JPS62269203A - 位置決め制御系のノツチフイルタ調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 （ａ）一実施例の説明（第２回、第３図。

第４図） （ｂ）他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 位置決め制御系における制御対象の共振点を抑えるため
に制御系に設けられるノツチフィルタの周波数を自動調
整する方法であって、外乱ノイズ信号を発生し、制御対
象からの位置信号との位置決め誤差信号を得るとともに
ノツチフィルタの周波数を変化させ、位置決め誤差信号
を測定することによって、ノツチフィルタの周波数を自
動調整するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、制御対象からの位置信号がフィードバックさ
れ、位置決め誤差信号を発生して制御対象を位置決め制
御する位置決め制御系において、制御対象の機構部の共
振点を抑えるために制御系内に設けられるノツチフィル
タの抑圧周波数を自動的に調整するノツチフィルタ調整
方法に関する。

磁気ディスク装置のヘッド位１決め等においては、高精
度の位置決め制御が要求されている。

このような位置決め制御系においては、サーボ帯域（制
御系の帯域）は制御対象である機構部の共振周波数によ
って制限されることから、サーボ帯域をできるだけ広く
とるため、機構部の共振周波数に一致する周波数を１ｒ
ｌｌ圧するノツチフィルタが制御系内に導入されている
。

〔従来の技術〕

−ｅに位置決め制御系は、第５図に示す如く、指令位置
Ｘｃと制御対象３ｂの位置信号Ｘとの差によって位置決
め誤差信号（位置エラー）ｅｒを求める誤差発生部１と
、位置エラーｅｒをサーボ補償するサーボ補償部２と、
パワーアンプ３ａ及び制御対象３ｂとで構成されている
。サーボ補傷部２は、一般にＰ■ＤｉｌｉｌＩ？ＩＩに
よって位相補償する位相補償部２ａと、前述の共振周波
数を抑圧するノツチフィルタ２ｂが設けられている。

このような位置決め制御系では、制御対象３ｂの機構部
（モータ、可動部）の共振が、高精度位置決めの達成の
際問題となり、このため第６図に示す如くこの共振周波
数ｆＯ＋ｆｌを抑圧し、サーボ帯域を広くとるべく第６
図（Ｂ）の周波数特性のノツチフィルタ２ｂが導入され
ている。

従来、ノツチフィルタ２ｂの抑圧周波数は、系の設計時
に求めた共振周波数によって固定的に設定するようにし
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、制御対象の機構部の共振周波数は必ずし
も一定ではなく、製品によるバラツキが多く、且つ経時
変化する可能性もあり、このような場合サーボ制御■系
が不安定となり、最悪の場合には発振現象を生じてしま
うという問題があった。

本発明は、係る問題に鑑み、ノツチフィルタの設定周波
数を実際の系の動作に応じて自動調整することのできる
位置決め制御系のノツチフィルタ調整方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図（Ａ）中、第５凹で示したものと同一のものは同
一の記号で示しである。

本発明においては、ノツチフィルタの周波数調整のため
、ノツチフィルタ２ｂを周波数可変のものとし、動作帯
域内のホワイトノイズ（ピンクノイズ）である外乱ノイ
ズＮＳを発生し、制御対象３ｂの位置信号Ｘに混合して
ノツチフィルタ２ｂを介し制御対ｉ３ｂを制御する。

そして、ノツチフィルタ２ｂの設定周波数ＦＶを予定の
帯域内で第１図（Ｂ）の如く変化させながら、位置エラ
ーｅｒを大きさく振巾又は実行値）を測定する。

そして、位置エラーｅｒが最小となる設定周波数ＦＶを
求め、これにノツチフィルタの周波数を設定調整するも
のである。

〔作用〕

本発明では、実際の位置決め制御系に外乱ノイズＮＳを
注入して、ノツチフィルタ２ｂに設定した抑圧周波数に
よる抑圧効果を測定している。

即ち、ノツチフィルタ２ｂに設定周波数が制御対象３ｂ
の共振周波数と一敗していれば、位置エラーｅ「の共振
周波数成分は抑圧されており、制御対象３ｂは共振しな
いから位置エラーｅｒの振幅又は実効値が小となる。

従って、動作帯域内の外乱ノイズＮＳを注入して、ノツ
チフィルタ２ｂの周波数を変化させれば、制御対象３ｂ
の共振周波数は、位置エラーｓｒの最小値時のノツチフ
ィルタ２ｂの設定周波数に等しいことになり、これによ
って最適抑圧周波数をノツチフィルり２ｂにセントでき
る。

〔実施例〕

（ａ）一実施例の説明 第２図は本発明の詳細な説明図であり、磁気ディスク装
置のヘッド位置決め系の構成を示している。

図中、第５図及び第１図で示したものと同一のものは同
一の記号で示してあり、４はコントローラであり、マイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）で構成され、通常動作時には
指令量を出力するとともに、ノツチフィルタ調整のため
、予定の帯域内における設定周波数を変化してノツチフ
ィルタ２ｂに与える設定周波数可変部４０と、動作帯域
内のホワイトノイズを発生する外乱ノイズ発生部４１と
、位置エラーｅｒの大きさを測定し格納し、更に最小値
を求めるレベル測定判定部４２とを機能として有してい
るもの、５ａ、５ｃはデジタル／アナログコンバータ（
以下ＤＡＣと称す）であり、人力デジタル値をアナログ
量に変換して出力するもの、５ｂはアナログ／デジタル
コンバータ（以下ＡＤＣと称す）であり、入力アナログ
量をデジタル値に変換して出力するものである。

制御対象３ｂは、磁気ヘッド移動部とＤＣモータで構成
され、位置信号としては、磁気ディスク上のサーボトラ
ックを磁気ヘッドが読取ったアナログのサーボ信号が出
力される。

