JP2006277833A - Sudden disturbance estimation device and tracking controller, and sudden disturbance estimation method in tracking controller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tracking controller in which the followup performance to the track position of a disk by the sudden disturbance is not spoiled by estimating and compensating the sudden disturbance. <P>SOLUTION: In a tracking controller 1, a sudden disturbance estimation device 3 which is equipped with; a tracking error delay control means 31 which successively stores a tracking error signal and delays it; a disturbance tracking error generating means 33a which generates a tracking error on the basis of the difference between the delayed tracking error signal and a tracking error signal at the present time; a manipulated variable delay control means 32 which successively stores a manipulated variable and delays it; a disturbance manipulated variable error generating means 33b which generates a manipulated variable error on the basis of difference between the delayed manipulated variable and a manipulated variable at the present time; and a disturbance calculating means 33c which calculates the amount of sudden disturbance which compensates the sudden disturbance on the basis of the tracking error and the manipulated variable error, is added to a feedback control system 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、トラッキング制御技術に関し、より詳細には、突発外乱を推定する突発外乱推定装置、突発外乱を推定することでトラッキングの制御を行うトラッキング制御装置及びトラッキング制御装置における突発外乱推定方法に関する。   The present invention relates to a tracking control technique, and more particularly to a sudden disturbance estimation device that estimates sudden disturbance, a tracking control device that performs tracking control by estimating sudden disturbance, and a sudden disturbance estimation method in the tracking control device.

一般に、ディスクの記録・再生装置は、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を、ディスク上の目的トラック位置に高速で、かつ安定して追従させるために、大きく分けて2つの動作を行っている。1つは、トラッキングサーボをオフにしてリニアモータによって目標トラック位置近傍まで光ヘッドのピックアップを移動する粗動作であり、もう1つは、トラッキングサーボをオンにしてボイスコイルモータによって目標トラック位置にピックアップを追従させる微動作である。   In general, a disk recording / reproducing apparatus generally performs two operations in order to cause the light spot position of the light beam emitted from the optical head to follow the target track position on the disk at high speed and stably. Is going. One is a coarse operation in which the tracking servo is turned off and the optical head pickup is moved to the vicinity of the target track position by the linear motor. The other is the tracking servo is turned on and the voice coil motor is picked up at the target track position. It is a fine operation to follow.

従来、この微動作におけるトラッキングは、光スポット位置をフィードバックさせることで、ディスクの偏心や振動等の外乱によって生じるトラック位置と、光スポット位置との誤差を補正するフィードバック制御によって実現されている。
また、従来、フィードバック制御系によって、トラッキングの制御を行うトラッキング制御装置においては、フィードバック制御系に外乱オブザーバ(外乱観測器)を備え、この外乱オブザーバによって、外乱を推定する技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−210032号公報(段落0065〜0073、図11、図12)
Conventionally, tracking in this fine operation has been realized by feedback control that corrects an error between the track position caused by disturbances such as eccentricity and vibration of the disk and the light spot position by feeding back the light spot position.
Conventionally, in a tracking control device that controls tracking by a feedback control system, a disturbance observer (disturbance observer) is provided in the feedback control system, and there is a technique for estimating a disturbance using the disturbance observer (for example, Patent Document 1).
JP 2001-210032 A (paragraphs 0065 to 0073, FIGS. 11 and 12)

しかし、前記従来のトラッキング制御装置は、外乱オブザーバによって、外乱(周期的外乱及び突発外乱)をまとめて推定し補償している。このため、外乱から、周期的外乱の特徴を除去して突発外乱の成分のみを分離することができず、突発外乱が発生したときは、周期的外乱の補償に影響を与えてしまうため、ディスクのトラック位置への追従性能が低下してしまうという問題がある。   However, the conventional tracking control device collectively estimates and compensates for disturbances (periodic disturbances and sudden disturbances) using a disturbance observer. For this reason, it is not possible to remove the periodic disturbance feature from the disturbance to separate only the component of the sudden disturbance, and if a sudden disturbance occurs, the periodic disturbance compensation will be affected. There is a problem that the performance of following the track position is degraded.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、外乱から突発外乱のみを推定することが可能な突発外乱推定装置及びその方法、並びに、突発外乱を推定し、補償を行うことで、突発外乱によるディスクのトラック位置への追従性能を損なわないトラッキング制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. The sudden disturbance estimation device and method capable of estimating only the sudden disturbance from the disturbance, and the sudden disturbance are estimated and compensated. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a tracking control device that does not impair the follow-up performance of the disk to the track position due to sudden disturbance.

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項1に記載の突発外乱推定装置は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段を備えたトラッキング制御装置において、外部から入力される突発外乱量を推定する突発外乱推定装置であって、トラッキング誤差遅延制御手段と、外乱トラッキング誤差生成手段と、操作量遅延制御手段と、外乱操作量誤差生成手段と、外乱演算手段とを備える構成とした。   The present invention was devised to achieve the above object. First, the sudden disturbance estimation device according to claim 1 includes a track position on a disk and a light spot of a light beam emitted from an optical head. In a tracking control device having feedback control means for compensating for the amplitude and phase of a tracking error signal indicating an error from the position and generating an operation amount for correcting the light spot position, sudden disturbance inputted from outside A sudden disturbance estimation device for estimating a quantity, comprising a tracking error delay control means, a disturbance tracking error generation means, an operation amount delay control means, a disturbance operation amount error generation means, and a disturbance calculation means .

かかる構成において、突発外乱推定装置は、トラッキング誤差遅延制御手段によって、トラック位置と光スポット位置との誤差であるトラッキング誤差信号を逐次記憶するとともに、遅延させる。そして、突発外乱推定装置は、外乱トラッキング誤差生成手段によって、トラッキング誤差遅延制御手段で遅延させたトラッキング誤差信号と、現時点におけるトラッキング誤差信号との差分に基づいて、トラック位置の変化量となるトラッキング誤差を生成する。このトラッキング誤差は、突発外乱によって発生する誤差であって、操作量を補正するための突発外乱量を推定するために用いられるデータ量となる。   In such a configuration, the sudden disturbance estimation device sequentially stores and delays the tracking error signal, which is an error between the track position and the light spot position, by the tracking error delay control means. Then, the sudden disturbance estimation device detects the tracking error that is the amount of change in the track position based on the difference between the tracking error signal delayed by the tracking error delay control means by the disturbance tracking error generation means and the current tracking error signal. Is generated. This tracking error is an error caused by sudden disturbance, and is a data amount used for estimating the sudden disturbance amount for correcting the operation amount.

また、突発外乱推定装置は、操作量遅延制御手段によって、フィードバック制御手段で生成された操作量を逐次記憶するとともに、遅延させる。そして、突発外乱推定装置は、外乱操作量誤差生成手段によって、操作量遅延制御手段で遅延させた操作量と、現時点における操作量との差分に基づいて、操作量の変化量となる操作量誤差を生成する。この操作量誤差は、突発外乱によって発生する誤差であって、操作量を補正するための突発外乱量を推定するために用いられるデータ量となる。   The sudden disturbance estimation device sequentially stores and delays the operation amount generated by the feedback control unit by the operation amount delay control unit. Then, the sudden disturbance estimation device has an operation amount error that is a change amount of the operation amount based on a difference between the operation amount delayed by the operation amount delay control unit by the disturbance operation amount error generation unit and the current operation amount. Is generated. This operation amount error is an error caused by sudden disturbance, and is a data amount used for estimating the sudden disturbance amount for correcting the operation amount.

そして、突発外乱推定装置は、外乱演算手段によって、外乱トラッキング誤差生成手段で生成されたトラッキング誤差と、外乱操作量誤差生成手段で生成された操作量誤差とに基づいて、現時点における操作量に対して、突発外乱を補償する突発外乱量(突発外乱推定量)を算出する。なお、この突発外乱推定量は、予め定めた外乱オブザーバとなる演算式に基づいて算出することができる。   Then, the sudden disturbance estimation device uses the disturbance calculation unit to calculate the current operation amount based on the tracking error generated by the disturbance tracking error generation unit and the operation amount error generated by the disturbance operation amount error generation unit. Thus, a sudden disturbance amount (sudden disturbance estimation amount) for compensating for the sudden disturbance is calculated. The sudden disturbance estimated amount can be calculated based on an arithmetic expression that becomes a predetermined disturbance observer.

また、請求項2に記載の突発外乱推定装置は、請求項1に記載の突発外乱推定装置において、突発外乱検出手段をさらに備える構成とした。   Further, the sudden disturbance estimation device according to claim 2 is the sudden disturbance estimation device according to claim 1 and further includes sudden disturbance detection means.

かかる構成において、突発外乱推定装置は、突発外乱検出手段によって、突発外乱を検出し、その検出結果に基づいて、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を停止するか否かを示す切換信号を、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段に出力する。   In such a configuration, the sudden disturbance estimation device detects a sudden disturbance by the sudden disturbance detection means, and based on the detection result, a switching signal indicating whether or not to stop storing the tracking error signal and the operation amount at the present time. And output to the tracking error delay control means and the operation amount delay control means.

これによって、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段は、突発外乱が発生した時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量を記憶しないように制御することが可能になる。すなわち、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段において、遅延制御される情報(トラッキング誤差信号、操作量)は、外部からの突発外乱の影響を除去したものとなる。
なお、突発外乱の発生を検出するには、一般的な振動センサを用いることができ、例えば、変位、速度、加速度といった物理量を検出するセンサにより検出することができる。
As a result, the tracking error delay control means and the operation amount delay control means can be controlled so as not to store the tracking error signal and the operation amount at the time when the sudden disturbance occurs. That is, in the tracking error delay control means and the operation amount delay control means, the information subjected to delay control (tracking error signal, operation amount) is obtained by removing the influence of sudden external disturbance.
In order to detect the occurrence of sudden disturbance, a general vibration sensor can be used. For example, it can be detected by a sensor that detects physical quantities such as displacement, speed, and acceleration.

さらに、請求項3に記載の突発外乱推定装置は、請求項2に記載の突発外乱推定装置において、前記突発外乱検出手段が、加速度検出手段と、信号変換手段と、電圧レベル判定手段と、切換信号生成手段とを備える構成とした。   Furthermore, the sudden disturbance estimation apparatus according to claim 3 is the sudden disturbance estimation apparatus according to claim 2, wherein the sudden disturbance detection means includes an acceleration detection means, a signal conversion means, a voltage level determination means, and a switch. And a signal generation means.

かかる構成において、突発外乱推定装置は、加速度検出手段によって、突発外乱の加速度を加速度信号として検出し、信号変換手段によって、加速度検出手段で検出された加速度信号を電圧信号に変換する。そして、突発外乱推定装置は、電圧レベル判定手段によって、信号変換手段が変換された電圧信号と、予め定められた閾値とを比較して、電圧信号がこの閾値を跨いで変化したかどうかを判定する。この予め定められた閾値を適宜定めることにより、突発外乱が発生したかどうかを判定することができる。この閾値は、例えば、通常含む微小なランダム雑音よりも大きく、衝撃として観測し得る電圧レベルであり、突発外乱により制御系が不安定にならない電圧レベルである。   In this configuration, the sudden disturbance estimation device detects the acceleration of the sudden disturbance as an acceleration signal by the acceleration detection means, and converts the acceleration signal detected by the acceleration detection means into a voltage signal by the signal conversion means. Then, the sudden disturbance estimation device compares the voltage signal converted by the signal conversion unit with a predetermined threshold value by the voltage level determination unit, and determines whether the voltage signal has changed across the threshold value. To do. It is possible to determine whether or not sudden disturbance has occurred by appropriately setting the predetermined threshold. This threshold is, for example, a voltage level that is larger than the normally included small random noise and can be observed as an impact, and is a voltage level at which the control system does not become unstable due to sudden disturbance.

また、突発外乱推定装置は、切換信号生成手段によって、電圧レベル判定手段の判定結果に基づいて、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を停止するか否かを示す切換信号を生成する。すなわち、切換信号生成手段は、電圧信号が閾値よりも大きいとき(突発外乱が発生したとき)に、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を停止し、電圧信号が閾値よりも小さいとき(突発外乱が消滅したとき)に、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を実行する旨を示す切換信号を、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段に出力する。   In the sudden disturbance estimation device, the switching signal generation unit generates a switching signal indicating whether or not to stop the storage of the tracking error signal and the operation amount at the present time based on the determination result of the voltage level determination unit. That is, when the voltage signal is larger than the threshold value (when sudden disturbance occurs), the switching signal generation unit stops storing the tracking error signal and the operation amount at the current time, and when the voltage signal is smaller than the threshold value (suddenly When the disturbance disappears, a switching signal indicating that the current tracking error signal and operation amount are stored is output to the tracking error delay control means and the operation amount delay control means.

また、請求項4に記載の突発外乱推定装置は、請求項1に記載の突発外乱推定装置において、前記外乱演算手段が微分値算出手段を備え、当該突発外乱推定装置が切換判定手段をさらに備える構成とした。   The sudden disturbance estimation device according to claim 4 is the sudden disturbance estimation device according to claim 1, wherein the disturbance calculation unit includes a differential value calculation unit, and the sudden disturbance estimation device further includes a switching determination unit. The configuration.

かかる構成において、突発外乱推定装置は、外乱演算手段の微分値算出手段によって、突発外乱推定量の単位時間あたりの変化量、すなわち微分値を、微分値推定量として算出する。なお、突発外乱推定量である電流値が値“0”を横切る(プラスとマイナスで変化する)場合、突発外乱推定量の大きさが小さい場合であっても、変化量が大きい場合がある。すなわち、微分値推定量は、突発外乱推定量と同様に、突発外乱が発生したかどうかを判断するためのデータとなる。   In such a configuration, the sudden disturbance estimation device calculates the amount of change per unit time of the sudden disturbance estimation amount, that is, the differential value, as the differential value estimation amount by the differential value calculation means of the disturbance calculation means. When the current value that is the sudden disturbance estimated amount crosses the value “0” (changes between plus and minus), the amount of change may be large even if the sudden disturbance estimated amount is small. That is, the differential value estimation amount is data for determining whether or not a sudden disturbance has occurred, as with the sudden disturbance estimation amount.

そこで、突発外乱推定装置は、切換判定手段によって、外乱演算手段で算出された突発外乱推定量と、微分値算出手段で算出された微分値推定量とに基づいて、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を停止するか否かを示す切換信号を、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段に出力する。   Therefore, the sudden disturbance estimation device uses the switching determination means based on the sudden disturbance estimated amount calculated by the disturbance calculating means and the differential value estimated amount calculated by the differential value calculating means and the current tracking error signal and operation. A switching signal indicating whether or not to stop the amount storage is output to the tracking error delay control means and the operation amount delay control means.

これによって、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段は、突発外乱が発生した時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量を記憶しないように制御することが可能になる。すなわち、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段において、遅延制御される情報(トラッキング誤差信号、操作量)は、外部からの突発外乱の影響を除去したものとなる。   As a result, the tracking error delay control means and the operation amount delay control means can be controlled so as not to store the tracking error signal and the operation amount at the time when the sudden disturbance occurs. That is, in the tracking error delay control means and the operation amount delay control means, the information subjected to delay control (tracking error signal, operation amount) is obtained by removing the influence of sudden external disturbance.

さらに、請求項5に記載の突発外乱推定装置は、請求項4に記載の突発外乱推定装置において、前記切換判定手段が、外乱推定量比較手段と、微分値推定量比較手段と、切換信号生成手段とを備える構成とした。   Furthermore, the sudden disturbance estimation device according to claim 5 is the sudden disturbance estimation device according to claim 4, wherein the switching determination means includes a disturbance estimated amount comparison means, a differential value estimated amount comparison means, and a switching signal generation. Means.

かかる構成において、突発外乱推定装置は、外乱推定量比較手段によって、突発外乱推定量の大きさと、予め定められた閾値とを比較し、微分値推定量比較手段によって、微分値推定量の大きさと、予め定められた閾値とを比較する。すなわち、突発外乱推定量の大きさ(絶対値)と、微分値推定量の大きさ(絶対値)は、突発外乱が発生したかどうかを判断するためのデータとなるため、各比較手段の比較結果によって、突発外乱が発生したかどうかを判定することが可能になる。   In such a configuration, the sudden disturbance estimation device compares the magnitude of the sudden disturbance estimation amount with a predetermined threshold by the disturbance estimation amount comparison unit, and compares the magnitude of the differential value estimation amount with the differential value estimation amount comparison unit. Compare with a predetermined threshold value. That is, the magnitude (absolute value) of the sudden disturbance estimator and the magnitude (absolute value) of the differential value estimator are data for determining whether or not the sudden disturbance has occurred. Based on the result, it is possible to determine whether or not a sudden disturbance has occurred.

