JP2001209402A - Controller - Google Patents

Controller

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JP2001209402A
JP2001209402A JP2000016433A JP2000016433A JP2001209402A JP 2001209402 A JP2001209402 A JP 2001209402A JP 2000016433 A JP2000016433 A JP 2000016433A JP 2000016433 A JP2000016433 A JP 2000016433A JP 2001209402 A JP2001209402 A JP 2001209402A
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JP
Japan
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control
value
target
speed
control amount
Prior art date
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Application number
JP2000016433A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaku Ejiri
革 江尻
Keitaro Ono
敬太郎 大野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method that estimates a control volume using values obtained continuously at a high speed, interpolates the value between discrete values, assures to track a high frequency target value, and suppresses influence caused by high frequency external noises over equipment. SOLUTION: The method provides a controller 2a that makes the target value track a control target object 1 and a detector 4a that detects the discrete values of the control target object 1. The controller 2a detects differentiated and the second derivative of control values for the control target object 1, interpolates the discrete value by estimating values detected by the detector 4a, and controls the control target object 1 with a help of the interpolated value and the desired value.

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】ある制御対象を制御する場
合、制御結果を測定して目標値と比較し、結果に応じて
適当な修正動作を与える、いわゆるフィードバック制御
方式がある。本発明は、このようなフィードバック制御
方式等の制御において、制御量の測定が高速に行われな
い場合においても、高速な目標値追従性能および高周波
外乱抑圧特性を実現することができる制御装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION In controlling a control target, there is a so-called feedback control method in which a control result is measured and compared with a target value, and an appropriate correction operation is given according to the result. The present invention relates to a control device capable of realizing a high-speed target value tracking performance and a high-frequency disturbance suppression characteristic even in a case where a control amount is not measured at high speed in the control of such a feedback control method or the like. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来例の説明図であり、図8
(a)はフィードバック制御系(連続系)の説明であ
る。図8(a)において、制御対象1、コントローラ
2、減算器5が設けてある。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is an explanatory view of a conventional example.
(A) is a description of a feedback control system (continuous system). In FIG. 8A, a control target 1, a controller 2, and a subtractor 5 are provided.

【0003】一般にある制御量をある目標値に追従させ
る場合、図8(a)のように、何らかの方法で制御対象
1の制御量を観測し、減算器5から目標値との差分をコ
ントローラ2にフィードバックすることによって目標値
追従性を高め、またシステムに加わる外乱の影響を軽減
することができる。
In general, when a certain control amount follows a certain target value, as shown in FIG. 8A, the control amount of the control target 1 is observed by a certain method, and the difference from the target value is subtracted from the subtractor 5 by the controller 2. , The follow-up of the target value can be improved, and the influence of disturbance applied to the system can be reduced.

【0004】図8(a)の制御系は、連続信号で構成さ
れる連続系(アナログ系)と呼ばれるものである。実際
の制御は、コンピュータを用いて行われることが多く、
また制御量の観測が間欠的にしか行えない場合もあり、
図8(b)のように連続信号(制御量)をある周波数で
サンプリングするサンプラ3を含む形、いわゆる離散
(デジタル)系になっていることが多い。
The control system shown in FIG. 8A is called a continuous system (analog system) composed of continuous signals. The actual control is often performed using a computer,
In some cases, control variables can only be monitored intermittently.
As shown in FIG. 8B, a so-called discrete (digital) system is often included, including a sampler 3 for sampling a continuous signal (control amount) at a certain frequency.

【0005】図8(b)はフィードバック制御系(離散
系)の説明である。図8(b)において、制御対象1、
コントローラ2、サンプラ3、減算器5が設けてある。
図8(b)の制御系は、離散系と呼ばれるものであり、
実際に観測される制御量は、サンプラ3により間欠的に
しか得られないものであった。
FIG. 8B is an explanatory diagram of a feedback control system (discrete system). In FIG. 8B, the control target 1,
A controller 2, a sampler 3, and a subtractor 5 are provided.
The control system shown in FIG. 8B is called a discrete system.
The control amount actually observed was obtained only intermittently by the sampler 3.

