JPH10124111A - ディジタル制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィードバック制御系において生じるオーバ
ーシュートやアンダーシュートを改善する。 【解決手段】 制御対象１の状態量１４と、サーボ補償
器２の状態量１７と、規範軌道発生機構５の状態量１８
と、規範軌道１５および制御量７の偏差１６を基に軌道
追従型初期値設定機構４より前記サーボ補償器２の内部
の再設定を行う状態量１９と安定な状態方程式で記述さ
れる補正信号発生外部モデル３の状態量２０を設定す
る。設定後は前記補正信号発生外部モデル３の補正信号
１２を前記サーボ補償器２の出力１１に加えた信号を前
記制御対象１への入力１３とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル制御方
式に属し、特にディジタルサーボ補償器による磁気ディ
スク装置のヘッド位置決めを制御するディジタル制御方
式、その他、線形近似可能な制御対象のディジタル制御
方式に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の磁気ディスク装置のヘッ
ド位置決めを制御するディジタル制御方式は、高速・高
精度な位置決めを目的として用いられている。

【０００３】例えば、１９９３年７月、計測自動制御学
会論文集Ｖｏ１２９ Ｎｏ７ ７９２〜７９９頁には、
磁気ディスク装置のヘッド位置決めにおけるモード切り
換え型サーボ系において、切り換え後の時間応答特性を
改善するために切り換え後の閉ループ系の状態量とこの
状態量の定常値との偏差を評価関数としこれを最小化す
るようにサーボ補償器の状態量を再設定する初期値補償
技術が記載されている。

【０００４】また、特開平７−９８９４８号公報には、
位置誤差信号に含まれる同期的・非同期的軸振れ成分で
ある周波数成分をＦＦＴにより推定し適応フィルタで処
理した信号を主制御ループの制御信号に対してフィード
フォワード信号として加算することにより、ヘッド位置
決め制御を先の同期的・非同期的軸振れ成分に追従させ
る技術が開示されている。

【０００５】さらに、特開平６−２３１５５３号公報に
は、二重サーボ系を持つ磁気ディスク装置のヘッド位置
決め制御装置において、ディスク偏心及び熱膨張に起因
するスピンドル回転同期外乱データを記憶し微動アクチ
ュエータへのフィードフォワード信号として加えること
により位置決め精度を向上させる技術が開示されてい
る。

【０００６】この他、特開平５−２５８４９１号公報で
は、適応サーボ・システムによる磁気ディスク装置のア
クチュエータ制御において、補償フィルタ機構部のパラ
メータをトレーニング信号に基づいてリアルタイムで変
更することにより、パラメータの変動による整定時間の
悪化を補償する技術が開示されている。

【０００７】図１３は、従来の磁気ディスク装置におけ
るヘッド位置決め制御系を示している。図１３におい
て、ヘッド位置決め制御系は、ヘッド位置決め機構部１
３１と、速度あるいは推定速度を用いないヘッド位置決
めサーボ補償器１３２とを備えている。１０７は制御
量、１１０は目標値入力、１１１はサーボ補償器出力を
示している。ヘッド位置決めサーボ補償器である。

【０００８】図１４は、従来の磁気ディスク装置におけ
る速度推定機構を持つヘッド位置決め制御系を示してい
る。図１４においては、図１３のヘッド位置決め制御系
に示した構成のほかに、速度推定オブザーバなどによる
速度推定機構１３３を備えている。１３４は速度推定機
構１３３により測定したヘッド推定速度である。

【０００９】図１５は、磁気ディスク装置におけるヘッ
ド位置決め制御系に初期値設定法を適用した従来例を示
している。図１５においては、図１４のヘッド位置決め
制御系に示した構成のほかに、初期値設定機構１４９を
備えている。

【００１０】１５０はヘッド位置決めサーボ補償器１３
２の状態量再設定値、１５１はヘッド位置決めサーボ補
償器１３２の再設定前の状態量である。サーボ補償器１
３２の内部状態量は内部状態量Ｘｃ（０）で示した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しなしながら、従来技
術の第１の問題点は、例えば図１３及び図１４に示した
制御系をＰＩＤ制御器のような低次元のヘッド位置決め
サーボ補償器３２を用いて構成するとき、再設定可能な
状態量の数が少ないため、図１５に示す評価関数最小化
による状態量再設定を行っても希望する時間応答波形を
得られないという問題がある。