そこで、突発外乱推定装置は、切換信号生成手段によって、突発外乱推定量及び微分値推定量のいずれか一方が各閾値よりも大きい場合に、突発外乱が発生したと判定し、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を停止する旨を示す切換信号を生成し、トラッキング誤差遅延制御手段及び操作量遅延制御手段に出力する。なお、各閾値は、通常含む微小なランダム雑音よりも大きく、衝撃として観測し得る電圧レベルであり、突発外乱により制御系が不安定にならない電圧レベルで予め設定しておく。   Therefore, the sudden disturbance estimation device determines that the sudden disturbance has occurred when any one of the sudden disturbance estimation amount and the differential value estimation amount is larger than each threshold by the switching signal generation unit, and the tracking error signal at the present time And a switching signal indicating that the operation amount storage is to be stopped is generated and output to the tracking error delay control means and the operation amount delay control means. Each threshold is a voltage level that is larger than the normal random noise included and can be observed as an impact, and is set in advance at a voltage level at which the control system does not become unstable due to sudden disturbance.

また、請求項6に記載のトラッキング制御装置は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段を備えたトラッキング制御装置において、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の突発外乱推定装置と、外乱操作量生成手段とを備える構成とした。   The tracking control apparatus according to claim 6 compensates for an amplitude and a phase of a tracking error signal indicating an error between a track position on the disk and a light spot position of a light beam emitted from the optical head, 6. A sudden disturbance estimation device according to claim 1, and a disturbance operation amount generation unit according to claim 1, wherein the tracking control device includes a feedback control unit that generates an operation amount for correcting the light spot position. It was set as the structure provided with.

かかる構成において、トラッキング制御装置は、突発外乱推定装置によって、外部から入力される突発外乱の大きさを突発外乱量(突発外乱推定量)として推定する。そして、トラッキング制御装置は、外乱操作量生成手段によって、突発外乱推定装置で推定された突発外乱量と、フィードバック制御手段で生成された操作量とを加算することで、突発外乱を補償する操作量となる突発外乱操作量を生成する。   In such a configuration, the tracking control device estimates the magnitude of the sudden disturbance input from the outside as the sudden disturbance amount (sudden disturbance estimation amount) by the sudden disturbance estimation device. Then, the tracking control device adds the sudden disturbance amount estimated by the sudden disturbance estimation device and the operation amount generated by the feedback control unit by the disturbance manipulation amount generation unit, thereby correcting the sudden disturbance. A sudden disturbance operation amount is generated.

さらに、請求項7に記載の突発外乱推定方法は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段を備えたトラッキング制御装置において、突発外乱の発生に伴う前記操作量を補正するための突発外乱量を推定する突発外乱推定方法であって、外乱トラッキング誤差生成ステップと、外乱操作量誤差生成ステップと、外乱演算ステップとを含む手順とした。   Furthermore, the sudden disturbance estimation method according to claim 7 compensates for an amplitude and a phase of a tracking error signal indicating an error between a track position on a disk and a light spot position of a light beam emitted from an optical head, In the tracking control device including a feedback control unit that generates an operation amount for correcting the light spot position, a sudden disturbance estimation method for estimating a sudden disturbance amount for correcting the operation amount accompanying the occurrence of the sudden disturbance Thus, the procedure includes a disturbance tracking error generation step, a disturbance operation amount error generation step, and a disturbance calculation step.

かかる手順において、突発外乱推定方法は、外乱トラッキング誤差生成ステップにおいて、遅延させた過去のトラッキング誤差信号と、現時点におけるトラッキング誤差信号との差分に基づいて、トラック位置の変化量となるトラッキング誤差を生成する。このトラッキング誤差は、突発外乱によって発生する誤差であって、操作量を補正するための突発外乱量を推定するために用いられるデータ量となる。   In this procedure, the sudden disturbance estimation method generates a tracking error that is a change amount of the track position based on the difference between the delayed past tracking error signal and the current tracking error signal in the disturbance tracking error generation step. To do. This tracking error is an error caused by sudden disturbance, and is a data amount used for estimating the sudden disturbance amount for correcting the operation amount.

また、突発外乱推定方法は、外乱操作量誤差生成ステップにおいて、遅延された過去の操作量と、現時点における操作量との差分に基づいて、操作量の変化量となる操作量誤差を生成する。この操作量誤差は、突発外乱によって発生する誤差であって、操作量を補正するための突発外乱量を推定するために用いられるデータ量となる。   Further, the sudden disturbance estimation method generates an operation amount error that becomes a change amount of the operation amount based on a difference between the delayed past operation amount and the current operation amount in the disturbance operation amount error generation step. This operation amount error is an error caused by sudden disturbance, and is a data amount used for estimating the sudden disturbance amount for correcting the operation amount.

そこで、突発外乱推定方法は、外乱演算ステップで、外乱トラッキング誤差生成ステップで生成されたトラッキング誤差と、外乱操作量誤差生成ステップで生成された操作量誤差とに基づいて、現時点における操作量に対して、突発外乱を補償する突発外乱量(突発外乱推定量)を算出する。   Therefore, the sudden disturbance estimation method uses the tracking error generated in the disturbance tracking error generation step in the disturbance calculation step and the operation amount error generated in the disturbance operation amount error generation step to Thus, a sudden disturbance amount (sudden disturbance estimation amount) for compensating for the sudden disturbance is calculated.

請求項1、請求項6又は請求項7に記載の発明によれば、外乱から突発外乱を分離して推定することができる。これによって、突発外乱が発生したときに、周期的外乱の補償に影響を与えない、突発外乱のみを補償する突発外乱量(突発外乱推定量)を、トラッキング制御装置におけるフィードバック制御系に付加することが可能になり、トラッキング制御装置におけるディスクのトラック位置への追従性能を高めることができる。   According to the invention described in claim 1, claim 6 or claim 7, it is possible to separate and estimate the sudden disturbance from the disturbance. By this, when a sudden disturbance occurs, a sudden disturbance amount (sudden disturbance estimation amount) that compensates only the sudden disturbance that does not affect the compensation of the periodic disturbance is added to the feedback control system in the tracking control device. Accordingly, the tracking performance of the disk in the tracking control device can be improved.

請求項2に記載の発明によれば、突発外乱が発生したときに、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を停止することができるため、トラッキング誤差遅延制御手段から出力されるトラッキング誤差信号、及び、操作量遅延制御手段から出力される操作量は、突発外乱を除去したデータとなる。これによって、外乱演算手段では、突発外乱が発生した時点のデータと、過去に突発外乱が発生した時点のデータとから、突発外乱量を推定することを防止することができ、精度よく突発外乱量を推定することができる。   According to the second aspect of the present invention, when a sudden disturbance occurs, it is possible to stop storing the tracking error signal and the operation amount at the present time, so that the tracking error signal output from the tracking error delay control means, The operation amount output from the operation amount delay control means is data from which sudden disturbance has been removed. As a result, the disturbance calculation means can prevent the estimation of the sudden disturbance amount from the data at the time when the sudden disturbance has occurred and the data at the time when the sudden disturbance has occurred in the past. Can be estimated.

請求項3に記載の発明によれば、検出した加速度から変換された電圧信号と、予め定めた閾値とに基づいて突発外乱が発生したかどうかを判定し、その判定結果に基づいて、現時点におけるトラッキング誤差信号及び操作量の記憶を制御する切換信号を生成することができる。これによって、突発外乱が発生したときに、確実に突発外乱の影響を受けないように制御を行うことができる。   According to the third aspect of the present invention, it is determined whether a sudden disturbance has occurred based on the voltage signal converted from the detected acceleration and a predetermined threshold value, and based on the determination result, A switching signal for controlling the storage of the tracking error signal and the operation amount can be generated. As a result, when sudden disturbance occurs, control can be performed so as not to be affected by sudden disturbance.

請求項4に記載の発明によれば、加速度センサ等の加速度検出手段を備えなくても、演算のみで突発外乱の発生の有無を判定することができるため、装置全体の規模を縮小し、コストダウンを実現することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, since it is possible to determine whether or not the sudden disturbance has occurred only by calculation without providing an acceleration detection means such as an acceleration sensor, the scale of the entire apparatus can be reduced, and the cost can be reduced. Down can be realized.

請求項5に記載の発明によれば、突発外乱推定量の大きさと、微分値推定量の大きさとのいずれか一方が閾値よりも大きい場合に、突発外乱が発生したと判定するため、突発外乱推定量が小さく、突発外乱推定量である電流値がプラスとマイナスで変化する場合であっても、確実に突発外乱の発生を検出することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is determined that a sudden disturbance has occurred when either the magnitude of the sudden disturbance estimated amount or the differential value estimated amount is larger than the threshold value. Even when the estimated amount is small and the current value that is the sudden disturbance estimated amount changes between plus and minus, it is possible to reliably detect the sudden disturbance.

[第1の実施形態]
以下では、まず、第1の実施形態のトラッキング制御装置において、トラッキング制御を行う際の制御系に入力される外乱から、ディスクの偏心等による周期的外乱の成分を分離して、外部から突発的に加えられた突発外乱のみを推定する手法について説明し、その手法によって抽出された突発外乱の成分に基づいて、突発外乱を推定する突発外乱推定装置を含んだトラッキング制御装置について順次説明することとする。
[First Embodiment]
In the following, first, in the tracking control device of the first embodiment, a periodic disturbance component due to eccentricity of the disk is separated from the disturbance input to the control system when performing the tracking control, and suddenly from the outside. A method for estimating only the sudden disturbance applied to the tracking control device including the sudden disturbance estimation device for estimating the sudden disturbance based on the component of the sudden disturbance extracted by the method; To do.

〔突発外乱の推定について〕
一般に、フィードバック制御系を備えたトラッキング制御装置では、フィードバック制御系で生成されるトラッキング誤差信号に基づいて、トラック位置の変化量(トラッキング誤差)を推定している。ここで、フィードバック制御系に、あるサンプリング時点kにおいて、周期的外乱xref(k)のみが入力されるとすると、補正用のトラッキング誤差(補正トラッキング誤差信号)et feedback(k)は、周期的外乱によるトラッキング誤差xf(k)によって、以下の(1)式により算出される。
[Estimation of sudden disturbance]
In general, a tracking control apparatus having a feedback control system estimates a change amount (tracking error) of a track position based on a tracking error signal generated by the feedback control system. Here, the feedback control system, in a certain sampling time k, when only periodic disturbance x ref (k) are inputted, the correction of the tracking error (correction tracking error signal) e t feedback (k) periodically Based on the tracking error x f (k) due to external disturbance, the following equation (1) is used.

t feedback(k)=xref(k)−xf(k) …(1)式 e t feedback (k) = x ref (k) −x f (k) (1)

この(1)式に示した周期的なトラッキング誤差(補正トラッキング誤差信号)は、ディスクの1周前のトラッキング制御に基づいた誤差となり、この誤差に基づいて制御を行うことで、より正確な周期的外乱の影響を求めることが可能になる。   The periodic tracking error (corrected tracking error signal) shown in the equation (1) becomes an error based on the tracking control of the previous one rotation of the disk. By performing control based on this error, a more accurate period can be obtained. It is possible to determine the influence of external disturbance.

ここで、図2を参照して、トラッキング制御装置の制御系における制御対象である光スポット位置補正手段(ボイスコイルモータ)の入出力関係について説明する。図2は、一般的なトラッキング制御装置の制御系を模式的に示した模式図である。
図2に示すように、制御系5は、あるサンプリング時点kにおいて、周期的外乱xref(k)と、突発外乱Id(k)とに基づいて、光スポット位置補正手段(ボイスコイルモータ)51を制御するモデルである。ここで、光スポット位置補正手段(ボイスコイルモータ)51から出力される光スポット位置x(k)は、以下の(2)式に示すように、周期的外乱によるトラッキング誤差xf(k)と、突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)とが加算されたものである。
Here, with reference to FIG. 2, the input / output relationship of the light spot position correcting means (voice coil motor) which is the control target in the control system of the tracking control apparatus will be described. FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a control system of a general tracking control device.
As shown in FIG. 2, the control system 5 uses a light spot position correcting means (voice coil motor) at a certain sampling time point k based on the periodic disturbance x ref (k) and the sudden disturbance I d (k). 51 is a model for controlling 51. Here, the light spot position x (k) output from the light spot position correcting means (voice coil motor) 51 is expressed by the tracking error x f (k) due to periodic disturbance as shown in the following equation (2). The tracking error x d (k) due to sudden disturbance is added.

x(k)=xf(k)+xd(k) …(2)式 x (k) = x f (k) + x d (k) (2)

また、周期的外乱の制御系52に入力されるトラッキング誤差信号et(k)は、以下の(3)式に示すように、周期的外乱xref(k)と、光スポット位置x(k)との差分で表すことができる。 Further, the tracking error signal et (k) input to the periodic disturbance control system 52 includes a periodic disturbance x ref (k) and a light spot position x (k) as shown in the following equation (3). ) And the difference.

t(k)=xref(k)−x(k)=xref(k)−xf(k)−xd(k)…(3)式 e t (k) = x ref (k) −x (k) = x ref (k) −x f (k) −x d (k) (3)

さらに、光スポット位置補正手段51に対する外乱を補償するための電流(補正操作量Icmd(k))は、以下の(4)式に示すように、突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)に基づいて突発外乱の制御系53で補償された電流(突発外乱補償Ib(k))と、周期的外乱によるトラッキング誤差xf(k)に基づいて周期的外乱の制御系52で補償された電流(周期的外乱補償If(k))とが加算されたものである。 Furthermore, the current (correction manipulated variable I cmd (k)) for compensating for the disturbance to the light spot position correcting means 51 becomes a tracking error x d (k) due to sudden disturbance as shown in the following equation (4). Based on the current compensated by the sudden disturbance control system 53 (sudden disturbance compensation I b (k)) and the tracking error x f (k) due to the periodic disturbance, the current was compensated by the periodic disturbance control system 52. The current (periodic disturbance compensation I f (k)) is added.

cmd(k)=Ib(k)+If(k) …(4)式 I cmd (k) = I b (k) + I f (k) (4)

このように、制御系5では、外乱の影響によって、光スポット位置補正手段51に入力される外乱を補償するための電流(補正操作量Icmd(k))が変化し、光スポット位置が変化することになる。
ここで、光スポット位置補正手段51の伝達関数をP(z-1)とすると、突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)、及び周期的外乱によるトラッキング誤差xf(k)は、それぞれ、以下の(5)式及び(6)式で表すことができる。
Thus, in the control system 5, the current (correction operation amount I cmd (k)) for compensating for the disturbance input to the light spot position correcting unit 51 changes due to the influence of the disturbance, and the light spot position changes. Will do.
Here, when the transfer function of the light spot position correcting means 51 is P (z −1 ), the tracking error x d (k) due to sudden disturbance and the tracking error x f (k) due to periodic disturbance are respectively (5) and (6).

d(k)=P(z-1)(Ib(k)−Id(k)) …(5)式
f(k)=xref(k)−P(z-1)If(k) …(6)式
x d (k) = P (z −1 ) (I b (k) −I d (k)) (5) Expression x f (k) = x ref (k) −P (z −1 ) I f (K) Expression (6)

なお、この(5)式及び(6)式は、それぞれ制御系5における、突発外乱のフィードバック制御系、及び周期的外乱のフィードバック制御系の入出力関係を示している。すなわち、制御系5は、図3に示すように、突発外乱のフィードバック制御系5A(図3(a))と、周期的外乱のフィードバック制御系5B(図3(b))とに分割して表すことができる。ここで、図3は、突発外乱のフィードバック制御系及び周期的外乱のフィードバック制御系を説明するための説明図である。
この図3(a)に示すように、突発外乱のフィードバック制御系5Aでは、光スポット位置補正手段51に入力される電流は、突発外乱及びその突発外乱を補償する電流(Id(k)及びIb(k))のみであり、出力は、突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)である。
また、前記(1)式及び(3)式から、以下の(7)式が導出され、前記(4)式から、以下の(8)式が導出される。
The equations (5) and (6) indicate the input / output relationship of the sudden disturbance feedback control system and the periodic disturbance feedback control system in the control system 5, respectively. That is, as shown in FIG. 3, the control system 5 is divided into a sudden disturbance feedback control system 5A (FIG. 3A) and a periodic disturbance feedback control system 5B (FIG. 3B). Can be represented. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a sudden disturbance feedback control system and a periodic disturbance feedback control system.
As shown in FIG. 3A, in the sudden disturbance feedback control system 5A, the current input to the light spot position correcting means 51 is the sudden disturbance and the current (I d (k) and compensation for the sudden disturbance). I b (k)) only, and the output is a tracking error x d (k) due to sudden disturbance.
Further, the following expression (7) is derived from the expressions (1) and (3), and the following expression (8) is derived from the expression (4).

t(k)−et feedback(k)
=xref(k)−xf(k)−xd(k)−xref(k)+xf(k)
=−xd(k) …(7)式
b(k)=Icmd(k)−If(k) …(8)式
e t (k) −e t feedback (k)
= X ref (k) -x f (k) -x d (k) -x ref (k) + x f (k)
= −x d (k) (7) Formula I b (k) = I cmd (k) −I f (k) (8) Formula

この(7)式に示すように、トラッキング誤差et feedback(k)を用いることで、周期的外乱を排除することができる。また、(8)式に示すように、光スポット位置補正手段51に対する外乱を補償するための電流である補正操作量Icmd(k)から、周期的外乱補償If(k)を差し引くことで、突発外乱補償Ib(k)を算出することができる。すなわち、前記(7)式及び(8)式に基づいて、制御対象(プラント)である光スポット位置補正手段51から周期的外乱を除外した制御対象(拡大プラント)を擬似的に実現することができる。 As shown in (7), by using a tracking error e t? Feedback (k), it is possible to eliminate the periodic disturbance. Further, as shown in the equation (8), by periodically subtracting the periodic disturbance compensation I f (k) from the correction operation amount I cmd (k) which is a current for compensating the disturbance to the light spot position correcting unit 51. The sudden disturbance compensation I b (k) can be calculated. That is, on the basis of the equations (7) and (8), a control object (expanded plant) in which periodic disturbance is excluded from the light spot position correcting unit 51 that is the control object (plant) can be realized in a pseudo manner. it can.