又、サーボ補償部２はデジタルシグナルブロセソサ（Ｄ
ＳＰ）で構成され、位相補償部２ａ及びノツチフィルタ
２ｂの機能は演算によって行われる。

第３図は第２図のノツチフィルタの説明図である。

ノツチフィルタ２ｂはいわゆるデジタルフィルタで構成
され、タップ遅延部２０と係数乗算部２１と加算部２２
とで構成される、いわゆる二次フィルタの構成を有し、
係数Ａｏ　、ＡＩ、Ａｘ　、Ｂ＋、、Ｂ２を変化するこ
とによって周波数特性を変化できるものである。

第４図は第２図におけるノツチフィルタ調整処理フロー
図である。

コントローラ（ＭＰＵと称す）は、パワーオンを検出す
ると、外乱ノイズ信号４１を発生し、ＤＡＣ５ａに与え
、これをアナログ信号に変換して誤差発生部１に入力す
る。

誤差発生部１はＤＡＣ５ａからの外乱ノイズ信号と制御
対象３ｂ位置信号Ｘの差を求め、アナログの位置エラー
ｅｒを発生する。

アナログの位置エラーｓｒはＡＤＣ５ｂによりデジタル
値に変換され、ＤＳＰ２に入力する。

ＤＳＰ２では位置エラーｅｒを位相補償処理し、更にノ
ツチフィルタ２ｂで設定周波数成分を抑圧し、ＤＡ、Ｃ
５ｃに出力する。

ＤＡＣ５ｃでは、これをアナログの電流指令量に変換し
、パワーアンプ３ａに与えて制御対象３ｂのモータを電
流駆動する。

このようにして外乱ノイズを入力として制御対象３ｂを
駆動している間に、ＭＰＵ４は設定周波数可変部４０よ
り第１図（Ｂ）の如く予め設定された周波数レンジでノ
ツチフィルタ２ｂの設定周波数を変化させ、即ち、第３
図の係数Ｋを変化させ、変化の毎にＡＤＣ５ｂの出力で
ある位置エラーｅｒのレベルを測定し、格納する。

このようにして所定周波数までノツチフィルタ２ｂの設
定周波数を変化させると、ＭＰＵ４は、測定した各設定
周波数における位置エラーｅｒの最小値を調べ、位置エ
ラーｅｒの最小値に対応する設定周波数をノツチフィル
タ２ｂにセットして調整を終了する。

これによって、ノツチフィルタ２ｂは制御対象３ｂの共
振周波数を抑圧する周波数特性を有する。

従って、以降の実際の位置決めに際し、ＭＰＵ４０から
ＤＡＣ５ａを介し与えられる指令量に従って、位置フィ
ードバックの位置決め制御が実行される。

このように、装置のパワーオン毎にノノチフィルタ２ｂ
の周波数調整を行えば、温度や経時変化による制御対象
３ｂの共振周波数変化に対しても、常にノツチフィルタ
の周波数を最適に設定できる。

又、装置出荷時に行えば、制御対象３の共振点のバラツ
キに対しノツチフィルタの周波数を最適に設定できる。

（ｂ）他の実施例の説明 上述の実施例では、誤差発生部１を個別に設け、アナロ
グ量を取扱って位置エラーを発生しているが、これをＭ
ＰＵ４の内部処理で行ってもよく、この場合ＤＡＣ５ａ
、ＡＤＣ５ｂは不要であり、アナログ位置信号Ｘをデジ
タルに変換してＭＰＵ４に入力するＡＤＣを設ければよ
い。

逆に、ＭＰＵ４に外乱ノイズ発生部４１の機能を持たせ
ているが、別途外乱ノイズ発生部４１を設けてもよく、
設定周波数可変部４０も別途設けてもよい。

又、ノツチフィルタ２ｂも第３図のものに限らず、他の
形式のものであってもよく、制御対象３ｂも磁気ヘッド
の移動機構に限らない。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり本発明からこれら
を排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、位置決め制御系に
制御対象の共振点を抑えるために設けられたノツチフィ
ルタの周波数特性を制御対象の実際の共振周波数に応じ
て自動調整することができるという効果を奏し、製品の
バラツキや経時変化等によって共振周波数が変化しても
、これに最適な周波数特性をノツチフィルタに付与でき
、高精度の位置決めを安定を行うことを保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の詳細な説明図、 第３図は第２図のノツチフィルタの説明図、第４図は第
２図の調整処理フロー図、 第５図は位置決め制御系の説明図、 第６図はノツチフィルタの特性図である。 図中、２ｂ−・・−・ノツチフィルタ、３ｂ　　・−−
−−−・・・・・制御対象、４０−・・〜・・・設定周
波数可変部、４１　　・−・−・−・外乱ノイズ発生部
、４２　−・−・−一−−−レベル測定判定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御対象（３ｂ）からの位置信号がフィードバックされ
   、該位置信号に基いて位置決め誤差信号を得て、ノッチ
   フィルタ（２ｂ）を介し該制御対象（３ｂ）に与えて、
   該制御対象（３ｂ）を位置決め制御する位置決め制御系
   における該ノッチフィルタ（２ｂ）の周波数を調整する
   方法であって、 外乱ノイズ信号を発生し、該位置信号に混合して該位置
   決め誤差信号として該ノッチフィルタ（２ｂ）を介し該
   制御対象（３ｂ）に与え、 該ノッチフィルタ（２ｂ）の設定周波数を変化させなが
   ら該位置決め誤差信号を測定し、 該位置決め誤差信号の大きさが最小となる周波数を該ノ
   ッチフィルタ（２ｂ）に設定することを特徴とする位置
   決め制御系のノッチフィルタ調整方法。