JP3369509B2 - Control method and device for two-degree-of-freedom control system, magnetic disk device, and control method therefor - Google Patents

Control method and device for two-degree-of-freedom control system, magnetic disk device, and control method therefor

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JP3369509B2
JP3369509B2 JP14760799A JP14760799A JP3369509B2 JP 3369509 B2 JP3369509 B2 JP 3369509B2 JP 14760799 A JP14760799 A JP 14760799A JP 14760799 A JP14760799 A JP 14760799A JP 3369509 B2 JP3369509 B2 JP 3369509B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は2自由度制御系の制
御方法に係り、特に磁気ディスク装置のボイス・コイル
・モータを制御することが可能な2自由度制御系の制御
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-degree-of-freedom control system control method, and more particularly to a two-degree-of-freedom control system control method capable of controlling a voice coil motor of a magnetic disk device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、メカニカルシステム等における目
標値追従システムは2自由度制御系により構成されるの
が一般的である。2自由度制御系は、例えば図26に示
すように、制御対象としてのアクチュエータ100と、
フィードバック制御系101と、アクチュエータ100
に加える制御電流指令を目標値から作成するフィードフ
ォワード制御器102と、フィードバック系に加える規
範位置指令をステップ形状の目標値108から作成する
フィードフォワード制御器103と、より構成されてい
る。近年、2自由度制御系はマイクロコンピュータを用
いたディジタル制御系により構成されるのが一般的とな
っており、先に述べた制御電流指令を作成するフィード
フォワード制御器102、規範位置指令を作成するフィ
ードフォワード制御器103、フィードバック制御器1
01などはマイクロコンピュータ内部で数値的に計算さ
れ、制御指令はディジタル−アナログ変換器(D/A)
を介してアクチュエータの駆動回路(ドライバ)に与え
られる。図26に示す従来の2自由度制御系において
は、アクチュエータはフィードフォワード制御器102
からの制御電流指令で駆動され、この時のアクチュエー
タの位置情報とフィードフォワード制御器103からの
規範位置指令との差がフィードバック制御器101によ
って抑圧されることになる。この時、フィードバック制
御器101からの出力とフィードフォワード制御器10
2からの出力はゼロ次ホルダー104に与えられる。こ
のことから、共振モード(例えば高次共振モード)を励
起しないようにするには、フィードフォワード制御器1
02からの制御電流指令105の周波数成分が重要であ
り、高次共振モードの周波数での周波数成分が少ない制
御電流指令をフィードフォワード制御器102からアク
チュエータに与えることが必要である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a target value tracking system in a mechanical system or the like is generally composed of a two-degree-of-freedom control system. The two-degree-of-freedom control system, for example, as shown in FIG.
Feedback control system 101 and actuator 100
A feedforward controller 102 that creates a control current command to be added to the target value from a target value, and a feedforward controller 103 that creates a reference position command to be added to the feedback system from a step-shaped target value 108. In recent years, the two-degree-of-freedom control system is generally composed of a digital control system using a microcomputer. The feedforward controller 102 that creates the control current command described above and the standard position command are created. Feed forward controller 103, feedback controller 1
01 and the like are numerically calculated inside the microcomputer, and the control command is a digital-analog converter (D / A).
Is given to the drive circuit (driver) of the actuator via. In the conventional 2-DOF control system shown in FIG. 26, the actuator is a feedforward controller 102.
Is driven by the control current command from the feedback controller 101, and the difference between the position information of the actuator at this time and the reference position command from the feedforward controller 103 is suppressed by the feedback controller 101. At this time, the output from the feedback controller 101 and the feedforward controller 10
The output from 2 is provided to the zero order holder 104. Therefore, in order not to excite the resonance mode (for example, the higher-order resonance mode), the feedforward controller 1
The frequency component of the control current command 105 from 02 is important, and it is necessary to give a control current command from the feedforward controller 102 to the actuator with a small frequency component at the frequency of the higher resonance mode.

【0003】このようなシステムで高速な目標値追従制
御を実現させるためには、制御対象としてのアクチュエ
ータの周波数特性が重要な要因になってくる。アクチュ
エータの特性が良く、高次共振モードが求められる制御
帯域に比べて非常に高い周波数帯域にあるような場合は
高速な目標値追従システムをディジタル制御系で構成す
ることは容易である。しかしながら、現在の2自由度制
御系に対する高性能化の要求を満たすためには、制御帯
域を可能な限り高くすることが必要となる。機械的な設
計変更をすることなく、制御対象としてのアクチュエー
タの高次共振モードを制御帯域よりも高周波数帯域に設
定する方法は知られておらず、求められる制御帯域に近
い周波数帯域にアクチュエータの高次共振モードが存在
することになる。このようなシステムで高速な目標値追
従制御を実現させようとした場合、アクチュエータの高
次共振モードの影響を考慮した制御系を構成することが
必要となってくる。ディジタル制御系のサンプリング周
波数が十分に高く、アクチュエータの高次共振モードの
周波数がナイキスト周波数よりも低い場合は、フィード
バック制御器と2自由度制御系のフィードフォワード制
御器の設計において、H∞制御理論などを用いて高次共
振モードの影響を考慮した制御系の設計は可能である。
In order to realize high-speed target value tracking control in such a system, the frequency characteristic of the actuator to be controlled is an important factor. When the characteristics of the actuator are good and the frequency band is much higher than the control band where the higher-order resonance mode is required, it is easy to configure a high-speed target value tracking system with a digital control system. However, in order to satisfy the demand for higher performance of the current two-degree-of-freedom control system, it is necessary to make the control band as high as possible. There is no known method to set the higher-order resonance mode of the actuator to be controlled to a higher frequency band than the control band without changing the mechanical design. There will be higher order resonance modes. In order to realize high-speed target value tracking control in such a system, it becomes necessary to construct a control system that considers the influence of the higher-order resonance mode of the actuator. When the sampling frequency of the digital control system is sufficiently high and the frequency of the higher-order resonance mode of the actuator is lower than the Nyquist frequency, the H∞ control theory is used in the design of the feedback controller and the feedforward controller of the two-degree-of-freedom control system. It is possible to design a control system that considers the influence of higher-order resonance modes by using, for example.

