JP2001052348A - ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置 - Google Patents
ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置Info
- Publication number
- JP2001052348A JP2001052348A JP11220710A JP22071099A JP2001052348A JP 2001052348 A JP2001052348 A JP 2001052348A JP 11220710 A JP11220710 A JP 11220710A JP 22071099 A JP22071099 A JP 22071099A JP 2001052348 A JP2001052348 A JP 2001052348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- actuator
- disturbance observer
- disturbance
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、位相余裕の改善化が図れるディ
スク装置におけるアクチュエータ制御装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】アクチュエータの目標値までの誤差を示す
誤差信号に基づいて第1外乱オブザーバ信号を生成する
第1外乱オブザーバ演算部、制御器によって生成される
駆動信号と第1外乱オブザーバ演算部によって生成され
る第1外乱オブザーバ信号とに基づいて、第2外乱オブ
ザーバ信号を生成する第2外乱オブザーバ演算部、およ
び第2外乱オブザーバ演算部によって生成された第2外
乱オブザーバ信号を入力とし、所定の周波数の位相を持
ち上げてアクチュエータを駆動させるための信号を生成
する位相進み回路を備えている。
スク装置におけるアクチュエータ制御装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】アクチュエータの目標値までの誤差を示す
誤差信号に基づいて第1外乱オブザーバ信号を生成する
第1外乱オブザーバ演算部、制御器によって生成される
駆動信号と第1外乱オブザーバ演算部によって生成され
る第1外乱オブザーバ信号とに基づいて、第2外乱オブ
ザーバ信号を生成する第2外乱オブザーバ演算部、およ
び第2外乱オブザーバ演算部によって生成された第2外
乱オブザーバ信号を入力とし、所定の周波数の位相を持
ち上げてアクチュエータを駆動させるための信号を生成
する位相進み回路を備えている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスク装
置、磁気ディスク装置等のディスク装置におけるアクチ
ュエータ制御装置に関する。
置、磁気ディスク装置等のディスク装置におけるアクチ
ュエータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク装置または磁気ディスク装置
(以下、単にディスク装置という)の技術発達により、
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、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。
(以下、単にディスク装置という)の技術発達により、
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、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
ヤ自体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。
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
ヤ自体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】そこで、本出願人は、振動、及び衝撃とい
った外乱に強いアクチュエータ制御装置を開発した。以
下、本出願人が開発したアクチュエータ制御装置につい
て、詳しく説明する。
った外乱に強いアクチュエータ制御装置を開発した。以
下、本出願人が開発したアクチュエータ制御装置につい
て、詳しく説明する。
【0005】〔1〕光ディスク装置の制御系 図1は、光ディスク装置におけるトラッキングアクチュ
エータ制御装置の一般的な構成を示している。
エータ制御装置の一般的な構成を示している。
【0006】制御器1には、光ピックアップ内の対物レ
ンズが目標値から左右方向に相対的にどれだけずれてい
るかを示す位置誤差信号が入力される。制御器1として
は、DSPが用いられている。
ンズが目標値から左右方向に相対的にどれだけずれてい
るかを示す位置誤差信号が入力される。制御器1として
は、DSPが用いられている。
【0007】制御対象2は、光ピックアップ内の対物レ
ンズを左右方向に駆動させるトラッキングアクチュエー
タからなり、光ピックアップ内部に設けられている。制
御対象2は、制御器1からの駆動電圧を受けて対物レン
ズを左右方向に移動させる。
ンズを左右方向に駆動させるトラッキングアクチュエー
タからなり、光ピックアップ内部に設けられている。制
