

圖12是示出了根據本發明的實施例的其它示例性驅動信號的曲線圖；

圖13是根據本發明的實施例的驅動信號產生器的簡化方框圖；

圖14是示出了根據本發明的實施例的另一示例性驅動信號的曲線圖；

圖15是示出了示例性濾波系統的頻率響應的曲線圖；

圖16是根據本發明的另一實施例的驅動信號產生器的簡化方框圖；