【0006】図8(c)は実際の制御量と観測される制
御量の説明である。図8(c)において、点線は実際の
制御量、実線は観測される制御量である。図8(b)の
制御系の場合、点線の実際の制御量に対して、サンプラ
3により実際に観測される制御量は図8(c)の実線の
ようにステップ状になるものであった。
FIG. 8C is a diagram for explaining the actual control amount and the observed control amount. In FIG. 8C, the dotted line is the actual control amount, and the solid line is the observed control amount. In the case of the control system in FIG. 8B, the control amount actually observed by the sampler 3 is a step-like shape as shown by the solid line in FIG. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記従来のものは、次
のような課題があった。
The above-mentioned prior art has the following problems.

【0008】図8(b)の従来の制御系の場合、実際に
観測される制御量は図8(c)の実線のようにステップ
状になり、これ以上の周波数の成分については、制御不
能となり、高周波数の目標値に対する追従性が劣化する
とともに、高域(高い周波数)外乱の影響を抑制できな
くなっていた。
In the case of the conventional control system shown in FIG. 8B, the actually observed control amount has a step-like shape as shown by the solid line in FIG. 8C. As a result, the ability to follow a high frequency target value is deteriorated, and the influence of high frequency (high frequency) disturbance cannot be suppressed.

【0009】本発明は、このような従来の課題を解決
し、制御量以外の連続的または高速に得られる値を用い
て制御量を推定し、離散的な値の間を補間し、高周波数
の目標値に対する追従性を確保し、高域外乱の影響を抑
制することを目的とする。
The present invention solves such a conventional problem, estimates a control amount using values obtained continuously or at a high speed other than the control amount, interpolates between discrete values, and obtains a high frequency. The purpose of the present invention is to secure the ability to follow the target value of the above and to suppress the influence of high-frequency disturbance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図1中、1は制御対象、2aは制御手段、4
aは検出手段である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. In FIG. 1, 1 is a control object, 2a is a control means,
a is a detecting means.

【0011】本発明は前記従来の課題を解決するため次
のように構成した。
The present invention is configured as follows to solve the above-mentioned conventional problems.

【0012】(1):目標値に制御対象1を追従させる
制御を行う制御手段2aと、前記制御対象1の制御量を
離散的に検出する検出手段4aとを備え、前記制御手段
2aは、前記制御対象1の制御量を微分した値又は2回
微分した値を検知して前記検出手段2aの検出した離散
的な間の値を推定して補間し、該補間した値と前記目標
値により前記制御対象1を制御する。
(1): Control means 2a for controlling the control target 1 to follow the target value, and detection means 4a for discretely detecting the control amount of the control target 1, the control means 2a A value obtained by differentiating the control amount of the control target 1 or a value obtained by differentiating the control amount twice is detected, and a discrete interval value detected by the detection means 2a is estimated and interpolated, and the interpolated value and the target value are used. The control target 1 is controlled.

【0013】(2):前記(1)の制御装置において、
前記制御対象1がディスク装置のヘッドであり、前記制
御量が位置であり、前記検知する値がヘッドの加速度で
あるものとする。
(2) In the control device of (1),
It is assumed that the control target 1 is a head of a disk device, the control amount is a position, and the detected value is an acceleration of the head.

【0014】(作用)前記構成に基づく作用を説明す
る。
(Operation) The operation based on the above configuration will be described.

【0015】目標値に制御対象1を追従させる制御を行
う制御手段2aで、前記制御対象1の制御量を微分した
値又は2回微分した値を検知して前記検出手段2aの検
出した離散的な間の値を推定して補間し、該補間した値
と前記目標値により前記制御対象1を制御する。このた
め、制御量以外の連続的または高速に得られる値を用い
て制御量を推定しており、高周波数の目標値に対する追
従性を確保し、高域外乱の影響を抑制することができ
る。
A control means 2a for controlling the control target 1 to follow the target value detects a value obtained by differentiating the control amount of the control target 1 or a value obtained by differentiating the control amount twice, and detects the discrete value detected by the detection means 2a. The control target 1 is controlled based on the interpolated value and the target value by estimating a value between the values. For this reason, the control amount is estimated by using a value obtained continuously or at high speed other than the control amount, so that the followability to the high frequency target value can be ensured, and the influence of the high frequency disturbance can be suppressed.

