JP2001210032A - ディスク装置におけるアクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、外乱オブザーバの精度の向上化
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】 第２ゲインＧ２を、Ｇ２＝Ｇ２１×Ｇ２
２の関係を満たすように、２つのサブゲインＧ２１、Ｇ
２２に分割し、一方の第１サブゲインＧ２１の付与手段
を加算手段の前段に、他方の第２サブゲインＧ２２の付
与手段を加算手段の後段に配置させることにより、第２
外乱オブザーバ演算部の伝達関数を、Ｑフィルタ、第１
ゲインＧ１および第３ゲインＧ３の他、第２サブゲイン
Ｇ２２にも依存させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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（＝ y_{no-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。

【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。

【００３１】図５において、ＣはＰＩＤ制御器や位相進
み遅れ補償器などの制御器１の伝達関数を、Ｐａは制御
対象であるアクチュエータ２の現実的なモデルの伝達関
数を、伝達関数１／Ｐｎを有する要素３におけるＰｎは
Ｐａから非線形的な要素を取り除いた理想的なアクチュ
エータのモデルの伝達関数を、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はアクチュエータ２の出力信号( 位置信号)
を、ｄは外部から加わる振動やショックといった外乱信
号を、ｄ^* はオブザーバ１０によって推定された推定外
乱信号を、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。

【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。

【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。

【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。すなわち、外乱が完全にキャンセル
されることを示す。

【００３８】

【数５】

【００３９】また、Ｑ＝０とおくと、数式４は、次の数
式６となり、外乱オブザーバのない従来の系の応答（数
式２の応答）と等しくなる。

【００４０】

【数６】

【００４１】以上のことから、Ｑ＝1 の範囲内、すなわ
ち、Ｑフィルタの通過域においては、外乱が抑制され、
制御対象が理想的なモデルとして動作する。Ｑフィルタ
は外乱オブザーバの外乱抑制特性を決定づける。通常、
Ｑフィルタ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。

【００４２】〔４〕外乱オブザーバの実用化 外乱オブザーバを実際の光ディスク装置のトラッキング
アクチュエータ制御装置に適用する場合について説明す
る。

【００４３】〔４−１〕外乱オブザーバを持たない通常
の光ディスク装置のトラッキングアクチュエータ制御装
置（クローズドループ系）の構成の説明

【００４４】図６は、外乱オブザーバを持たない通常の
光ディスクサーボ制御装置（クローズドループ系）の構
成を示している。

【００４５】図６において、１２はアナログ−デジタル
変換器（ＡＤＣ）を、１は制御器を、１３はデジタル−
アナログ変換器（ＤＡＣ）を、２は制御対象であるアク
チュエータをそれぞれ示している。

【００４６】また、１１はゲインＧ１を付与するための
ゲイン付与回路、１４はゲインＧ３を付与するためのゲ
イン付与回路、２１はゲインＧ２を付与するためのゲイ
ン付与手段である。制御器１およびゲイン付与手段２１
を含むブロック２０が、ＤＳＰによる演算で実現される
ブロックである。

【００４７】Ｇ１はＤＳＰ前段ゲイン（第１ゲイン）で
あり、Ｇ２はＤＳＰ内ゲイン（第２ゲイン）であり、Ｇ
３はＤＳＰ後段ゲイン（第３ゲイン）である。Ｇ１およ
びＧ３は、ハードウエア的に実現されるゲインであり、
通常、不可変のゲインである。Ｇ２は、ＤＳＰを用いて
ソフトウエア的に実現されるゲインであり、プログラム
的（ソフトウエア的）に可変なゲインである。

【００４８】ｒは制御対象であるアクチュエータ２が追
従するべき目標値であり、トラッキングサーボ方向の偏
心成分に相当する。なお、フォーカスアクチュエータ制
御装置の場合には、ｒはフォーカスサーボ方向の面ぶれ
成分に相当する。ｒとアクチュエータ２の出力との差
（ｒ−ｙ）に当たる信号ｅが、誤差信号に相当する。Ｄ
ＳＰ２０は、ＡＤＣ１２によって離散化された誤差信号
ｅを入力として、何らかの演算を行った後、その出力を
ＤＡＣ１３を介してアクチュエータ２へ送る。