この拡大プラントは、図4で表すことができる。この図4は、周期的外乱を除外した拡大プラントを実現する概念を示す概念図である。図4に示すように、周期的外乱と突発外乱とが入力される制御対象(プラント)を含んだプラントシステム(実際のプラントシステム)61に対して、前記(7)式及び(8)式を適用することで、周期的外乱を除外したプラントシステム62を抽出した拡大プラント63を構成することができる。   This expansion plant can be represented in FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a concept for realizing an expansion plant excluding periodic disturbances. As shown in FIG. 4, with respect to a plant system (actual plant system) 61 including a control target (plant) to which periodic disturbance and sudden disturbance are input, the above expressions (7) and (8) are By applying, the expansion plant 63 from which the plant system 62 excluding the periodic disturbance is extracted can be configured.

このように、図4に示した拡大プラント63は、周期的外乱を除外しているため、ノイズや、トラック位置の変化に対してロバストとなる(頑健となる)。そこで、この拡大プラント63に対して、外乱オブザーバ(外乱観測器)を構成することで、突発外乱を推定することが可能になる。   As described above, since the expansion plant 63 shown in FIG. 4 excludes periodic disturbances, it is robust against noise and changes in track position (becomes robust). Therefore, it is possible to estimate sudden disturbance by configuring a disturbance observer (disturbance observer) for the expansion plant 63.

以下、拡大プラント63に対して、外乱オブザーバを構成すると以下のようになる。
すなわち、光スポット位置補正手段51が、状態変数xp(k)を用いた離散時間状態方程式として、以下の(9)式で表されるとき、拡大プラント63の状態方程式及び出力方程式は、以下の(10)式となる。なお、A、B、Cは、光スポット位置補正手段51の離散時間状態方程式を構成する係数行列である。
Hereinafter, when a disturbance observer is configured for the expansion plant 63, the following is obtained.
That is, when the light spot position correcting unit 51 is expressed by the following equation (9) as a discrete time state equation using the state variable x p (k), the state equation and the output equation of the expansion plant 63 are as follows: (10). A, B, and C are coefficient matrices constituting the discrete time state equation of the light spot position correcting means 51.

p(k+1)=Axp(k)+BIb(k)+BId(k)
d(k)=Cxp(k) …(9)式
x p (k + 1) = Ax p (k) + BI b (k) + BI d (k)
x d (k) = Cx p (k) (9)

Figure 2006277833
Figure 2006277833

この(10)式における入力である突発外乱補償Ib(k)と、出力である突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)とを用いて、最小次元オブザーバを構成すると、以下の(11)式となる。なお、この最小次元オブザーバを構成するための一般的手法としては、ゴピナスの設計法が挙げられる。 When the minimum dimension observer is configured using the sudden disturbance compensation I b (k) which is an input in the equation (10) and the tracking error x d (k) due to the sudden disturbance which is an output, the following equation (11) is obtained. It becomes. As a general method for constructing this minimum dimension observer, there is a Gopinus design method.

Figure 2006277833
Figure 2006277833

この(11)式で構成した外乱オブザーバを、前記(7)式及び(8)式に基づいて書き直すと、以下の(12)式を得る。   When the disturbance observer configured by the equation (11) is rewritten based on the equations (7) and (8), the following equation (12) is obtained.

Figure 2006277833
Figure 2006277833

本発明は、この(12)式に示した外乱オブザーバを用いることで、突発外乱の推定(突発外乱推定量Id2(k)の推定)を可能にしている。以下、この外乱オブザーバで示される突発外乱推定装置と、突発外乱推定装置を含んだトラッキング制御装置について説明する。 The present invention makes it possible to estimate a sudden disturbance (estimate the sudden disturbance estimated amount I d2 (k)) by using the disturbance observer shown in the equation (12). Hereinafter, a sudden disturbance estimation device indicated by the disturbance observer and a tracking control device including the sudden disturbance estimation device will be described.

〔トラッキング制御装置の構成〕
まず、図1を参照して、本発明に係るトラッキング制御装置の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。
図1に示すように、トラッキング制御装置1は、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク等のディスク媒体の記録・再生装置において、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を、ディスク上の目的トラック位置に追従させるものである。
[Configuration of tracking controller]
First, the configuration of the tracking control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the tracking control apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, a tracking control device 1 is used to set the light spot position of a light beam emitted from an optical head on a disk in a recording / reproducing apparatus for a disk medium such as an optical disk, a magneto-optical disk, or a magnetic disk. It follows the track position.

このトラッキング制御装置1は、フィードバック制御系2として、トラッキング誤差信号生成手段20と、A/D変換手段21と、フィードバック制御手段22と、外乱操作量生成手段(加算手段)23、D/A変換手段24と、光スポット位置補正手段25とを備え、さらに、突発外乱推定装置3を付加して構成している。
ここで、フィードバック制御系2は、ディスクの回転に伴う周期的なトラック位置と、光スポット位置との誤差(周期的外乱)や、外部から突発的に加えられる突発外乱を補正するように作用し、突発外乱推定装置3は、フィードバック制御系2では取りきれない外乱による誤差を予測し補正するように作用するものである。なお、図1中の減算手段Dは、突発外乱がフィードバック制御系2に与える影響を擬似的に表現したものであって、実在する構成ではない。
The tracking control apparatus 1 includes a tracking error signal generation unit 20, an A / D conversion unit 21, a feedback control unit 22, a disturbance operation amount generation unit (addition unit) 23, a D / A conversion as a feedback control system 2. Means 24 and light spot position correction means 25 are provided, and a sudden disturbance estimation device 3 is further added.
Here, the feedback control system 2 acts to correct an error (periodic disturbance) between the periodic track position and the light spot position accompanying the rotation of the disk and a sudden disturbance externally applied. The sudden disturbance estimation device 3 functions to predict and correct errors due to disturbance that cannot be removed by the feedback control system 2. Note that the subtracting means D in FIG. 1 is a pseudo representation of the effect of sudden disturbance on the feedback control system 2, and is not an actual configuration.

(フィードバック制御系の構成)
まず、フィードバック制御系2の構成について説明する。
トラッキング誤差信号生成手段20は、現在のトラック位置(周期的外乱)と、光スポット位置補正手段25から出力される補正された光スポット位置との差分(誤差)を検出し、その差分量(誤差量)をトラッキング誤差信号として生成するものである。ここで生成されたトラッキング誤差信号は、A/D変換手段21に出力される。
(Configuration of feedback control system)
First, the configuration of the feedback control system 2 will be described.
The tracking error signal generation means 20 detects the difference (error) between the current track position (periodic disturbance) and the corrected light spot position output from the light spot position correction means 25, and the difference amount (error) Quantity) as a tracking error signal. The tracking error signal generated here is output to the A / D conversion means 21.

A/D変換手段21は、トラッキング誤差信号生成手段20で生成されたアナログ信号であるトラッキング誤差信号をデジタル信号に変換するものである。例えば、A/D変換手段21は、ある時間間隔でサンプリングするサンプラである。このデジタル信号化されたトラッキング誤差信号et(k)は、フィードバック制御手段22と、突発外乱推定装置3の第1信号切換手段SW1及び外乱トラッキング誤差生成手段33aとに出力される。 The A / D conversion means 21 converts the tracking error signal, which is an analog signal generated by the tracking error signal generation means 20, into a digital signal. For example, the A / D conversion means 21 is a sampler that samples at a certain time interval. This digitalized tracking error signal et (k) is output to the feedback control means 22, the first signal switching means SW1 of the sudden disturbance estimation device 3, and the disturbance tracking error generation means 33a.

フィードバック制御手段(C(z-1))22は、一般的なロバスト制御器であるが、古典的な位相進み、遅れによる制御器でもよく、位相の遅れの補正や、共振周波数が大きくならないように作用する伝達関数C(s)として動作し、トラッキング誤差信号et(k)から光スポット位置を補正する操作量Ic(k)を生成するものである。ここでは、デジタル信号を扱うため伝達関数C(s)は、離散時間表現であるC(z-1)で表す。この操作量Ic(k)は、ディスクの回転に伴う周期的なトラック位置と、光スポット位置との誤差を補正するための操作量となる。この操作量は、外乱操作量生成手段23に出力される。 The feedback control means (C (z −1 )) 22 is a general robust controller, but may be a classic phase advance / delay controller, so that the phase delay is corrected and the resonance frequency is not increased. Is operated as a transfer function C (s) acting on the signal, and an operation amount I c (k) for correcting the light spot position is generated from the tracking error signal et (k). Here, since the digital signal is handled, the transfer function C (s) is represented by C (z −1 ) which is a discrete time expression. This operation amount I c (k) is an operation amount for correcting an error between the periodic track position accompanying the rotation of the disk and the light spot position. This manipulated variable is output to the disturbance manipulated variable generating means 23.

外乱操作量生成手段23は、フィードバック制御手段22で生成された操作量Ic(k)と、突発外乱推定装置3の外乱演算手段33cで生成された突発外乱量を推定した突発外乱推定量Id2(k)とを加算することで、突発外乱を補償する突発外乱操作量(突発外乱補償:Icmd(k))を生成するものである。ここで生成された突発外乱操作量は、突発外乱推定装置3の外乱操作量誤差生成手段33b及び第2信号切換手段SW2と、D/A変換手段24とに出力される。 The disturbance operation amount generation means 23 estimates the sudden disturbance amount I c (k) generated by the feedback control means 22 and the sudden disturbance amount generated by the disturbance calculation means 33c of the sudden disturbance estimation device 3. By adding d2 (k), a sudden disturbance manipulated variable (sudden disturbance compensation: I cmd (k)) for compensating sudden disturbance is generated. The sudden disturbance manipulation amount generated here is output to the disturbance manipulation amount error generation means 33b and the second signal switching means SW2 of the sudden disturbance estimation device 3 and the D / A conversion means 24.

D/A変換手段24は、外乱操作量生成手段23で生成されたデジタル信号である突発外乱操作量Icmd(k)を、アナログ信号に変換するものである。例えば、D/A変換手段24は、入力信号をサンプリング周期時間の間で区分的に線形にすることでアナログ信号を生成するゼロ次ホールド(ZOH:Zero Order Hold)である。このアナログ信号化された突発外乱操作量は、光スポット位置補正手段25に出力される。 The D / A conversion unit 24 converts the sudden disturbance operation amount I cmd (k) that is a digital signal generated by the disturbance operation amount generation unit 23 into an analog signal. For example, the D / A conversion means 24 is a zero order hold (ZOH: Zero Order Hold) that generates an analog signal by piecewise linearizing an input signal between sampling cycle times. The sudden disturbance operation amount converted into an analog signal is output to the light spot position correcting means 25.

光スポット位置補正手段(P(s))25は、D/A変換手段24でアナログ信号に変換された突発外乱操作量に基づいて、光スポット位置を補正するものである。ここで、光スポット位置補正手段(P(s))25は、トラッキングアクチュエータの電流駆動のボイスコイルモータであり、伝達関数P(s)として動作するものとする。ここで生成された光スポット位置が、トラッキング誤差信号生成手段20に入力されることで、フィードバック制御系2が形成される。   The light spot position correction means (P (s)) 25 corrects the light spot position based on the sudden disturbance operation amount converted into an analog signal by the D / A conversion means 24. Here, the light spot position correcting means (P (s)) 25 is a current-driven voice coil motor of the tracking actuator, and operates as a transfer function P (s). The light spot position generated here is input to the tracking error signal generation means 20, whereby the feedback control system 2 is formed.

(突発外乱推定装置の構成)
次に、突発外乱推定装置3の構成について説明する。ここでは、突発外乱推定装置3は、突発外乱検出手段30と、トラッキング誤差遅延制御手段31と、操作量遅延制御手段32とを備えている。
(Configuration of sudden disturbance estimation device)
Next, the configuration of the sudden disturbance estimation device 3 will be described. Here, the sudden disturbance estimation device 3 includes sudden disturbance detection means 30, tracking error delay control means 31, and manipulated variable delay control means 32.

突発外乱検出手段30は、突発外乱を検出するものであり、突発外乱の有無に応じて第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2の動作を制御する切換信号を生成するものである。   The sudden disturbance detection means 30 detects sudden disturbance, and generates a switching signal for controlling the operation of the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 according to the presence or absence of the sudden disturbance.

ここで、図5を参照(適宜図1参照)して、突発外乱検出手段30の構成について説明する。図5は、突発外乱検出手段の構成を示すブロック図である。ここでは、突発外乱検出手段30は、加速度検出手段30aと、信号変換手段30bと、電圧レベル判定手段30cと、切換信号生成手段30dとを備えている。   Here, the configuration of the sudden disturbance detection means 30 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the sudden disturbance detection means. Here, the sudden disturbance detection means 30 includes an acceleration detection means 30a, a signal conversion means 30b, a voltage level determination means 30c, and a switching signal generation means 30d.

加速度検出手段30aは、加速度を検出するものであり、例えば、加速度センサで構成される。この加速度検出手段30aで検出された加速度(加速度信号)は、信号変換手段30bに出力される。一般に力学的外乱は、質量と加速度の積で表されるので、加速度検出手段30aで検出された加速度が突発外乱に相当することとなる。   The acceleration detection means 30a detects acceleration, and is constituted by, for example, an acceleration sensor. The acceleration (acceleration signal) detected by the acceleration detection means 30a is output to the signal conversion means 30b. In general, a mechanical disturbance is represented by a product of mass and acceleration, so that the acceleration detected by the acceleration detecting means 30a corresponds to a sudden disturbance.

信号変換手段30bは、加速度検出手段30aで検出された加速度信号を電圧信号に変換するものである。この信号変換手段30bで変換された電圧信号は電圧レベル判定手段30cに出力される。   The signal converter 30b converts the acceleration signal detected by the acceleration detector 30a into a voltage signal. The voltage signal converted by the signal conversion unit 30b is output to the voltage level determination unit 30c.

電圧レベル判定手段30cは、信号変換手段30bから入力される電圧信号と所定の閾値とを比較して、突発外乱の有無を判定するものである。この所定の閾値(絶対値)|VTH|は、通常含む微小なランダム雑音よりも大きく、衝撃として観測し得る電圧レベルであり、突発外乱により制御系が不安定にならない電圧レベルである。この閾値|VTH|は、任意にレベルを調整することができるものとする。
この電圧レベル判定手段30cは、信号変換手段30bから入力される電圧信号が閾値|VTH|よりも大きいと判別したときに突発外乱が発生していると判定し、その判定結果を切換信号生成手段30dに出力する。
また、電圧レベル判定手段30cは、信号変換手段30bから入力される電圧信号が閾値|VTH|よりも小さいと判別したときに突発外乱が発生していないと判定し、その判定結果を切換信号生成手段30dに出力する。
The voltage level determination unit 30c compares the voltage signal input from the signal conversion unit 30b with a predetermined threshold value to determine whether there is a sudden disturbance. This predetermined threshold value (absolute value) | V TH | is a voltage level that is larger than the normally included minute random noise and can be observed as an impact, and is a voltage level at which the control system does not become unstable due to sudden disturbance. The threshold value | V TH | can be arbitrarily adjusted.
The voltage level determination means 30c determines that a sudden disturbance has occurred when it is determined that the voltage signal input from the signal conversion means 30b is larger than the threshold value | V TH |, and the determination result is generated as a switching signal. Output to means 30d.
The voltage level determination unit 30c determines that no sudden disturbance has occurred when determining that the voltage signal input from the signal conversion unit 30b is smaller than the threshold value | V TH |, and determines the determination result as a switching signal. Output to the generating means 30d.