【００１２】第２の問題点は、フィードフォワードによ
る外乱成分の除去では、外乱成分は除去可能であるがノ
ミナルな制御系の応答特性を改善できないという問題が
ある。

【００１３】その理由は、フィードフォワードにより補
正される量が外乱信号に起因する位置誤差であり、長サ
ンプリング時間のために十分帯域を確保できず高速シー
ク時にオーバーシュートやアンダーシュートが生じるフ
ィードバック制御系自体の目標値応答時間波形を改善す
る機能を持っていないためである。

【００１４】第３の問題点は、パラメータのトレーニン
グ方式では、トレーニングによりフィードバック系に組
み込まれているヘッド位置決めサーボ補償器３２のパラ
メータ自体が変化していくため、閉ループ系のランナウ
ト周波数特性と目標値応答波形が同時に変化してしまう
という問題がある。

【００１５】それ故に本発明の課題は、線形時不変な低
次元サーボ補償器を用いた場合でも、着目した時刻以降
の制御量の時間波形をフィードバックループの周波数特
性を変えることなく改善することにより高速位置決めを
達成することができるディジタル制御方式を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、制御対
象の状態量を初期状態として出力を発生するサーボ補償
器と、安定な状態方程式で記述される補正信号発生外部
モデルと、該補正信号発生外部モデルおよび前記サーボ
補償器の状態量を設定する軌道追従型初期設定機構とを
含み、前記補正信号発生外部モデルの出力を前記サーボ
補償器の出力に加えて補正することにより制御量の応答
特性を変更することを特徴とするディジタル制御方式が
得られる。

【００１７】また、本発明によれば、制御対象の状態量
を初期状態として出力を発生するサーボ補償器と、安定
な状態方程式で記述される補正信号発生外部モデルと、
該補正信号発生外部モデルおよび前記サーボ補償器の状
態量を設定する軌道追従型初期設定機構とを含み、前記
軌道追従型初期設定機構は任意に設定可能な状態量を初
期状態として制御量が追従すべき理想軌道である規範軌
道を発生する規範軌道発生機構を有し、前記制御対象の
状態量と前記サーボ補償器の状態量の一部または全部と
前記規範軌道発生機構の状態量に基づいて前記サーボ補
償器の残りの状態量と前記補正信号発生外部モデルの状
態量とを再設定することにより制御量の応答特性を変更
することを特徴とするディジタル制御方式が得られる。

【００１８】また、本発明によれば、前記制御対象の状
態量の代わりに前記制御対象の状態推定値を用いたこと
を特徴とするディジタル制御方式が得られる。

【００１９】また、本発明によれば、規範軌道と位置誤
差の偏差からなる評価関数を最小化するように状態量を
再設定する軌道追従型初期値設定機構により、再設定す
べき前記サーボ補償器の状態量と前記補正信号発生外部
モデルの状態量とを再設定することにより制御量の応答
特性を変更することを特徴とするディジタル制御方式が
得られる。

【００２０】また、本発明によれば、再設定すべき前記
サーボ補償器の状態量と前記補正信号発生外部モデルの
状態量とを記憶手段に記憶された値を参照して再設定す
ることにより制御量の応答特性を変更することを特徴と
するディジタル制御方式が得られる。

【００２１】また、本発明によれば、回転スピンドル上
に固定された少なくとも１枚の回転記録媒体と、該回転
記録媒体上のデータ面に対して読み書きを行う磁気ヘッ
ドと、前記記磁気ヘッドを駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する増幅器と、前記記磁気ヘ
ッドの前記データ面に対する位置を検出する磁気ヘッド
位置検出手段と、前記磁気ヘッドの位置が目標位置に追
従するように前記増幅器を制御する前記サーボ補償器
と、前記サーボ補償器の出力を補正する安定な状態方程
式で記述される前記補正信号発生外部モデルとを備え、
前記補正信号発生モデルの出力を前記サーボ補償器の出
力に加えて補正することによりヘッド応答特性を変更す
ることを特徴とするディジタル制御方式が得られる。