【００４９】〔４−２〕外乱オブザーバを持つ光ディス
ク装置のトラッキングアクチュエータ制御装置の構成の
説明

【００５０】図７は、図６の制御装置に、図５の外乱オ
ブザーバを付加した構成を示している。

【００５１】図７においては、制御器１と、ゲイン付与
手段２１と、減算手段２２と、Ｑフィルタ４と、減算手
段２３とを含むブロックが、ＤＳＰ２０による演算で実
現されるブロックである。また、外乱オブザーバは、Ｑ
フィルタ４と、伝達関数１／Ｐｎを有する要素３と、伝
達関数１／Ｇ３を有する要素５と、減算手段２３とから
構成されている。

【００５２】図７では、Ｑフィルタ４には、信号ａと信
号ｂとの差信号が入力されているが、Ｑフィルタ４を各
信号ａ、ｂの差が取られる前の時点で乗算されるように
すると、図７は図８に示すように等価的に変形できる。

【００５３】図８においては、制御器１と、ゲイン付与
手段２１と、減算手段２２と、Ｑフィルタ４と、減算手
段２３とを含むブロックが、ＤＳＰ２０による演算で実
現されるブロックである。また、外乱オブザーバは、Ｑ
フィルタ４と、伝達関数Ｑ／（Ｇ３・Ｐｎ）を有する要
素６と、減算手段２３とから構成されている。図８にお
いて、Ｑフィルタ４の描くループを、等価な１つの伝達
関数で置き換えると、図９を得る。

【００５４】図９においては、外乱オブザーバは、アク
チュエータ２の出力ｙ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６と、制御器１
の出力と第１外乱オブザーバ演算部６との差に基づいて
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７とから構成されている。また、図９において
は、制御器１と、ゲイン付与手段２１と、減算手段２２
と、第２外乱オブザーバ演算部７とを含むブロックが、
ＤＳＰ２０による演算で実現されるブロックである。

【００５５】図６からも明らかなように、ＤＳＰ２０に
入力される信号は誤差信号ｅのみであり、第１外乱オブ
ザーバ演算部６のようにｙを入力とするブロックはシス
テム内において実現することができない。これは、光デ
ィスク装置では、アクチュエータ２の出力信号ｙを直接
測定できないからである。そこで、第１外乱オブザーバ
演算部６への入力信号ｙを誤差信号ｅ（＝ｒ−ｙ）で代
用できるように図９を変形させると、図１０を得る。

【００５６】図１０においては、外乱オブザーバは、誤
差信号ｅ（正確にはＡＤＣ１２の出力信号）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６’と、制御器１によって生成される駆動信号
（正確にはゲイン付与手段２１の出力信号）と第１外乱
オブザーバ信号との加算結果に基づいて、アクチュエー
タ駆動信号を生成するための第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７とから構成されて
いる。また、制御器１と、ゲイン付与手段２１と、加算
手段２４と、第１外乱オブザーバ演算部６’と第２外乱
オブザーバ演算部７とを含むブロックが、ＤＳＰ２０に
よる演算で実現されるブロックである。図１０では、外
乱オブザーバを構成する第１外乱オブザーバ演算部６’
と第２外乱オブザーバ演算部７との両方を、誤差信号を
入力とするＤＳＰ内のブロックとして実現することがで
きる。第１外乱オブザーバ演算部６’の伝達関数Ｂ１は
数式７で表され、第２外乱オブザーバ演算ブロック７の
伝達関数Ｂ２は数式８で表される。

【００５７】

【数７】

【００５８】

【数８】

【００５９】ここで、数式８で示される伝達関数Ｂ２
は、Ｑフィルタのみに依存する伝達関数であるので、第
２外乱オブザーバ演算部７はシステム中に存在するゲイ
ン値の影響を全く受けない。これに対し、数式７で示さ
れる伝達関数Ｂ１は、数式中にゲインＧ１およびゲイン
Ｇ３を含むため、第１外乱オブザーバ演算部６’はシス
テム中に存在するゲイン値の影響を大きく受ける。

