JPH11353004A - 外乱抑制装置 - Google Patents
外乱抑制装置Info
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- JPH11353004A JPH11353004A JP15919798A JP15919798A JPH11353004A JP H11353004 A JPH11353004 A JP H11353004A JP 15919798 A JP15919798 A JP 15919798A JP 15919798 A JP15919798 A JP 15919798A JP H11353004 A JPH11353004 A JP H11353004A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハードウェア的な立場から振動の影響を低
減させようとした場合には外付けのハードウェア部品が
必要であった。 【解決手段】 外乱による影響を受ける制御対象
（１）と、制御対象（１）の駆動信号を生成する制御部
（２）と、制御対象（１）の所望の入力信号（４）と制
御対象（１）からの出力信号（５）に基づいて入力信号
（４）からの差を示す誤差信号（６）を生成すると共
に、誤差信号（６）を制御部（２）に出力する誤差信号
生成部（３）と、誤差信号生成部（３）の出力信号に基
づいて第1外乱オブザーバ信号を求める第1外乱オブザー
バ演算部（１１）と、制御部（２）の駆動信号と第１外
乱オブザーバ信号に基づいて第２外乱オブザーバ信号を
求め、制御対象（１）に出力する第２外乱オブザーバ演
算部（１２）と、から構成される。
減させようとした場合には外付けのハードウェア部品が
必要であった。 【解決手段】 外乱による影響を受ける制御対象
（１）と、制御対象（１）の駆動信号を生成する制御部
（２）と、制御対象（１）の所望の入力信号（４）と制
御対象（１）からの出力信号（５）に基づいて入力信号
（４）からの差を示す誤差信号（６）を生成すると共
に、誤差信号（６）を制御部（２）に出力する誤差信号
生成部（３）と、誤差信号生成部（３）の出力信号に基
づいて第1外乱オブザーバ信号を求める第1外乱オブザー
バ演算部（１１）と、制御部（２）の駆動信号と第１外
乱オブザーバ信号に基づいて第２外乱オブザーバ信号を
求め、制御対象（１）に出力する第２外乱オブザーバ演
算部（１２）と、から構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外乱信号による制
御対象の誤動作等を抑制する外乱抑制装置に関し、外部
振動や衝撃等による影響を受け易い、音楽用光（磁気）
ディスク再生／記録装置、静止／動画像用光（磁気）デ
ィスク再生／記録装置、コンピュータ用光（磁気）ディ
スク再生／記録装置、固体記憶メモリーに撮像情報を記
憶するカメラからなるＳＳＶＣ（Solid State Video
Camera）等の情報記録再生装置に用いて好適なもので
ある。
御対象の誤動作等を抑制する外乱抑制装置に関し、外部
振動や衝撃等による影響を受け易い、音楽用光（磁気）
ディスク再生／記録装置、静止／動画像用光（磁気）デ
ィスク再生／記録装置、コンピュータ用光（磁気）ディ
スク再生／記録装置、固体記憶メモリーに撮像情報を記
憶するカメラからなるＳＳＶＣ（Solid State Video
Camera）等の情報記録再生装置に用いて好適なもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光（磁気）ディスク技術の発達により、
光（磁気）ディスク装置が様々な状況で用いられるよう
になり、室内だけでなく屋外で持ち運びながら光（磁
気）ディスク装置が使用されることが多くなっている。
それに伴い、光（磁気）ディスク装置と外部からプレー
ヤに加わる振動や衝撃の問題が重要になってきた。
光（磁気）ディスク装置が様々な状況で用いられるよう
になり、室内だけでなく屋外で持ち運びながら光（磁
気）ディスク装置が使用されることが多くなっている。
それに伴い、光（磁気）ディスク装置と外部からプレー
ヤに加わる振動や衝撃の問題が重要になってきた。
【０００３】従来の光（磁気）ディスク装置では、振動
や衝撃といった外乱によってサーボ外れを起こしやすか
った。例えば、携帯型、或いは車載用ＣＤプレーヤとい
ったプレーヤ自身が静止していない状況で使用される装
置では、その移動に伴って発生する種々の外乱によって
焦点制御であるフォーカスサーボやトラック追従制御で
あるトラッキングサーボが外れるといったことが起こっ
ていた。
や衝撃といった外乱によってサーボ外れを起こしやすか
った。例えば、携帯型、或いは車載用ＣＤプレーヤとい
ったプレーヤ自身が静止していない状況で使用される装
置では、その移動に伴って発生する種々の外乱によって
焦点制御であるフォーカスサーボやトラック追従制御で