【００２２】さらに、本発明によれば、前記磁気ヘッド
位置とヘッド速度と前記サーボ補償器の状態量の一部ま
たは全部と前記規範軌道発生機構の状態量を基に前記軌
道追従型初期値設定機構によって、前記サーボ補償器の
再設定される状態量と前記補正信号発生外部モデルの状
態量とを再設定することにより前記磁気ヘッドの応答特
性を変更することを特徴とするディジタル制御方式が得
られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明のディジタル制御方
式における初期値設定処理を行うサンプリング時刻での
制御系の第１の実施の形態について、図１を参照して説
明する。

【００２４】図１を参照して、本発明のディジタル制御
方式は、サーボ補償器２の出力を補正することにより過
渡特性を改善するものであり、所定の時刻を初期時刻と
し、これ以降に新たに安定な状態方程式で記述される補
正信号発生外部モデル３と、初期時刻での外部モデルの
状態量およびサーボ補償器２の状態量の一部または全部
を最適に設定する軌道追従型初期値設定機構４とを有す
る。

【００２５】軌道追従型初期値設定機構４は、規範軌道
発生機構５と初期値計算部６とを有している。サーボ補
償器２は、制御対象１の制御量７および制御量７以外の
観測可能な制御対象１からの出力量８で表される制御対
象１からの出力９と目標値入力１０とを入力とし、再設
定されない状態量Ｘｃ１（０）と再設定される状態量Ｘ
ｃ２（０）とを初期状態として、サーボ補償器出力１１
を発生する。制御量７は制御対象１への入力１３により
目標値入力１０に追従する。

【００２６】補正信号発生外部モデル３は安定な状態方
程式で記述される状態量Ｘｏｔ（０）を初期状態とし補
正信号発生外部モデル出力である補正信号１２を発生す
る。また、規範軌道発生機構５は任意に設定可能な状態
量Ｘｒ（０）を初期状態として制御量７が追従すべき理
想軌道である規範軌道１５を発生する。初期値計算部６
は、偏差量１６と制御対象の状態量１４とサーボ補償器
の初期値設定を行わない状態量１７と規範軌道発生機構
５の状態量１８を入力として、数式（１）で記述する評
価関数値Ｊを最小とするように状態量Ｘｃ２（０）の初
期値１９と補正信号発生外部モデルの状態量Ｘｏｔ
（０）の初期値２０を発生する。

【００２７】

【数１】 図２は、初期値再設定を行った後のサンプリング時刻以
降の制御系を示している。初期値設定後は、初期値設定
以前の制御系に補正信号発生外部モデル３を付加して制
御系が構成される。制御量７はサーボ補償器出力１１に
補正信号（発生外部モデル出力）１２を加えた制御対象
１への入力１３により目標値入力１０に追従する。

【００２８】続いて数式（１）式の最小解を導出する方
法について説明する。図２の制御系は、制御対象１の状
態方程式 数式（２），数式（３），数式（４）

【００２９】

【数２】

【００３０】

【数３】

【００３１】

【数４】 と、サーボ補償器２の状態方程式 数式（５），数式
（６）

【００３２】

【数５】

【００３３】

【数６】 と、補正信号発生外部モデル３の状態方程式 数式
（７），数式（８）

【００３４】

【数７】

【００３５】

【数８】 より、 数式（９），数式（１０）

【００３６】

【数９】

【００３７】

【数１０】 と記述される。

【００３８】なお、数式（７）式、数式（８）で記述さ
れる補正信号発生外部モデル３は、ｔが無限大で補正信
号１２が零に収束する、いわゆる安定なシステムとす
る。また、閉ループ系の状態量は、制御対象１とサーボ
補償器２と外部モデル３との各々の状態量Ｘ（ｋ）より
構成されるベクトルであり、数式（１１）と記述する。