【0016】また、制御対象1をディスク装置のヘッド
とし、制御量を位置とし、高速に検知する値をヘッドの
加速度とする。このため、離散的にしか得られない位置
情報の間の位置を加速度から推定し、高周波数の目標位
置に対する追従性を確保し、高域外乱の影響を抑制する
ことができる。
The control target 1 is the head of the disk drive, the control amount is the position, and the value detected at high speed is the acceleration of the head. For this reason, it is possible to estimate a position between pieces of position information that can be obtained only discretely from the acceleration, secure the followability to a high-frequency target position, and suppress the influence of high-frequency disturbance.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】(1):フィードバック制御によ
る説明 図2はフィードバック制御の説明図であり、図2(a)
はマルチレート推定器を用いたフィードバック制御系の
説明である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1): Explanation by feedback control FIG. 2 is an explanatory diagram of feedback control, and FIG.
Is a description of a feedback control system using a multi-rate estimator.

【0018】図2(a)において、制御対象1、コント
ローラ2、サンプラ3、推定器4、減算器5が設けてあ
る。制御対象1は、磁気ディスク装置のヘッド(制御量
が位置の場合)、加熱器のヒータ(制御量が温度の場
合)等の制御対象である。コントローラ2は、制御対象
1を制御するものである。サンプラ3は、離散的に制御
対象1の制御量を観測(検出)するものである。推定器
4は、制御量のサンプル値と制御量以外の量(速度、加
速度等)から制御量を推定するもので、複数のサンプリ
ングレートを持つマルチレート推定器である。減算器5
は、目標値と推定器4の出力を比較するものである。
In FIG. 2A, a control target 1, a controller 2, a sampler 3, an estimator 4, and a subtractor 5 are provided. The control target 1 is a control target such as a head of the magnetic disk device (when the control amount is a position), a heater of a heater (when the control amount is a temperature), and the like. The controller 2 controls the control target 1. The sampler 3 discretely observes (detects) the control amount of the control target 1. The estimator 4 estimates a control amount from a sample value of the control amount and an amount (speed, acceleration, etc.) other than the control amount, and is a multi-rate estimator having a plurality of sampling rates. Subtractor 5
Is for comparing the output of the estimator 4 with the target value.

【0019】高周波数の目標値に対する追従性が劣化す
る、高域(高い周波数)外乱の影響を抑制できなくなる
等の従来の課題は、ひとえに制御量が連続的に得られな
いこと、または、十分早いサンプリングで得られないこ
とに起因している。そこで、本発明では、推定器4によ
り、制御量以外の連続的または高速に得られる値を用い
て制御量を推定し、離散的な値の間を補間するものであ
る。これにより、推定、補間後の制御量は、連続的な情
報となり、高周波数の目標値に対する追従性を確保し、
高域外乱の影響を抑制できるようになる。
Conventional problems, such as deterioration of the ability to follow a high frequency target value and the inability to suppress the effects of high frequency (high frequency) disturbances, are that the control amount cannot be obtained continuously, or This is due to the fact that it cannot be obtained with early sampling. Therefore, in the present invention, the control amount is estimated by the estimator 4 using values obtained continuously or at high speed other than the control amount, and interpolation is performed between discrete values. As a result, the control amount after the estimation and the interpolation becomes continuous information, and the followability to the high frequency target value is secured,
The effect of high-frequency disturbance can be suppressed.

【0020】図2(b)は観測された制御量と推定され
た制御量の説明である。図2(b)において、点線は観
測された制御量、実線は推定された制御量である。点線
の観測された制御量に対して、実線は推定された制御量
であり、離散的な値の間が補間されている。
FIG. 2B illustrates the observed control amount and the estimated control amount. In FIG. 2B, the dotted line indicates the observed control amount, and the solid line indicates the estimated control amount. With respect to the observed control amount indicated by the dotted line, the solid line indicates the estimated control amount, and interpolation is performed between discrete values.