【0004】しかしながら、ディジタル制御系のサンプ
リング周波数がシステム側の制約などから十分に高くす
ることができず、高次共振モードの周波数がナイキスト
周波数よりも高いようなメカニカルシステムにおいて
は、従来の制御系設計方法ではアクチュエータの高次共
振モードの影響を考慮することは不可能であり、高速な
目標値追従制御を実現させることは困難である。
However, in a mechanical system in which the sampling frequency of the digital control system cannot be made sufficiently high due to restrictions on the system side, and the frequency of the higher order resonance mode is higher than the Nyquist frequency, the conventional control system is used. The design method cannot consider the influence of the higher-order resonance mode of the actuator, and it is difficult to realize high-speed target value tracking control.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の2
自由度制御系の制御方法においては、制御対象としての
アクチュエータの高次共振モードがナイキスト周波数よ
りも高い周波数帯域にあり、高次共振モードが比較的制
御帯域に近い場合は、高速な目標値追従制御を実現させ
ることが非常に困難であり、最悪の場合にはサンプル点
間で振動を起こしてしまうことが考えられる。本発明
は、かかる問題点を解決するためになされたもので、2
自由度制御系の制御方法において、ナイキスト周波数よ
りも高い周波数帯域にあるアクチュエータの高次共振モ
ードを励起しない高速な目標値追従制御を実現すること
を目的とする。
As described above, the conventional 2
In the control method of the degree-of-freedom control system, if the higher-order resonance mode of the actuator to be controlled is in the frequency band higher than the Nyquist frequency and the higher-order resonance mode is relatively close to the control band, high-speed target value tracking is performed. It is very difficult to realize the control, and in the worst case, vibration may occur between the sample points. The present invention has been made to solve the above problems, and
An object of the present invention is to realize a high-speed target value tracking control that does not excite a higher-order resonance mode of an actuator in a frequency band higher than the Nyquist frequency in a control method of a degree-of-freedom control system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る2自由度制
御系の制御方法は、目標値を利用してフィードフォワー
ド制御のための第1の信号を生成するステップと、制御
対象からの出力信号を利用してフィードバック制御のた
めの第2の信号を生成するステップと、前記第2の信号
が1回出力される間に前記第1の信号を複数回出力する
ステップと、前記第1の信号と前記第2の信号とを利用
して制御対象を制御するステップとを有し、前記第1の
信号には複数の異なる時間幅の信号が含まれていること
を特徴とする。また、本発明に係る2自由度制御系の制
御装置は、目標値を利用してフィードフォワード制御の
ための第1の信号を生成する第1の制御系と、制御対象
からの出力信号を利用してフィードバック制御のための
第2の信号を生成する第2の制御系と、前記第2の信号
が1回出力される間に前記第1の信号を複数回出力する
とともに、前記第1の信号が複数の異なる時間幅の信号
を含むように制御する制御器とを有することを特徴とす
る。また、本発明に係る磁気ディスク装置の制御方法
は、磁気ヘッド用アクチュエータ位置決めに用いられる
目標値を利用して磁気ヘッド用アクチュエータのフィー
ドフォワード制御のための第1の信号を生成する第1の
制御系と、前記磁気ヘッド用アクチュエータからの出力
信号を利用して磁気ヘッド用アクチュエータのフィード
バック制御のための第2の信号を生成する第2の制御系
と、前記第2の信号が1回出力される間に前記第1の信
号を複数回出力するとともに、前記第1の信号が複数の
異なる時間幅の信号を含むように制御する制御器とを有
することを特徴とする。
A control method for a two-degree-of-freedom control system according to the present invention comprises a step of generating a first signal for feedforward control using a target value, and an output from a controlled object. Generating a second signal for feedback control using the signal; outputting the first signal a plurality of times while outputting the second signal once; A step of controlling a controlled object by using a signal and the second signal, wherein the first signal includes a plurality of signals having different time widths. Further, the control device of the two-degree-of-freedom control system according to the present invention uses a first control system that generates a first signal for feedforward control using a target value and an output signal from a control target. And a second control system for generating a second signal for feedback control, and the first signal is output a plurality of times while the second signal is output once, and the first signal is output a plurality of times. And a controller for controlling the signal to include a plurality of signals of different time widths. Further, the control method of the magnetic disk device according to the present invention uses the target value used for positioning the magnetic head actuator to generate a first signal for feedforward control of the magnetic head actuator. A second control system for generating a second signal for feedback control of the magnetic head actuator using an output signal from the magnetic head actuator, and the second signal is output once. And a controller that controls the first signal so as to include a plurality of signals of different time widths while outputting the first signal a plurality of times.

【0007】また、本発明に係る磁気ディスク装置は、
目標値を利用してフィードフォワード制御のための第1
の信号を生成する第1の制御系と、制御対象からの出力
信号を利用してフィードバック制御のための第2の信号
を生成する第2の制御系と、前記第2の信号が1回出力
される間に前記第1の信号を複数回出力するとともに、
前記第1の信号が複数の異なる時間幅の信号を含むよう
に制御する制御器とを有することを特徴とする。
The magnetic disk drive according to the present invention is
First for feedforward control using target value
And a second control system for generating a second signal for feedback control using an output signal from a controlled object, and the second signal is output once. While outputting the first signal a plurality of times during
A controller for controlling the first signal to include a plurality of signals having different time widths.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る2自由度制御
系の制御方法の実施の形態を添付図面を用いて詳細に説
明する。なお、同一または類似の構成要素については同
一の符号を付すことにする。図26を用いて説明した従
来の2自由度制御系においては、アクチュエータ100
はフィードフォワード制御器102からの制御電流指令
で駆動され、この時のアクチュエータの位置とフィード
フォワード制御器103からの規範位置指令との差がフ
ィードバック制御器101によって抑圧されることにな
る。このことから、高次共振モードを励起しないように
するには、フィードフォワード制御器102からの制御
電流指令の周波数成分が重要であり、高次共振モードの
周波数での周波数成分が少ない制御電流指令をフィード
フォワード制御器102からアクチュエータに与えるこ
とが必要であることが分かる。そこで、目標値から制御
電流指令を作成するフィードフォワード制御器102の
設計に着目することにする。従来の2自由度制御系にお
いては、図1に示すように、フィードバック制御器10
1、フィードフォワード制御器102、フィードフォワ
ード制御器103はすべてフィードバック制御系と同じ
サンプリング周期Tsampでマイクロプロセッサ内部
で計算されて、ゼロ次ホルダー104に入力されてD/
A変換される。フィードフォワード制御器103から出
力される規範位置指令はフィードバック制御系と同じサ
ンプリング周期Tsampで出力される必要があるが、
フィードフォワード制御器102は、アクチュエータの
位置情報を必要としていないので、フィードバック制御
系のサンプリング周期Tsampとは無関係に出力可能
であることが分かる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a control method for a two-degree-of-freedom control system according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The same or similar components will be denoted by the same reference numerals. In the conventional two-degree-of-freedom control system described with reference to FIG.
Is driven by the control current command from the feedforward controller 102, and the difference between the position of the actuator at this time and the reference position command from the feedforward controller 103 is suppressed by the feedback controller 101. From this, the frequency component of the control current command from the feedforward controller 102 is important in order to prevent the higher-order resonance mode from being excited, and the control current command having a small frequency component at the frequency of the higher-order resonance mode. It can be seen that it is necessary to apply to the actuator from the feedforward controller 102. Therefore, attention will be paid to the design of the feedforward controller 102 that creates the control current command from the target value. In a conventional two-degree-of-freedom control system, as shown in FIG.
1, the feedforward controller 102 and the feedforward controller 103 are all calculated in the microprocessor at the same sampling period Tsamp as the feedback control system, and are input to the zero-order holder 104 to obtain D /
A converted. The reference position command output from the feedforward controller 103 needs to be output at the same sampling period Tsamp as in the feedback control system.
Since the feedforward controller 102 does not need the position information of the actuator, it can be seen that the feedforward controller 102 can output regardless of the sampling cycle Tsamp of the feedback control system.