【００３９】

【数１１】 次に、規範軌道発生機構５の状態方程式を数式（１
２），数式（１３）

【００４０】

【数１２】

【００４１】

【数１３】 と記述すると、図１の規範軌道発生機構４も含めた拡大
系の状態方程式は、数式（１４），数式（１５）と記述
される。

【００４２】

【数１４】

【００４３】

【数１５】 このとき、評価関数 数式（１）は数式（１６）で記述
される。

【００４４】

【数１６】 この評価関数Ｊの値は、拡大系が安定、すなわち、安定
な閉ループ系と安定な補正信号発生外部モデルと安定な
規範軌道発生機構を用いた場合に数式（１７）

【００４５】

【数１７】 で記述される離散時間リアプノフ方程式の解Ｐを用いて
数式（１８）で記述できる。

【００４６】

【数１８】 それゆえ、初期値設定時の状態量Ｘｃ２（０）より数式
（１９）として状態量Ｘｃ１（０）と状態量Ｘｏｔ
（０）を設定する。

【００４７】

【数１９】 次に、図１および図２の制御系の動作について、図３の
フローチャートをも参照して説明する。

【００４８】まず、演算開始するにはサンプリング時刻
ごとに制御対象からの出力９を取り込む制御対象出力測
定の処理２１を行う。続いて、補正信号１２の補正信号
を制御系に加えるか否かかの補正量生成判定の処理２２
を行い、補正信号１２の補正信号をサーボ補償器出力１
１に加える場合には、初期状態を計算するかどうかの初
期値設定フラグＯＮの処理２３を実施する。

【００４９】初期値設定を行う場合には、再設定すべき
補正信号発生外部モデル３とサーボ補償器２とに設定す
る初期状態量の計算処理である再設定すべき状態量初期
値計算の処理２４を行い、補正信号発生外部モデル３の
状態量初期値２０を初期状態として補正信号１２の計算
処理として外部モデル演算実行の処理２５を行う。ま
た、補正信号１２を加えるが初期値設定を行わない場合
には、現在の状態量を基に外部モデル演算実行の処理２
５を行う。

【００５０】補正信号１２を加えない場合、あるいは、
補正信号１２の補正信号の生成演算が終了した後、再設
定を行う状態量と再設定を行わない状態量を基にサーボ
補償器２のサーボ補償器演算実行の処理２６を行う。最
後に制御対象１への入力１３の制御対象入力生成のため
の処理計算の処理２７で計算処理を行い演算終了とす
る。

【００５１】次に、本発明のディジタル制御方式の第２
の実施の形態について図４を参照して説明する。なお、
図１と同じ部分には同じ符号を付して説明の一部を省略
する。

【００５２】図４を参照して、第２の実施の形態におけ
るディジタル制御方式は、軌道追従型初期値設定機構４
と制御対象１の状態推定機構部２８とが備えられてい
る。軌道追従型初期値設定機構４の入力として、図１に
示した制御対象１の状態量１４の代わりに制御対象１の
状態推定機構部２８によって推定される制御対象１の状
態推定値２９が用いられている。

【００５３】次に、本発明の第３の実施の形態について
図５を参照して説明する。なお、図１及び図４と同じ部
分には同じ符号を付して説明の一部を省略する。

【００５４】図５を参照して、図４に示した軌道追従型
初期値設定機構４の代わりに記憶手段としてのテーブル
参照型初期値設定機構３０を用いて制御系が構成されて
いる。状態量Ｘｃ１（０）と状態量Ｘｏｔ（０）は目標
値入力１０と制御量７とに応じてテーブル参照型初期値
設定機構３０に記憶した値を初期状態としてサーボ補償
器出力１１と補正信号発生外部モデル出力１２を発生す
る。

【００５５】次に本発明のディジタル制御方式を磁気デ
ィスク装置に適用した実施の形態例を図６を参照して詳
細に説明する。

【００５６】図６を参照して、磁気ディスク装置は、ヘ
ッド位置決め機構部３１を備えている。ヘッド位置決め
機構部３１は回転スピンドル（図示せず）上に固定され
た１枚もしくは複数１枚の回転記録媒体（図示せず）
と、この回転記録媒体上のデータ面に対して読み書きを
行う記録・再生用の磁気ヘッド４６と、磁気ヘッド４６
を駆動するアクチュエータ４５と、アクチュエータ４５
を駆動する増幅器（駆動アンプ）４３と、磁気ヘッド４
６のデータ面に対する位置を検出するヘッド位置検出器
４８とを有している。