【0021】(制御量を位置とした場合の説明)ここ
で、制御量を位置とした場合、補間に用いる情報(制御
量以外の量)は、速度や加速度である。(1) 速度情報が
得られる場合、位置の補間に速度を用いる方法は以下の
式で表され、特に問題もない。(2) 一方、速度が得ら
れず、加速度情報のみが得られる場合、式のように速
度を推定した後、式で位置を推定することになる。
(Explanation of the case where the control amount is the position) Here, when the control amount is the position, the information (an amount other than the control amount) used for the interpolation is the speed and the acceleration. (1) When speed information can be obtained, a method of using speed for position interpolation is represented by the following equation, and there is no particular problem. (2) On the other hand, when the speed is not obtained and only the acceleration information is obtained, the position is estimated by the expression after estimating the speed as in the expression.

【0022】 X(T+t)=X(T)+V(T)×t・・・・・・・・・・ V(T+t)=V(T)+α(T)×t・・・・・・・・・・ ただし、X(T)は時間Tの時の位置、V(T)は時間
Tの時の速度、α(T)は時間Tの時の加速度、tはサ
ンプリング時間(時間刻み)である。
X (T + t) = X (T) + V (T) × t... V (T + t) = V (T) + α (T) × t. Where X (T) is the position at the time T, V (T) is the velocity at the time T, α (T) is the acceleration at the time T, and t is the sampling time (in units of time). is there.

【0023】上記(2) の場合、速度の初期値V(T)が
不明なため、必然的に速度推定値にオフセット(DC成
分)的な誤差が重畳(発生)され、推定位置にも誤差が
発生する。そこで、式で求めた速度推定値のオフセッ
ト的な誤差を除去するため、ハイパスフィルタを通した
あと、式にて位置を推定する。これにより、推定、補
間後の位置情報は、連続的な情報となり、高周波数の目
標値に対する追従性を確保し、高域外乱の影響を抑制で
きるようになる。
In the case of the above (2), since the initial value V (T) of the speed is unknown, an error such as an offset (DC component) is inevitably superimposed (generated) on the estimated speed value, and an error is also found on the estimated position. Occurs. Therefore, in order to remove an offset-like error of the speed estimation value obtained by the expression, the position is estimated by the expression after passing through a high-pass filter. As a result, the position information after the estimation and the interpolation becomes continuous information, the followability to the high frequency target value is secured, and the influence of the high frequency disturbance can be suppressed.

【0024】(2):磁気ディスク装置のフォロイング
制御に適用した場合の説明 データ面サーボ方式(磁気ディスク装置)のフォロイン
グ制御に適用した場合の説明をする。データ面サーボ方
式(セクタサーボ)は、磁気ディスク(媒体)に設けら
れたセクタとセクタの間に位置情報(サーボセクタ)が
埋め込まれている。このため、媒体1回転につきセクタ
数の位置情報が得られる。
(2) Description when applied to following control of a magnetic disk drive A description will be given of a case where the present invention is applied to following control of a data surface servo method (magnetic disk drive). In the data surface servo method (sector servo), position information (servo sector) is embedded between sectors provided on a magnetic disk (medium). Therefore, position information on the number of sectors per one rotation of the medium is obtained.

【0025】磁気ディスク装置のヘッドの位置決め制御
では、シーク(seek)制御とそれに続くフォロイン
グ制御(微調整)が行われる。データ面サーボ方式の磁
気ディスク装置の位置決め制御(フォロイング制御)で
は、本質的にデジタル(離散的)制御方式となる。
In the positioning control of the head of the magnetic disk drive, seek control and subsequent following control (fine adjustment) are performed. The positioning control (following control) of the magnetic disk device of the data surface servo system is essentially a digital (discrete) control system.

【0026】データ面への過度のサーボ情報の書き込み
は記録密度を落とすことになるため、サンプリング周波
数を十分高くとれない場合がほとんどである。一方でデ
ィスクの回転速度を上げればサンプリング周波数を高く
とれるが、軸受けの耐性などの問題から回転速度には制
約がある。
Excessive writing of servo information on the data surface lowers the recording density, and in most cases, the sampling frequency cannot be set sufficiently high. On the other hand, if the rotation speed of the disk is increased, the sampling frequency can be increased, but the rotation speed is limited due to problems such as bearing resistance.