【0009】そこで、本発明の2自由度制御系の制御方
法ではマルチサンプリング機能を備えた構成とする。図
1は本発明の第1の実施形態に係るブロック図である。
本実施形態における2自由度制御系200はフィードフ
ォワード制御器201とマルチゼロ次ホルダー202を
備えている。フィードフォワード制御器201は、ゼロ
次ホルダー104のサンプル間隔TsampにおいてN
回の出力を発生するN−Delay制御方式により設計
されるため、フィードフォワード制御器201からの制
御電流指令(第1の信号)203が高次共振モードでの
周波数成分を含まないようになる。本発明においては、
連続系でのアクチュエータのノミナルモデルに対して良
好な応答を示す連続系のフィードフォワード制御器を求
め、それを、1サンプル間隔Tsampの間に出力をN
回出力するN−Delay制御方式を用いてデジタル的
に再設計する。本実施形態の2自由度制御系の制御方法
に含まれるフィードフォワード系には、出力の1サンプ
ルの間に、フィードフォーワード制御器201の出力を
N回ホールドするマルチ零次ホールダ202が設けられ
ており、フィードバック系の出力(第2の出力)204
の1サンプリングの時間間隔Tsampに対してフィー
ドフォワード系の出力が複数個ホールドされるようにな
っている。
Therefore, the control method of the two-degree-of-freedom control system of the present invention is configured to have a multisampling function. FIG. 1 is a block diagram according to the first embodiment of the present invention.
The two-degree-of-freedom control system 200 in this embodiment includes a feedforward controller 201 and a multi-zero-order holder 202. The feedforward controller 201 has N times the sample interval Tsamp of the zero-order holder 104.
The control current command (first signal) 203 from the feedforward controller 201 does not include the frequency component in the higher-order resonance mode because it is designed by the N-Delay control method that generates the output of one time. In the present invention,
A continuous feedforward controller showing a good response to the nominal model of the actuator in the continuous system is obtained, and its output is N during one sample interval Tsamp.
It is digitally redesigned using the N-Delay control method of outputting twice. The feedforward system included in the control method of the two-degree-of-freedom control system of the present embodiment is provided with a multi-zero-order holder 202 that holds the output of the feedforward controller 201 N times during one sample of the output. Output of the feedback system (second output) 204
A plurality of outputs of the feedforward system are held for one sampling time interval Tsamp.

【0010】図2および図3は、本発明の第2および第
3の実施形態を示すものである。これら実施形態におけ
る2自由度制御系210,220はそれぞれ、フィード
フォワード制御器201とマルチゼロ次ホルダー202
を備えている。これらの実施形態においても本発明の目
的が達成される。このように本発明においては、1サン
プルで出力するフィードフォーワード系の時間配分を、
図4に示すように、すなわちサンプリング周期Tsam
pに異なる複数の時間幅の信号を有するように、適当に
決めることによって、フィードフォワード制御器201
からの制御電流指令203が所望とする周波数帯域での
成分を持たないようにすることが大切である。以下に数
式を用いて、上述の設計方法を詳細に説明する。式
(1)と式(2)はそれぞれ、連続系でのアクチュエー
タ100のノミナルモデル(1入力、1出力、n次)
および目標値から制御電流指令を作成する連続系フィー
ドフォワード制御器201(1入力、1出力)が示され
ている。
2 and 3 show second and third embodiments of the present invention. The two-degree-of-freedom control systems 210 and 220 in these embodiments respectively include a feedforward controller 201 and a multi-zero-order holder 202.
Is equipped with. The object of the present invention is achieved also in these embodiments. As described above, in the present invention, the time distribution of the feedforward system that outputs one sample is
As shown in FIG. 4, that is, the sampling period Tsam
By appropriately determining that p has signals of different time widths, the feedforward controller 201
It is important that the control current command 203 from No. has no component in the desired frequency band. The above design method will be described in detail below using mathematical expressions. Equations (1) and (2) are respectively the nominal model (1 input, 1 output, n P order) of the actuator 100 in the continuous system.
Further, a continuous feedforward controller 201 (one input, one output) that creates a control current command from the target value is shown.

【0011】[0011]

【数1】 [Equation 1]

【数2】 ここでx,yは制御対象の位置、rは目標位置、uは制
御信号、符号pはノミナルモデル、符号FFはフィード
フォワード制御器、A,B,C,dはマトリクスであ
る。式(1)と式(2)を直列結合したものは、式
(3)のようになり、式(3)をサンプリング周期Ts
ampで零次ホールドで離散化すると式(4)のように
なる。
[Equation 2] Here, x and y are positions to be controlled, r is a target position, u is a control signal, code p is a nominal model, code FF is a feedforward controller, and A, B, C and d are matrices. A combination of the equations (1) and (2) in series is as shown in the equation (3), and the equation (3) is converted into the sampling cycle Ts.
Equation (4) is obtained by discretizing the zero-order hold with amp.

【0012】[0012]

【数3】 [Equation 3]

【数4】 次に、1サンプル内でuFFが図4に示すようにN回切
り替わるとすると、式(1)で表される連続系アクチュ
エータのノミナルモデルは式(5)のように離散化され
る。
[Equation 4] Next, assuming that u FF is switched N times within one sample as shown in FIG. 4, the nominal model of the continuous system actuator represented by equation (1) is discretized as equation (5).

【0013】[0013]

【数5】 ここで、H〜HはuFFz1〜uFFzNの出力す
る時間幅によって決まる式(6)で表されるn 行1
列のマトリックスである。すなわち、Hはn行N列の
マトリックスとなる。
[Equation 5] Here, H 1 to H N are n P rows 1 represented by the equation (6) determined by the time width output from u FFz1 to u FFzN.
It is a matrix of columns. That is, H becomes a matrix of n P rows and N columns.

【0014】[0014]

【数6】 次に、求めたいN−Delay制御方式のフィードフォ
ワード制御器201を式(7)のようにする。式(7)
から、求めなければならない変数は、BFFz,C
FFz ,DFFz であることが分かる。
[Equation 6] Next, the feedforward controller 201 of the N-Delay control method to be obtained is set as shown in equation (7). Formula (7)
Therefore , the variables that must be obtained are B FFz , C
It can be seen that they are FFz and D FFz .

【0015】[0015]

【数7】 式(5)と式(7)を直列結合すると式(8)のように
なる。
[Equation 7] When formula (5) and formula (7) are connected in series, formula (8) is obtained.

【0016】[0016]

【数8】 式(4)と式(8)のサンプル点上の応答が一致するた
めには、両式を比べることにより以下の式(9),(1
0),(11)が成り立てば良いことが分かる。
[Equation 8] In order for the responses on the sampling points of the equation (4) and the equation (8) to coincide with each other, the following equations (9) and (1
It can be seen that 0) and (11) are valid.

【0017】[0017]

【数9】 [Equation 9]

【数10】 [Equation 10]

【数11】 ここで、式(9)と式(10)の解を求めることが問題
となるが、両式の解はHの一般化逆行列をHとすると
式(12)のようになる。
[Equation 11] Here, the problem is to find the solutions of the equations (9) and (10), but the solution of both equations is as shown in the equation (12) when the generalized inverse matrix of H is H .