【００５７】さらに、磁気ディスク装置には、図１に示
したように、磁気ヘッド４６の位置が目標位置に追従す
るように増幅器４３を制御するディジタル方式のサーボ
補償器２と、サーボ補償器２の出力を補正する安定な状
態方程式で記述される補正信号発生外部モデル３とが備
えられている。

【００５８】補正信号発生モデル３の出力はサーボ補償
器２の出力に加えて補正することにより磁気ヘッド４６
の応答特性を変更する。即ち、磁気ヘッド４６の位置と
ヘッド速度とサーボ補償器２の状態量の一部または全部
と規範軌道発生機構５の状態量を基に軌道追従型初期値
設定機構４によってサーボ補償器２の再設定される状態
量と補正信号発生外部モデル３の状態量とを再設定する
ことにより磁気ヘッド４６の応答特性を変更する。

【００５９】磁気ディスク装置のヘッド位置決め機構部
３１では、制御対象１であるヘッド位置決め機構部３１
への入力としてサーボ補償器出力１１がヘッド位置決め
機構部３１への入力信号増幅器４３によって増幅され
る。磁気ヘッド４６を駆動するアクチュエータ４５は増
幅された入力信号によって増幅器４３からアクチュエー
タ駆動信号４４により駆動される。アクチュエータ４５
に連設されている磁気ヘッド４６は磁気ディスクのディ
スク面４７上の目標トラックへと移動する。磁気ヘッド
４６の位置はヘッド位置検出器４８により検出され、検
出値を制御量７としてサーボ補償器２にフィードバック
する。

【００６０】続いて、図７は、磁気ディスク装置のシー
ク動作に本発明を適用する際に構成される制御系を示す
説明図である。

【００６１】図７の構成において、ヘッド位置決め機構
部３１を磁気ヘッド４６の位置と磁気ヘッド４６の速度
を状態とする２次の状態方程式で近似し、速度推定オブ
ザーバなどによる速度推定機構３３には２次の速度推定
オブザーバ、ヘッド位置決めサーボ補償器３２にはＰＩ
Ｄ制御器、補正信号発生外部モデル３には安定な３次の
状態方程式とする。このとき、数式（９）で記述される
図２に対応する補正信号外部モデル３を付加した制御系
は８次の状態方程式で記述される。

【００６２】また、図１で構成される軌道追従型初期値
設定機構４の規範軌道発生機構５は安定な２次の状態方
程式とする。これより初期値設定計算を行う閉ループ系
の数式（１４）は１０次の状態方程式で記述される。本
実施の形態例では、磁気ヘッド４６の位置と磁気ヘッド
４６の速度推定機構３３の速度推定値と規範軌道発生機
構５の状態量と速度推定機構３３の状態量の計６個を再
設定を行わない状態量Ｘ１とし、ＰＩＤ制御器の積分器
の状態量と補正信号発生外部モデル３の状態量の計４個
を再設定を行う状態量Ｘ２とする。

【００６３】次に本発明のディジタル制御方式を適用し
た場合の改善例を図面を参照して説明する。

【００６４】本実施の形態例では、シーク動作時にヘッ
ドが目標位置から１シリンダ分手前に到達したときに図
７の構成により初期値設定を行い、それ以降のサンプリ
ング時刻では図２の構成をとる。

【００６５】図８は本発明ディジタル制御方式を適用し
た後の目標値入力１０と磁気ヘッド４６の位置との差を
示す波形図である。初期値の再設定を行わない場合に
は、位置誤差［ｔｒａｃｋｓ］は磁気ヘッド４６の位置
の時間応答波形４０に示すように、オーバーシュートが
生じて整定までに時間が掛かる。

【００６６】これに対して規範軌道の時間波形３８で示
すような規範軌道１５との偏差を数式（１７）、数式
（１８）により最小化するように状態量Ｘ２を再設定す
ると位置誤差は磁気ヘッド４６の位置の時間応答波形３
９に示すように、オーバーシュートがなく整定の速い応
答に改善される。このとき補正信号発生外部モデル出力
１２の信号としては、補正信号発生外部モデル３の状態
量初期値２０として図９に示す発生外部モデル出力
［Ｇ］（補正信号）１２の時間［ｍｓ］波形４１が発生
する。また、再設定される状態量再設定値１９として設
定された積分器出力［Ｖ］は、図１０に示す積分器の状
態信号の時間［ｍｓ］波形４２の推移となる。