御対象2は、制御器1からの駆動電圧を受けて対物レン
ズを左右方向に移動させる。
【0008】制御器1から制御対象2に送られた駆動電
圧は、最終的に力となってアクチュエータに印加される
が、その過程で外部から振動やショックといった外乱が
加わると、その外乱によって制御対象2の出力する駆動
量が狂ってしまう。
圧は、最終的に力となってアクチュエータに印加される
が、その過程で外部から振動やショックといった外乱が
加わると、その外乱によって制御対象2の出力する駆動
量が狂ってしまう。
【0009】各光ディスクは、偏心(中心位置のずれ)
を持つため、制御対象をそれに追従させるようにするの
がトラッキングサーボの目標である。この追従させるべ
き信号は目標値と呼ばれている。
を持つため、制御対象をそれに追従させるようにするの
がトラッキングサーボの目標である。この追従させるべ
き信号は目標値と呼ばれている。
【0010】トラッキングサーボ系の制御装置による制
御とは、”外乱の影響を極力抑えながら、偏心に適切に
追従できるようにアクチュエータを駆動させて、対物レ
ンズからの反射信号を正しく読み取れるようにするこ
と”である。具体的には、”光ピックアップ内で位置誤
差信号を検出し、位置誤差信号をできるだけ0に近づけ
るように、制御器1で駆動信号を生成させる”ことを指
す。より具体的には、次の、、の一連の動作を繰
り返して行っていく。
御とは、”外乱の影響を極力抑えながら、偏心に適切に
追従できるようにアクチュエータを駆動させて、対物レ
ンズからの反射信号を正しく読み取れるようにするこ
と”である。具体的には、”光ピックアップ内で位置誤
差信号を検出し、位置誤差信号をできるだけ0に近づけ
るように、制御器1で駆動信号を生成させる”ことを指
す。より具体的には、次の、、の一連の動作を繰
り返して行っていく。
【0011】 位置誤差信号を用いて制御器1で駆動
電圧信号を計算し、得られた駆動電圧信号を制御対象2
であるアクチュエータへ送る。 駆動電圧信号を受けたアクチュエータは、目標とする
位置とのずれを小さくするように移動する。 その結果、新たに位置誤差信号が検出され、次の駆動
電圧信号を計算するために用いられる。
電圧信号を計算し、得られた駆動電圧信号を制御対象2
であるアクチュエータへ送る。 駆動電圧信号を受けたアクチュエータは、目標とする
位置とのずれを小さくするように移動する。 その結果、新たに位置誤差信号が検出され、次の駆動
電圧信号を計算するために用いられる。
【0012】〜の動作は命令があるまで途切れるこ
となくループを描いているので、クローズドループ系(C
losed Loop System)と呼ばれている。
となくループを描いているので、クローズドループ系(C
losed Loop System)と呼ばれている。
【0013】クローズドループ系は、一般的に図2に示
すようなブロックで表現されることが多い。
すようなブロックで表現されることが多い。
【0014】大まかな制御性能を調べるには、図3に示
すように、ループを切ったオープンループ系(Open Loop
System)を想定して評価する。
すように、ループを切ったオープンループ系(Open Loop
System)を想定して評価する。
【0015】〔2〕従来サーボ制御技術の問題点 従来の制御系であれば、”偏心追従性能を上げれば、外
乱抑圧性能が下がる”、あるいは”外乱抑圧性能を上げ
れば、偏心追従性能が下がる”というように、”偏心追
従性能”と”外乱抑圧性能”とはトレードオフの関係に
あるため、両方の性能を共に高めることは困難である。
乱抑圧性能が下がる”、あるいは”外乱抑圧性能を上げ
れば、偏心追従性能が下がる”というように、”偏心追
従性能”と”外乱抑圧性能”とはトレードオフの関係に
あるため、両方の性能を共に高めることは困難である。
【0016】このため、外乱の影響を大きく受ける携帯
機器用光ディスク装置では、次ののように、電機的
あるいは機械的に”外乱の影響を表面上表れにくくす
る”ような処理が施されている。
機器用光ディスク装置では、次ののように、電機的
あるいは機械的に”外乱の影響を表面上表れにくくす
る”ような処理が施されている。
【0017】メモリ蓄積法(MD法) 再生信号を高速でメモリに蓄積した後、通常速度で再生
信号を読み出す。これによって、外乱でサーボが外れた
際に、サーボが復帰するまでの時間を稼ぐ方法である。
信号を読み出す。これによって、外乱でサーボが外れた
際に、サーボが復帰するまでの時間を稼ぐ方法である。
【0018】しかしなから、この方法では、1)限られ
た期間(10秒程度)しか効果がない、2)再生信号の
み扱うので、記録型のドライブには適用できない可能性
がある、3)追加メモリが必要である、といった問題が
ある。
た期間(10秒程度)しか効果がない、2)再生信号の
み扱うので、記録型のドライブには適用できない可能性
がある、3)追加メモリが必要である、といった問題が
ある。
【0019】衝撃吸収材でプレーヤを包む方法 車載用プレーヤでは、プレーヤを衝撃吸収材で包むこと
によって、外乱を吸収しようとしている。しかしなが
ら、この方法では、1)サイズ的に大きくなるとともに
重くなるので、携帯機器には向かない、2)記録型には
使えない、といった問題がある。
によって、外乱を吸収しようとしている。しかしなが
ら、この方法では、1)サイズ的に大きくなるとともに
重くなるので、携帯機器には向かない、2)記録型には