【0018】[0018]

【数12】 また、1サンプル周期Tsamp内での出力回数をnP
回にすると、N=nPとなりHは正方行列となる。ここ
で逆行列H−1が存在するならば、式(9)と式(1
0)の解は次式のようにもなる。
[Equation 12] In addition, the number of outputs within one sampling period Tsamp is n P
When the number of times is changed, N = n P and H becomes a square matrix. Here, if the inverse matrix H −1 exists, equation (9) and equation (1
The solution of 0) is also as follows.

【0019】[0019]

【数13】 一般化逆行列Hあるいは、逆行列H−1が存在するた
めには、以下の条件が成り立たなければならないが、1
サンプル間Tsampでの切替え回数Nがアクチュエー
タの次数n以上であればこの条件はかならず成り立つ
ことが知られている。
[Equation 13] In order for the generalized inverse matrix H or the inverse matrix H −1 to exist, the following condition must be satisfied, but 1
It is known that this condition is always satisfied if the number of switching times N between samples Tsamp is equal to or greater than the actuator order n P.

【0020】[0020]

【数14】 以上で、N−Delayの離散フィードフォワード制御
器201が求まったことになる。アクチュエータ100
の制御電流から位置情報までを含むノミナルモデルは一
般的に2次で表されることが多く、式(13)を用いる
ことによりN=2でサンプル点上の応答を連続系の応答
と一致させることができる。また、N>2でも式(1
2)を用いることによりサンプル点上の応答を連続系の
応答と一致させることができ、1サンプル点間でu
FFz1〜uFFzNの制御電流指令をどのような時間
間隔で切り替えるかという自由度が増えることになる。
すなわち、アクチュエータ100のノミナルモデルに対
するサンプル点上の応答を連続系の応答と一致させなが
ら、1サンプル周期Tsamp内での切り替え回数と時
間間隔を変えることにより、アクチュエータに加えるフ
ィードフォワード制御器201からの制御電流指令の周
波数成分を調整することができることになる。次に、こ
のN−Delay 離散フィードフォワード制御器20
1から出力される制御電流指令203の周波数成分を計
算する。時間領域でのN−Delay 離散フィードフォワ
ード制御器201からの制御電流指令203は式(1
4)のように表される。
[Equation 14] Thus, the N-Delay discrete feedforward controller 201 is obtained. Actuator 100
The nominal model including the control current to the position information is generally expressed as a quadratic model, and by using the equation (13), the response at the sample point is matched with the response of the continuous system at N = 2. be able to. Further, even if N> 2, the formula (1
By using 2), it is possible to match the response on the sample points with the response of the continuous system, and u
The degree of freedom in switching the control current command of FFz1 to uFFzN at what time interval is increased.
That is, while matching the response of the actuator 100 at the sampling point with respect to the nominal model to the response of the continuous system, by changing the number of times of switching and the time interval within one sampling period Tsamp, the feedforward controller 201 from the feedforward controller 201 added to the actuator is changed. The frequency component of the control current command can be adjusted. Next, this N-Delay discrete feedforward controller 20
The frequency component of the control current command 203 output from 1 is calculated. The control current command 203 from the N-Delay discrete feedforward controller 201 in the time domain is expressed by the formula (1
4).

【0021】[0021]

【数15】 ここで、以下のパラメータは図5に示すような関数で表
現される。
[Equation 15] Here, the following parameters are expressed by a function as shown in FIG.

【0022】[0022]

【数16】 また、T〜Tに関しては以下の関係が成り立ってい
なければならない。
[Equation 16] Further, the following relationships must be established for T 1 to TN .

【0023】[0023]

【数17】 式(14)にフーリエ変換を施し、制御電流指令203
の周波数スペクトルU FFz (Jω)求めると式(1
6)のようになる。
[Equation 17] Fourier transform is applied to the equation (14), and the control current command 203
Frequency spectrum U FFz(Jω) is calculated by the formula (1
It becomes like 6).

【0024】[0024]

【数18】 この式から、周波数ωでのN−Delay離散フィード
フォワード制御器の周波数成分の大きさが計算できる。
この式を用いて、所望とする周波数での制御電流指令2
03の周波数成分を少なくする時間配分T〜Tを決
める。このとき、評価関数Jとして以下の式を考える。
[Equation 18] From this equation, the magnitude of the frequency component of the N-Delay discrete feedforward controller at frequency ω can be calculated.
Using this formula, control current command 2 at the desired frequency
The time allocations T 1 to T N for reducing the frequency component of 03 are determined. At this time, the following formula is considered as the evaluation function J.

【0025】[0025]

【数19】 ここで*は共役転置を意味している。ここで、ωq〜ωr
は周波数成分を少なくしたい周波数であり、アクチュエ
ータの高次共振モードの周波数などがその一例として考
えられる。以上の定式化から、本発明における2自由度
制御系の制御方法は式(17)で表される評価関数Jを
拘束条件式(15)のもとで最小化する制約付き非線型
最適化問題として時間配分T,T,…,Tを探索
することに帰結する。以下に具体的な例を示す。ここで
は、本発明の2自由度制御系の制御方法を磁気ディスク
装置のVCM(ボイスコイルモータ)の1トラックシー
ク制御系に適応した例を示す。VCMは磁気ヘッドの位
置決めに利用される。まず始めに、磁気ディスク装置の
装置構成について図6を参照して説明する。図6は、ロ
ータリーアクチュエータを用いた磁気ディスク装置の概
略を示したものである。ディスク301は、スピンドル
モータ302に装着され、所定の回転数で回転される。
ディスク301上を浮上もしくは接触した状態で情報の
記録再生を行う磁気ギャップを搭載したヘッド303
は、薄板状のサスペンション304の先端に取付られて
いる。サスペンション304はアクチュエータアーム3
05の一端に接続されている。一方、アクチュエータア
ーム305の他端にはVCM306が設けられている。
ボイスコイルモータ306は、このVCM306を駆動
するための駆動コイル308と、駆動コイル308を固
定するボビンと、駆動コイル308を挟み込むように対
向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気
回路とから構成される。アクチュエータアーム305
は、固定軸307の上下2カ所に設けられた図示しない
ボールベアリングによって保持され、VCM306によ
り回転揺動が自在にできるようになっている。こういっ
た磁気ディスク装置300の詳細については米国特許第
5,859,748号明細書を参照することができる。
[Formula 19] Here, * means conjugate transposition. Where ω q ~ ω r
Is the frequency for which the frequency component is desired to be reduced, and the frequency of the higher resonance mode of the actuator is considered as an example. From the above formulation, the control method of the two-degree-of-freedom control system according to the present invention is a constrained nonlinear optimization problem that minimizes the evaluation function J represented by equation (17) under the constraint condition equation (15). As a result of searching the time allocations T 1 , T 2 , ..., T N. A specific example is shown below. Here, an example in which the control method of the two-degree-of-freedom control system of the present invention is applied to a one-track seek control system of a VCM (voice coil motor) of a magnetic disk device is shown. The VCM is used for positioning the magnetic head. First, the device configuration of the magnetic disk device will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows a magnetic disk device using a rotary actuator. The disk 301 is mounted on the spindle motor 302 and rotated at a predetermined rotation speed.
A head 303 having a magnetic gap for recording and reproducing information while floating or in contact with the disk 301
Is attached to the tip of a thin plate-shaped suspension 304. The suspension 304 is the actuator arm 3
05 is connected to one end. On the other hand, a VCM 306 is provided on the other end of the actuator arm 305.
The voice coil motor 306 has a drive coil 308 for driving the VCM 306, a bobbin for fixing the drive coil 308, and a magnetic circuit composed of a permanent magnet and a facing yoke which are arranged to face each other so as to sandwich the drive coil 308. Composed of. Actuator arm 305
Are held by ball bearings (not shown) provided at two positions above and below the fixed shaft 307, and can be freely rotated and rocked by the VCM 306. For details of the magnetic disk device 300, reference can be made to US Pat. No. 5,859,748.