あるトラッキングサーボが外れるといったことが起こっ
ていた。
【０００４】このような問題を解決するために、携帯用
ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤではショックプルーフメモ
リという外付けの記憶装置を装備し、一旦情報をそのメ
モリに高速で蓄積した後、通常速度で情報を読み出すと
いった手法が採用されている。この手法により、たとえ
サーボ外れが発生しようとも数秒程度の衝撃であれば、
ユーザーに表面上音飛びがないように聞こえさせること
が可能となった。
ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤではショックプルーフメモ
リという外付けの記憶装置を装備し、一旦情報をそのメ
モリに高速で蓄積した後、通常速度で情報を読み出すと
いった手法が採用されている。この手法により、たとえ
サーボ外れが発生しようとも数秒程度の衝撃であれば、
ユーザーに表面上音飛びがないように聞こえさせること
が可能となった。
【０００５】また、車載用ＣＤプレーヤでは、衝撃吸収
材でプレーヤを包み込むことにより振動をプレーヤに伝
えないような構造を実現していた。
材でプレーヤを包み込むことにより振動をプレーヤに伝
えないような構造を実現していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、ハードウェ
アを用いて、外乱による振動の影響を低減させようとし
た場合には外付けのハードウェア部品が不可欠であり、
適用が容易ではなく、またハードウェアを用いることに
よってコストアップにつながるといった欠点があった。
アを用いて、外乱による振動の影響を低減させようとし
た場合には外付けのハードウェア部品が不可欠であり、
適用が容易ではなく、またハードウェアを用いることに
よってコストアップにつながるといった欠点があった。
【０００７】更に、そのハードウェアの特性により手法
の適用範囲に制限があり、例えばショックプルーフメモ
リ手法では、再生信号を記憶媒体に一旦保持する特性
上、記録型光（磁気）ディスク装置には適用が不可能で
あった。
の適用範囲に制限があり、例えばショックプルーフメモ
リ手法では、再生信号を記憶媒体に一旦保持する特性
上、記録型光（磁気）ディスク装置には適用が不可能で
あった。
【０００８】また、車載用の衝撃吸収材を用いる手法で
は、装置全体が寸法的に大きくなってしまい、小型化が
要求される携帯用の光（磁気）ディスク装置には適用で
きないという欠点があった。
は、装置全体が寸法的に大きくなってしまい、小型化が
要求される携帯用の光（磁気）ディスク装置には適用で
きないという欠点があった。
【０００９】また昨今、コンピュータ向け高速回転ＣＤ
−ＲＯＭが急速に普及しているが、高速回転モータによ
って発生する振動が光学系を含むアクチュエータに与え
る影響も無視できないものとなってきている。
−ＲＯＭが急速に普及しているが、高速回転モータによ
って発生する振動が光学系を含むアクチュエータに与え
る影響も無視できないものとなってきている。
【００１０】従って、本発明は、以上のような問題点を
解決し、かつ特定の光（磁気）ディスク装置だけに適用
される手法ではない汎用性のある外乱抑制技術を確立す
るために、外付けのハードウェア部品を新たに追加する
ことなく、ソフトウェア処理として、外乱オブザーバを
光（磁気）ディスク装置のフォーカスサーボ系やトラッ
キングサーボ系等に適用し、振動、及び衝撃といった外
乱に強いシステムを構築することを目的とする。
解決し、かつ特定の光（磁気）ディスク装置だけに適用
される手法ではない汎用性のある外乱抑制技術を確立す
るために、外付けのハードウェア部品を新たに追加する
ことなく、ソフトウェア処理として、外乱オブザーバを
光（磁気）ディスク装置のフォーカスサーボ系やトラッ
キングサーボ系等に適用し、振動、及び衝撃といった外
乱に強いシステムを構築することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の外乱抑制装置
は、外乱による影響を受ける制御対象（１）と、該制御
対象（１）の駆動信号を生成する制御部（２）と、前記
制御対象（１）の所望の入力信号（４）と前記制御対象
（１）からの出力信号（５）に基づいて入力信号（４）
からの差を示す誤差信号（６）を生成すると共に、該誤
差信号（６）を前記制御部（２）に出力する誤差信号生
成部（３）と、該誤差信号生成部（３）の出力信号に基
づいて第1外乱オブザーバ信号を求める第1外乱オブザー
バ演算部（１１）と、前記制御部（２）の駆動信号と前
記第１外乱オブザーバ信号に基づいて第２外乱オブザー
バ信号を求め、前記制御対象（１）に出力する第２外乱
オブザーバ演算部（１２）と、から構成されることを特
徴とする。
は、外乱による影響を受ける制御対象（１）と、該制御