切換信号生成手段30dは、電圧レベル判定手段30cから入力される判定結果に基づいて切換信号を生成し、その生成した切換信号を第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2に供給するものである。
この切換信号生成手段30dは、電圧レベル判定手段30cから突発外乱が発生しているとの判定結果を入力されたときに、第1信号切換手段SW1を端子b1側に切り換えるとともに、第2信号切換手段SW2を端子b2側に切り換えるように制御する切換信号Vsw+を生成する。
また、切換信号生成手段30dは、電圧レベル判定手段30cから突発外乱が発生していないとの判定結果を入力されたときに、第1信号切換手段SW1を端子a1側に切り換えるとともに、第2信号切換手段SW2を端子a2側に切り換えるように制御する切換信号Vsw-を生成する。
図1に戻って、突発外乱推定装置3の構成について説明を続ける。
The switching signal generating means 30d generates a switching signal based on the determination result input from the voltage level determining means 30c, and supplies the generated switching signal to the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2. It is.
The switching signal generating unit 30d, when the sudden disturbance from the voltage level determination means 30c is input to the determination result that has occurred, switches the first signal switching means SW1 to the terminal b 1 side and the second signal A switching signal V sw + is generated to control the switching means SW2 to switch to the terminal b 2 side.
Further, the switching signal generation means 30d switches the first signal switching means SW1 to the terminal a 1 side when the determination result that the sudden disturbance has not occurred from the voltage level determination means 30c and the second signal switching means SW1. A switching signal V sw− for controlling the signal switching means SW2 to switch to the terminal a 2 side is generated.
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the sudden disturbance estimation device 3 will be continued.

トラッキング誤差遅延制御手段31は、A/D変換手段21でデジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号の遅延制御を行うものである。ここでは、トラッキング誤差遅延制御手段31は、第1信号切換手段SW1と、第1記憶制御手段31aと、第1記憶手段31bと、第1位相調整手段31cとを備えている。   The tracking error delay control means 31 performs delay control of the tracking error signal converted into a digital signal by the A / D conversion means 21. Here, the tracking error delay control unit 31 includes a first signal switching unit SW1, a first storage control unit 31a, a first storage unit 31b, and a first phase adjustment unit 31c.

第1信号切換手段SW1は、端子(共通端子)o1、端子(常時接続端子)a1及び端子(常時開放端子)b1を備えており、接点として端子a1と端子b1とを選択的に切り換えて、いずれか一方を第1記憶制御手段31aの入力に接続された端子o1に接続することにより、端子o1から出力する信号(第1記憶制御手段31aに入力する信号)を切り換えるものである。
ここでは、第1信号切換手段SW1は、突発外乱検出手段30が出力する切換信号に基づいて、接続端子の切り換えを行う。
また、ここでは、端子a1はA/D変換手段21の出力に接続されており、端子b1は第1位相調整手段31cの出力に接続されている。通常、第1信号切換手段SW1は端子a1側に切り換えられており、このときには、A/D変換手段21から出力される出力信号(トラッキング誤差信号)が第1記憶制御手段31aに入力される。また、突発外乱が発生したときには、第1信号切換手段SW1が端子b1側に切り換えられ、このときには、第1位相調整手段31cの出力信号が第1記憶制御手段31aに入力される。
The first signal switching means SW1 includes a terminal (common terminal) o 1 , a terminal (always connected terminal) a 1 and a terminal (always open terminal) b 1 , and selects the terminal a 1 and the terminal b 1 as contact points. The signal output from the terminal o 1 (the signal input to the first storage control means 31a) is connected by switching one of them to the terminal o 1 connected to the input of the first storage control means 31a. It is to switch.
Here, the first signal switching means SW1 switches the connection terminals based on the switching signal output from the sudden disturbance detection means 30.
Here, the terminal a 1 is connected to the output of the A / D conversion means 21 and the terminal b 1 is connected to the output of the first phase adjustment means 31 c. Usually, the first signal switching means SW1 is switched to the terminal a 1 side. At this time, the output signal (tracking error signal) output from the A / D conversion means 21 is input to the first storage control means 31a. . Further, when the sudden disturbance occurs, the first signal switching means SW1 is switched to the terminal b 1 side, at this time, the output signal of the first phase adjusting means 31c is input to the first storage control unit 31a.

第1記憶制御手段31aは、A/D変換手段21から出力される、光ディスクの少なくとも1回転周期に相当する時間のトラッキング誤差信号を第1記憶手段31bに時系列に書き込むとともに、すでに記憶されているトラッキング誤差信号を第1記憶手段31bから読み出して、第1位相調整手段31cに出力するものである。   The first storage control unit 31a writes the tracking error signal output from the A / D conversion unit 21 for a time corresponding to at least one rotation period of the optical disc in time series to the first storage unit 31b and is already stored. This tracking error signal is read out from the first storage means 31b and output to the first phase adjustment means 31c.

第1記憶手段31bは、一般的なメモリ等で構成され、A/D変換手段21でデジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号を記憶しておくものである。   The first storage unit 31b is configured by a general memory or the like, and stores the tracking error signal converted into a digital signal by the A / D conversion unit 21.

第1位相調整手段31cは、現時点のトラッキング誤差信号と遅延されたトラッキング誤差信号との位相を合わせるものである。ここでは、第1位相調整手段31cは、第1記憶制御手段31aから出力される2サンプリング進んだトラッキング誤差信号et feedback(k+2)を、図示していない遅延手段によって、2サンプリング遅延させることで、現時点のトラッキング誤差信号et(k)との位相を合わせる。ここで遅延されたトラッキング誤差信号et feedback(k)は、第1信号切換手段SW1と、突発外乱演算手段33の外乱トラッキング誤差生成手段33aに出力される。 The first phase adjusting means 31c is for adjusting the phase of the current tracking error signal and the delayed tracking error signal. Here, the first phase adjusting means 31c is advanced second sampling output from the first storage control unit 31a tracking error signal e t? Feedback the (k + 2), the delay means not shown, by 2 sample delay The phase with the current tracking error signal et (k) is matched. Here delayed the tracking error signal e t feedback (k) includes a first signal switching means SW1, is output to the disturbance tracking error generating means 33a sudden disturbance calculating unit 33.

操作量遅延制御手段32は、外乱操作量生成手段23で生成された突発外乱操作量の遅延制御を行うものである。ここでは、操作量遅延制御手段32は、第2信号切換手段SW2と、第2記憶制御手段32aと、第2記憶手段32bと、第2位相調整手段32cとを備えている。   The operation amount delay control unit 32 performs delay control of the sudden disturbance operation amount generated by the disturbance operation amount generation unit 23. Here, the operation amount delay control unit 32 includes a second signal switching unit SW2, a second storage control unit 32a, a second storage unit 32b, and a second phase adjustment unit 32c.

第2信号切換手段SW2は、端子(共通端子)o2、端子(常時接続端子)a2及び端子(常時開放端子)b2を備えており、接点として端子a2と端子b2とを選択的に切り換えて、いずれか一方を第2記憶制御手段32aの入力に接続された端子o2に接続することにより、端子o2から出力する信号(第2記憶制御手段32aに入力する信号)を切り換えるものである。
ここでは、第2信号切換手段SW2は、突発外乱検出手段30が出力する切換信号に基づいて、接続端子の切り換えを行う。
また、ここでは、端子a2は外乱操作量生成手段23の出力に接続されており、端子b2は第2位相調整手段32cの出力に接続されている。通常、第2信号切換手段SW2は端子a2側に切り換えられており、このときには、外乱操作量生成手段23から出力される出力信号(突発外乱操作量)が第2記憶制御手段32aに入力される。また、突発外乱が発生したときには、第2信号切換手段SW2が端子b2側に切り換えられ、このときには、第2位相調整手段32cの出力信号が第2記憶制御手段32aに入力される。
The second signal switching means SW2 includes a terminal (common terminal) o 2 , a terminal (always connected terminal) a 2 and a terminal (always open terminal) b 2 , and selects the terminal a 2 and the terminal b 2 as contact points. The signal output from the terminal o 2 (the signal input to the second storage control means 32a) is connected by switching one of them to the terminal o 2 connected to the input of the second storage control means 32a. It is to switch.
Here, the second signal switching means SW2 switches the connection terminals based on the switching signal output from the sudden disturbance detection means 30.
Here, the terminal a 2 is connected to the output of the disturbance manipulated variable generating means 23, and the terminal b 2 is connected to the output of the second phase adjusting means 32c. Normally, the second signal switching means SW2 is switched to the terminal a 2 side. At this time, the output signal (sudden disturbance operation amount) output from the disturbance operation amount generation means 23 is input to the second storage control means 32a. The Further, when the sudden disturbance occurs, the second signal switching means SW2 is switched to the terminal b 2 side, at this time, the output signal of the second phase adjusting means 32c is input to the second storage control unit 32a.

第2記憶制御手段32aは、外乱操作量生成手段23から出力される、光ディスクの少なくとも1回転周期に相当する時間の突発外乱操作量を第2記憶手段32bに時系列に書き込むとともに、すでに記憶されている突発外乱操作量を第2記憶手段32bから読み出して、第2位相調整手段32cに出力するものである。   The second storage control unit 32a writes the sudden disturbance operation amount output from the disturbance operation amount generation unit 23 for a time corresponding to at least one rotation period of the optical disc to the second storage unit 32b in time series and is already stored. The sudden disturbance operation amount is read from the second storage means 32b and output to the second phase adjustment means 32c.

第2記憶手段32bは、一般的なメモリ等で構成され、外乱操作量生成手段23で生成された突発外乱操作量を記憶しておくものである。   The second storage unit 32b is configured by a general memory or the like, and stores the sudden disturbance operation amount generated by the disturbance operation amount generation unit 23.

第2位相調整手段32cは、現時点の突発外乱操作量と遅延された突発外乱操作量との位相を合わせるものである。ここでは、第2位相調整手段32cは、第2記憶制御手段32aから出力される2サンプリング進んだ突発外乱操作量Icmd(k+2)を、図示していない遅延手段によって、2サンプリング遅延させることで、突発外乱操作量Icmd(k)との位相を合わせる。ここで遅延された突発外乱操作量Icmd(k)は、第2信号切換手段SW2と、突発外乱演算手段33の外乱操作量誤差生成手段33bに出力される。 The second phase adjusting means 32c adjusts the phase of the current sudden disturbance operation amount and the delayed sudden disturbance operation amount. Here, the second phase adjusting unit 32c delays the sampling disturbance operation amount I cmd (k + 2) advanced by 2 samples output from the second storage control unit 32a by 2 sampling delays by a delay unit (not shown). The phase with the sudden disturbance manipulated variable I cmd (k) is matched. The sudden disturbance operation amount I cmd (k) delayed here is output to the second signal switching means SW 2 and the disturbance operation amount error generation means 33 b of the sudden disturbance calculation means 33.

突発外乱演算手段33は、A/D変換手段21から入力される現時点におけるトラッキング誤差信号と、トラッキング誤差遅延制御手段31で遅延制御されたトラッキング誤差信号と、外乱操作量生成手段23から入力される現時点における突発外乱操作量と、操作量遅延制御手段32で遅延制御された突発外乱操作量とに基づいて、突発外乱を推定した突発外乱推定量を生成するものである。ここでは、突発外乱演算手段33は、外乱トラッキング誤差生成手段33aと、外乱操作量誤差生成手段33bと、外乱演算手段33cとを備えている。   The sudden disturbance calculation means 33 is input from the current tracking error signal input from the A / D conversion means 21, the tracking error signal delay-controlled by the tracking error delay control means 31, and the disturbance operation amount generation means 23. Based on the sudden disturbance operation amount at the present time and the sudden disturbance operation amount that is delay-controlled by the operation amount delay control means 32, a sudden disturbance estimation amount that estimates the sudden disturbance is generated. Here, the sudden disturbance calculation means 33 includes a disturbance tracking error generation means 33a, a disturbance operation amount error generation means 33b, and a disturbance calculation means 33c.

外乱トラッキング誤差生成手段(減算手段)33aは、トラッキング誤差信号et(k)と、遅延制御されたトラッキング誤差信号et feedback(k)との差分をとることで、突発外乱によるトラック位置の変化量であるトラッキング誤差xd(k)を生成するものである。ここで生成されたトラッキング誤差xd(k)は、前記(7)式の突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)に相当する。ここで算出された突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)は、外乱演算手段33cに出力される。 Disturbance tracking error generating means (subtracting means) 33a comprises a tracking error signal e t (k), by taking the difference between the delayed controlled tracking error signal e t? Feedback (k), the change in track position by sudden disturbance A tracking error x d (k), which is a quantity, is generated. The tracking error x d (k) generated here corresponds to the tracking error x d (k) due to the sudden disturbance in the equation (7). The tracking error x d (k) due to the sudden disturbance calculated here is output to the disturbance calculating means 33c.

外乱操作量誤差生成手段(減算手段)33bは、突発外乱操作量Icmd(k)と、遅延制御された突発外乱操作量Icmd(k+2)との差分をとることで、突発外乱によるトラック位置の操作量の誤差を示す操作量誤差(突発外乱補償)Ib(k)を生成するものである。ここで生成された操作量誤差Ib(k))は、前記(8)式の突発外乱による突発外乱補償Ib(k)に相当する。ここで算出された操作量誤差Ib(k)は、外乱演算手段33cに出力される。 The disturbance operation amount error generation means (subtraction means) 33b takes the difference between the sudden disturbance operation amount I cmd (k) and the delay-controlled sudden disturbance operation amount I cmd (k + 2), thereby the track position due to the sudden disturbance. The operation amount error (sudden disturbance compensation) I b (k) indicating the error of the operation amount is generated. The manipulated variable error I b (k) generated here corresponds to the sudden disturbance compensation I b (k) due to the sudden disturbance in the equation (8). The operation amount error I b (k) calculated here is output to the disturbance calculation means 33c.

外乱演算手段33cは、外乱トラッキング誤差生成手段33aで生成されたトラッキング誤差xd(k)と、外乱操作量誤差生成手段33bで生成された操作量誤差Ib(k)とに基づいて、現時点における、光スポット位置を補正する操作量に対する補正量(突発外乱推定量Id2(k))を推定するものである。すなわち、この外乱演算手段33cは、前記(12)式の演算を逐次行うことで突発外乱推定量Id2(k)を算出する。ここで算出された突発外乱推定量Id2(k)は、外乱操作量生成手段23に出力される。 The disturbance calculation means 33c is based on the tracking error x d (k) generated by the disturbance tracking error generation means 33a and the operation amount error I b (k) generated by the disturbance operation amount error generation means 33b. The correction amount (sudden disturbance estimated amount I d2 (k)) for the operation amount for correcting the light spot position is estimated. That is, the disturbance calculation means 33c calculates the sudden disturbance estimated amount I d2 (k) by sequentially performing the calculation of the equation (12). The sudden disturbance estimation amount I d2 (k) calculated here is output to the disturbance operation amount generation means 23.

このように、突発外乱推定装置3を構成することで、フィードバック制御系2に入力される周期的外乱と突発外乱とを区別し、突発外乱のみを推定することが可能になる。   In this way, by configuring the sudden disturbance estimation device 3, it is possible to distinguish between the periodic disturbance input to the feedback control system 2 and the sudden disturbance, and to estimate only the sudden disturbance.

以上説明したように、トラッキング制御装置1のフィードバック制御系2に、突発外乱のみを推定可能な突発外乱推定装置3を備えることで、外乱から突発外乱のみを分離し、補償を行うことが可能になる。   As described above, the feedback control system 2 of the tracking control device 1 includes the sudden disturbance estimation device 3 that can estimate only the sudden disturbance, so that only the sudden disturbance can be separated from the disturbance and compensation can be performed. Become.

〔トラッキング制御装置の動作〕
次に、第1の実施形態に係るトラッキング制御装置の動作について説明する。ここでは、トラッキング制御装置の動作を、フィードバック制御動作と突発外乱推定動作とに分けて説明を行う。
[Operation of tracking controller]
Next, the operation of the tracking control device according to the first embodiment will be described. Here, the operation of the tracking control device will be described separately for the feedback control operation and the sudden disturbance estimation operation.

(フィードバック制御動作)
最初に、図6を参照(適宜図1参照)して、トラッキング制御装置のフィードバック制御動作について説明する。図6は、トラッキング制御装置のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。
まず、トラッキング制御装置1は、トラッキング誤差信号生成手段20によって、トラック位置と光スポット位置との差分を、トラッキング誤差信号として生成する(ステップS1)。ここで生成されたトラッキング誤差信号は、A/D変換手段21によってデジタル信号に変換され(ステップS2)、フィードバック制御手段22と、突発外乱推定装置3とに出力される。
(Feedback control operation)
First, the feedback control operation of the tracking control device will be described with reference to FIG. 6 (refer to FIG. 1 as appropriate). FIG. 6 is a flowchart showing the feedback control operation of the tracking control device.
First, the tracking control device 1 uses the tracking error signal generation means 20 to generate a difference between the track position and the light spot position as a tracking error signal (step S1). The tracking error signal generated here is converted into a digital signal by the A / D conversion means 21 (step S2), and is output to the feedback control means 22 and the sudden disturbance estimation device 3.