【0026】続いて、図7を参照して上記磁気ディスク
装置300のVCM306の制御方法を説明する。ディ
スク301には多数のトラックが同心円状に構成されて
いて、各トラックには、円周方向に所定の間隔で複数の
サーボエリアが配置されている。サーボエリアには、V
CM306のシーク制御および位置決め制御に使用する
ためのサーボデータが予め記録されている。ここでは、
高記録密度化に伴い、例えば3.5kHz程度のサンプ
リング周波数を想定し、このサンプリング周波数に応じ
たサーボエリアの間隔が設定されている。ディスク30
1の枚数は、ここでは便宜的に2枚としてあるが、通常
は1−5枚程度のディスクが使用されている。ここでは
ヘッド303として、MR(Magneto−Resi
stive)ヘッドであるリードヘッド303aとイン
ダクティブ・ヘッド(誘導型ヘッド)であるライトヘッ
ド303bとが分離して実装された構造のリード/ライ
ト分離型ヘッド303を使用している。ヘッド303は
ディスク301の両面のそれぞれに対向して設けられて
いる。VCM306はモータドライバ309から駆動電
流が供給されて駆動する。モータドライバ309は、D
/Aコンバータ310から出力される制御電圧を駆動電
流に変換してVCM306のコイル308に供給する。
Next, a method of controlling the VCM 306 of the magnetic disk device 300 will be described with reference to FIG. A large number of tracks are concentrically formed on the disk 301, and a plurality of servo areas are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on each track. In the servo area, V
Servo data used for seek control and positioning control of the CM 306 is recorded in advance. here,
Along with the increase in recording density, a sampling frequency of, for example, about 3.5 kHz is assumed, and a servo area interval is set according to the sampling frequency. Disk 30
The number of 1 is set to 2 here for convenience, but normally about 1 to 5 disks are used. Here, as the head 303, an MR (Magneto-Resi) is used.
A read / write separation type head 303 having a structure in which a read head 303a which is a stable head and a write head 303b which is an inductive head (induction type head) are separately mounted is used. The heads 303 are provided so as to face both sides of the disk 301. The VCM 306 is driven by the drive current supplied from the motor driver 309. The motor driver 309 is D
The control voltage output from the / A converter 310 is converted into a drive current and supplied to the coil 308 of the VCM 306.

【0027】さらに磁気ディスク装置300には、ヘッ
ドアンプ回路311、リード/ライト回路312、サー
ボ回路313、CPU314、A/Dコンバータ31
5、およびディスクコントローラ316を有する。ヘッ
ドアンプ回路311はリードヘッド303aおよびライ
トヘッド303bのドライバICであり、リードヘッド
303aにより読み出されたリード信号を増幅するため
のリードアンプおよびライトヘッド303bに書き込み
電流を供給するためのライトアンプを有する。リード/
ライト回路312は通常では専用の集積回路であり、リ
ード/ライト信号の信号処理回路である。リード/ライ
ト回路312は、リードヘッド303aにより読み出さ
れたリード信号をヘッドアンプ回路311を介して入力
し、各種の信号処理を実行して元のデータに復号化す
る。また、リード/ライト回路312はディスクコント
ローラ316から転送されたライトデータを所定の変調
方式(例えばRLL(Run Length Limi
ted)方式)により変調したライト信号をヘッドアン
プ回路311に出力する。ヘッドアンプ回路311はラ
イト信号を書き込み電流に変換してライトヘッド303
bに出力する。
Further, the magnetic disk device 300 includes a head amplifier circuit 311, a read / write circuit 312, a servo circuit 313, a CPU 314, and an A / D converter 31.
5 and a disk controller 316. The head amplifier circuit 311 is a driver IC for the read head 303a and the write head 303b, and includes a read amplifier for amplifying a read signal read by the read head 303a and a write amplifier for supplying a write current to the write head 303b. Have. Lead /
The write circuit 312 is normally a dedicated integrated circuit and a signal processing circuit for read / write signals. The read / write circuit 312 inputs the read signal read by the read head 303a via the head amplifier circuit 311 and executes various signal processes to decode the original data. In addition, the read / write circuit 312 uses a predetermined modulation method (for example, RLL (Run Length Limi) for the write data transferred from the disk controller 316.
The write signal modulated by the ted system) is output to the head amplifier circuit 311. The head amplifier circuit 311 converts the write signal into a write current to write the write head 303.
output to b.

【0028】ディスクコントローラ316は、磁気ディ
スク装置300とホストシステム(コンピュータ)31
7とのインタフェースを構成し、ホストシステム317
との間でリード/ライトデータおよびアクセスコマンド
(リード/ライトコマンド)の転送を制御する。ここで
のサーボシステムは、CPU314と、サーボ回路31
3と、A/Dコンバータ315と、D/Aコンバータ3
10と、VCM306とから構成されている。サーボ回
路313はサーボデータ(ヘッド303の位置情報)を
抽出し、かつ前記のサンプリング周波数に同期したセク
タパルス(CPU314に対する割り込み信号に相当)
SPを生成する。サーボデータには、主としてシーク制
御に使用されるトラックアドレス(シリンダコード)と
トラック範囲内の位置検出用のサーボバーストデータを
含む。サーボ回路313はサーボデータから抽出したト
ラックアドレスCDをCPU314に出力する。A/D
コンバータ315は、サーボ回路313から抽出された
サーボバーストデータをデジタル値に変換してCPU3
14に出力する。CPU314は、サーボバーストデー
タに基づいて、あるトラック(目標トラック)の範囲内
におけるヘッド303の位置を算出する。また、CPU
314はトラックアドレスに基づいて、移動中のヘッド
303のトラック位置を認識する。
The disk controller 316 includes a magnetic disk device 300 and a host system (computer) 31.
7 and the host system 317.
Controls transfer of read / write data and an access command (read / write command) between and. The servo system here is a CPU 314 and a servo circuit 31.
3, A / D converter 315, and D / A converter 3
10 and VCM 306. The servo circuit 313 extracts servo data (positional information of the head 303) and is in synchronization with the sampling frequency of a sector pulse (corresponding to an interrupt signal to the CPU 314).
Generate SP. The servo data mainly includes a track address (cylinder code) used for seek control and servo burst data for position detection within the track range. The servo circuit 313 outputs the track address CD extracted from the servo data to the CPU 314. A / D
The converter 315 converts the servo burst data extracted from the servo circuit 313 into a digital value, and the CPU 3
It outputs to 14. The CPU 314 calculates the position of the head 303 within a certain track (target track) based on the servo burst data. Also, CPU
314 recognizes the track position of the moving head 303 based on the track address.