【００６７】さらに、磁気ディスク装置のシーク動作へ
の本発明の実施の形態例に関しては、速度あるいは速度
推定値を用いない磁気ヘッド４６のヘッド位置決めサー
ボ補償器３５からなる図１１の構成や、図１２の構成に
示すように速度推定機構３６が状態オブサーバの代わり
に例えば位置信号の差分方式などの構成をとる場合にで
も同様に適用可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上、実施の形態例で説明したように、
本発明のディジタル制御方式によると、サーボ補償器の
他に安定な状態方程式で記述される外部モデルの出力と
して得られる補正信号をフィードフォワード量としてサ
ーボ補償器出力に加えるため、低次元のサーボ補償器に
より構成される制御系に対しても閉ループ系の周波数特
性を変えずに目標値応答特性を改善できる。

【００６９】また、状態再設定方式として初期値を設定
するサンプリング時刻での制御対象のばらついた状態量
に応じて評価関数を最小とする解が得られ、補正信号を
加えるときに離散時間値制御であるために生じる制御対
象の状態ばらつきによらず最適な状態量の設定を行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディジタル制御方式において初期値設
定処理を行うサンプリング時刻での制御系の第１の実施
の形態例を示すブロック図である。

【図２】本発明のディジタル制御方式において初期値設
定処理を行ったサンプリング時刻以降の制御系を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明のディジタル制御方式において、各サン
プリングごとに行われる入力１３の計算手順を示すフロ
ーチャートである。

【図４】本発明のディジタル制御方式において状態推定
機構を用いて初期値設定処理を行う形態におけるサンプ
リング時刻での制御系の第２の実施の形態例を示すブロ
ック図である。

【図５】再設定する状態量を記憶手段から参照して設定
する方式の場合に初期値設定を行うサンプリング時刻で
の制御系を示す第３の実施の形態例のブロック図であ
る。

【図６】本発明のディジタル制御方式を磁気ディスク装
置に適用した実施の形態例を示すブロック図である。

【図７】本発明のディジタル制御方式をヘッド位置決め
サーボ補償器で構成した磁気ディスク装置のサーボ系に
適用した実施の形態例を示すブロック図である。

【図８】磁気ディスク装置のヘッド位置決めに本発明を
適用したときの効果を示す波形図である。

【図９】図８に示す応答改善を得るために加えた外部モ
デル出力の時間波形の波形図である。

【図１０】図９に示す応答改善を得るために再設定され
た積分器出力と時間との関係を示す波形図である。

【図１１】速度もしくは速度推定値を用いないサーボ補
償器を用いて構成される磁気ディスク装置のサーボ系に
適用した実施の形態例を示すブロック図である。

【図１２】本発明のディジタル制御方式を図１１とは異
なる速度推定機構を用いた制御系に適用した実施の形態
例を示すブロック図である。

【図１３】磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め制
御系の従来例を示すブロック図である。

【図１４】磁気ディスク装置における速度推定機構を持
つヘッド位置決め制御系の従来例を示すブロック図であ
る。

【図１５】磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め制
御系に初期値設定法を適用した従来例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ 制御対象 ２ サーボ補償器 ３ 補正信号発生外部モデル ４ 軌道追従型初期値設定機構 ５ 規範軌道発生機構 ６ 初期値計算部 ７，１０７ 制御量 ８ 制御量以外に観測可能な制御対象からの出力量 ９ 制御対象からの出力 １０，１１０ 目標値入力 １１，１１１ サーボ補償器出力 １２ 補正信号 １３ 制御対象への入力 １４ 制御対象の状態量 １５ 規範軌道 １６ 規範軌道と制御量との偏差 ３０ テーブル参照型初期値設定機構 ３１，１３１ ヘッド位置決め機構部 ３２，１３２ ヘッド位置決めサーボ補償器 ３８ 規範軌道の時間波形 ４３ ヘッド位置決め機構部への入力信号増幅器 ４４ アクチュエータ駆動信号 ４５ アクチュエータ ４６ 磁気ヘッド ４７ ディスク面 ４８ ヘッド位置検出器 １４９ 初期値設定機構 １５０ サーボ補償器の状態量再設定値 １５１ サーボ補償器の再設定前の状態量