使えない、といった問題がある。
【0020】最近では、高速回転のCD−ROMが普及
しているが、この高速回転モータの発生する振動がアク
チュエータに外乱として加わり、偏心成分が大きくなる
ことが分かっている。また、CD−Rに代表される記録
型では、データ記録時にアクチュエータに微振動が発生
し、偏心成分が大きくなることが分かっている。上記
の方法では、このような外乱を吸収することができな
い。
しているが、この高速回転モータの発生する振動がアク
チュエータに外乱として加わり、偏心成分が大きくなる
ことが分かっている。また、CD−Rに代表される記録
型では、データ記録時にアクチュエータに微振動が発生
し、偏心成分が大きくなることが分かっている。上記
の方法では、このような外乱を吸収することができな
い。
【0021】〔3〕外乱オブザーバの基本的な考え方 オブザーバとは、直接測定できない信号を、測定できる
信号や入手可能な信号を用いて、計算(アルゴリズム)
によって導出する機能を持つものの総称を指す。
信号や入手可能な信号を用いて、計算(アルゴリズム)
によって導出する機能を持つものの総称を指す。
【0022】外乱オブザーバとは、加速度センサなどを
用いないと測定できないショック・振動といった外乱成
分を計算によって導出し、得られた推定外乱信号を用い
て入力外乱を打ち消す(キャンセルする)役割を持つも
のをいう。外乱オブザーバは、制御器として位置付けら
れる。
用いないと測定できないショック・振動といった外乱成
分を計算によって導出し、得られた推定外乱信号を用い
て入力外乱を打ち消す(キャンセルする)役割を持つも
のをいう。外乱オブザーバは、制御器として位置付けら
れる。
【0023】〔3−1〕 外乱オブザーバのない通常の
制御系 図4は、外乱オブザーバのない通常の制御装置の構成を
示している。
制御系 図4は、外乱オブザーバのない通常の制御装置の構成を
示している。
【0024】図4において、C(s)は制御器1の伝達
関数を、Pa(s)は制御対象( アクチュエータ) 2の
モデルを、e(s)は制御器1への入力(電圧信号)
を、y(s)は制御対象2の出力( 位置信号) を、d
(s)は外乱信号をそれぞれ表している。
関数を、Pa(s)は制御対象( アクチュエータ) 2の
モデルを、e(s)は制御器1への入力(電圧信号)
を、y(s)は制御対象2の出力( 位置信号) を、d
(s)は外乱信号をそれぞれ表している。
【0025】制御器1は、入力信号eを用いてアクチュ
エータ2を適切に動作させるための信号を計算し、アク
チュエータ2に送る。その結果、アクチュエータ2はy
という移動を行う。
エータ2を適切に動作させるための信号を計算し、アク
チュエータ2に送る。その結果、アクチュエータ2はy
という移動を行う。
【0026】振動やショックなどの外乱dがない場合の
アクチュエータの出力y(= yno-d ist )は、次の数式
1で表される。
アクチュエータの出力y(= yno-d ist )は、次の数式
1で表される。
【0027】
【数1】
【0028】しかしながら、制御系に振動やショックな
どの外乱dが加わると、アクチュエータの出力yは、次
の数式2のようになり、外乱dがない場合に比べて、P
a・d分だけ、乱れることになる。このアクチュエータ
の出力yの乱れは、信号読み取り誤差を大きくするだけ
でなく、サーボ外れ(信号が大き過ぎて制御ができなく
なる)の原因ともなる。
どの外乱dが加わると、アクチュエータの出力yは、次
の数式2のようになり、外乱dがない場合に比べて、P
a・d分だけ、乱れることになる。このアクチュエータ
の出力yの乱れは、信号読み取り誤差を大きくするだけ
でなく、サーボ外れ(信号が大き過ぎて制御ができなく
なる)の原因ともなる。
【0029】
【数2】
【0030】〔3−2〕 外乱オブザーバの動作原理 図5は、外乱オブザーバの動作原理を示すブロック図で
ある。図5において、破線で囲んだ部分10が外乱オブ
ザーバである。
ある。図5において、破線で囲んだ部分10が外乱オブ
ザーバである。
【0031】図5において、Cは制御器1の伝達関数
を、Paは現実的な( 厳密な) 制御対象( アクチュエー
タ) 2のモデルを、伝達関数1/Pnを有する要素3に
おけるPnはPaから非線形な部分を除いた理想的なモ
デルを、要素4は低域通過フィルタ(Qフィルタ) を、
eは制御器1への入力(電圧信号)を、yは制御対象2
の出力( 位置信号) を、dは外乱信号を、d* は外乱推
定信号をそれぞれ表している。
を、Paは現実的な( 厳密な) 制御対象( アクチュエー
タ) 2のモデルを、伝達関数1/Pnを有する要素3に
おけるPnはPaから非線形な部分を除いた理想的なモ
デルを、要素4は低域通過フィルタ(Qフィルタ) を、
eは制御器1への入力(電圧信号)を、yは制御対象2
の出力( 位置信号) を、dは外乱信号を、d* は外乱推
定信号をそれぞれ表している。
【0032】このような構成では、アクチュエータの出
力yは、次の数式3で表される。
力yは、次の数式3で表される。
【0033】
【数3】
【0034】したがって、dとd* とがほぼ等しけれ
ば、外乱の影響を打ち消すことができる。
ば、外乱の影響を打ち消すことができる。
【0035】次に、全体の系としてみた場合の入出力関
係(入力eおよび外乱dと、出力yとの関係式)につい
て調べる。図5から、アクチュエータの出力yは、次の
数式4で表される。
係(入力eおよび外乱dと、出力yとの関係式)につい