【0027】本実施の形態では、サンプリング周波数よ
り高い周波数領域の位置情報を加速度センサにより推定
し、あたかもサンプリング周波数が高くとれたような系
を構築することができる。また、さらにサンプリング間
の位置情報を推定することができるので、モータへの制
御出力の時間波形がなめらかとなり、高精度な位置決め
が実現できる。
In the present embodiment, position information in a frequency region higher than the sampling frequency is estimated by the acceleration sensor, and a system can be constructed as if the sampling frequency were high. Further, since the position information between samplings can be estimated, the time waveform of the control output to the motor becomes smooth, and highly accurate positioning can be realized.

【0028】図3は磁気ディスク装置の位置決め制御の
説明図である。図3において、磁気ディスク装置の位置
決め制御には、減算器5、磁気ディスク装置11、コン
トローラ(制御器)12、サンプラ13、サンプラ1
4、バンドパスフィルタ15、速度推定器16、ハイパ
スフィルタ17、位置推定器18が設けてある。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the positioning control of the magnetic disk drive. In FIG. 3, the subtractor 5, the magnetic disk device 11, the controller (controller) 12, the sampler 13, and the sampler 1 are used for positioning control of the magnetic disk device.
4, a band pass filter 15, a speed estimator 16, a high pass filter 17, and a position estimator 18 are provided.

【0029】減算器5は、推定位置と目標位置から位置
誤差を算出するものである。磁気ディスク装置11は、
磁気ディスクへ情報のリード/ライトを行うものであ
る。コントローラ12は、推定位置誤差情報を使用して
モータへ電流出力を行うものである。サンプラ13は、
磁気ディスクから位置情報を得て、サンプリング時間T
s保持するものである。サンプラ14は、加速度を検出
して、サンプリング時間Tsm保持するものである。バ
ンドパスフィルタ15は、必要以外の雑音を除去するも
のである。速度推定器16は、加速度より速度を推定す
るものである(式参照)。ハイパスフィルタ17は、
オフセット(DC成分)を除去するものである。位置推
定器18は、速度より位置を推定するものである(式
参照)。
The subtracter 5 calculates a position error from the estimated position and the target position. The magnetic disk device 11
It reads / writes information from / to a magnetic disk. The controller 12 outputs a current to the motor using the estimated position error information. Sampler 13
The position information is obtained from the magnetic disk and the sampling time T
s. The sampler 14 detects the acceleration and holds the sampling time Tsm. The bandpass filter 15 removes unnecessary noise. The speed estimator 16 estimates the speed based on the acceleration (see formula). The high-pass filter 17 is
The offset (DC component) is removed. The position estimator 18 is for estimating the position from the speed (see formula).

【0030】(動作説明)磁気ディスク装置11から得
られる情報は、磁気ディスクのデータ面に書き込まれた
位置情報(X)と、磁気ディスクヘッドのアーム先端に
搭載された加速度センサからの情報(α)である。サン
プラ13による前者(X)のサンプリング時間をTs、
サンプラ14による後者(α)のサンプリング時間をT
smとする。そして、TsmをTsの5分の1とした。
すなわち加速度信号のループ(@F)は位置信号ループ
(@E)の5倍のサンプリングレートとなるような、マ
ルチレート(周波数)制御系を構成している。以下、図
3に基づいて制御動作を説明する。
(Explanation of Operation) The information obtained from the magnetic disk drive 11 includes the position information (X) written on the data surface of the magnetic disk and the information (α) from the acceleration sensor mounted on the end of the arm of the magnetic disk head. ). The sampling time of the former (X) by the sampler 13 is Ts,
The sampling time of the latter (α) by the sampler 14 is T
sm. And Tsm was set to 1/5 of Ts.
That is, a loop (ΔF) of the acceleration signal constitutes a multi-rate (frequency) control system in which the sampling rate is five times the sampling rate of the position signal loop (ΔE). Hereinafter, the control operation will be described with reference to FIG.