そして、トラッキング制御装置1は、フィードバック制御手段22によって、トラッキング誤差信号から、光スポット位置を補正する操作量(Ic(k))を生成する(ステップS3)。
また、トラッキング制御装置1は、外乱操作量生成手段23によって、ステップS3で生成された操作量Ic(k)と、突発外乱推定装置3の外乱演算手段33cで生成される突発外乱推定量Id2(k)とを加算することで、突発外乱を補償する突発外乱操作量(突発外乱補償:Icmd(k))を生成する(ステップS4)。
そして、トラッキング制御装置1は、D/A変換手段24によって、ステップS4で生成された突発外乱操作量Icmd(k)をアナログ信号に変換した後(ステップS5)に、光スポット位置補正手段25によって、アナログ信号化された操作量分だけ、光スポット位置を補正する(ステップS6)。
そして、トラッキング制御装置1は、ステップS1に戻って、ディスクが回転している間(トラック位置が入力される間)、トラッキング動作を継続する。
Then, the tracking control device 1 uses the feedback control means 22 to generate an operation amount (I c (k)) for correcting the light spot position from the tracking error signal (step S3).
The tracking control device 1 also includes the operation amount I c (k) generated in step S3 by the disturbance operation amount generation unit 23 and the sudden disturbance estimation amount I generated by the disturbance calculation unit 33c of the sudden disturbance estimation device 3. By adding d2 (k), a sudden disturbance operation amount (sudden disturbance compensation: I cmd (k)) for compensating sudden disturbance is generated (step S4).
The tracking control apparatus 1 converts the sudden disturbance operation amount I cmd (k) generated in step S4 into an analog signal by the D / A conversion unit 24 (step S5), and then the light spot position correction unit 25. Thus, the light spot position is corrected by the operation amount converted into an analog signal (step S6).
Then, the tracking control device 1 returns to step S1 and continues the tracking operation while the disk is rotating (while the track position is input).

(突発外乱推定動作)
次に、図7及び図8を参照して、トラッキング制御装置1における突発外乱推定装置3の動作について説明する。ここでは、突発外乱推定装置3の動作を、突発外乱検出手段30による第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2の信号切換動作と、突発外乱演算手段33による外乱推定動作とに分けて説明する。
図7は、突発外乱推定装置の突発外乱検出手段における信号切換動作を示すフローチャートである。図8は、突発外乱推定装置の突発外乱演算手段における外乱推定動作を示すフローチャートである。
(Sudden disturbance estimation operation)
Next, the operation of the sudden disturbance estimation device 3 in the tracking control device 1 will be described with reference to FIGS. Here, the operation of the sudden disturbance estimation device 3 is divided into the signal switching operation of the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 by the sudden disturbance detection means 30 and the disturbance estimation operation by the sudden disturbance calculation means 33. explain.
FIG. 7 is a flowchart showing a signal switching operation in the sudden disturbance detecting means of the sudden disturbance estimating device. FIG. 8 is a flowchart showing the disturbance estimation operation in the sudden disturbance calculation means of the sudden disturbance estimation device.

最初に、図7を参照(適宜図1及び図5参照)して、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2の信号切換動作について説明する。なお、通常は、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2は、それぞれa1側及びa2側に切り換えられている。 First, the signal switching operation of the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 will be described with reference to FIG. 7 (refer to FIGS. 1 and 5 as appropriate). Normally, the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 are switched to the a 1 side and the a 2 side, respectively.

まず、突発外乱推定装置3は、突発外乱検出手段30の加速度検出手段30aによって、突発外乱に相当する加速度信号を検出する(ステップS21)。
そして、突発外乱推定装置3は、信号変換手段30bによって、加速度検出手段30aで検出された加速度信号を、電圧信号Vaに変換する(ステップS22)。
さらに、突発外乱推定装置3は、電圧レベル判定手段30cによって、電圧信号Vaが、閾値よりも大きいかどうかを判定する。具体的には、検出された電圧信号(加速度換算電圧)の振幅レベルの絶対値|Va|を検出し(ステップS23)、この絶対値|Va|と、閾値|VTH|とを比較し、|Va|が|VTH|よりも大きいかどうか判定する(ステップS24)。
First, the sudden disturbance estimation device 3 detects an acceleration signal corresponding to the sudden disturbance by the acceleration detection means 30a of the sudden disturbance detection means 30 (step S21).
Then, the sudden disturbance estimation device 3 converts the acceleration signal detected by the acceleration detection means 30a into the voltage signal Va by the signal conversion means 30b (step S22).
Furthermore, the sudden disturbance estimation device 3 determines whether or not the voltage signal Va is larger than the threshold by the voltage level determination unit 30c. Specifically, the absolute value | Va | of the amplitude level of the detected voltage signal (acceleration converted voltage) is detected (step S23), and this absolute value | Va | is compared with a threshold value | V TH | It is determined whether or not | Va | is greater than | V TH | (step S24).

そして、突発外乱推定装置3は、|Va|が|VTH|よりも大きくないと判定した場合(ステップS24でNo)には、ステップS21に戻って、加速度信号を検出する。
一方、突発外乱推定装置3は、|Va|が|VTH|よりも大きいと判定した場合(ステップS24でYes)には、切換信号生成手段30dによって、切換信号Vsw+を生成する(ステップS25)。そして、この切換信号生成手段30dで生成された切換信号Vsw+は、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2に出力される。
そして、突発外乱推定装置3は、第1信号切換手段SW1の接点を端子a1側から端子b1側に切り換え、その接点の状態を保持(ラッチ)する(ステップS26)。
また、突発外乱推定装置3は、第2信号切換手段SW2の接点を端子a2側から端子b2側に切り換え、その接点の状態を保持(ラッチ)する(ステップS27)。
If the sudden disturbance estimation device 3 determines that | Va | is not larger than | V TH | (No in step S24), the sudden disturbance estimation device 3 returns to step S21 to detect an acceleration signal.
On the other hand, if the sudden disturbance estimation device 3 determines that | Va | is greater than | V TH | (Yes in step S24), the switching signal generation means 30d generates the switching signal V sw + (step S25). ). The switching signal V sw + generated by the switching signal generating unit 30d is output to the first signal switching unit SW1 and the second signal switching unit SW2.
Then, the sudden disturbance estimation device 3 switches the contact of the first signal switching means SW1 from the terminal a 1 side to the terminal b 1 side and holds (latches) the state of the contact (step S26).
Further, the sudden disturbance estimation device 3 switches the contact of the second signal switching means SW2 from the terminal a 2 side to the terminal b 2 side, and holds (latches) the state of the contact (step S27).

続いて、突発外乱推定装置3は、電圧レベル判定手段30cによって、加速度換算電圧の振幅レベルの絶対値|Va|と、閾値|VTH|とを比較し、|Va|が|VTH|よりも小さいかどうか判定する(ステップS28)。
そして、突発外乱推定装置3は、|Va|が|VTH|よりも小さくなるまで判定を続け、|Va|が|VTH|よりも小さいと判定した場合(ステップS28でYes)、すなわち突発外乱のない通常の状態に戻った場合、切換信号生成手段30dによって、切換信号Vsw-を生成する(ステップS29)。そして、この切換信号生成手段30dで生成された切換信号Vsw-は、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2に出力されるが、この段階では、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2の接点に影響を及ぼさない。すなわち、突発外乱推定装置3は、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2の接点を、それぞれ端子b1側及びb2側に保持し、接点を切り換えない。
Subsequently, the sudden disturbance estimation device 3 compares the absolute value | Va | of the amplitude level of the acceleration converted voltage with the threshold value | V TH | by the voltage level determination unit 30c, and | Va | is | V TH | Is also smaller (step S28).
Then, the sudden disturbance estimation device 3 continues the determination until | Va | becomes smaller than | V TH |, and when it is determined that | Va | is smaller than | V TH | (Yes in step S28), that is, sudden When the normal state without disturbance is restored, the switching signal generating means 30d generates the switching signal V sw− (step S29). The switching signal V sw− generated by the switching signal generating means 30d is output to the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2. At this stage, the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW1 are output. The contact of the two-signal switching means SW2 is not affected. That is, the sudden disturbance estimation device 3 holds the contacts of the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 on the terminals b 1 side and b 2 side, respectively, and does not switch the contacts.

そして、突発外乱推定装置3は、第1記憶制御手段31a及び第2記憶制御手段32aによって、第1記憶手段31b及び第2記憶手段32bにそれぞれ記憶されたサンプル数がkNであるかどうかを判定する(ステップS30)。ここで、kは自然数、Nは第1位相調整手段31c及び第2位相調整手段32cによりそれぞれ遅延させたディスク1回転周期分のサンプル数を示す。
ここで、突発外乱推定装置3は、サンプル数がkNであると判定した場合(ステップS30でYes)、第1信号切換手段SW1の接点を端子b1側から端子a1側に切り換え(ステップS31)、第2信号切換手段SW2の接点を端子b2側から端子a2側に切り換え(ステップS32)、ステップS21に戻る。
Then, the sudden disturbance estimation device 3 determines whether the number of samples stored in the first storage unit 31b and the second storage unit 32b is kN by the first storage control unit 31a and the second storage control unit 32a, respectively. (Step S30). Here, k represents a natural number, and N represents the number of samples corresponding to one rotation period of the disk delayed by the first phase adjusting unit 31c and the second phase adjusting unit 32c.
Here, when the sudden disturbance estimation device 3 determines that the number of samples is kN (Yes in step S30), the contact of the first signal switching means SW1 is switched from the terminal b 1 side to the terminal a 1 side (step S31). ), it switches the contact point of the second signal switching means SW2 through the terminal b 2 side to the terminal a 2 side (step S32), and the procedure returns to step S21.

次に、図8を参照(適宜図1参照)して、突発外乱推定装置3の突発外乱演算手段33における外乱推定動作について説明する。
まず、突発外乱推定装置3は、外乱トラッキング誤差生成手段33aによって、A/D変換手段21でデジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号と、第1位相調整手段31cで遅延制御されたトラッキング誤差信号との差分をとることで、トラッキング誤差xd(k)を生成する(ステップS41;外乱トラッキング誤差生成ステップ)。
なお、このステップS41で遅延制御されたトラッキング誤差信号は、図7で説明した各ステップを実行した後に、第1位相調整手段31cから出力されるトラッキング誤差信号を使用することが望ましい。
Next, referring to FIG. 8 (refer to FIG. 1 as appropriate), the disturbance estimation operation in the sudden disturbance calculation means 33 of the sudden disturbance estimation device 3 will be described.
First, the sudden disturbance estimation device 3 includes a tracking error signal converted into a digital signal by the A / D conversion unit 21 by the disturbance tracking error generation unit 33a, and a tracking error signal subjected to delay control by the first phase adjustment unit 31c. The tracking error x d (k) is generated by taking the difference (step S41; disturbance tracking error generation step).
Note that it is desirable to use the tracking error signal output from the first phase adjusting means 31c after executing the steps described in FIG.

また、突発外乱推定装置3は、外乱操作量誤差生成手段33bによって、外乱操作量生成手段23で生成された突発外乱操作量と、第2位相調整手段32cで遅延制御された突発外乱操作量との差分をとることで、操作量誤差を示す操作量誤差Ib(k)を生成する(ステップS42;外乱操作量誤差生成ステップ)。
なお、このステップS42で遅延制御された突発外乱操作量は、図7で説明した各ステップを実行した後に、第2位相調整手段32cから出力される突発外乱操作量を使用することが望ましい。
Further, the sudden disturbance estimation device 3 includes the sudden disturbance operation amount generated by the disturbance operation amount generation unit 23 by the disturbance operation amount error generation unit 33b, and the sudden disturbance operation amount that is delay-controlled by the second phase adjustment unit 32c. The operation amount error I b (k) indicating the operation amount error is generated (step S42; disturbance operation amount error generation step).
Note that it is desirable to use the sudden disturbance operation amount output from the second phase adjusting unit 32c after executing the steps described in FIG. 7 as the sudden disturbance operation amount that is delay-controlled in step S42.

そして、突発外乱推定装置3は、外乱演算手段33cによって、ステップS41で生成されたトラッキング誤差xd(k)と、ステップS42で生成された操作量誤差Ib(k)とに基づいて、現時点における、光スポット位置を補正する操作量に対する補正量(突発外乱推定量Id2(k))を演算(推定)する(ステップS43;外乱演算ステップ)。
そして、突発外乱推定装置3は、ステップS41に戻って、ディスクが回転している間(トラック位置が入力される間)、突発外乱推定動作を継続する。
Then, the sudden disturbance estimation device 3 determines the current time based on the tracking error x d (k) generated in step S41 and the manipulated variable error I b (k) generated in step S42 by the disturbance calculation means 33c. Is calculated (estimated) with respect to the operation amount for correcting the light spot position (sudden disturbance estimated amount I d2 (k)) (step S43; disturbance calculating step).
Then, the sudden disturbance estimation device 3 returns to step S41, and continues the sudden disturbance estimation operation while the disk is rotating (while the track position is input).

ここで、図9を参照(適宜図1参照)して、突発外乱推定装置3において行われる、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2の各接点における切り換えのタイミングについて説明する。図9は、切換信号と第1及び第2信号切換手段の切り換えのタイミングを示すタイミングチャートである。   Here, with reference to FIG. 9 (refer to FIG. 1 as appropriate), the timing of switching at each contact point of the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 performed in the sudden disturbance estimation device 3 will be described. FIG. 9 is a timing chart showing the switching timing of the switching signal and the first and second signal switching means.

図9(a)に示すように、突発外乱は、True(1)のときに発生し、False(0)のときに消滅するとする。
そして、図9(b)に示すように、切換信号は、(a)で示した突発外乱がTrue(1)のときにVsw+となり、False(0)のときにVsw-となる。すなわち、(b)で示した切換信号は、突発外乱が発生したときに、Vsw-からVsw+に切り換わる。そして、切換信号生成手段30dは、突発外乱が継続している間、切換信号Vsw+を第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2に出力し続ける。そして、切換信号生成手段30dは、突発外乱が消滅したときに(検出されなくなったときに)、切換信号をVsw+からVsw-に切り換え、突発外乱が検出されるまで(通常の状態の間)切換信号Vsw-を出力し続ける。
As shown in FIG. 9A, the sudden disturbance occurs when True (1) and disappears when False (0).
As shown in FIG. 9B, the switching signal becomes V sw + when the sudden disturbance shown in FIG. 9A is True (1), and becomes V sw− when False (0). That is, the switching signal shown in (b) is switched from V sw− to V sw + when a sudden disturbance occurs. The switching signal generation unit 30d continues to output the switching signal V sw + to the first signal switching unit SW1 and the second signal switching unit SW2 while the sudden disturbance continues. Then, the switching signal generating means 30d switches the switching signal from V sw + to V sw− when the sudden disturbance disappears (when it is no longer detected), and until the sudden disturbance is detected (during the normal state) ) Continue to output the switching signal V sw- .

また、図9(c)に示すように、第1信号切換手段SW1の接点は、初期状態(time=0)では、端子a1側に切り換えられており(常時接続)、突発外乱が発生したとき、すなわち、切換信号がVsw-からVsw+に変化したときに、端子b1側に切り換えられて、その状態がラッチ(保持)される。一方、突発外乱が消滅したとき、すなわち、切換信号がVsw+からVsw-に変化したときには、第1信号切換手段SW1の接点は、現状を保持して、第1記憶手段31bに記憶されたサンプル数がkNとなった時点で、端子b1側から端子a1側に切り換わる。 Further, as shown in FIG. 9C, the contact of the first signal switching means SW1 is switched to the terminal a 1 side in the initial state (time = 0) (always connected), and sudden disturbance has occurred. When the switching signal changes from V sw− to V sw + , the signal is switched to the terminal b 1 side and the state is latched (held). On the other hand, when the sudden disturbance disappears, that is, when the switching signal changes from V sw + to V sw− , the contact of the first signal switching means SW1 holds the current state and is stored in the first storage means 31b. When the number of samples reaches kN, the terminal b 1 is switched to the terminal a 1 .

このため、第1信号切換手段SW1の接点が端子a1側に切り換わるタイミングは、ディスク回転の区切りとなる。また、突発外乱推定装置3は、第1記憶手段31bにディスク回転1回分のデータを予め保持しているので、突発外乱が発生しているときには、突発外乱が発生する1回転前のディスク回転時のデータが、第1位相調整手段31cから再度第1記憶制御手段31aに送られることとなる。これにより、突発外乱が発生している際に、第1位相調整手段31cが出力するトラッキング誤差信号et feedback(k−N)として、突発外乱成分を含まない信号が繰り返し発生することになる。 For this reason, the timing at which the contact of the first signal switching means SW1 is switched to the terminal a 1 side is a disc rotation break. In addition, since the sudden disturbance estimation device 3 holds data for one rotation of the disk in the first storage unit 31b in advance, when a sudden disturbance has occurred, the disk is rotated one rotation before the sudden disturbance occurs. Is sent again from the first phase adjusting means 31c to the first storage control means 31a. Thus, when a sudden disturbance occurs, as a tracking error signal e t? Feedback to the first phase adjusting means 31c outputs (k-N), so that the signal is repeatedly generated without the sudden disturbance component.