て調べる。図5から、アクチュエータの出力yは、次の
数式4で表される。
【0036】
【数4】
【0037】ここで、仮に、Q=1 とおくと、数式4
は、次の数式5となり、外乱信号dがいかなる値でも、
出力yに表れない。
は、次の数式5となり、外乱信号dがいかなる値でも、
出力yに表れない。
【0038】
【数5】
【0039】また、Q=0とおくと、数式4は、次の数
式6となり、従来の外乱オブザーバのない系の応答(数
式2の応答)と等しくなる。
式6となり、従来の外乱オブザーバのない系の応答(数
式2の応答)と等しくなる。
【0040】
【数6】
【0041】つまり、Q=1 の範囲内、すなわち、フィ
ルタQの通過域においては、外乱dに関係なく、外乱応
答はゼロになる。また、制御対象が理想的なモデルとし
て動作する。
ルタQの通過域においては、外乱dに関係なく、外乱応
答はゼロになる。また、制御対象が理想的なモデルとし
て動作する。
【0042】言い換えれば、フィルタQの特性が外乱抑
制域を決定づける。通常、Qとしては低域通過フィルタ
が用いられる。そして、Qの通過域が外乱抑制域とな
る。
制域を決定づける。通常、Qとしては低域通過フィルタ
が用いられる。そして、Qの通過域が外乱抑制域とな
る。
【0043】〔4〕外乱オブザーバの実用化 〔4−1〕等化変換による変形
【0044】図5のブロックは、そのままの形では、実
現できないので、等化変換する必要がある。
現できないので、等化変換する必要がある。
【0045】図6は、図5のブロックを等化変換した図
である。図6では、制御器1と、制御対象2と、伝達関
数1/(1−Q)を有する要素5と、伝達関数Q/Pn
を有する要素6とを備えている。
である。図6では、制御器1と、制御対象2と、伝達関
数1/(1−Q)を有する要素5と、伝達関数Q/Pn
を有する要素6とを備えている。
【0046】図6においては、”外乱を推定外乱でキャ
ンセルする”という役割は現れないが、図6に対する入
出力関係を表す数式は、図5に対する入出力関係を表す
数式4と同じとなる。したがって、図6の制御装置にお
いても、外乱抑制効果は維持されている。実際のクロー
ズドループ系は、図7に示すようになる。
ンセルする”という役割は現れないが、図6に対する入
出力関係を表す数式は、図5に対する入出力関係を表す
数式4と同じとなる。したがって、図6の制御装置にお
いても、外乱抑制効果は維持されている。実際のクロー
ズドループ系は、図7に示すようになる。
【0047】〔4−2〕 光ディスク装置への外乱オブ
ザーバの適用 モータなどの制御対象であれば、制御対象の移動量yは
センサによって測定することが可能である。しかしなが
ら、光ディスク装置の場合、光学ピックアップを用いて
取り出せるのは位置誤差信号eだけであるため、図7の
形で外乱オブザーバを実現することが不可能である。し
たがって、何らかの変形を行って光ディスク装置に適用
させる必要がある。
ザーバの適用 モータなどの制御対象であれば、制御対象の移動量yは
センサによって測定することが可能である。しかしなが
ら、光ディスク装置の場合、光学ピックアップを用いて
取り出せるのは位置誤差信号eだけであるため、図7の
形で外乱オブザーバを実現することが不可能である。し
たがって、何らかの変形を行って光ディスク装置に適用
させる必要がある。
【0048】そこで、本出願人は、次のような変形を行
って、光ディスク装置に適合した制御装置を開発し、特
許出願をした(特願平10−159197)。つまり、
図7において、伝達関数Q/Pnを有する要素6は、測
定不可能なyを入力としているので、この部分を”e=
r−y" を入力する要素6aで代用することによって、
図8に示すような、制御装置を開発した。
って、光ディスク装置に適合した制御装置を開発し、特
許出願をした(特願平10−159197)。つまり、
図7において、伝達関数Q/Pnを有する要素6は、測
定不可能なyを入力としているので、この部分を”e=
r−y" を入力する要素6aで代用することによって、
図8に示すような、制御装置を開発した。
【0049】この制御装置は、次のような特徴を持って
いる。
いる。
【0050】センサやハードウエアが不要である。図
8の制御装置では、外乱オブザーバを制御器(DSP)
として設計しているため、従来の振動吸収装置に必要で
あったハードウエアが一切必要なく、付加的コストアッ
プはない。
8の制御装置では、外乱オブザーバを制御器(DSP)
として設計しているため、従来の振動吸収装置に必要で
あったハードウエアが一切必要なく、付加的コストアッ
プはない。
【0051】プレーヤの型を選ばない。従来の振動吸
収技術は、携帯機器に向かなかったり、記録型に向かな
かったりというように、適用機種を限定するものであっ
たが、図8の制御装置では制御理論的に外乱に強い制御
系を構築するのを目的としているので、プレーヤの機種
を選ばない。
収技術は、携帯機器に向かなかったり、記録型に向かな
かったりというように、適用機種を限定するものであっ
たが、図8の制御装置では制御理論的に外乱に強い制御
系を構築するのを目的としているので、プレーヤの機種
を選ばない。
【0052】
【発明が解決しようとする課題】本出願人が開発した図
8の制御装置では、従来のPID制御のみのシステムに
比べて、位相余裕が若干減少し、安定性が損なわれると
いう減少が見られた。ここで、位相余裕とは、系の安定