【0031】(1) :サンプラ14は、アーム先端に搭載
の加速度センサから加速度αを取得してサンプリングし
た加速度α(n)を出力する。
(1): The sampler 14 obtains the acceleration α from the acceleration sensor mounted on the tip of the arm and outputs the sampled acceleration α (n).

【0032】〔α⇒α(n)〕 (2) :加速度α(n)をバンドパスフィルタ15を通し
て不要な雑音を除去した加速度α'(n) を得る。
[Α⇒α (n)] (2): The acceleration α ′ (n) is obtained by removing unnecessary noise from the acceleration α (n) through the band-pass filter 15.

【0033】〔α(n)⇒α'(n) 〕 (3) :速度推定器16により、推定速度v'(n) を算出
する。v'(n) =v'(n−1) +a(n)×t(式相
当) 〔α'(n) ,v'(n−1) ⇒v'(n) 〕 (4) :推定速度v'(n) をハイパスフィルタ17を通し
オフセットを除去して真の推定速度V'(n) を得る。
[Α (n) ⇒α ′ (n)] (3): The speed estimator 16 calculates an estimated speed v ′ (n). v ′ (n) = v ′ (n−1) + a (n) × t (corresponding to equation) [α ′ (n), v ′ (n−1) → v ′ (n)] (4): Estimated speed v '(n) is passed through a high-pass filter 17 to remove the offset to obtain a true estimated speed V' (n).

【0034】〔v'(n) ⇒V'(n) 〕 (5) :位置推定器18により、真の推定速度V'(n) と
サンプラ13からの位置情報X(k)から推定位置X'
(n) を算出する(式相当)。
[V '(n) ⇒V' (n)] (5): The position estimator 18 calculates the estimated position X from the true estimated speed V '(n) and the position information X (k) from the sampler 13. '
(n) is calculated (corresponding to the equation).

【0035】〔V'(n) ,X(k)⇒X'(n) 〕 (6) :減算器5により、推定位置X'(n) と目標位置T
(k)から位置誤差E'(n) を算出する。
[V '(n), X (k) ⇒X' (n)] (6): The estimated position X '(n) and the target position T are calculated by the subtractor 5.
The position error E '(n) is calculated from (k).

【0036】〔X'(n) ,T(k)⇒E'(n) 〕 (7) :推定位置誤差E'(n) 情報を使用して、コントロ
ーラ12によりモータへ電流i(n)の出力を行う。
[X ′ (n), T (k) → E ′ (n)] (7): Using the estimated position error E ′ (n) information, the controller 12 sends the current i (n) to the motor. Perform output.

【0037】〔E'(n) ⇒i(n)〕次に、nをインク
リメント(n=n+1)して (1) に戻ることになる。
[E '(n) .fwdarw.i (n)] Next, n is incremented (n = n + 1), and the process returns to (1).

【0038】ただし、推定値には変数の右肩に「’」を
付した。上記変数の意味は次の通りである。
However, the estimated value is indicated by "'" at the right shoulder of the variable. The meaning of the above variables is as follows.

【0039】 加速度 :α バンドパスフィルタ通過後の加速度 :α' 推定速度 :v' 真の推定速度 :V' 推定位置 :X' 目標位置 :T 推定位置誤差 :E' 制御出力 :i 位置信号のサンプル番号 :k (k=int(Tsm/Ts)×n)なお「int」は
整数を意味する。また、この例ではnが5増えるとkが
インクリメントされる。
Acceleration: α Acceleration after passing through the band-pass filter: α 'Estimated speed: v' True estimated speed: V 'Estimated position: X' Target position: T Estimated position error: E 'Control output: i Sample number: k (k = int (Tsm / Ts) × n) Note that “int” means an integer. In this example, when n increases by 5, k is incremented.