【0029】CPU314は予め用意された専用プログ
ラム(後述する)を実行することにより、VCM306
の位置制御を行う。CPU314は、ディスクコントロ
ーラ316を介してホストシステム317からアクセス
コマンド(リード/ライトコマンド)を受信し、本実施
形態に係るシーク制御と位置決め制御を実行する。CP
U314は、シーク制御と位置決め制御の各制御動作に
より算出した制御値(デジタル値)をD/Aコンバータ
310に出力する。なお、本発明の制御方法を実行する
ための専用プログラムは、予めCPU314に記憶され
ていてもよく、あるいはCD−ROMやDVD、あるい
はFDなどの記録媒体よりインストール動作によりホス
トシステム(コンピュータ)317に組み込まれてもよ
い。以上のように構成された磁気ディスク装置に対し
て、従来方式による1トラックシーク制御系を適用した
場合のシミュレーション結果を図8,9に示す。図8,
9にVCMおよびフィードバック制御器のそれぞれの周
波数特性を示す。ただし、サンプリング周波数は3.5
kHzである。VCMのノミナルモデルには4.0kH
zに高次共振モードを持たせている。従来方法で2自由
度制御系を設計する際には、VCMのノミナルモデルと
して2重積分を用いて図26に示す2自由度制御系を構
成し、4サンプル周期で1トラックシークができる高速
なシークを実現させるようにした。
The CPU 314 executes a dedicated program prepared in advance (which will be described later) to thereby cause the VCM 306.
Position control. The CPU 314 receives an access command (read / write command) from the host system 317 via the disk controller 316, and executes seek control and positioning control according to this embodiment. CP
The U 314 outputs a control value (digital value) calculated by each control operation of seek control and positioning control to the D / A converter 310. The dedicated program for executing the control method of the present invention may be stored in advance in the CPU 314, or may be installed in the host system (computer) 317 by an installation operation from a recording medium such as a CD-ROM, a DVD, or an FD. May be incorporated. FIGS. 8 and 9 show simulation results when a conventional 1-track seek control system is applied to the magnetic disk device configured as described above. Figure 8,
9 shows the frequency characteristics of the VCM and the feedback controller. However, the sampling frequency is 3.5
kHz. 4.0kH for the nominal model of VCM
z has a high-order resonance mode. When designing a two-degree-of-freedom control system by the conventional method, the two-degree-of-freedom control system shown in FIG. I tried to realize a seek.

【0030】図10はフィードフォワード制御器からV
CMに加えられる制御電流指令信号の数の時間経過を示
す図、図11はフィードフォワード制御器の周波数成分
を示すものである。この制御電流指令を加えたときのV
CMのの時間経過の一例と、VCMの速度の時間経過の
一例を図12,13に示す。これらの図から分かるよう
に、従来の方法では高速な送り制御を実現させようとし
たときに、ナイキスト周波数(サンプリング周波数の半
分:ここでは約1.75kHz)よりも高い周波数の共
振モードを考慮した設計ができない為に、フィードフォ
ワード制御器からの制御電流指令がアクチュエータであ
るVCMの高次共振モードでの周波数成分を多く含み、
図12,13に示すように高速シーク次において振動が
あることが分かる。次に、本発明の方法を用いた1トラ
ックシーク制御系のシミュレーション結果を、図14に
示す連続系フィードフォワード制御器の周波数特性を用
いて説明する。ここでは、1サンプル内での切り替え回
数を3回とし、アクチュエータの高次共振モードのバラ
ツキを考慮して、評価する周波数を3.75kHz,
4.0kHz,4.2kHzとする。これらの周波数は
ナイキスト周波数(1.75kHz)の整数倍とは異な
る値に設定されている。図15に切り替え時間T1とT2
に対する評価関数Jの変化を示す。これを制約付き非線
型最適化問題として最適切替え時間T1,T2を探索す
る。その結果を図16に示す。図16の〇印がT1とT2
の初期値で×印がT1とT2の最適値である。この時間配
分T1とT2を用いて、4.0kHzに共振モードを持っ
たノミナルモデルに対してシミュレーションを行った結
果を図17〜図20に示す。図17と図18にN−De
layフィードフォワード制御器からの制御電流指令と
周波数成分を示す。この制御電流指令を加えたときのV
CMの連続時間とサンプル点上での位置と、連続時間と
サンプル点上でのVCMの速度を図19と図20に示
す。図12および図13と比較すると明らかなように、
これらの結果から、本発明の手法を用いることにより、
高次共振モードでの周波数成分の少ない制御電流指令が
作成され、低振動で従来手法よりも高速な送り制御が実
現できることが分かる。
FIG. 10 shows V from the feedforward controller.
FIG. 11 is a diagram showing the passage of time of the number of control current command signals applied to CM, and FIG. 11 shows the frequency components of the feedforward controller. V when this control current command is added
12 and 13 show an example of time elapse of CM and an example of time elapse of VCM speed. As can be seen from these figures, when attempting to realize high-speed feed control in the conventional method, a resonance mode having a frequency higher than the Nyquist frequency (half the sampling frequency: approximately 1.75 kHz in this case) is considered. Since it cannot be designed, the control current command from the feedforward controller contains many frequency components in the higher order resonance mode of the VCM that is the actuator,
As shown in FIGS. 12 and 13, it can be seen that there is vibration in the high speed seek order. Next, the simulation result of the one-track seek control system using the method of the present invention will be described using the frequency characteristic of the continuous feedforward controller shown in FIG. Here, the number of times of switching within one sample is three, and the frequency to be evaluated is 3.75 kHz in consideration of the variation of the higher-order resonance mode of the actuator.
The frequencies are 4.0 kHz and 4.2 kHz. These frequencies are set to values different from integer multiples of the Nyquist frequency (1.75 kHz). Switching time T1 and T2 in FIG.
The change of the evaluation function J with respect to is shown. Optimum switching times T1 and T2 are searched for by using this as a constrained nonlinear optimization problem. The result is shown in FIG. The circles in Fig. 16 are T1 and T2
The initial value of x is the optimum value of T1 and T2. 17 to 20 show the results of simulations using the time allocations T1 and T2 for a nominal model having a resonance mode at 4.0 kHz. 17 and 18 show N-De
The control current command from the lay feedforward controller and the frequency component are shown. V when this control current command is added
19 and 20 show the continuous time of CM, the position on the sampling point, and the velocity of VCM on the continuous time and the sampling point. As is clear from comparison with FIGS. 12 and 13,
From these results, by using the method of the present invention,
It can be seen that a control current command with few frequency components in the high-order resonance mode is created, and low-vibration feed control that is faster than the conventional method can be realized.