対象（１）の駆動信号を生成する制御部（２）と、前記
制御対象（１）の所望の入力信号（４）と前記制御対象
（１）からの出力信号（５）に基づいて入力信号（４）
からの差を示す誤差信号（６）を生成すると共に、該誤
差信号（６）を前記制御部（２）に出力する誤差信号生
成部（３）と、該誤差信号生成部（３）の出力信号に基
づいて第1外乱オブザーバ信号を求める第1外乱オブザー
バ演算部（１１）と、前記制御部（２）の駆動信号と前
記第１外乱オブザーバ信号に基づいて第２外乱オブザー
バ信号を求め、前記制御対象（１）に出力する第２外乱
オブザーバ演算部（１２）と、から構成されることを特
徴とする。
【００１２】また、前記第1外乱オブザーバ演算部（１
１）は、特定の周波数帯域の信号を通過せしめる第１フ
ィルタから構成され、また前記第２外乱オブザーバ演算
部（１２）は、低周波帯域の信号の利得を増加せしめる
第２フィルタから構成されることを特徴とする。
１）は、特定の周波数帯域の信号を通過せしめる第１フ
ィルタから構成され、また前記第２外乱オブザーバ演算
部（１２）は、低周波帯域の信号の利得を増加せしめる
第２フィルタから構成されることを特徴とする。
【００１３】前記第１外乱オブザーバ演算部（１１）、
及び第２外乱オブザーバ演算部（１２）をデジタル制御
装置として実現し処理することを特徴とする。
及び第２外乱オブザーバ演算部（１２）をデジタル制御
装置として実現し処理することを特徴とする。
【００１４】前記制御対象（１）は、光記録媒体、若し
くは光磁気記録媒体への情報の記録再生に用いられる対
物レンズの位置決め装置であることを特徴とする。
くは光磁気記録媒体への情報の記録再生に用いられる対
物レンズの位置決め装置であることを特徴とする。
【００１５】前記誤差信号（６）は、トラック追従制御
を行うためのトラッキング誤差信号、或いは焦点制御を
行うためのフォーカス誤差信号であることを特徴とす
る。
を行うためのトラッキング誤差信号、或いは焦点制御を
行うためのフォーカス誤差信号であることを特徴とす
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、Ｃ
Ｄプレーヤのトラッキングアクチュエータを制御対象と
した場合の「トラッキングサーボ系」を例に挙げて、図
１乃至図６を用いて説明する。
Ｄプレーヤのトラッキングアクチュエータを制御対象と
した場合の「トラッキングサーボ系」を例に挙げて、図
１乃至図６を用いて説明する。
【００１７】尚、本発明の実施の形態では、トラッキン
グアクチュエータを用いたトラッキングサーボ系につい
て説明するが、本発明の外乱抑制装置はこれには限られ
ず、フォーカスアクチュエータに対するフォーカスサー
ボ系にも適用することが可能である。
グアクチュエータを用いたトラッキングサーボ系につい
て説明するが、本発明の外乱抑制装置はこれには限られ
ず、フォーカスアクチュエータに対するフォーカスサー
ボ系にも適用することが可能である。
【００１８】図１は、外乱オブザーバを用いた光（磁
気）ディスク装置の位置決め制御装置の基本的な構成図
である。
気）ディスク装置の位置決め制御装置の基本的な構成図
である。
【００１９】同図において、本発明の外乱抑制装置は、
（１）摩擦、むだ時間要素、高次共振といった非線型要
素を考慮に入れた現実に近い制御対象１のモデル（以下
「制御対象」といい、この制御対象１の伝達関数をＰa
（s）で表わす。）、（２） システムの定常特性や安定
性を向上させるための制御部２、（３）制御対象１の望
ましい位置とされる基準入力信号４、及び制御対象１の
実際の位置を表す出力信号５に基いて、制御対象１の基
準信号までのずれを示すトラッキング誤差信号（以下、
単に「誤差信号」という。）６を生成する誤差信号生成
部５、（４）制御部２と同様に誤差信号６を入力として
演算によって帰還信号１３を出力する第１外乱オブザー
バ演算部１１、（５）制御部２の演算結果信号１４と加
算され信号１５を入力信号とし、制御信号７を出力する
第２外乱オブザーバ演算部１２、から構成されている。
（１）摩擦、むだ時間要素、高次共振といった非線型要
素を考慮に入れた現実に近い制御対象１のモデル（以下
「制御対象」といい、この制御対象１の伝達関数をＰa
（s）で表わす。）、（２） システムの定常特性や安定
性を向上させるための制御部２、（３）制御対象１の望
ましい位置とされる基準入力信号４、及び制御対象１の
実際の位置を表す出力信号５に基いて、制御対象１の基
準信号までのずれを示すトラッキング誤差信号（以下、
単に「誤差信号」という。）６を生成する誤差信号生成
部５、（４）制御部２と同様に誤差信号６を入力として
演算によって帰還信号１３を出力する第１外乱オブザー
バ演算部１１、（５）制御部２の演算結果信号１４と加
算され信号１５を入力信号とし、制御信号７を出力する
第２外乱オブザーバ演算部１２、から構成されている。
【００２０】具体的には、制御部２は、誤差信号６を入