【0040】 加速度信号のサンプル番号 :n アームの先端位置(ヘッド位置) :Y (3):以下、上記動作のシミュレーション結果を図4
〜図7に基づいて説明する。
Sample number of acceleration signal: n Arm tip position (head position): Y (3): The simulation result of the above operation is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0041】図4は加速度信号の説明図である。図4に
おいて、横軸は時間(サンプリングの刻みn)、縦軸は
加速度信号αの振幅を±1とした場合のサンプラ14か
らの出力である加速度信号αの例のグラフを示してい
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the acceleration signal. In FIG. 4, the horizontal axis represents time (sampling step n), and the vertical axis represents a graph of an example of the acceleration signal α output from the sampler 14 when the amplitude of the acceleration signal α is ± 1.

【0042】図5は推定速度と真の推定速度の説明図で
ある。図5において、速度推定器16の出力である推定
速度v' とハイパスフィルタ17を通しDC成分を除去
した真の推定速度V' のグラフを示している。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the estimated speed and the true estimated speed. FIG. 5 shows a graph of the estimated speed v ′ output from the speed estimator 16 and the true estimated speed V ′ obtained by removing the DC component through the high-pass filter 17.

【0043】図6は位置信号と推定位置信号の説明図で
ある。図6において、サンプラ13の出力である位置信
号Xと位置推定器18の出力である推定位置信号X' の
グラフを示している。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the position signal and the estimated position signal. FIG. 6 shows a graph of a position signal X output from the sampler 13 and an estimated position signal X ′ output from the position estimator 18.

【0044】図7は制御出力の説明図である。図7にお
いて、コントローラ12からの制御出力iのグラフを示
している。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the control output. FIG. 7 shows a graph of the control output i from the controller 12.

【0045】これら全てのグラフ(図4〜図7)は、横
軸が時間(サンプリングの刻みn)である。そして、磁
気ディスク面に書き込まれている位置信号を初期値とし
て加速度信号から得た推定速度は、必然的にDC成分が
入っており実際の速度と異なっているが、ハイパスフィ
ルタを通した真の推定速度は時間の経過とともに実際の
速度に近くなっている。これにより推定位置は、実際の
位置に近くなっており、磁気ディスク面に書き込まれて
いる位置信号よりも滑らかとなっている。これに伴って
制御出力も滑らかとなっており、高精度な位置決め制御
が可能である。
In all of these graphs (FIGS. 4 to 7), the horizontal axis represents time (sampling interval n). The estimated speed obtained from the acceleration signal using the position signal written on the magnetic disk surface as an initial value necessarily includes a DC component and is different from the actual speed. The estimated speed approaches the actual speed over time. As a result, the estimated position is closer to the actual position, and is smoother than the position signal written on the magnetic disk surface. As a result, the control output becomes smooth, and high-precision positioning control is possible.

【0046】なお、前記実施の形態では、磁気ディスク
装置の位置決め制御について説明したが、温度制御等の
他の制御にも適用することができる。例えば、電気加熱
による温度制御で温度が離散(間欠)的にしか得られな
い場合、電流が温度(制御量)を微分した値となるた
め、電流を連続して(又は高速に)検出して積分するこ
とにより、離散的(低速)な制御量の間を補間すること
ができる。また、前記実施の形態では、フィードバック
制御について説明したが、フィードフォワード制御にも
適用可能である。
In the above embodiment, the positioning control of the magnetic disk drive has been described. However, the present invention can be applied to other controls such as temperature control. For example, when the temperature can be obtained only discretely (intermittently) by temperature control by electric heating, the current becomes a value obtained by differentiating the temperature (control amount), so that the current is detected continuously (or at high speed). By integrating, it is possible to interpolate between discrete (low-speed) control amounts. In the above embodiment, the feedback control has been described, but the present invention is also applicable to the feedforward control.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。
As described above, the present invention has the following effects.