度(応答が発振しない)の尺度となる値である。また、
位相余裕が若干減少する結果、ディスク上の傷に弱くな
る、つまり、傷通過時にサーボ外れが起こり易い、誤差
信号の振幅が大きく乱れるという症状が現れた。
8の制御装置では、従来のPID制御のみのシステムに
比べて、位相余裕が若干減少し、安定性が損なわれると
いう減少が見られた。ここで、位相余裕とは、系の安定
度(応答が発振しない)の尺度となる値である。また、
位相余裕が若干減少する結果、ディスク上の傷に弱くな
る、つまり、傷通過時にサーボ外れが起こり易い、誤差
信号の振幅が大きく乱れるという症状が現れた。
【0053】位相余裕が減少する原因は、明確には不明
であるが、図7の制御装置は図5を等化変換することに
より得られた制御装置であるのに対して、図8の制御装
置では図7における伝達関数Q/Pnを有する要素6
を、”e=r−y" を入力する要素6aで代用すること
によって得られた制御装置であるため、図8のシステム
が図5の制御装置と等化ではないことにあると考えられ
る。
であるが、図7の制御装置は図5を等化変換することに
より得られた制御装置であるのに対して、図8の制御装
置では図7における伝達関数Q/Pnを有する要素6
を、”e=r−y" を入力する要素6aで代用すること
によって得られた制御装置であるため、図8のシステム
が図5の制御装置と等化ではないことにあると考えられ
る。
【0054】この発明は、位相余裕の改善化が図れるデ
ィスク装置におけるアクチュエータ制御装置を提供する
ことを目的とする。
ィスク装置におけるアクチュエータ制御装置を提供する
ことを目的とする。
【0055】
【課題を解決するための手段】この発明によるディスク
装置におけるアクチュエータ制御装置は、アクチュエー
タの目標値までの誤差を示す誤差信号に基づいてアクチ
ュエータの駆動信号を生成する制御器を備えたディスク
装置におけるアクチュエータ制御装置において、アクチ
ュエータの目標値までの誤差を示す誤差信号に基づいて
第1外乱オブザーバ信号を生成する第1外乱オブザーバ
演算部、制御器によって生成される駆動信号と第1外乱
オブザーバ演算部によって生成される第1外乱オブザー
バ信号とに基づいて、第2外乱オブザーバ信号を生成す
る第2外乱オブザーバ演算部、および第2外乱オブザー
バ演算部によって生成された第2外乱オブザーバ信号を
入力とし、所定の周波数の位相を持ち上げてアクチュエ
ータを駆動させるための信号を生成する位相進み回路を
備えていることを特徴とする。
装置におけるアクチュエータ制御装置は、アクチュエー
タの目標値までの誤差を示す誤差信号に基づいてアクチ
ュエータの駆動信号を生成する制御器を備えたディスク
装置におけるアクチュエータ制御装置において、アクチ
ュエータの目標値までの誤差を示す誤差信号に基づいて
第1外乱オブザーバ信号を生成する第1外乱オブザーバ
演算部、制御器によって生成される駆動信号と第1外乱
オブザーバ演算部によって生成される第1外乱オブザー
バ信号とに基づいて、第2外乱オブザーバ信号を生成す
る第2外乱オブザーバ演算部、および第2外乱オブザー
バ演算部によって生成された第2外乱オブザーバ信号を
入力とし、所定の周波数の位相を持ち上げてアクチュエ
ータを駆動させるための信号を生成する位相進み回路を
備えていることを特徴とする。
【0056】第1外乱オブザーバ演算部は、特定の周波
数帯域の信号を通過させる第1フィルタから構成され
る。第2外乱オブザーバ演算部は、低周波数帯域の信号
の利得を増加させるための第2フィルタから構成され
る。
数帯域の信号を通過させる第1フィルタから構成され
る。第2外乱オブザーバ演算部は、低周波数帯域の信号
の利得を増加させるための第2フィルタから構成され
る。
【0057】アクチュエータとしては、たとえば、トラ
ッキングアクチュエータ、フォーカスアクチュエータが
ある。アクチュエータがトラッキングアクチュエータで
ある場合には、誤差信号としてはトラッキング誤差信号
が用いられる。アクチュエータがフォーカスアクチュエ
ータである場合には、誤差信号としてフォーカス誤差信
号が用いられる。
ッキングアクチュエータ、フォーカスアクチュエータが
ある。アクチュエータがトラッキングアクチュエータで
ある場合には、誤差信号としてはトラッキング誤差信号
が用いられる。アクチュエータがフォーカスアクチュエ
ータである場合には、誤差信号としてフォーカス誤差信
号が用いられる。
【0058】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
を、CDプレーヤのトラッキングアクチュエータの制御
装置に適用した場合の実施の形態について説明する。
を、CDプレーヤのトラッキングアクチュエータの制御
装置に適用した場合の実施の形態について説明する。
【0059】図9は、トラッキングアクチュエータの制
御装置の構成を示している。
御装置の構成を示している。
【0060】この制御装置は、本出願人が既に開発した
図8の制御装置に、位相進み回路を付加したものであ
る。この制御装置は、誤差信号生成部11、制御器1
2、第1外乱オブザーバ演算部13、第2外乱オブザー
バ演算部14、位相進み回路15および制御対象(トラ
ッキングアクチュエータ)16を備えている。
図8の制御装置に、位相進み回路を付加したものであ
る。この制御装置は、誤差信号生成部11、制御器1
2、第1外乱オブザーバ演算部13、第2外乱オブザー
バ演算部14、位相進み回路15および制御対象(トラ