また、図9(d)に示すように、第2信号切換手段SW2の接点は、初期状態(time=0)では、端子a2側に切り換えられており(常時接続)、突発外乱が発生したとき、すなわち、切換信号がVsw-からVsw+に変化したときに、端子b2側に切り換えられて、その状態がラッチ(保持)される。一方、突発外乱が消滅したとき、すなわち、切換信号がVsw+からVsw-に変化したときには、第2信号切換手段SW2の接点は、現状を保持して、第2記憶手段32bに記憶されたサンプル数がkNとなった時点で、端子b2側から端子a2側に切り換わる。 Further, as shown in FIG. 9D, the contact of the second signal switching means SW2 is switched to the terminal a 2 side in the initial state (time = 0) (always connected), and sudden disturbance has occurred. When the switching signal changes from V sw− to V sw + , the signal is switched to the terminal b 2 side and the state is latched (held). On the other hand, when the sudden disturbance disappears, that is, when the switching signal changes from V sw + to V sw− , the contact of the second signal switching means SW2 holds the current state and is stored in the second storage means 32b. When the number of samples reaches kN, the terminal b 2 is switched to the terminal a 2 .

このため、第2信号切換手段SW2の接点が端子a2側に切り換わるタイミングも、ディスク回転の区切りとなる。また、突発外乱推定装置3は、第2記憶手段32bにディスク回転1回分のデータを予め保持しているので、突発外乱が発生しているときには、突発外乱が発生する1回転前のディスク回転時のデータが、第2位相調整手段32cから再度第2記憶制御手段32aに送られることとなる。これにより、突発外乱が発生している際に、第2位相調整手段32cが出力する突発外乱操作量Icmd(k−N)として、突発外乱成分を含まない信号が繰り返し発生することになる。 Therefore, the timing of contact of the second signal switching means SW2 is switched to the terminal a 2 side, the separator disk rotation. In addition, since the sudden disturbance estimation device 3 holds data for one rotation of the disk in the second storage unit 32b in advance, when a sudden disturbance occurs, the disk rotation before one rotation when the sudden disturbance occurs is detected. Is sent again from the second phase adjustment means 32c to the second storage control means 32a. As a result, when a sudden disturbance occurs, a signal that does not include a sudden disturbance component is repeatedly generated as the sudden disturbance operation amount I cmd (k−N) output from the second phase adjusting unit 32c.

これによって、第1位相調整手段31cから出力されるトラッキング誤差信号et feedback(k−N)と、トラッキング誤差信号et(k)との差分をとる外乱トラッキング誤差生成手段33aは、過去において突発外乱の影響のないトラッキング誤差xd(k)を外乱演算手段33cに出力することができる。
また、第2位相調整手段32cから出力される突発外乱操作量Icmd(k−N)と、突発外乱操作量Icmd(k)との差分をとる外乱操作量誤差生成手段33bは、過去において突発外乱の影響のない操作量誤差Ib(k)を外乱演算手段33cに出力することができる。
Thus, a tracking error signal e t feedback (k-N) outputted from the first phase adjusting means 31c, disturbance tracking error generating means 33a for calculating a difference between the tracking error signal e t (k) is sudden in the past The tracking error x d (k) without the influence of disturbance can be output to the disturbance calculating means 33c.
Further, the disturbance operation amount error generation unit 33b that takes the difference between the sudden disturbance operation amount I cmd (k−N) output from the second phase adjustment unit 32c and the sudden disturbance operation amount I cmd (k) The manipulated variable error I b (k) without the influence of sudden disturbance can be output to the disturbance calculation means 33c.

この結果、突発外乱が長時間にわたって継続した場合でも、突発外乱推定装置3における制御動作が安定して行われるようになり、トラッキング制御装置1は、外乱に強い安定なトラッキング制御が可能となる。
以上の動作によって、トラッキング制御装置1は、外乱(周期的外乱及び突発外乱)から、突発外乱のみを分離することで、突発外乱のみを推定し補償することが可能になる。
As a result, even when the sudden disturbance continues for a long time, the control operation in the sudden disturbance estimation device 3 is stably performed, and the tracking control device 1 can perform stable tracking control resistant to the disturbance.
With the above operation, the tracking control apparatus 1 can estimate and compensate only for sudden disturbance by separating only sudden disturbance from disturbance (periodic disturbance and sudden disturbance).

(トラッキング制御装置の評価)
ここで、図10を参照して、第1の実施形態におけるトラッキング制御装置の評価結果について説明する。図10は、トラッキング制御装置の評価結果を示すグラフ図であって、(a)は突発外乱の入力信号を示し、(b)は第1の実施形態のトラッキング制御装置1(図1)におけるトラッキング誤差波形(トラッキング誤差信号)を示し、(c)は参考として、第1の実施形態のトラッキング制御装置1(図1)において、切換信号による切換動作を行わない場合のトラッキング誤差波形(トラッキング誤差信号)を示した図である。なお、(a)では、横軸に時間[sec]、縦軸に突発外乱Idである電流値[A]を示している。また、(b)、(c)ともに、横軸に時間[sec]、縦軸にトラッキング誤差信号et[m]を示している。
(Evaluation of tracking controller)
Here, with reference to FIG. 10, the evaluation result of the tracking control apparatus in 1st Embodiment is demonstrated. FIG. 10 is a graph showing the evaluation results of the tracking control device, where (a) shows the input signal of sudden disturbance, and (b) shows the tracking in the tracking control device 1 (FIG. 1) of the first embodiment. An error waveform (tracking error signal) is shown. For reference, FIG. 1C shows a tracking error waveform (tracking error signal) when the switching operation by the switching signal is not performed in the tracking control apparatus 1 (FIG. 1) of the first embodiment. ). In (a), the horizontal axis indicates time [sec], and the vertical axis indicates the current value [A] that is the sudden disturbance I d . In both (b) and (c), the horizontal axis represents time [sec], and the vertical axis represents the tracking error signal et [m].

第1の実施形態のトラッキング制御装置1では、図10(a)に示すような、0.38[sec]で−1.2[A]を超えるような大きな突発外乱を与えたときであっても、図10(b)に示すように、トラッキング誤差信号は、最大でも約1.4×10-7[m]に抑えられ、精度よくトラッキング動作を行うことが確認できる。 In the tracking control device 1 of the first embodiment, as shown in FIG. 10A, when a large sudden disturbance exceeding −1.2 [A] at 0.38 [sec] is given. However, as shown in FIG. 10B, the tracking error signal is suppressed to about 1.4 × 10 −7 [m] at the maximum, and it can be confirmed that the tracking operation is performed with high accuracy.

なお、参考までに、図10(c)で、第1の実施形態のトラッキング制御装置1(図1)において、切換信号による切換動作を行わない場合、すなわち、第1信号切換手段SW1の接点が常に端子a1側、第2信号切換手段SW2の接点が常に端子a2側に保持されている場合のトラッキング応答(トラッキング誤差信号)を示している。
図10(c)では、図10(b)と同一の突発外乱(a)に対して、約2.0×10-7[m]のトラッキング誤差信号が発生している。すなわち、これによって、切換信号による切換動作が、トラッキング制御装置1において、有効であることが確認できる。
For reference, in FIG. 10C, in the tracking control device 1 of the first embodiment (FIG. 1), when the switching operation by the switching signal is not performed, that is, the contact of the first signal switching means SW1 is The tracking response (tracking error signal) when the contact of the terminal a 1 and the contact point of the second signal switching means SW2 is always held on the terminal a 2 side is shown.
In FIG. 10C, a tracking error signal of about 2.0 × 10 −7 [m] is generated for the same sudden disturbance (a) as in FIG. That is, it can be confirmed that the switching operation by the switching signal is effective in the tracking control device 1.

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明を行う。ここでは、まず、第2の実施形態において行う突発外乱のみを推定する手法について説明し、その手法によって抽出された突発外乱の成分に基づいて、突発外乱を推定する突発外乱推定装置を含んだトラッキング制御装置について順次説明することとする。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described. Here, first, a method for estimating only a sudden disturbance performed in the second embodiment will be described, and tracking including a sudden disturbance estimation device that estimates a sudden disturbance based on a component of the sudden disturbance extracted by the method. The control devices will be described sequentially.

〔突発外乱の推定について〕
ここでは、第1の実施形態における突発外乱の判定精度を高めるため、突発外乱を一定外乱(ステップ外乱)だけではなく、ランプ状外乱を考慮して、外乱オブザーバを構成することとする。
一般に、突発外乱は、主に振動的に加わることが多いため、突発外乱は、その電流値として値“0”を横切る場合が多い。このため、突発外乱を閾値と比較するだけでは、突発外乱の有無を正確に判定することができない。そこで、ここでは、突発外乱の電流値が“0”を横切る場合には、その変化量が大きくなることを利用し、突発外乱の微分値を用いることで、突発外乱の有無を判定することとした。
[Estimation of sudden disturbance]
Here, in order to improve the determination accuracy of the sudden disturbance in the first embodiment, the disturbance observer is configured in consideration of not only the constant disturbance (step disturbance) but also the ramp-like disturbance.
In general, sudden disturbances are often applied mainly in vibration, and therefore sudden disturbances often cross the value “0” as their current values. For this reason, the presence or absence of the sudden disturbance cannot be accurately determined only by comparing the sudden disturbance with the threshold value. Therefore, here, when the current value of the sudden disturbance crosses “0”, the fact that the amount of change becomes large is used, and the presence / absence of the sudden disturbance is determined by using the differential value of the sudden disturbance. did.

すなわち、外乱オブザーバを、ランプ状外乱を考慮して構成することで、あるサンプリング時点kにおいて、突発外乱Id(k)と、その微分値Iddot(k)とを同時に推定することが可能になる。そこで、ここでは、突発外乱Id(k)と、その微分値Iddot(k)とを推定し、それらの大きさ(絶対値)により、外乱の入力を判定することとする。
まず、ランプ状外乱を考慮した外乱オブザーバについて説明する。
ここでは、ランプ状外乱として、以下の(13)式を仮定し、外乱オブザーバを設計する。すなわち、突発外乱Id(k)の2回微分の値が“0”となる外乱を想定する。
That is, by configuring the disturbance observer in consideration of the ramp-like disturbance, it is possible to simultaneously estimate the sudden disturbance I d (k) and its differential value I ddot (k) at a certain sampling time point k. Become. Therefore, here, the sudden disturbance I d (k) and its differential value I ddot (k) are estimated, and the input of the disturbance is determined based on their magnitude (absolute value).
First, a disturbance observer taking into account a ramp-like disturbance will be described.
Here, the following equation (13) is assumed as the ramp-shaped disturbance, and the disturbance observer is designed. That is, a disturbance is assumed in which the value of the second derivative of the sudden disturbance I d (k) is “0”.

Figure 2006277833
Figure 2006277833

このため、図4で説明した拡大プラント63の状態方程式及び出力方程式は、1次増加し、以下の(14)式となる。なお、A、B、Cは、光スポット位置補正手段51(図4)の離散時間状態方程式を構成する係数行列であり、Tはサンプリング周期[sec]である。   For this reason, the state equation and output equation of the expansion plant 63 described with reference to FIG. 4 increase linearly and become the following equation (14). A, B, and C are coefficient matrices constituting a discrete time state equation of the light spot position correcting means 51 (FIG. 4), and T is a sampling period [sec].

Figure 2006277833
Figure 2006277833

この(14)式における入力である突発外乱補償Ib(k)と、出力である突発外乱によるトラッキング誤差xd(k)とを用いて、最小次元オブザーバを構成すると、以下の(15)式となる。 When the minimum dimension observer is configured using the sudden disturbance compensation I b (k) which is an input in the equation (14) and the tracking error x d (k) due to the sudden disturbance which is an output, the following equation (15) is obtained. It becomes.

Figure 2006277833
Figure 2006277833

また、(15)式中、「n」は、現時点の前の周回におけるディスク1回転分のトラッキング誤差信号のメモリ数を示し、具体的には、n=60/(N×T)〔N:ディスク回転数[rpm]、T:サンプリング周期[sec]〕である。
第2の実施形態においては、この(15)式に示した外乱オブザーバを用いることで、突発外乱の推定を行う。
In the equation (15), “n” indicates the number of memories of the tracking error signal for one rotation of the disk in the previous round at the present time. Specifically, n = 60 / (N × T) [N: Disk rotation speed [rpm], T: Sampling cycle [sec]].
In the second embodiment, sudden disturbance is estimated by using the disturbance observer shown in the equation (15).

〔トラッキング制御装置の構成〕
次に、図11を参照して、第2の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成について説明する。図11は、第2の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。
[Configuration of tracking controller]
Next, the configuration of the tracking control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the tracking control apparatus according to the second embodiment.

図11に示すように、トラッキング制御装置1Bは、トラッキング制御装置1(図1参照)の突発外乱推定装置3の構成を変更し、突発外乱推定装置3Bとしている。すなわち、トラッキング制御装置1Bの突発外乱推定装置3Bは、突発外乱推定装置3から突発外乱検出手段30を省略し、新たに切換判定手段40を備えている。また、突発外乱演算手段33の外乱演算手段33cをその機能を変更した外乱演算手段33Bcとし突発外乱演算手段33Bを構成している。他の構成については、トラッキング制御装置1(図1参照)と同一の構成であるため、同一の符号を付し説明を省略する。   As illustrated in FIG. 11, the tracking control device 1B changes the configuration of the sudden disturbance estimation device 3 of the tracking control device 1 (see FIG. 1) to be a sudden disturbance estimation device 3B. That is, the sudden disturbance estimation device 3B of the tracking control device 1B omits the sudden disturbance detection unit 30 from the sudden disturbance estimation device 3 and newly includes a switching determination unit 40. Moreover, the disturbance calculation means 33B of the sudden disturbance calculation means 33 is replaced with a disturbance calculation means 33Bc whose function is changed, thereby constituting a sudden disturbance calculation means 33B. About another structure, since it is the same structure as the tracking control apparatus 1 (refer FIG. 1), the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

外乱演算手段33Bcは、外乱トラッキング誤差生成手段33aで生成されたトラッキング誤差xd(k)と、外乱操作量誤差生成手段33bで生成された操作量誤差Ib(k)とに基づいて、現時点における、光スポット位置を補正する操作量に対する補正量(突発外乱推定量Id2(k))を推定するとともに、その突発外乱推定量Id2(k)の微分値である微分値推定量Id2dot(k)を推定するものである。すなわち、この外乱演算手段33Bcは、前記(15)式の演算を逐次行うことで突発外乱推定量Id2(k)と、微分値推定量Id2dot(k)とを算出(推定)する。ここで推定された突発外乱推定量Id2(k)は、外乱操作量生成手段23に出力される。また、突発外乱推定量Id2(k)及び微分値推定量Id2dot(k)は、切換判定手段40に出力される。
なお、外乱演算手段33Bcは、図示を省略した微分値算出手段を備え、その微分値算出手段によって、微分値推定量Id2dot(k)を算出することとする。
The disturbance calculation unit 33Bc is based on the tracking error x d (k) generated by the disturbance tracking error generation unit 33a and the operation amount error I b (k) generated by the disturbance operation amount error generation unit 33b. Is estimated with respect to the manipulated variable for correcting the light spot position (sudden disturbance estimated amount I d2 (k)), and a differential value estimated amount I d2dot which is a differential value of the sudden disturbance estimated amount I d2 (k). (K) is estimated. That is, the disturbance calculation means 33Bc calculates (estimates) the sudden disturbance estimated amount I d2 (k) and the differential value estimated amount I d2dot (k) by sequentially performing the calculation of the equation (15). The sudden disturbance estimated amount I d2 (k) estimated here is output to the disturbance manipulated variable generating means 23. The sudden disturbance estimated amount I d2 (k) and the differential value estimated amount I d2dot (k) are output to the switching determination means 40.
The disturbance calculation means 33Bc includes differential value calculation means (not shown), and the differential value calculation means calculates the differential value estimation amount I d2dot (k).

切換判定手段40は、外乱演算手段33Bcで算出(推定)された突発外乱推定量Id2(k)及び微分値推定量Id2dot(k)に基づいて、突発外乱を検出し、その突発外乱の有無に応じて第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2の動作を制御する切換信号を生成するものである。 The switching determination unit 40 detects a sudden disturbance based on the sudden disturbance estimated amount I d2 (k) and the differential value estimated amount I d2dot (k) calculated (estimated) by the disturbance calculating unit 33Bc, and the sudden disturbance is detected. A switching signal for controlling the operation of the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 is generated according to the presence or absence.