力としＰＩＤ制御、或いは位相進み遅れ制御といった補
償要素としての演算を行った後、演算結果信号１４とし
て出力する。
力としＰＩＤ制御、或いは位相進み遅れ制御といった補
償要素としての演算を行った後、演算結果信号１４とし
て出力する。
【００２１】第１外乱オブザーバ演算部１１は制御部２
と同様に誤差信号６を入力として演算によって帰還信号
１３を出力し、制御部２の演算結果信号１４と加算され
信号１５となる。第２外乱オブザーバ演算部１２はその
信号１５を入力信号とし、制御信号７を出力する。制御
信号７は外乱信号８と共に制御対象１の入力信号９とな
る。
と同様に誤差信号６を入力として演算によって帰還信号
１３を出力し、制御部２の演算結果信号１４と加算され
信号１５となる。第２外乱オブザーバ演算部１２はその
信号１５を入力信号とし、制御信号７を出力する。制御
信号７は外乱信号８と共に制御対象１の入力信号９とな
る。
【００２２】第１外乱オブザーバ演算部１１は、図１に
示した低域通過フィルタＱと、図１に示した制御対象１
であるアクチュエータの理想モデルＰn(ｓ)から導出さ
れ、この第１外乱オブザーバ演算部１１は、誤差信号６
を入力として演算を行い演算結果を帰還信号１３として
出力し、その帰還信号１３は制御部２の演算結果信号１
４に足し合わされて信号１５となる。
示した低域通過フィルタＱと、図１に示した制御対象１
であるアクチュエータの理想モデルＰn(ｓ)から導出さ
れ、この第１外乱オブザーバ演算部１１は、誤差信号６
を入力として演算を行い演算結果を帰還信号１３として
出力し、その帰還信号１３は制御部２の演算結果信号１
４に足し合わされて信号１５となる。
【００２３】更に、第２外乱オブザーバ演算部１２は図
１の低域通過フィルタＱから導出され、この第２外乱オ
ブザーバ演算部１２は、信号１５を入力として演算を行
った後、制御信号７を出力する。制御信号７は外乱信号
８に足し合わされることによって信号９となって制御対
象１の入力信号９となり、制御対象１を駆動する。
１の低域通過フィルタＱから導出され、この第２外乱オ
ブザーバ演算部１２は、信号１５を入力として演算を行
った後、制御信号７を出力する。制御信号７は外乱信号
８に足し合わされることによって信号９となって制御対
象１の入力信号９となり、制御対象１を駆動する。
【００２４】ここで低域通過フィルタＱは、第１外乱オ
ブザーバ演算部１１の伝達関数Ｑ（ｓ）／Ｐn（ｓ）が
実現可能、即ち外乱オブザーバ演算部１１の伝達関数の
分母の次数が分子の次数より大きいか、又は等しくなる
ようにすべく、高域で利得が増大しないような伝達特性
を有するように設定する必要がある。
ブザーバ演算部１１の伝達関数Ｑ（ｓ）／Ｐn（ｓ）が
実現可能、即ち外乱オブザーバ演算部１１の伝達関数の
分母の次数が分子の次数より大きいか、又は等しくなる
ようにすべく、高域で利得が増大しないような伝達特性
を有するように設定する必要がある。
【００２５】尚、請求項２の「第１フィルタ」は、第１
外乱オブザーバ演算部１１の伝達関数Ｑ（ｓ）／Ｐ
n（ｓ）で表わされ、特定の周波数帯域の信号を通過せ
しめる特性を有する。
外乱オブザーバ演算部１１の伝達関数Ｑ（ｓ）／Ｐ
n（ｓ）で表わされ、特定の周波数帯域の信号を通過せ
しめる特性を有する。
【００２６】また、第２外乱オブザーバ演算部１２は、
低域通過フィルタＱを用いて伝達関数１／（１−Ｑ
（ｓ））で表わされ、低周波帯域の信号の利得を増加せ
しめる特性を有する第２フィルタから構成される。
低域通過フィルタＱを用いて伝達関数１／（１−Ｑ
（ｓ））で表わされ、低周波帯域の信号の利得を増加せ
しめる特性を有する第２フィルタから構成される。
【００２７】図２は、図１の位置決め制御装置をデジタ
ル処理するためのデジタルサーボとしての外乱オブザー
バブロックである。
ル処理するためのデジタルサーボとしての外乱オブザー
バブロックである。
【００２８】図２において、連続時間領域において設計
された制御部２、及び第１外乱オブザーバ演算部１１、
及び第２外乱オブザーバ演算部１２は、全て双一次変換
を用いて連続時間領域の伝達関数から離散時間領域のパ
ルス伝達関数へと変換され、Ｑ（ｓ）／Ｐn（ｓ）はＱ
（ｚ-1）／Ｐn（ｚ-1）へ、１／（１−Ｑ（ｓ））は１
／（１−Ｑ（ｚ-1））へとそれぞれ変換される。
された制御部２、及び第１外乱オブザーバ演算部１１、
及び第２外乱オブザーバ演算部１２は、全て双一次変換
を用いて連続時間領域の伝達関数から離散時間領域のパ
ルス伝達関数へと変換され、Ｑ（ｓ）／Ｐn（ｓ）はＱ
（ｚ-1）／Ｐn（ｚ-1）へ、１／（１−Ｑ（ｓ））は１
／（１−Ｑ（ｚ-1））へとそれぞれ変換される。
【００２９】更に、各パルス伝達関数はデジタル信号処
理部においてデジタルフィルタとして実現される。装置
１６は連続時間領域の誤差信号６を離散時間領域の誤差
信号１８へ変換するためのＡＤ変換装置、装置１７は離