ッキングアクチュエータ)16を備えている。
【0061】制御対象16は、摩擦、むだ時間要素、高
次共振といった非線形要素を考慮に入れた現実に近い制
御対象モデルである。制御対象16の伝達関数をPa
(s)で表す。
次共振といった非線形要素を考慮に入れた現実に近い制
御対象モデルである。制御対象16の伝達関数をPa
(s)で表す。
【0062】誤差信号生成部11は、制御対象16の望
ましい位置(目標値)とされる基準入力信号rと、制御
対象16の実際の位置を表す出力信号yとに基づいて、
制御対象16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)eを生成する。
ましい位置(目標値)とされる基準入力信号rと、制御
対象16の実際の位置を表す出力信号yとに基づいて、
制御対象16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)eを生成する。
【0063】制御器12は、誤差信号eを入力とし、演
算結果信号aを出力する。第1外乱オブザーバ演算部1
3は、誤差信号eを入力とし、演算によって第1外乱オ
ブザーバ信号bを出力する。第2外乱オブザーバ演算部
14は、制御器12から出力される演算結果信号aに、
第1外乱オブザーバ部13から出力される第1外乱オブ
ザーバ信号bが加算された信号(a+b)を入力とし、
第2外乱オブザーバ信号cを出力する。位相進み回路1
5は、第2外乱オブザーバ信号cを入力とし、ある特定
の周波数における系の位相を持ち上げる。位相進み回路
15の出力信号fは、外乱信号dとともに、制御対象1
6に送られる。
算結果信号aを出力する。第1外乱オブザーバ演算部1
3は、誤差信号eを入力とし、演算によって第1外乱オ
ブザーバ信号bを出力する。第2外乱オブザーバ演算部
14は、制御器12から出力される演算結果信号aに、
第1外乱オブザーバ部13から出力される第1外乱オブ
ザーバ信号bが加算された信号(a+b)を入力とし、
第2外乱オブザーバ信号cを出力する。位相進み回路1
5は、第2外乱オブザーバ信号cを入力とし、ある特定
の周波数における系の位相を持ち上げる。位相進み回路
15の出力信号fは、外乱信号dとともに、制御対象1
6に送られる。
【0064】制御器12の伝達関数はC(s)で表され
る。第1外乱オブザーバ演算部13の伝達関数は、Q/
Pn(s)で表される。ここで、Qは低域通過フィルタ
である。Pn(s)はPa(s)から非線形な部分を除
いた制御対象16の理想的なモデルである。第2外乱オ
ブザーバ演算部14の伝達関数は、1/(1−Q)で表
される。
る。第1外乱オブザーバ演算部13の伝達関数は、Q/
Pn(s)で表される。ここで、Qは低域通過フィルタ
である。Pn(s)はPa(s)から非線形な部分を除
いた制御対象16の理想的なモデルである。第2外乱オ
ブザーバ演算部14の伝達関数は、1/(1−Q)で表
される。
【0065】低域通過フィルタQは、第1外乱オブザー
バ演算部13の伝達関数Q/Pn(s)が実現可能、す
なわち、第1外乱オブザーバ演算部13の伝達関数の分
母の次数が分子の次数より大きいかまたは等しくなるよ
うに、高域で利得が増加しないような伝達関数を有する
ように設定される。
バ演算部13の伝達関数Q/Pn(s)が実現可能、す
なわち、第1外乱オブザーバ演算部13の伝達関数の分
母の次数が分子の次数より大きいかまたは等しくなるよ
うに、高域で利得が増加しないような伝達関数を有する
ように設定される。
【0066】なお、請求項2における”第1フィルタ”
は、第1外乱オブザーバ演算部13の伝達関数Q/Pn
(s)で表され、特定の周波数帯域の信号を通過させる
特性を有する。
は、第1外乱オブザーバ演算部13の伝達関数Q/Pn
(s)で表され、特定の周波数帯域の信号を通過させる
特性を有する。
【0067】また、請求項2における”第2フィルタ”
は、第2外乱オブザーバ演算部14の伝達関数1/(1
−Q)で表され、低周波数帯域の信号の利得を増加させ
る特性を有する。
は、第2外乱オブザーバ演算部14の伝達関数1/(1
−Q)で表され、低周波数帯域の信号の利得を増加させ
る特性を有する。
【0068】図10は、位相進み回路の周波数−位相特
性を表している。
性を表している。
【0069】図10の特性から、ある周波数において、
位相が大きく持ち上がっているのが分かる。したがっ
て、この位相進み回路15を位相余裕を測定する周波数
(ゼロクロス周波数:オープンループ特性のゲインの周
波数応答がゼロになる周波数)において位相が持ち上が
るように設計すれば、低下する位相分を補うことができ
る。
位相が大きく持ち上がっているのが分かる。したがっ
て、この位相進み回路15を位相余裕を測定する周波数
(ゼロクロス周波数:オープンループ特性のゲインの周
波数応答がゼロになる周波数)において位相が持ち上が
るように設計すれば、低下する位相分を補うことができ
る。
【0070】本出願人が既に開発した図8の制御装置で
は、0.2mmの傷でサーボ外れが頻繁に起こっていた
が、位相進み回路を追加した図9の制御装置では1.0
mmの傷においてもサーボ外れが発生しなかった。
は、0.2mmの傷でサーボ外れが頻繁に起こっていた
が、位相進み回路を追加した図9の制御装置では1.0
mmの傷においてもサーボ外れが発生しなかった。
【0071】上記実施の形態では、この発明をトラッキ
ングアクチュエータの制御装置に適用した場合について