ここで、図12を参照(適宜図11参照)して、切換判定手段40の構成について説明する。図12は、切換判定手段の構成を示すブロック図である。ここでは、切換判定手段40は、絶対量生成手段41(411,412)と、基準信号生成手段42(421,422)と、比較手段43(431,432)と、切換信号生成手段44とを備えている。 Here, the configuration of the switching determination means 40 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the switching determination means. Here, the switching determination means 40 includes an absolute quantity generation means 41 (41 1 , 41 2 ), a reference signal generation means 42 (42 1 , 42 2 ), and a comparison means 43 (43 1 , 43 2 ). And a signal generation means 44.

絶対量生成手段41は、入力された信号に対して、その大きさを示す量(絶対値)を出力するものである。ここでは、絶対量生成手段411は、外乱演算手段33Bcで推定された突発外乱推定量Id2(k)を入力し、その大きさを絶対値|Id2(k)|として出力する。また、絶対量生成手段412は、外乱演算手段33Bcで推定された微分値推定量Id2dot(k)を入力し、その大きさを絶対値|Id2dot(k)|として出力する。 The absolute amount generation means 41 outputs an amount (absolute value) indicating the magnitude of the input signal. Here, the absolute amount generation means 41 1 receives the sudden disturbance estimated amount I d2 (k) estimated by the disturbance calculation means 33Bc, and outputs the magnitude as an absolute value | I d2 (k) |. The absolute amount generation unit 41 2 receives the disturbance calculating unit 33Bc at the estimated differential value estimator I d2dot (k), the size of the absolute value | outputs as | I d2dot (k).

基準信号生成手段42は、予め定めた大きさ(閾値)を持つ基準信号を生成するものである。ここでは、基準信号生成手段421は、突発外乱推定量Id2(k)に対する基準信号|THid|を生成するものとし、基準信号生成手段422は、微分値推定量Id2dot(k)に対する基準信号|THiddot|を生成するものとする。 The reference signal generator 42 generates a reference signal having a predetermined magnitude (threshold value). Here, the reference signal generating means 42 1, the reference signal for the sudden disturbance estimator I d2 (k) | TH id | shall generate a reference signal generating means 42 2, the differential value estimator I d2dot (k) It is assumed that a reference signal | TH iddot |

比較手段43は、絶対量生成手段41で生成された絶対値と、基準信号生成手段42で生成された基準信号(閾値)とを比較し、突発外乱の有無を判定するための判定信号を出力するものである。ここでは、比較手段(外乱推定量比較手段)431は、絶対量生成手段411で生成された突発外乱推定量の絶対値|Id2(k)|と、基準信号生成手段421で生成された基準信号|THid|とを比較し、突発外乱推定量の絶対値|Id2(k)|が基準信号|THid|以上の場合に、判定信号(SW−Id2)をオン(ON)とし、それ以外の場合に、判定信号(SW−Id2)をオフ(OFF)とする。また、比較手段(微分値推定量比較手段)432は、絶対量生成手段412で生成された微分値推定量の絶対値|Id2dot(k)|と、基準信号生成手段422で生成された基準信号|THiddot|とを比較し、微分値推定量の絶対値|Id2dot(k)|が基準信号|THiddot|以上の場合に、判定信号(SW−Id2dot)をオンとし、それ以外の場合に、判定信号(SW−Id2dot)をオフとする。 The comparison unit 43 compares the absolute value generated by the absolute amount generation unit 41 with the reference signal (threshold value) generated by the reference signal generation unit 42, and outputs a determination signal for determining the presence or absence of sudden disturbance. To do. Here, the comparison means (disturbance estimation amount comparison means) 43 1 generates the absolute value | I d2 (k) | of the sudden disturbance estimation amount generated by the absolute amount generation means 41 1 and the reference signal generation means 42 1 . Is compared with the reference signal | TH id |, and when the absolute value | I d2 (k) | of the sudden disturbance estimation amount is equal to or larger than the reference signal | TH id |, the determination signal (SW−I d2 ) is turned on ( ON), otherwise, the determination signal (SW- Id2 ) is turned off. The comparison unit (differential value estimation amount comparison unit) 43 2 generates the absolute value | I d2dot (k) | of the differential value estimation amount generated by the absolute amount generation unit 41 2 and the reference signal generation unit 42 2 . Is compared with the reference signal | TH iddot |, and when the absolute value | I d2dot (k) | of the differential value estimation amount is equal to or greater than the reference signal | TH iddot |, the determination signal (SW−I d2dot ) is turned on. In other cases, the determination signal (SW-I d2dot ) is turned off.

切換信号生成手段44は、比較手段43(431,432)から出力される判定信号に基づいて、突発外乱の発生の有無を判定し、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2に出力する切換信号を生成するものである。ここでは、切換信号生成手段44は、比較手段431から出力される判定信号(SW−Id2)と、比較手段432から出力される判定信号(SW−Id2dot)とのいずれか一方がオンの場合に、突発外乱が発生していることを示す突発外乱判定信号(SW−d)を生成する。なお、この突発外乱判定信号(SW−d)は、切換信号Vswとして、第1信号切換手段SW1及び第2信号切換手段SW2に出力される。 The switching signal generation means 44 determines whether or not sudden disturbance has occurred based on the determination signal output from the comparison means 43 (43 1 , 43 2 ), and the first signal switching means SW1 and the second signal switching means SW2 The switching signal to be output to is generated. Here, the switching signal generating means 44, the determination signal output from the comparison means 43 1 (SW-I d2), is one of the determination signal outputted from the comparator 43 2 (SW-I d2dot) When ON, a sudden disturbance determination signal (SW-d) indicating that a sudden disturbance has occurred is generated. The sudden disturbance determination signal (SW-d) is output to the first signal switching unit SW1 and the second signal switching unit SW2 as the switching signal V sw .

ここで、図13〜図15を参照(適宜図12参照)して、切換判定手段40における判定例について説明する。図13は、突発外乱推定量による外乱発生の判定例を示すグラフ図であって、(a)は外乱の判定信号(SW−Id2)、(b)は突発外乱推定量、(c)は突発外乱推定量の絶対値を示している。また、図14は、微分値推定量による外乱発生の判定例を示すグラフ図であって、(a)は判定信号(SW−Id2dot)、(b)は微分値推定量、(c)は微分値推定量の絶対値を示している。また、図15は、突発外乱推定量及び微分値推定量によって判定された判定信号に基づいて、突発外乱の発生の有無を示す突発外乱判定信号を生成する例を示すグラフ図であって、(a)は突発外乱推定量による外乱の判定信号(SW−Id2)、(b)は微分値推定量による外乱の判定信号(SW−Id2dot)、(c)は突発外乱判定信号(SW−d)を示している。なお、図13〜図15では、横軸に時間[sec]を示し、各判定信号における正論理値(オン)を“−1”、負論理値(オフ)を“0”としている。また、図13(b)の縦軸は、突発外乱推定量の相対値(−50〜50)を示し、図13(c)、図14(b)及び図14(c)の縦軸は、突発外乱推定量を基準とした相対値を示している。 Here, with reference to FIGS. 13 to 15 (refer to FIG. 12 as appropriate), a determination example in the switching determination means 40 will be described. FIG. 13 is a graph showing an example of determination of the occurrence of disturbance by the sudden disturbance estimation amount, where (a) is a disturbance determination signal (SW-I d2 ), (b) is a sudden disturbance estimation amount, and (c) is The absolute value of the sudden disturbance estimator is shown. FIG. 14 is a graph showing an example of determination of the occurrence of disturbance by the differential value estimation amount, where (a) is a determination signal (SW−I d2dot ), (b) is a differential value estimation amount, and (c) is It shows the absolute value of the differential value estimator. FIG. 15 is a graph showing an example of generating a sudden disturbance determination signal indicating whether or not a sudden disturbance has occurred based on the determination signal determined by the sudden disturbance estimation amount and the differential value estimation amount. a) the disturbance judgment signal due to sudden disturbance estimator (SW-I d2), ( b) the disturbance of the determination signal by the differential value estimator (SW-I d2dot), ( c) the sudden disturbance determination signal (SW- d). In FIG. 13 to FIG. 15, the horizontal axis indicates time [sec], the positive logic value (ON) in each determination signal is “−1”, and the negative logic value (OFF) is “0”. Moreover, the vertical axis | shaft of FIG.13 (b) shows the relative value (-50-50) of sudden disturbance estimated amount, and the vertical axis | shaft of FIG.13 (c), FIG.14 (b) and FIG.14 (c) is Relative values based on the sudden disturbance estimator are shown.

すなわち、図13(b)に示すような突発外乱推定量Id2(k)が、切換判定手段40に入力されると、絶対量生成手段411によって、図13(c)に示すような突発外乱推定量Id2(k)の絶対値|Id2(k)|を示す信号が生成される。この図13(c)においては、絶対値|Id2(k)|が基準信号のレベル以上の信号を突発外乱と判定する。
そして、図13(a)に示すように、比較手段431によって、突発外乱推定量の絶対値|Id2(k)|が基準信号のレベル以上でオン(“−1”)、基準信号のレベル未満でオフ(“0”)となる判定信号(SW−Id2)が生成される。
That is, when the sudden disturbance estimated amount I d2 (k) as shown in FIG. 13B is input to the switching determination means 40, the absolute quantity generation means 41 1 causes the sudden disturbance as shown in FIG. A signal indicating the absolute value | I d2 (k) | of the disturbance estimation amount I d2 (k) is generated. In FIG. 13C, a signal whose absolute value | I d2 (k) | is equal to or higher than the level of the reference signal is determined as a sudden disturbance.
Then, as shown in FIG. 13A, the comparison means 43 1 turns on (“−1”) when the absolute value | I d2 (k) | A determination signal (SW-I d2 ) that is turned off (“0”) below the level is generated.

また、図14(b)に示すような微分値推定量Id2dot(k)が、切換判定手段40に入力されると、絶対量生成手段412によって、図14(c)に示すような微分値推定量Id2dot(k)の絶対値|Id2dot(k)|を示す信号が生成される。この図14(c)においては、絶対値|Id2dot(k)|が基準信号のレベル以上の信号を突発外乱と判定する。
そして、図14(a)に示すように、比較手段432によって、微分値推定量の絶対値|Id2dot(k)|が基準信号のレベル以上でオン(“−1”)、基準信号のレベル未満でオフ(“0”)となる判定信号(SW−Id2dot)が生成される。
Further, and FIG. 14 (b) in shown derivative value estimator I d2dot (k) is inputted to the switching determination unit 40, the absolute amount generation unit 41 2, as shown in FIG. 14 (c) differential A signal indicating the absolute value | I d2dot (k) | of the value estimation amount I d2dot (k) is generated. In FIG. 14C, a signal whose absolute value | I d2dot (k) | is equal to or higher than the level of the reference signal is determined as a sudden disturbance.
As shown in FIG. 14 (a), the comparing unit 43 2, the absolute value of a differential value estimate | I d2dot (k) | is turned on or the level of the reference signal ( "-1"), the reference signal A determination signal (SW-I d2dot ) that is turned off (“0”) below the level is generated.

そして、切換判定手段40の切換信号生成手段44は、図15(a)に示すような、比較手段431から出力される判定信号(SW−Id2)と、図15(b)に示すような、比較手段432から出力される判定信号(SW−Id2dot)とを論理和演算することで、図15(c)に示すような、突発外乱判定信号(SW−d)を生成し、切換信号(Vsw)として出力する。
以上説明したように、トラッキング制御装置1(突発外乱推定装置3)を構成することで、ランプ状外乱の発生を検出することが可能になり、高精度かつ安定的にトラッキングの制御を行うことが可能になる。
The switching signal generation unit 44 of the switching determination unit 40, as shown in FIG. 15 (a), the determination signal output from the comparison means 43 1 (SW-I d2), as shown in FIG. 15 (b) The sudden disturbance judgment signal (SW-d) as shown in FIG. 15C is generated by performing a logical OR operation on the judgment signal (SW-I d2dot ) output from the comparison means 43 2 . Output as a switching signal (V sw ).
As described above, by configuring the tracking control device 1 (sudden disturbance estimation device 3), it becomes possible to detect the occurrence of a ramp-like disturbance and to perform tracking control with high accuracy and stability. It becomes possible.

〔トラッキング制御装置の動作〕
次に、第2の実施形態に係るトラッキング制御装置の動作について説明する。基本的なトラッキング制御動作については、図6で説明した動作と同一であるため、説明を省略し、切換判定手段40における切換判定動作についてのみ説明を行うこととする。
[Operation of tracking controller]
Next, the operation of the tracking control device according to the second embodiment will be described. Since the basic tracking control operation is the same as the operation described with reference to FIG. 6, the description thereof will be omitted, and only the switching determination operation in the switching determination means 40 will be described.

(切換判定動作)
ここでは、図16を参照(適宜図11及び図12参照)して、切換判定動作について説明を行う。図16は、切換判定手段における切換判定の動作を示すフローチャートである。
(Switching judgment operation)
Here, the switching determination operation will be described with reference to FIG. 16 (refer to FIGS. 11 and 12 as appropriate). FIG. 16 is a flowchart showing the switching determination operation in the switching determination means.

まず、切換判定手段40は、突発外乱演算手段33Bから、突発外乱推定量Id2(k)と微分値推定量Id2dot(k)とを取得する(ステップS61)。
そして、切換判定手段40は、絶対量生成手段411によって、突発外乱推定量Id2(k)の絶対値|Id2(k)|を生成し、絶対量生成手段412によって、微分値推定量Id2dot(k)の絶対値|Id2dot(k)|を生成する(ステップS62)。
First, the switching determination unit 40 acquires the sudden disturbance estimation amount I d2 (k) and the differential value estimation amount I d2dot (k) from the sudden disturbance calculation unit 33B (step S61).
Then, the switching determination unit 40, the absolute amount generation unit 41 1, the absolute value of the sudden disturbance estimator I d2 (k) | I d2 (k) | generate, by an absolute amount generation unit 41 2, the differential value estimated An absolute value | I d2dot (k) | of the quantity I d2dot (k) is generated (step S62).

そして、切換判定手段40は、比較手段431によって、ステップS62で生成された突発外乱推定量の絶対値|Id2(k)|と、基準信号生成手段421から出力される基準信号|THid|とを比較する(ステップS63)。
ここで、絶対値|Id2(k)|が基準信号|THid|未満である場合(ステップS63でYes)、比較手段431は、突発外乱が発生していないと判定し、判定信号SW−Id2をオフ(OFF)とする(ステップS64)。一方、絶対値|Id2(k)|が基準信号|THid|以上である場合(ステップS63でNo)、比較手段431は、突発外乱が発生していると判定し、判定信号SW−Id2をオン(ON)とする(ステップS65)。
Then, the switching determination unit 40 uses the absolute value | I d2 (k) | generated by the comparison unit 43 1 in step S62 and the reference signal | TH output from the reference signal generation unit 42 1. id | is compared (step S63).
Here, the absolute value | I d2 (k) | is the reference signal | TH id | is less than (Yes in step S63), comparison means 43 1 determines that sudden disturbance has not occurred, the determination signal SW -I d2 is turned off (step S64). On the other hand, the absolute value | I d2 (k) | is the reference signal | TH id | is greater than or equal (No at step S63), comparison means 43 1 determines that sudden disturbance has occurred, the determination signal SW- I d2 is turned on (ON) (step S65).

また、切換判定手段40は、比較手段432によって、ステップS62で生成された微分値推定量の絶対値|Id2dot(k)|と、基準信号生成手段422から出力される基準信号|THiddot|とを比較する(ステップS66)。
ここで、絶対値|Id2dot(k)|が基準信号|THiddot|未満である場合(ステップS66でYes)、比較手段432は、突発外乱が発生していないと判定し、判定信号(SW−Id2dot)をオフ(OFF)とする(ステップS67)。一方、絶対値|Id2dot(k)|が基準信号|THiddot|以上である場合(ステップS66でNo)、比較手段432は、突発外乱が発生していると判定し、判定信号(SW−Id2dot)をオン(ON)とする(ステップS68)。
The switching decision unit 40, the comparing unit 43 2, the absolute value of the generated differential value estimate in step S62 | and the reference signal outputted from the reference signal generating means 42 2 | | I d2dot (k ) TH iddot | is compared (step S66).
Here, the absolute value | I d2dot (k) | is the reference signal | TH iddot | is less than (Yes in step S66), comparison means 43 2 determines that sudden disturbance has not occurred, the determination signal ( SW- Id2dot ) is turned off (step S67). On the other hand, the absolute value | I d2dot (k) | is the reference signal | TH iddot | is greater than or equal (No at step S66), comparison means 43 2 determines that sudden disturbance has occurred, the determination signal (SW -I d2dot ) is turned on (step S68).