【0031】次に本発明に係る制御方法の有効性を示す
ために、磁気ディスク装置を用いた1トラックシークの
実験結果を示す。実験に用いた磁気ディスク装置は、シ
ミュレーションと同じようにサンプリング周波数が3.
5kHzである。ここで、実験に用いるVCMの周波数
特性を調べた結果を図21に示す。実験に用いるVCM
は約4.2kHzに高次共振モードが存在する。N−D
elayフィードフォワード制御器はシミュレーション
で用いたものと同じものを使い、シミュレーションと同
じ1トラックシークを実現させる。磁気ディスク装置の
場合、サンプル点間の情報を得ることが構造的に不可能
なので、1トラックシーク時の音によって制御性能の比
較を行う。図22と図23にサンプル点上の位置、図2
4と図25に騒音の測定結果を示す。これは、騒音測定
は往復動作をさせたときのものであり、サンプル点上の
位置は20回分の重ね描きである。サンプル点上の応答
は、図22に示す従来方法によるシークではオーバーシ
ュートが見られるが、図23に示す本発明の方法ではオ
ーバーシュートすることなくシミュレーション結果に近
い応答を示している。また、騒音測定結果からは、図2
4に示す従来の制御方法のシークではVCMの高次共振
モード(約4.0kHz)での周波数成分が顕著に見ら
れるが、図25に示す本手法では高次共振モードでの周
波数成分は少ないことが示されている。これらの結果か
ら、N−Delay フィードフォワード制御器を用いて送
り制御を行う方が、従来方法に比べて高速で低振動な送
り制御が可能であることが分かる。
Next, in order to show the effectiveness of the control method according to the present invention, experimental results of one-track seek using a magnetic disk device will be shown. The magnetic disk device used in the experiment had a sampling frequency of 3.
It is 5 kHz. FIG. 21 shows the result of examining the frequency characteristic of the VCM used in the experiment. VCM used for experiment
Has a higher-order resonance mode at about 4.2 kHz. ND
The elay feedforward controller uses the same one used in the simulation and realizes the same one-track seek as in the simulation. In the case of a magnetic disk device, since it is structurally impossible to obtain information between sample points, control performance is compared by the sound at the time of one-track seek. The positions on the sample points are shown in FIGS.
4 and FIG. 25 show the noise measurement results. This is a noise measurement when reciprocating operation is performed, and the position on the sample point is overlaid for 20 times. The response on the sample point shows an overshoot in the seek by the conventional method shown in FIG. 22, but shows a response close to the simulation result without overshoot in the method of the present invention shown in FIG. In addition, from the noise measurement result,
In the seek of the conventional control method shown in FIG. 4, the frequency component in the VCM higher-order resonance mode (about 4.0 kHz) is noticeable, but in the present method shown in FIG. 25, the frequency component in the higher-order resonance mode is small. Is shown. From these results, it is understood that the feed control using the N-Delay feedforward controller can perform the feed control at a higher speed and with lower vibration than the conventional method.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクチュエータの高次共振モードがナイキスト周波数よ
りも高く、制御帯域に比較的近い場合でも高次共振モー
ドを励起しない目標値追従制御が実現可能となる。
As described above, according to the present invention,
Even if the higher-order resonance mode of the actuator is higher than the Nyquist frequency and is relatively close to the control band, target value tracking control that does not excite the higher-order resonance mode can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る2自由度制御系
の制御方法を示すブロック構成図。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a control method of a two-degree-of-freedom control system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態に係る2自由度制御系の
制御方法を示すブロック構成図。
FIG. 2 is a block configuration diagram showing a control method of a two-degree-of-freedom control system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態に係る2自由度制御系の
制御方法を示すブロック構成図。
FIG. 3 is a block configuration diagram showing a control method of a two-degree-of-freedom control system according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係るN−Delay 制御系においてサン
プリング時間Tsampにおける時間配分の一例を示す
タイミングチャート。
FIG. 4 is a timing chart showing an example of time distribution in sampling time Tsamp in the N-Delay control system according to the present invention.

【図5】フィードフォワード制御系の出力を示す式に用
いられる関数の一例を示すタイミングチャート。
FIG. 5 is a timing chart showing an example of a function used in an expression showing an output of a feedforward control system.

【図6】本発明の2自由度制御系の制御方法を適用する
ことが可能な磁気ディスク装置の全体構成を示す斜視
図。
FIG. 6 is a perspective view showing an overall configuration of a magnetic disk device to which the control method of the two-degree-of-freedom control system of the present invention can be applied.

【図7】本発明の2自由度制御系の制御方法を磁気ディ
スク装置に適用した場合のVCM(Voice Coi
l Motor)の制御系を示すブロック構成図。
FIG. 7 is a VCM (Voice Coi) when the control method of the two-degree-of-freedom control system of the present invention is applied to a magnetic disk device.
1 is a block configuration diagram showing a control system of (1 Motor).

【図8】図8(a)及び図8(b)はVCMモデルの周
波数特性を示すシュミレーション特性図。
8A and 8B are simulation characteristic diagrams showing frequency characteristics of a VCM model.

【図9】図9(a)及び図9(b)はフィードバック制
御器の周波数特性を示すシュミレーション特性図。
FIG. 9A and FIG. 9B are simulation characteristic diagrams showing frequency characteristics of a feedback controller.

【図10】従来方法によるフィードフォワード制御器か
らVCMに与えられる制御電流指令の数の時間推移を示
す特性図。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a time transition of the number of control current commands given to the VCM from the feedforward controller according to the conventional method.

【図11】図10に示された制御電流指令の周波数成分
を示す特性図。
11 is a characteristic diagram showing frequency components of the control current command shown in FIG.

【図12】図12(a)及び図12(b)は従来方法で
のVCM制御時の位置と速度の時間推移を示すシミュレ
ーション特性図。
12 (a) and 12 (b) are simulation characteristic diagrams showing changes over time in position and speed during VCM control by a conventional method.

【図13】図13(a)及び図13(b)は従来方法で
のVCM制御時のサンプル点上での位置と速度を示すシ
ミュレーション特性図。
13 (a) and 13 (b) are simulation characteristic diagrams showing a position and a velocity on a sample point during VCM control by the conventional method.

【図14】図14(a)及び図14(b)は本発明にお
ける連続系フィードフォワード制御器の周波数特性を示
すシュミレーション特性図。
14 (a) and 14 (b) are simulation characteristic diagrams showing frequency characteristics of the continuous feedforward controller according to the present invention.

【図15】T1,T2に対する評価関数Jを示す三次元等
高線図。
FIG. 15 is a three-dimensional contour map showing the evaluation function J for T 1 and T 2 .

【図16】図15におけるT1,T2に関する等高線図。16 is a contour diagram relating to T 1 and T 2 in FIG.

【図17】本発明によるN−Delayフィードフォワ
ード制御器からの制御電流指令を示す特性図。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing a control current command from the N-Delay feedforward controller according to the present invention.