散化された制御信号１９を連続時間領域の制御信号７に
変換するためのＤＡ変換装置である。
理部においてデジタルフィルタとして実現される。装置
１６は連続時間領域の誤差信号６を離散時間領域の誤差
信号１８へ変換するためのＡＤ変換装置、装置１７は離
散化された制御信号１９を連続時間領域の制御信号７に
変換するためのＤＡ変換装置である。
【００３０】ここで、第1外乱オブザーバ演算部１１、
及び第2外乱オブザーバ演算部１２のパルス伝達関数を
導出するためのフローチャートを図３に示す。
及び第2外乱オブザーバ演算部１２のパルス伝達関数を
導出するためのフローチャートを図３に示す。
【００３１】図３におけるステップＳ１では、サンプリ
ング周波数等の初期設定を行う。ステップＳ２では、制
御対象１の理想的モデルＰn(ｓ)の設定を行う。ステッ
プＳ３では、図２に示す第１外乱オブザーバ演算部１
１、及び第２外乱オブザーバ演算部１２についての回路
ブロック中のゲイン値を設定する。
ング周波数等の初期設定を行う。ステップＳ２では、制
御対象１の理想的モデルＰn(ｓ)の設定を行う。ステッ
プＳ３では、図２に示す第１外乱オブザーバ演算部１
１、及び第２外乱オブザーバ演算部１２についての回路
ブロック中のゲイン値を設定する。
【００３２】これらのゲイン値は各光（磁気）ディスク
装置により異なるが、本発明の光（磁気）ディスク装置
に関しては、誤差信号生成部３内における誤差信号生成
用ゲインや、アクチュエータ駆動用のドライバゲイン、
光ピックアップ部の光学系ゲイン等が該当する。
装置により異なるが、本発明の光（磁気）ディスク装置
に関しては、誤差信号生成部３内における誤差信号生成
用ゲインや、アクチュエータ駆動用のドライバゲイン、
光ピックアップ部の光学系ゲイン等が該当する。
【００３３】ステップＳ４では、低域通過フィルタの次
数、カットオフ周波数を設定する。
数、カットオフ周波数を設定する。
【００３４】ステップＳ５では、低域通過フィルタの伝
達関数Ｑ(ｓ)を導出する。
達関数Ｑ(ｓ)を導出する。
【００３５】ステップＳ６では、第1外乱オブザーバ演
算部１１の伝達関数Ｑ(ｓ)／Ｐn(ｓ)の相対次数を求
め、分子の次数が分母の次数より大きければ、ステップ
Ｓ４に戻り、一方分子の次数が分母の次数以下であれ
ば、ステップＳ７に進む。
算部１１の伝達関数Ｑ(ｓ)／Ｐn(ｓ)の相対次数を求
め、分子の次数が分母の次数より大きければ、ステップ
Ｓ４に戻り、一方分子の次数が分母の次数以下であれ
ば、ステップＳ７に進む。
【００３６】ステップＳ７においては、第２外乱オブザ
ーバ演算部１２における伝達関数１／（１− Ｑ(ｓ)）
を導出する。 ステップＳ８では、第1外乱オブザーバ演
算部１１の伝達関数Ｑ(ｓ)／Ｐn(ｓ)、及び第２外乱オ
ブザーバ演算部１２の伝達関数１／（１− Ｑ(ｓ)）に
基づいてデジタルフィルタ化を行い、全て双一次変換を
用いて連続時間領域の伝達関数から離散時間領域のパル
ス伝達関数、Ｑ（ｚ-1）／Ｐn（ｚ-1）、１／（１−Ｑ
（ｚ-1））へと変換する。
ーバ演算部１２における伝達関数１／（１− Ｑ(ｓ)）
を導出する。 ステップＳ８では、第1外乱オブザーバ演
算部１１の伝達関数Ｑ(ｓ)／Ｐn(ｓ)、及び第２外乱オ
ブザーバ演算部１２の伝達関数１／（１− Ｑ(ｓ)）に
基づいてデジタルフィルタ化を行い、全て双一次変換を
用いて連続時間領域の伝達関数から離散時間領域のパル
ス伝達関数、Ｑ（ｚ-1）／Ｐn（ｚ-1）、１／（１−Ｑ
（ｚ-1））へと変換する。
【００３７】次に、図３によって設計された第１外乱オ
ブザーバ演算部１１、或いは第２外乱オブザーバ演算部
１２からなる外乱オブザーバ演算部を用いた本実施の形
態について、周波数特性を用いて説明する。
ブザーバ演算部１１、或いは第２外乱オブザーバ演算部
１２からなる外乱オブザーバ演算部を用いた本実施の形
態について、周波数特性を用いて説明する。
【００３８】図４は低域通過フィルタ４の通過域を８０
０（Ｈｚ）に設定して設計したシステムにおける、外乱
信号８（＝ｄ）から出力信号５（＝ｙ）までの周波数応
答のコンピュータシミュレーション結果の一例である。
０（Ｈｚ）に設定して設計したシステムにおける、外乱
信号８（＝ｄ）から出力信号５（＝ｙ）までの周波数応
答のコンピュータシミュレーション結果の一例である。
【００３９】図４において、縦軸は利得（外乱の減衰
量）、横軸は周波数である。また点線のグラフは外乱オ
ブザーバを適用しないシステムのもの、実線のグラフは
外乱オブザーバを適用したシステムのデータである。
量）、横軸は周波数である。また点線のグラフは外乱オ
ブザーバを適用しないシステムのもの、実線のグラフは
外乱オブザーバを適用したシステムのデータである。
【００４０】図４から、外乱オブザーバを適用したシス
テムは低周波域、特に低域通過フィルタＱの通過域にお
いて著しい外乱抑制力を有していることが分かる。
テムは低周波域、特に低域通過フィルタＱの通過域にお
