JP4976798B2 - 二自由度位置制御方法、二自由度位置制御装置および媒体記憶装置 - Google Patents
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Description
「Digital Control of Dynamic Systems」(著者 Gene F. Franklin 他2名、発行元 ADDISON-WESLEY, 発行年1998年)
図1は、本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図、図2は、図1の磁気ディスクの位置信号の配置図、図3は、図1及び図2の磁気ディスクの位置信号の構成図、図4は、シーク制御の制御遷移図である。
図5は、本発明の位置制御系の第1の実施の形態のブロック図、図6は、その動作説明図である。
次に、コントローラ26を構成する現在オブザーバを説明する。磁気ディスク装置のアクチュエータは、回転型である。しかし、次式(1)の形の直進型アクチュエータの状態方程式に変換して表現できる。尚、xは位置(m)、vは速度(m/s),uは電流(Ampere)、Blは力定数(N/m)、mは等価質量(kg)、uは出力、sはラプラス演算子である。
図9は、本発明の位置制御系の第2の実施の形態のブロック図であり、図1のMCU14が実行する現在オブザーバを使用した二自由度位置制御系を示す。図9において、図5で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
図10は、本発明の二自由度位置制御系の第3の実施の形態のブロック図、図11は、その目標位置軌道の説明図、図12は、マルチレート制御の動作シーケンス図である。図10乃至図12は、2倍のマルチレート制御を用いた二自由制御系の構成を示す。図10において、図5、図9で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
次に、図10のマルチレート制御現在オブザーバを説明する。図12に示すように、このマルチレート制御には、状態推定をシングルレートで行うシングルレート状態推定と、状態推定をマルチレートで行うマルチレート状態推定とがある。いずれも、1サンプルで、電流を、u(n),u(n+0.5)と2回演算し、変化する。
このように、1回目と同様に、2回目の推定状態を、サンプル時刻に観測した位置誤差で補正することが、マルチレート状態推定である。
図14は、本発明の二自由度位置制御系の第4の実施の形態のブロック図である。図14は、2倍のマルチレート制御を用いた二自由制御系の構成を示す。図14において、図5、図9、図10で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
前述の実施の形態では、オブザーバ制御を、磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置の適用の例で説明したが、光ディスク装置等の他の媒体記憶装置にも適用できる。又、外乱モデルを考慮しているが、外乱モデルを考慮しない場合にも、採用できる。
2 スピンドルモータの回転軸
3 ヘッド
4 ディスク
5 スピンドルモータ
6 アクチュエータのVCM駆動回路
7 位置復調回路
8 スピンドルモータの駆動回路
9 バス
10 データの記録再生回路
11 ハードディスクコントローラ
12 MCUのRAM
13 MCUのROM
14 マイクロコントローラユニット
15 ハードディスクコントローラのRAM
16 位置信号
Claims (10)
- 対象物を目標位置に、アクチュエータにより位置制御する位置制御方法において、
前記位置制御での前記目標位置への移動距離に応じて目標位置軌道を生成する軌道生成ステップと、
前記対象物の現在位置から前記目標位置を差し引いた位置誤差を演算する誤差演算ステップと、
前記目標位置軌道から当該目標位置軌道に対して時間方向に所定値の差を有して追従する基準位置軌道を差し引いた目標位置軌道の相対値と、前記位置誤差の値から前記基準位置軌道の値を差し引いた位置誤差の相対値を使用して、オブザーバを使用した二自由度制御系により、前記アクチュエータへの出力値を演算する出力値演算ステップと、を有する
ことを特徴とする位置制御方法。 - 前記オブザーバを使用した二自由度制御系の保持する推定位置を、前記基準位置軌道からの相対値に修正する修正ステップを更に有する
ことを特徴とする請求項1の位置制御方法。 - 前記出力値演算ステップは、前記基準位置軌道に前記目標位置軌道を使用して、前記アクチュエータへの出力値を演算するステップからなる
ことを特徴とする請求項1の位置制御方法。 - 記憶媒体のデータを少なくとも読み取るヘッドと、
前記記憶媒体の所定位置に、前記ヘッドを位置制御するためのアクチュエータと、
前記位置制御での前記目標位置への移動距離に応じて目標位置軌道を生成し、前記対象物の現在位置から前記目標位置を差し引いた位置誤差を演算し、前記目標位置軌道から当該目標位置軌道に対して時間方向に所定値の差を有して追従する基準位置軌道を差し引いた目標位置軌道の相対値と、前記位置誤差の値から前記基準位置軌道の値を差し引いた位置誤差の相対値を使用して、オブザーバを使用した二自由度制御系により、前記アクチュエータへの出力値を演算する制御ユニットとを有する
ことを特徴とする媒体記憶装置。 - 前記制御ユニットは、前記オブザーバを使用した二自由度制御系の保持する推定位置を、前記基準位置軌道からの相対値に修正する
ことを特徴とする請求項4の媒体記憶装置。 - 前記制御ユニットは、前記基準位置軌道に前記目標位置軌道を使用して、前記アクチュエータへの出力値を演算する
ことを特徴とする請求項4の媒体記憶装置。 - 対象物を目標位置に、アクチュエータにより位置制御する位置制御装置において、
前記位置制御での前記目標位置への移動距離に応じて目標位置軌道を生成する生成ブロックと、
前記対象物の現在位置から前記目標位置を差し引いた位置誤差を演算する誤差演算ブロックと、
前記目標位置軌道から当該目標位置軌道に対して時間方向に所定値の差を有して追従する基準位置軌道を差し引いた目標位置軌道の相対値と、前記位置誤差の値から前記基準位置軌道の値を差し引いた位置誤差の相対値を使用して、オブザーバを使用した二自由度制御系により、前記アクチュエータへの出力値を演算する制御ユニットとを有する
ことを特徴とする位置制御装置。 - 前記制御ユニットは、前記オブザーバを使用した二自由度制御系の保持する推定位置を、前記基準位置軌道からの相対値に修正する
ことを特徴とする請求項7の位置制御装置。 - 前記制御ユニットは、前記基準位置軌道に前記目標位置軌道を使用して、前記アクチュエータへの出力値を演算する
ことを特徴とする請求項7の位置制御装置。 - 前記制御ユニットは、マルチレート制御において、サンプル時刻の前記目標位置軌道から前記基準位置軌道を差し引いた第1の目標位置軌道の相対値と、サンプル時刻+0.5サンプル時刻の目標位置軌道から前記基準位置軌道を差し引いた第2の目標位置軌道の相対値と、前記位置誤差の値から前記基準位置軌道の値を差し引いた位置誤差の相対値を使用して、マルチレート制御オブザーバを使用した二自由度制御系により、前記アクチュエータへの出力値を演算する
ことを特徴とする請求項7の位置制御装置。
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