説明したが、この発明はフォーカスアクチュエータの制
御装置にも適用することができる。
ングアクチュエータの制御装置に適用した場合について
説明したが、この発明はフォーカスアクチュエータの制
御装置にも適用することができる。
【0072】
【発明の効果】この発明によれば、位相余裕の改善化が
図れるディスク装置におけるアクチュエータ制御装置が
得られる。
図れるディスク装置におけるアクチュエータ制御装置が
得られる。
【図1】光ディスク装置におけるトラッキングアクチュ
エータ制御装置の一般的な構成を示すブロック図であ
る。
エータ制御装置の一般的な構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1を、一般的なクローズドループ系で表現し
た場合のブロック図である。
た場合のブロック図である。
【図3】図2を、オープンループ系で表現した場合のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図4】外乱オブザーバのない通常の制御装置の構成を
示すブロック図である。る。
示すブロック図である。る。
【図5】外乱オブザーバの動作原理を示すブロック図で
ある。
ある。
【図6】図5のブロックを等化変換した図である。
【図7】図6の制御装置に対応する実際のクローズドル
ープ系を示すブロック図である。
ープ系を示すブロック図である。
【図8】図7の制御装置から変形を行うことにより、本
出願人が開発した制御装置を示すブロック図である。
出願人が開発した制御装置を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図10】位相進み回路の周波数−位相特性を示すグラ
フである。
フである。
11 誤差信号生成部 12 制御器 13 第1外乱オブザーバ演算部 14 第2外乱オブザーバ演算部 15 位相進み回路 16 トラッキングアクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 21/10 G11B 21/10 L Fターム(参考) 5D096 AA05 BB02 CC01 EE01 GG06 GG07 HH01 KK12 5D118 AA24 BF02 CA03 CA04 CB03 CD02 CD03 5H004 GA07 GA15 GB20 HA07 HB07 JB22 KA66 KB02 KB24 KB30 MA12 MA19 5H303 AA22 BB01 BB06 CC02 CC06 DD01 EE03 EE07 FF03 HH01 JJ04 KK02 KK11 MM05
Claims (4)
- 【請求項1】 アクチュエータの目標値までの誤差を示
す誤差信号に基づいてアクチュエータの駆動信号を生成
する制御器を備えたディスク装置におけるアクチュエー
タ制御装置において、 アクチュエータの目標値までの誤差を示す誤差信号に基
づいて第1外乱オブザーバ信号を生成する第1外乱オブ
ザーバ演算部、 制御器によって生成される駆動信号と第1外乱オブザー
バ演算部によって生成される第1外乱オブザーバ信号と
に基づいて、第2外乱オブザーバ信号を生成する第2外
乱オブザーバ演算部、および第2外乱オブザーバ演算部
によって生成された第2外乱オブザーバ信号を入力と
し、所定の周波数の位相を持ち上げてアクチュエータを
駆動させるための信号を生成する位相進み回路、 を備えているディスク装置におけるアクチュエータ制御
装置。 - 【請求項2】 第1外乱オブザーバ演算部は、特定の周
波数帯域の信号を通過させる第1フィルタから構成さ
れ、第2外乱オブザーバ演算部は、低周波数帯域の信号
の利得を増加させるための第2フィルタから構成されて
いることを特徴とする請求項1に記載のディスク装置に
おけるアクチュエータ制御装置。 - 【請求項3】 アクチュエータがトラッキングアクチュ
エータであり、誤差信号がトラッキング誤差信号である
請求項1および2のいずれかに記載のディスク装置にお
けるアクチュエータ制御装置。 - 【請求項4】 アクチュエータがフォーカスアクチュエ
ータであり、誤差信号がフォーカス誤差信号である請求
項1および2のいずれかに記載のディスク装置における
アクチュエータ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11220710A JP2001052348A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11220710A JP2001052348A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001052348A true JP2001052348A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16755300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11220710A Pending JP2001052348A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001052348A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100400045B1 (ko) * | 2001-09-03 | 2003-09-29 | 삼성전자주식회사 | 외란 제거 장치 및 방법 |