いて著しい外乱抑制力を有していることが分かる。
【００４１】また、図２で示される本発明の構成の外乱
オブザーバを、現実のＣＤプレーヤのトラッキングサー
ボ制御系に適用し、そのディスク装置を意図的に外乱信
号を発生させる加振器上に設置して外乱抑制効果の比較
実験を行い、その実験結果により実際の外乱オブザーバ
の効果について示す。
オブザーバを、現実のＣＤプレーヤのトラッキングサー
ボ制御系に適用し、そのディスク装置を意図的に外乱信
号を発生させる加振器上に設置して外乱抑制効果の比較
実験を行い、その実験結果により実際の外乱オブザーバ
の効果について示す。
【００４２】図５はＣＤプレーヤのトラッキング方向に
２５（Ｈｚ）、３（ｍ／ｓ2）の正弦波外乱信号を加え
た時の、外乱オブザーバを適用しないシステムと適用し
たシステムにおける誤差信号６の比較実験結果である。
２５（Ｈｚ）、３（ｍ／ｓ2）の正弦波外乱信号を加え
た時の、外乱オブザーバを適用しないシステムと適用し
たシステムにおける誤差信号６の比較実験結果である。
【００４３】２つのグラフのうち、上側の信号波形は、
外乱オブザーバを備えない装置の誤差信号、また下側の
信号波形は、外乱オブザーバを備えた装置の誤差信号を
表している。図５の加振比較実験の結果より明らかなよ
うに、外乱オブザーバを適用しないシステムの誤差信号
には正弦波外乱の影響が顕著に現れている。
外乱オブザーバを備えない装置の誤差信号、また下側の
信号波形は、外乱オブザーバを備えた装置の誤差信号を
表している。図５の加振比較実験の結果より明らかなよ
うに、外乱オブザーバを適用しないシステムの誤差信号
には正弦波外乱の影響が顕著に現れている。
【００４４】これに対し、外乱オブザーバを適用したシ
ステムの誤差信号６においては正弦波外乱の影響が大幅
に抑圧されている様子が分かる。
ステムの誤差信号６においては正弦波外乱の影響が大幅
に抑圧されている様子が分かる。
【００４５】更に、持続的な正弦波状外乱信号だけでな
く、瞬間的な衝撃外乱に対しても同様な加振実験を行っ
た。図６はＣＤプレーヤのトラッキング方向に発生時間
１００（ｍｓ）、１３（ｍ／ｓ2）の１周期分正弦波外
乱信号を加えた時の、外乱オブザーバを適用しないシス
テムと適用したシステムにおける誤差信号の比較実験結
果である。
く、瞬間的な衝撃外乱に対しても同様な加振実験を行っ
た。図６はＣＤプレーヤのトラッキング方向に発生時間
１００（ｍｓ）、１３（ｍ／ｓ2）の１周期分正弦波外
乱信号を加えた時の、外乱オブザーバを適用しないシス
テムと適用したシステムにおける誤差信号の比較実験結
果である。
【００４６】図６に示す２つのグラフのうち、上側の信
号波形は、外乱オブザーバを装備しない装置の誤差信号
６、また下側の信号波形は、外乱オブザーバを装備した
装置の誤差信号６を表す。
号波形は、外乱オブザーバを装備しない装置の誤差信号
６、また下側の信号波形は、外乱オブザーバを装備した
装置の誤差信号６を表す。
【００４７】図６における実験結果に関しても、図５と
同じように外乱オブザーバを適用しないシステムの誤差
信号６には振動の影響が現れ振幅が非常に大きくなって
いるが、外乱オブザーバを適用したシステムでは振動発
生後、約２００（ｍｓ）ほどで通常の制御状態に復帰し
ているのが確認できる。
同じように外乱オブザーバを適用しないシステムの誤差
信号６には振動の影響が現れ振幅が非常に大きくなって
いるが、外乱オブザーバを適用したシステムでは振動発
生後、約２００（ｍｓ）ほどで通常の制御状態に復帰し
ているのが確認できる。
【００４８】尚、前述の実施の形態では、トラッキング
サーボ系を例に挙げて説明したが、これに限定されるも
のではなく、本発明は光（磁気）ディスクのフォーカス
サーボ制御系にも適用できることはいうまでもなく、こ
の場合、誤差信号８は「フォーカス誤差信号」になるこ
とはいうまでもない。
サーボ系を例に挙げて説明したが、これに限定されるも
のではなく、本発明は光（磁気）ディスクのフォーカス
サーボ制御系にも適用できることはいうまでもなく、こ
の場合、誤差信号８は「フォーカス誤差信号」になるこ
とはいうまでもない。
【００４９】更に本発明はデジタルサーボ制御として実
現され、制御部２、及び外乱オブザーバ演算部の全てを
デジタル信号処理装置を用いて実現した。
現され、制御部２、及び外乱オブザーバ演算部の全てを
デジタル信号処理装置を用いて実現した。
【００５０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、図２の構成を持つ光（磁気）ディスク装置は、
外部メモリや外付けセンサーといったハードウェア部品
を一切追加することなく、情報記録再生装置に用いられ
る外乱抑制装置、具体的にはフォーカスサーボ、及びト
ラッキングサーボといったアクチュエータの位置決め制
御において振動や衝撃といった外乱の影響の低減に非常
に効果がある。