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象の状態量を初期状態として出力
   を発生するサーボ補償器と、安定な状態方程式で記述さ
   れる補正信号発生外部モデルと、該補正信号発生外部モ
   デルおよび前記サーボ補償器の状態量を設定する軌道追
   従型初期設定機構とを含み、前記補正信号発生外部モデ
   ルの出力を前記サーボ補償器の出力に加えて補正するこ
   とにより制御量の応答特性を変更することを特徴とする
   ディジタル制御方式。
2. 【請求項２】 制御対象の状態量を初期状態として出力
   を発生するサーボ補償器と、安定な状態方程式で記述さ
   れる補正信号発生外部モデルと、該補正信号発生外部モ
   デルおよび前記サーボ補償器の状態量を設定する軌道追
   従型初期設定機構とを含み、前記軌道追従型初期設定機
   構は任意に設定可能な状態量を初期状態として制御量が
   追従すべき理想軌道である規範軌道を発生する規範軌道
   発生機構を有し、前記制御対象の状態量と前記サーボ補
   償器の状態量の一部または全部と前記規範軌道発生機構
   の状態量に基づいて前記サーボ補償器の残りの状態量と
   前記補正信号発生外部モデルの状態量とを再設定するこ
   とにより制御量の応答特性を変更することを特徴とする
   ディジタル制御方式。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のディジタル制御
   方式において、前記制御対象の状態量の代わりに前記制
   御対象の状態推定値を用いたことを特徴とするディジタ
   ル制御方式。
4. 【請求項４】 請求項１記載または請求項２記載のディ
   ジタル制御方式における状態再設定において、規範軌道
   と位置誤差の偏差からなる評価関数を最小化するように
   状態量を再設定する軌道追従型初期値設定機構により、
   再設定すべき前記サーボ補償器の状態量と前記補正信号
   発生外部モデルの状態量とを再設定することにより制御
   量の応答特性を変更することを特徴とするディジタル制
   御方式。
5. 【請求項５】 請求項１記載または請求項２記載のディ
   ジタル制御方式における状態再設定において、再設定す
   べき前記サーボ補償器の状態量と前記補正信号発生外部
   モデルの状態量とを記憶手段に記憶された値を参照して
   再設定することにより制御量の応答特性を変更すること
   を特徴とするディジタル制御方式。
6. 【請求項６】 請求項１記載または請求項２記載のディ
   ジタル制御方式において、回転スピンドル上に固定され
   た少なくとも１枚の回転記録媒体と、該回転記録媒体上
   のデータ面に対して読み書きを行う磁気ヘッドと、前記
   記磁気ヘッドを駆動するアクチュエータと、前記アクチ
   ュエータを駆動する増幅器と、前記記磁気ヘッドの前記
   データ面に対する位置を検出する磁気ヘッド位置検出手
   段と、前記磁気ヘッドの位置が目標位置に追従するよう
   に前記増幅器を制御する前記サーボ補償器と、前記サー
   ボ補償器の出力を補正する安定な状態方程式で記述され
   る前記補正信号発生外部モデルとを備え、前記補正信号
   発生モデルの出力を前記サーボ補償器の出力に加えて補
   正することによりヘッド応答特性を変更することを特徴
   とするディジタル制御方式。
7. 【請求項７】 請求項６記載のディジタル制御方式にお
   いて、前記磁気ヘッド位置とヘッド速度と前記サーボ補
   償器の状態量の一部または全部と前記規範軌道発生機構
   の状態量を基に前記軌道追従型初期値設定機構によっ
   て、前記サーボ補償器の再設定される状態量と前記補正
   信号発生外部モデルの状態量とを再設定することにより
   前記磁気ヘッドの応答特性を変更することを特徴とする
   ディジタル制御方式。