【0048】(1):目標値に制御対象を追従させる制
御を行う制御手段で、前記制御対象の制御量を微分した
値又は2回微分した値を検知して前記検出手段の検出し
た離散的な間の値を推定して補間し、該補間した値と前
記目標値により前記制御対象を制御するため、制御量以
外の連続的または高速に得られる値を用いて制御量を推
定しており、高周波数の目標値に対する追従性を確保
し、高域外乱の影響を抑制することができる。
(1): A control means for controlling a control object to follow a target value. The control means detects a value obtained by differentiating the control amount of the control object or a value obtained by differentiating the control amount twice, and detects the discrete value detected by the detection means. In order to control the controlled object by the interpolated value and the target value, the control amount is estimated using a value obtained continuously or at high speed other than the control amount. Therefore, the ability to follow a high frequency target value can be ensured, and the effect of high frequency disturbance can be suppressed.

【0049】(2):制御対象をディスク装置のヘッド
とし、制御量を位置とし、高速に検知する値をヘッドの
加速度とするため、離散的にしか得られない位置情報の
間の位置を加速度から推定し、高周波数の目標位置に対
する追従性を確保し、高域外乱の影響を抑制することが
できる。
(2) Since the control target is the head of the disk drive, the control amount is the position, and the value detected at high speed is the acceleration of the head, the position between the position information that can be obtained only discretely is the acceleration. , The ability to follow a high-frequency target position can be ensured, and the effects of high-frequency disturbance can be suppressed.

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

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】実施の形態におけるフィードバック制御の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of feedback control in the embodiment.

【図3】実施の形態における磁気ディスク装置の位置決
め制御の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of positioning control of the magnetic disk device in the embodiment.

【図4】実施の形態における加速度信号の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an acceleration signal in the embodiment.

【図5】実施の形態における推定速度と真の推定速度の
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an estimated speed and a true estimated speed in the embodiment.

【図6】実施の形態における位置信号と推定位置信号の
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a position signal and an estimated position signal according to the embodiment.

【図7】実施の形態における制御出力の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a control output in the embodiment.

【図8】従来例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御対象 2a 制御手段 4a 検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control object 2a Control means 4a Detection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 21/08 G11B 21/08 B Fターム(参考) 5D066 DA03 DA11 DA16 5D088 BB01 PP01 SS01 UU01 5H004 GA05 GA07 GA40 GB20 HA07 HB07 HB08 HB09 JA03 JB11 JB15 JB29 JB30 KA34 MA13 MA14 MA44 5H303 AA22 CC02 DD01 EE03 FF04 GG27 JJ01 JJ04 MM05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G11B 21/08 G11B 21/08 B F-term (Reference) 5D066 DA03 DA11 DA16 5D088 BB01 PP01 SS01 UU01 5H004 GA05 GA07 GA40 GB20 HA07 HB07 HB08 HB09 JA03 JB11 JB15 JB29 JB30 KA34 MA13 MA14 MA44 5H303 AA22 CC02 DD01 EE03 FF04 GG27 JJ01 JJ04 MM05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】目標値に制御対象を追従させる制御を行う
制御手段と、 前記制御対象の制御量を離散的に検出する検出手段とを
備え、 前記制御手段は、前記制御対象の制御量を微分した値又
は2回微分した値を検知して前記検出手段の検出した離
散的な間の値を推定して補間し、該補間した値と前記目
標値により前記制御対象を制御することを特徴とした制
御装置。
A control unit for controlling the control target to follow a target value; and a detection unit for discretely detecting a control amount of the control target, wherein the control unit detects the control amount of the control target. Detecting a differentiated value or a value differentiated twice, estimating and interpolating a value between discrete values detected by the detection means, and controlling the control object by the interpolated value and the target value. Control device.
【請求項2】前記制御対象がディスク装置のヘッドであ
り、前記制御量が位置であり、前記検知する値がヘッド
の加速度であることを特徴とした請求項1記載の制御装
置。
2. The control device according to claim 1, wherein the control object is a head of a disk drive, the control amount is a position, and the detected value is an acceleration of the head.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003271243A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 Advanced Telecommunication Research Institute International Communication robot
JP2007280408A (en) * 2007-05-02 2007-10-25 Advanced Telecommunication Research Institute International Communication robot
JP2008543250A (en) * 2005-05-25 2008-11-27 ヴィットマン・クンストシュトッフゲレーテ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Position control method and / or speed control method of linear drive device
US7538964B2 (en) 2006-06-09 2009-05-26 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic disk drive

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