よれば、図２の構成を持つ光（磁気）ディスク装置は、
外部メモリや外付けセンサーといったハードウェア部品
を一切追加することなく、情報記録再生装置に用いられ
る外乱抑制装置、具体的にはフォーカスサーボ、及びト
ラッキングサーボといったアクチュエータの位置決め制
御において振動や衝撃といった外乱の影響の低減に非常
に効果がある。
【００５１】また、従来のハードウェア的な振動対策で
はない制御理論を用いての外乱抑制技術であるので、同
様な制御構造を有する他の光（磁気）ディスク装置にも
同様の効果がある。
はない制御理論を用いての外乱抑制技術であるので、同
様な制御構造を有する他の光（磁気）ディスク装置にも
同様の効果がある。
【００５２】更に、従来広く用いられているＰＩＤ制御
器や位相進み遅れ制御器で構成されている制御系に関し
て、図２で示される２つの演算ブロック、即ち第1外乱
オブザーバ演算部１１、第2外乱オブザーバ演算部１２
を追加するだけで、制御系に印加される外乱信号を抑制
することが出来る。
器や位相進み遅れ制御器で構成されている制御系に関し
て、図２で示される２つの演算ブロック、即ち第1外乱
オブザーバ演算部１１、第2外乱オブザーバ演算部１２
を追加するだけで、制御系に印加される外乱信号を抑制
することが出来る。
【００５３】また、低域フィルタの通過域を設定するこ
とにより、外乱抑制域を容易に調節することが出来る。
とにより、外乱抑制域を容易に調節することが出来る。
【図１】誤差信号で駆動される外乱オブザーバブロック
線図である。
線図である。
【図２】デジタルサーボとしての外乱オブザーバブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図３】外乱オブザーバ演算部を導出するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】外乱特性の周波数応答特性を示す図である。
【図５】正弦波外乱信号を加えた時の、外乱オブザーバ
を適用しないシステムと適用したシステムにおける誤差
信号の比較実験結果を示す図である。
を適用しないシステムと適用したシステムにおける誤差
信号の比較実験結果を示す図である。
【図６】１周期分正弦波外乱信号を加えた時の、外乱オ
ブザーバを適用しないシステムと適用したシステムにお
ける誤差信号の比較実験結果を示す図である。
ブザーバを適用しないシステムと適用したシステムにお
ける誤差信号の比較実験結果を示す図である。
１…現実の制御対象のモデル ２…制御部 ３…誤差信号生成部 ４…基準入力信号 ５…出力信号 ６…誤差信号 ７…制御信号 ８…外乱信号 ９…制御対象（１）への入力信号 １０…外乱推定信号 １１…第1外乱オブザーバ演算部 １２…第2外乱オブザーバ演算部 １３…第1外乱オブザーバ演算部の出力信号 １４…制御部２の出力信号 １５…第2外乱オブザーバ演算部への入力信号 １６…ＡＤ変換器 １７…ＤＡ変換器 １８…離散時間領域の誤差信号 １９…離散時間領域の制御信号 ２０…外乱オブザーバ
Claims (5)
- 【請求項１】 外乱による影響を受ける制御対象
（１）と、該制御対象（１）の駆動信号を生成する制御
部（２）と、前記制御対象（１）の所望の入力信号
（４）と前記制御対象（１）からの出力信号（５）に基
づいて入力信号（４）からの差を示す誤差信号（６）を
生成すると共に、該誤差信号（６）を前記制御部（２）
に出力する誤差信号生成部（３）と、 該誤差信号生成部（３）の出力信号に基づいて第1外乱
オブザーバ信号を求める第1外乱オブザーバ演算部（１
１）と、 前記制御部（２）の駆動信号と前記第１外乱オブザーバ
信号に基づいて第２外乱オブザーバ信号を求め、前記制
御対象（１）に出力する第２外乱オブザーバ演算部（１
２）と、から構成されることを特徴とする外乱抑制装
置。 - 【請求項２】 前記第1外乱オブザーバ演算部（１
１）は、特定の周波数帯域の信号を通過せしめる第１フ
ィルタから構成され、また前記第２外乱オブザーバ演算
部（１２）は、低周波帯域の信号の利得を増加せしめる
第２フィルタから構成されることを特徴とする請求項１
記載の外乱抑制装置。 - 【請求項３】 前記第１外乱オブザーバ演算部（１
１）、及び第２外乱オブザーバ演算部（１２）をデジタ
ル制御装置として実現し処理することを特徴とする請求
項１、又は２記載の外乱抑制装置。 - 【請求項４】 前記制御対象（１）は、光記録媒体、
若しくは光磁気記録媒体への情報の記録再生に用いられ
る対物レンズの位置決め装置であることを特徴とする請
求項１記載の外乱抑制装置。 - 【請求項５】 前記誤差信号（６）は、トラック追従
制御を行うためのトラッキング誤差信号、或いは焦点制
御を行うためのフォーカス誤差信号であることを特徴と