JP2006277833A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 突発外乱推定装置及びトラッキング制御装置、並びに、トラッキング制御装置における突発外乱推定方法 |
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 |
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 |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP11220710A patent/JP2001052348A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100400045B1 (ko) * | 2001-09-03 | 2003-09-29 | 삼성전자주식회사 | 외란 제거 장치 및 방법 |
JP2006277833A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 突発外乱推定装置及びトラッキング制御装置、並びに、トラッキング制御装置における突発外乱推定方法 |
JP4647362B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2011-03-09 | 日本放送協会 | 突発外乱推定装置及びトラッキング制御装置、並びに、トラッキング制御装置における突発外乱推定方法 |
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 |
JP4594898B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2010-12-08 | 東芝ストレージデバイス株式会社 | ヘッド位置制御装置およびディスク装置 |
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 |
JP4595038B2 (ja) * | 2010-06-09 | 2010-12-08 | 東芝ストレージデバイス株式会社 | 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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7145746B1 (en) | Disk drive with adaptive control of periodic disturbances | |
JPH11317033A (ja) | サ―ボ制御式アクチュエ―タ・システムを安定化するための能動制御 | |
JP2003141833A (ja) | ヘッド位置決め装置、およびこれを用いたディスク装置 | |
US7274640B2 (en) | Apparatus and method for determining disc type | |
JP2000195202A (ja) | 磁気ディスク装置及び同装置に適用するヘッド位置決め制御システム | |
JPH0950303A (ja) | 繰り返し補償器およびこの繰り返し補償器を備えたディスク装置 | |
JP4504830B2 (ja) | 磁気ディスク装置 | |
JP2001052348A (ja) | ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置 | |
US20060072391A1 (en) | Disc drive with improved resistance against mechanical shocks | |
JP3695944B2 (ja) | 外乱抑制装置 | |
CN100444255C (zh) | 光盘装置 | |
JP2001210032A (ja) | ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置 | |
JP3973873B2 (ja) | 光ディスクドライブにおけるロングシークの制御システムおよびその方法 | |
US7616537B2 (en) | Focus search apparatus and method | |
JPH10312656A (ja) | 磁気ディスクのサーボ制御方法 | |
US9047886B2 (en) | Optical disk device and method for controlling the same | |
JP3480337B2 (ja) | 光ディスク装置 | |
JP3633521B2 (ja) | 光ディスク装置 | |
JP2629650B2 (ja) | トラックアクセス装置 | |
JPH09259449A (ja) | 光学的情報記録再生装置の位置決め装置 | |
JP3625792B2 (ja) | 制御装置及び光ディスク装置 | |
JPWO2016067741A1 (ja) | サーボ制御装置及びサーボ制御方法 | |
JP3501115B2 (ja) | 光ディスク装置および光ディスク装置制御方法 | |
JPH09147374A (ja) | 光ディスクの制御方式 | |
JP2600267B2 (ja) | ディジタル制御装置 |