そして、切換判定手段40は、切換信号生成手段44によって、判定信号(SW−Id2)と判定信号(SW−Id2dot)との論理和演算を行い、突発外乱判定信号(SW−d)を生成する(ステップS69)。なお、切換信号生成手段44は、ディスク回転の1周期の間、突発外乱判定信号(SW−d)の状態を保持する(ステップS70)。
そして、切換判定手段40は、ステップS61に戻って、ディスクが回転している間(トラック位置が入力される間)、切換判定動作を継続する。
以上の動作によって、トラッキング制御装置1Bは、ランプ状外乱の発生を検出することが可能になり、高精度かつ安定的にトラッキングの制御を行うことが可能になる。
Then, the switching determination means 40 performs a logical OR operation between the determination signal (SW−I d2 ) and the determination signal (SW−I d2dot ) by the switching signal generation means 44 to generate the sudden disturbance determination signal (SW−d). Generate (step S69). Note that the switching signal generation unit 44 maintains the state of the sudden disturbance determination signal (SW-d) for one cycle of disk rotation (step S70).
Then, the switching determination means 40 returns to step S61 and continues the switching determination operation while the disk is rotating (while the track position is input).
With the above operation, the tracking control device 1B can detect the occurrence of ramp disturbance, and can control tracking with high accuracy and stability.

なお、本発明に係るトラッキング制御装置は、光ディスク装置を含む装置、例えば、光ディスクを搭載したカメラ一体型レコーダや、車載用光ディスク装置、携帯型光ディスク装置におけるトラッキング制御に用いることができる。
また、本発明に係るトラッキング制御装置は、光ディスク記録装置のトラッキング制御に用いられるだけではなく、光磁気ディスク装置、磁気ディスク装置等のディスク装置におけるトラッキング制御に広く用いることができる。
The tracking control device according to the present invention can be used for tracking control in a device including an optical disc device, for example, a camera-integrated recorder equipped with an optical disc, an in-vehicle optical disc device, or a portable optical disc device.
The tracking control apparatus according to the present invention is not only used for tracking control of an optical disk recording apparatus, but can be widely used for tracking control in disk apparatuses such as a magneto-optical disk apparatus and a magnetic disk apparatus.

第1の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the tracking control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 一般的なトラッキング制御装置の制御系を模式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed typically the control system of the general tracking control apparatus. 突発外乱のフィードバック制御系及び周期的外乱のフィードバック制御系を説明するための説明図であって、(a)は突発外乱のフィードバック制御系、(b)は周期的外乱のフィードバック制御系を示している。It is explanatory drawing for demonstrating the feedback control system of a sudden disturbance, and the feedback control system of a periodic disturbance, (a) shows the feedback control system of a sudden disturbance, (b) shows the feedback control system of a periodic disturbance, Yes. 周期的外乱を除外した拡大プラントを実現する概念を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the concept which implement | achieves the expansion plant which excluded the periodic disturbance. 突発外乱検出手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a sudden disturbance detection means. 第1の実施形態に係るトラッキング制御装置のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the feedback control operation | movement of the tracking control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 突発外乱推定装置の突発外乱検出手段における信号切換動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal switching operation | movement in the sudden disturbance detection means of the sudden disturbance estimation apparatus. 突発外乱推定装置の突発外乱演算手段における外乱推定動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the disturbance estimation operation | movement in the sudden disturbance calculating means of a sudden disturbance estimation apparatus. 切換信号と第1及び第2信号切換手段の切り換えのタイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the switching timing of a switching signal and a 1st and 2nd signal switching means. トラッキング制御装置の評価結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the evaluation result of a tracking control apparatus. 第2の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the tracking control apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 切換判定手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a switching determination means. 突発外乱推定量による外乱発生の判定例を示すグラフ図である。It is a graph which shows the example of determination of the disturbance generation by sudden disturbance estimated amount. 微分値推定量による外乱発生の判定例を示すグラフ図である。It is a graph which shows the example of determination of disturbance generation by a differential value estimation amount. 微分値推定量及び微分値推定量によって判定された判定信号に基づいて、突発外乱の発生の有無を示す突発外乱判定信号を生成する例を示すグラフ図である。It is a graph which shows the example which produces | generates the sudden disturbance determination signal which shows the presence or absence of generation | occurrence | production of the sudden disturbance based on the determination signal determined by the differential value estimation amount and the differential value estimation amount. 切換判定手段における切換判定の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the switching determination in a switching determination means.

符号の説明Explanation of symbols

1、1B トラッキング制御装置
2 フィードバック制御系
20 トラッキング誤差信号生成手段
21 A/D変換手段
22 フィードバック制御手段
23 外乱操作量生成手段
24 D/A変換手段
25 光スポット位置補正手段
3 突発外乱推定装置
30 突発外乱検出手段
30a 加速度検出手段
30b 信号変換手段
30c 電圧レベル判定手段
30d 切換信号生成手段
31 トラッキング誤差遅延制御手段
31a 第1記憶制御手段
31b 第1記憶手段
31c 第1位相調整手段
32 操作量遅延制御手段
32a 第2記憶制御手段
32b 第2記憶手段
32c 第2位相調整手段
33、33B 突発外乱演算手段
33a 外乱トラッキング誤差生成手段
33b 外乱操作量誤差生成手段
33c、33Bc 外乱演算手段(微分値算出手段)
40 切換判定手段
41 絶対量生成手段
42 基準信号生成手段
43 比較手段(外乱推定量比較手段、微分値推定量比較手段)
44 切換信号生成手段
SW1 第1信号切換手段
SW2 第2信号切換手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1B Tracking control apparatus 2 Feedback control system 20 Tracking error signal generation means 21 A / D conversion means 22 Feedback control means 23 Disturbance operation amount generation means 24 D / A conversion means 25 Light spot position correction means 3 Sudden disturbance estimation apparatus 30 Sudden disturbance detection means 30a Acceleration detection means 30b Signal conversion means 30c Voltage level determination means 30d Switching signal generation means 31 Tracking error delay control means 31a First storage control means 31b First storage means 31c First phase adjustment means 32 Operation amount delay control 32 Means 32a Second storage control means 32b Second storage means 32c Second phase adjustment means 33, 33B Sudden disturbance calculation means 33a Disturbance tracking error generation means 33b Disturbance manipulated variable error generation means 33c, 33Bc Disturbance calculation means (differential value calculation means)
40 switching determination means 41 absolute amount generation means 42 reference signal generation means 43 comparison means (disturbance estimation amount comparison means, differential value estimation amount comparison means)
44 switching signal generating means SW1 first signal switching means SW2 second signal switching means

Claims (7)

ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段を備えたトラッキング制御装置において、外部から入力される突発外乱量を推定する突発外乱推定装置であって、
前記トラッキング誤差信号を逐次記憶するとともに、遅延させるトラッキング誤差遅延制御手段と、
このトラッキング誤差遅延制御手段で遅延させたトラッキング誤差信号と、現時点におけるトラッキング誤差信号との差分に基づいて、前記トラック位置の変化量となるトラッキング誤差を生成する外乱トラッキング誤差生成手段と、
前記操作量を逐次記憶するとともに、遅延させる操作量遅延制御手段と、
この操作量遅延制御手段で遅延させた操作量と、現時点における操作量との差分に基づいて、前記操作量の変化量となる操作量誤差を生成する外乱操作量誤差生成手段と、
前記外乱トラッキング誤差生成手段で生成されたトラッキング誤差と、前記外乱操作量誤差生成手段で生成された操作量誤差とに基づいて、前記現時点における操作量に対して、突発外乱を補償する前記突発外乱量を、突発外乱推定量として算出する外乱演算手段と、
を備えていることを特徴とする突発外乱推定装置。
Compensation of the amplitude and phase of the tracking error signal indicating an error between the track position on the disk and the light spot position of the light beam emitted from the optical head, and an operation amount for correcting the light spot position is generated. In the tracking control device provided with the feedback control means, a sudden disturbance estimation device for estimating a sudden disturbance amount input from the outside,
Tracking error delay control means for sequentially storing and delaying the tracking error signal; and
Disturbance tracking error generation means for generating a tracking error that is the amount of change in the track position based on the difference between the tracking error signal delayed by the tracking error delay control means and the tracking error signal at the present time;
The operation amount delay control means for sequentially storing the operation amount and delaying the operation amount;
Disturbance manipulated variable error generating means for generating an manipulated variable error that is the amount of change in the manipulated variable based on the difference between the manipulated variable delayed by the manipulated variable delay control means and the manipulated variable at the present time;
The sudden disturbance that compensates for the sudden disturbance with respect to the current operation amount based on the tracking error generated by the disturbance tracking error generation unit and the operation amount error generated by the disturbance operation amount error generation unit Disturbance calculation means for calculating the amount as an unexpected disturbance estimation amount;
A sudden disturbance estimation device characterized by comprising:
前記突発外乱を検出し、その検出結果に基づいて、現時点における前記トラッキング誤差信号及び前記操作量の記憶を停止するか否かを示す切換信号を、前記トラッキング誤差遅延制御手段及び前記操作量遅延制御手段に出力する突発外乱検出手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の突発外乱推定装置。   Based on the detection result, the sudden disturbance is detected, and a switching signal indicating whether to stop storing the tracking error signal and the operation amount at the present time is used as the switching error delay control means and the operation amount delay control. The sudden disturbance estimation device according to claim 1, further comprising sudden disturbance detection means for outputting to the means. 前記突発外乱検出手段は、
前記突発外乱の加速度を加速度信号として検出する加速度検出手段と、
この加速度検出手段で検出された加速度信号を電圧信号に変換する信号変換手段と、
この信号変換手段で変換された電圧信号と、予め定められた閾値とを比較して、突発外乱の発生の有無を判定する電圧レベル判定手段と、
この電圧レベル判定手段の判定結果に基づいて、前記切換信号を生成する切換信号生成手段と、
を備えていることを特徴とする請求項2に記載の突発外乱推定装置。
The sudden disturbance detection means includes
Acceleration detecting means for detecting the acceleration of the sudden disturbance as an acceleration signal;
Signal conversion means for converting the acceleration signal detected by the acceleration detection means into a voltage signal;
A voltage level determination unit that compares the voltage signal converted by the signal conversion unit with a predetermined threshold value to determine whether or not sudden disturbance has occurred,
Based on the determination result of the voltage level determination means, switching signal generating means for generating the switching signal,
The sudden disturbance estimation device according to claim 2, comprising:
前記外乱演算手段は、前記突発外乱推定量の単位時間あたりの変化量を、微分値推定量として算出する微分値算出手段を備え、
前記外乱演算手段で算出された前記突発外乱推定量と、前記微分値算出手段で算出された前記微分値推定量とに基づいて、現時点における前記トラッキング誤差信号及び前記操作量の記憶を停止するか否かを示す切換信号を、前記トラッキング誤差遅延制御手段及び前記操作量遅延制御手段に出力する切換判定手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の突発外乱推定装置。
The disturbance calculating means includes a differential value calculating means for calculating a change amount per unit time of the sudden disturbance estimated quantity as a differential value estimated quantity,
Whether to stop storing the tracking error signal and the manipulated variable at the present time based on the sudden disturbance estimated amount calculated by the disturbance calculating unit and the differential value estimated amount calculated by the differential value calculating unit 2. The sudden disturbance estimation device according to claim 1, further comprising a switching determination unit that outputs a switching signal indicating whether or not to the tracking error delay control unit and the operation amount delay control unit.
前記切換判定手段は、
前記突発外乱推定量の大きさと、予め定められた閾値とを比較する外乱推定量比較手段と、
前記微分値推定量の大きさと、予め定められた閾値とを比較する微分値推定量比較手段と、
前記外乱推定量比較手段及び前記微分値推定量比較手段の比較結果に基づいて、前記突発外乱推定量及び前記微分値推定量のいずれか一方が前記各閾値よりも大きい場合に、前記突発外乱が発生したと判定し、前記切換信号を生成する切換信号生成手段と、
を備えていることを特徴とする請求項4に記載の突発外乱推定装置。
The switching determination means is
Disturbance estimated amount comparison means for comparing the magnitude of the sudden disturbance estimated amount with a predetermined threshold;
Differential value estimation amount comparison means for comparing the magnitude of the differential value estimation amount with a predetermined threshold;
Based on the comparison results of the disturbance estimation amount comparison means and the differential value estimation amount comparison means, when either one of the sudden disturbance estimation amount or the differential value estimation amount is larger than the threshold value, the sudden disturbance is Switching signal generating means for determining that it has occurred and generating the switching signal;
The sudden disturbance estimation device according to claim 4, comprising:
ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段を備えたトラッキング制御装置において、
外部から入力される突発外乱量を推定する請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の突発外乱推定装置と、
この突発外乱推定装置で推定された突発外乱量と、前記フィードバック制御手段で生成された操作量とを加算することで、前記突発外乱を補償する操作量となる突発外乱操作量を生成する外乱操作量生成手段と、
を備えていることを特徴とするトラッキング制御装置。
Compensation of the amplitude and phase of a tracking error signal indicating an error between the track position on the disk and the light spot position of the light beam emitted from the optical head, and an operation amount for correcting the light spot position is generated. In the tracking control device provided with the feedback control means,
The sudden disturbance estimation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the sudden disturbance amount input from the outside is estimated;
Disturbance operation for generating a sudden disturbance manipulated variable that is an manipulated variable that compensates for the sudden disturbance by adding the sudden disturbed amount estimated by the sudden disturbance estimating device and the manipulated variable generated by the feedback control means A quantity generating means;
A tracking control device comprising:
ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段を備えたトラッキング制御装置において、突発外乱の発生に伴う前記操作量を補正するための突発外乱量を推定する突発外乱推定方法であって、
現時点におけるトラッキング誤差信号と、遅延された過去のトラッキング誤差信号との差分に基づいて、前記トラック位置の変化量となるトラッキング誤差を生成する外乱トラッキング誤差生成ステップと、
現時点における操作量と、遅延された過去の操作量との差分に基づいて、前記操作量の変化量となる操作量誤差を生成する外乱操作量誤差生成ステップと、
前記外乱トラッキング誤差生成ステップで生成されたトラッキング誤差と、前記外乱操作量誤差生成ステップで生成された操作量誤差とに基づいて、前記現時点における操作量に対して突発外乱を補償する前記突発外乱量を、突発外乱推定量として算出する外乱演算ステップと、
を含んでいることを特徴とするトラッキング制御装置における突発外乱推定方法。
Compensation of the amplitude and phase of the tracking error signal indicating an error between the track position on the disk and the light spot position of the light beam emitted from the optical head, and an operation amount for correcting the light spot position is generated. In the tracking control device provided with the feedback control means, a sudden disturbance estimation method for estimating a sudden disturbance amount for correcting the operation amount accompanying the occurrence of the sudden disturbance,
A disturbance tracking error generation step for generating a tracking error that is a change amount of the track position based on a difference between a tracking error signal at the present time and a delayed past tracking error signal;
A disturbance operation amount error generating step for generating an operation amount error that is a change amount of the operation amount based on a difference between the operation amount at the present time and the delayed past operation amount;
The sudden disturbance amount that compensates for the sudden disturbance with respect to the current operation amount based on the tracking error generated in the disturbance tracking error generation step and the operation amount error generated in the disturbance operation amount error generation step A disturbance calculation step for calculating as a sudden disturbance estimation amount,
The sudden disturbance estimation method in the tracking control apparatus characterized by including this.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251111A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Tracking control device, its program, non-periodic disturbance estimating device, its program
US8804274B1 (en) 2013-04-18 2014-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Disk storage apparatus and servo control method
CN114624994A (en) * 2022-04-07 2022-06-14 安徽大学 Novel active disturbance rejection control method and system of high-order flexible linear system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09128770A (en) * 1995-10-30 1997-05-16 Alpine Electron Inc Focus servo controller
JP2001052348A (en) * 1999-08-04 2001-02-23 Sanyo Electric Co Ltd Actuator controller of disk drive
JP2005310348A (en) * 2004-03-23 2005-11-04 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Tracking control device, tracking control method, burst disturbance estimating device, and burst disturbance estimating method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09128770A (en) * 1995-10-30 1997-05-16 Alpine Electron Inc Focus servo controller
JP2001052348A (en) * 1999-08-04 2001-02-23 Sanyo Electric Co Ltd Actuator controller of disk drive
JP2005310348A (en) * 2004-03-23 2005-11-04 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Tracking control device, tracking control method, burst disturbance estimating device, and burst disturbance estimating method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251111A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Tracking control device, its program, non-periodic disturbance estimating device, its program
JP4707006B2 (en) * 2007-03-30 2011-06-22 日本放送協会 Tracking control device and program thereof, and non-periodic disturbance estimation device and program thereof
US8804274B1 (en) 2013-04-18 2014-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Disk storage apparatus and servo control method
CN114624994A (en) * 2022-04-07 2022-06-14 安徽大学 Novel active disturbance rejection control method and system of high-order flexible linear system

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