【図18】図17の周波数成分を示す特性図。FIG. 18 is a characteristic diagram showing the frequency components of FIG.

【図19】図19(a)及び図19(b)は本発明での
VCM制御時の連続時間での位置と速度の一例を示すシ
ミュレーション特性図。
FIG. 19 (a) and FIG. 19 (b) are simulation characteristic diagrams showing an example of a position and a velocity during continuous time during VCM control according to the present invention.

【図20】図20(a)及び図20(b)は本発明での
VCM制御時のサンプル点上での位置と速度の一例を示
すシミュレーション特性図。
20 (a) and 20 (b) are simulation characteristic diagrams showing an example of a position and a velocity on a sample point during VCM control according to the present invention.

【図21】図21(a)及び図21(b)は本発明の制
御方法を用いた場合の磁気ディスク装置のVCMの周波
数特性を示す特性図。
21 (a) and 21 (b) are characteristic diagrams showing VCM frequency characteristics of a magnetic disk device when the control method of the present invention is used.

【図22】従来方法によるシーク動作時のサンプル点上
での位置の測定結果を示す特性図。
FIG. 22 is a characteristic diagram showing a measurement result of a position on a sample point during a seek operation by a conventional method.

【図23】本発明による方法でのシーク動作時のサンプ
ル点上の測定結果を示す特性図。
FIG. 23 is a characteristic diagram showing measurement results on sample points during a seek operation in the method according to the present invention.

【図24】従来方法でシーク動作をさせた時の騒音測定
結果を示す特性図。
FIG. 24 is a characteristic diagram showing a noise measurement result when a seek operation is performed by the conventional method.

【図25】本発明の方法でシーク動作をさせた時の騒音
測定結果を示す特性図。
FIG. 25 is a characteristic diagram showing a noise measurement result when a seek operation is performed by the method of the present invention.

【図26】従来の2自由度制御系の制御方法を示すブロ
ック構成図。
FIG. 26 is a block diagram showing a control method of a conventional two-degree-of-freedom control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 アクチュエータ 101 フィードバック制御器 108 目標値 200 2自由度制御系 201 N−Delayフィードフォワード制御器 202 マルチ零次ホルダー 203 制御電流指令(第1の信号) 204 フィードバック系の出力(第2の信号) 210 2自由度制御系 220 2自由度制御系 300 磁気ディスク装置 100 actuators 101 Feedback controller 108 target value 200 2-DOF control system 201 N-Delay Feedforward Controller 202 Multi Zero Order Holder 203 Control current command (first signal) 204 Output of feedback system (second signal) 210 2-DOF control system 220 2-DOF control system 300 magnetic disk unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 11/32 G05B 11/36 G05B 21/02 G11B 21/00 - 21/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G05B 11/32 G05B 11/36 G05B 21/02 G11B 21/00-21/08

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】目標値を利用してフィードフォワード制御
のための第1の信号を生成するステップと、 制御対象からの出力信号を利用してフィードバック制御
のための第2の信号を生成するステップと、 前記第2の信号が1回出力される間に前記第1の信号を
複数回出力するステップと、 前記第1の信号と前記第2の信号とを利用して制御対象
を制御するステップとを有し、 前記第1の信号には複数の異なる時間幅の信号が含まれ
ていることを特徴とする2自由度制御系の制御方法。
1. A step of generating a first signal for feedforward control using a target value, and a step of generating a second signal for feedback control using an output signal from a controlled object. A step of outputting the first signal a plurality of times while the second signal is output once, and a step of controlling a control target using the first signal and the second signal And a control method for a two-degree-of-freedom control system, wherein the first signal includes a plurality of signals having different time widths.
【請求項2】前記第1の信号および前記第2の信号はデ
ジタル信号であることを特徴とする請求項1記載の2自
由度制御系の制御方法。
2. The control method for a two-degree-of-freedom control system according to claim 1, wherein the first signal and the second signal are digital signals.
【請求項3】目標値を利用してフィードフォワード制御
のための第1の信号を生成する第1の制御系と、 制御対象からの出力信号を利用してフィードバック制御
のための第2の信号を生成する第2の制御系と、 前記第2の信号が1回出力される間に前記第1の信号を
複数回出力するとともに、前記第1の信号が複数の異な
る時間幅の信号を含むように制御する制御器とを有する
ことを特徴とする2自由度制御系の制御装置。
3. A first control system for generating a first signal for feedforward control using a target value, and a second signal for feedback control using an output signal from a controlled object. And a second control system for generating the first signal, the first signal is output a plurality of times while the second signal is output once, and the first signal includes a plurality of signals of different time widths. A controller for a two-degree-of-freedom control system having a controller for controlling the above.
【請求項4】前記第1の信号および前記第2の信号はデ
ジタル信号であることを特徴とする請求項3記載の2自
由度制御系の制御装置。
4. The control device for a two-degree-of-freedom control system according to claim 3, wherein the first signal and the second signal are digital signals.
【請求項5】磁気ヘッド用アクチュエータ位置決めに用
いられる目標値を利用して磁気ヘッド用アクチュエータ
のフィードフォワード制御のための第1の信号を生成す
る第1の制御系と、 前記磁気ヘッド用アクチュエータからの出力信号を利用
して磁気ヘッド用アクチュエータのフィードバック制御
のための第2の信号を生成する第2の制御系と、 前記第2の信号が1回出力される間に前記第1の信号を
複数回出力するとともに、前記第1の信号が複数の異な
る時間幅の信号を含むように制御する制御器とを有する
ことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。
5. A first control system for generating a first signal for feedforward control of a magnetic head actuator using a target value used for positioning a magnetic head actuator, and the magnetic head actuator. A second control system for generating a second signal for feedback control of the actuator for the magnetic head by using the output signal of the first signal, and the first signal while the second signal is output once. A controller for outputting a plurality of times and controlling the first signal so as to include a plurality of signals of different time widths.
【請求項6】前記第1の信号および前記第2の信号はデ
ジタル信号であることを特徴とする請求項5記載の磁気
ディスク装置の制御方法。
6. The method of controlling a magnetic disk drive according to claim 5, wherein the first signal and the second signal are digital signals.
【請求項7】目標値を利用してフィードフォワード制御
のための第1の信号を生成する第1の制御系と、 制御対象からの出力信号を利用してフィードバック制御
のための第2の信号を生成する第2の制御系と、 前記第2の信号が1回出力される間に前記第1の信号を
複数回出力するとともに、前記第1の信号が複数の異な
る時間幅の信号を含むように制御する制御器とを有する
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
7. A first control system for generating a first signal for feedforward control using a target value, and a second signal for feedback control using an output signal from a controlled object. And a second control system for generating the first signal, the first signal is output a plurality of times while the second signal is output once, and the first signal includes a plurality of signals of different time widths. A magnetic disk drive having a controller for controlling as described above.
【請求項8】前記第1の信号および前記第2の信号はデ
ジタル信号であることを特徴とする請求項7記載の磁気
ディスク装置。
8. The magnetic disk drive according to claim 7, wherein the first signal and the second signal are digital signals.
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