する請求項４記載の外乱抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15919798A JP3695944B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 外乱抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15919798A JP3695944B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 外乱抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11353004A true JPH11353004A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3695944B2 JP3695944B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=15688453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15919798A Expired - Fee Related JP3695944B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 外乱抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3695944B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020051641A (ko) * | 2000-12-23 | 2002-06-29 | 서상돈 | 액튜에이터 구동 제어 회로 |
| SG120083A1 (en) * | 2001-11-28 | 2006-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Disk storage apparatus and disk storage apparatus control method |
| JP2007299451A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Fujitsu Ltd | ヘッド位置制御方法、ヘッド位置制御装置およびディスク装置 |
| JP2008046785A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Gunma Univ | 内部モデル制御装置および内部モデル制御方法 |
| JP2010192112A (ja) * | 2010-06-09 | 2010-09-02 | Toshiba Storage Device Corp | ディスク装置、ヘッド位置制御装置およびヘッド位置制御方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4772913B1 (ja) | 2010-06-18 | 2011-09-14 | 株式会社東芝 | 磁気ディスク装置及びヘッド位置制御方法 |
-
1998
- 1998-06-08 JP JP15919798A patent/JP3695944B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR20020051641A (ko) * | 2000-12-23 | 2002-06-29 | 서상돈 | 액튜에이터 구동 제어 회로 |
| SG120083A1 (en) * | 2001-11-28 | 2006-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Disk storage apparatus and disk storage apparatus control method |
| JP2007299451A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Fujitsu Ltd | ヘッド位置制御方法、ヘッド位置制御装置およびディスク装置 |
| JP2008046785A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Gunma Univ | 内部モデル制御装置および内部モデル制御方法 |
| JP2010192112A (ja) * | 2010-06-09 | 2010-09-02 | Toshiba Storage Device Corp | ディスク装置、ヘッド位置制御装置およびヘッド位置制御方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3695944B2 (ja) | 2005-09-14 |
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