【００６０】特に、光ディスク制御系の場合、ゲインＧ
１は大きな値であることが多く、第１外乱オブザーバ演
算部６’のゲインを大きく下げる方向に作用する。そう
すると、第１外乱オブザーバ演算部６’の演算結果が桁
落ち等により、十分な演算精度が保証されなくなってし
まう。さらに、ゲインＧ１およびゲインＧ３はハードウ
エアによるゲインであるので容易に変更できないため、
第１外乱オブザーバ演算部６’のダイナミックレンジ等
を調整することが困難である。つまり、図１０の構成で
は、外乱オブザーバの精度が保証されないという問題が
ある。

【００６１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、外乱オブ
ザーバの精度の向上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。

【００６２】

【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対してハードウ
エア的に実現される第１ゲインＧ１を与える第１ゲイン
付与回路、第１ゲイン付与回路の出力信号をＡＤ変換す
るＡＤ変換器、ＡＤ変換器の出力信号に基づいて所定の
処理を行なうＤＳＰ、ＤＳＰの出力信号をＤＡ変換する
ＤＡ変換器、ＤＡ変換器の出力信号に対してハードウエ
ア的に実現される第３ゲインＧ３を与える第２ゲイン付
与回路を備え、ＤＳＰは、ＡＤ変換器の出力信号に基づ
いて駆動信号を生成する制御器、制御器から出力される
駆動信号に対してソフトウエア的に実現される第２ゲイ
ンＧ２を与えるゲイン付与手段、ＡＤ変換器の出力信号
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、ゲイン付与手段の出力信号と第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
ーバ信号とを加算する加算手段、および加算手段の加算
結果に基づいて第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を備えており、第１外乱オブザー
バ演算部は、Ｑフィルタ、第１ゲインＧ１および第３ゲ
インＧ３に依存する伝達関数を有しており、第２外乱オ
ブザーバ演算部は、Ｑフィルタに依存する伝達関数を有
しいる第１のアクチュエータ制御装置と等価なアクチュ
エータ制御装置であって、第２ゲインＧ２を、Ｇ２＝Ｇ
２１×Ｇ２２の関係を満たすように、２つのサブゲイン
Ｇ２１、Ｇ２２に分割し、一方の第１サブゲインＧ２１
の付与手段を加算手段の前段に、他方の第２サブゲイン
Ｇ２２の付与手段を加算手段の後段に配置させることに
より、第２外乱オブザーバ演算部の伝達関数を、Ｑフィ
ルタ、第１ゲインＧ１および第３ゲインＧ３の他、第２
サブゲインＧ２２にも依存させるようにしたことを特徴
とする。

【００６３】アクチュエータの現実的なモデルの伝達関
数から非線形的な要素を取り除いた理想的なアクチュエ
ータのモデルの伝達関数をＰｎとし、Ｑフィルタの伝達
関数をＱとすると、第１外乱オブザーバ演算部の伝達関
数が｛Ｑ／（Ｇ１・Ｇ２２・Ｇ３・Ｐｎ）｝であり、第
２外乱オブザーバ演算部の伝達関数が｛１／（１−
Ｑ）｝である。

【００６４】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。

【００６５】

【発明の実施の形態】以下、図１１および図１２を参照
して、この発明を、ＣＤプレーヤ等のディスク装置のト
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。

【００６６】上述した図１０のトラッキングアクチュエ
ータの制御装置において、ソフトウエア的に可変なゲイ
ンは、ＤＳＰ２０中に存在するゲインＧ２だけである。
そこで、ＤＳＰ２０中の可変なゲインＧ２を付与するた
めのゲイン付与手段２１を、２つのサブゲインＧ２１，
Ｇ２２（ただし、Ｇ２１×Ｇ２２＝Ｇ２）をそれぞれ付
与するためのサブゲイン付与手段２１ａ、２１ｂに分割
すると、図１１に示すようなのような構成を得る。

【００６７】図１１において、外乱オブザーバは、誤差
信号ｅ（正確にはＡＤＣ１２の出力信号）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６’と、制御器１によって生成される駆動信号（正
確にはサブゲイン付与手段２１ｂの出力信号）と第１外
乱オブザーバ信号との加算結果に基づいて、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７と
から構成されている。また、制御器１と、サブゲイン付
与手段２１ａ、２１ｂと、加算手段２４と、第１外乱オ
ブザーバ演算部６’と第２外乱オブザーバ演算部７とを
含むブロックが、ＤＳＰ２０による演算で実現されるブ
ロックである。

【００６８】図１１において、Ｇ２１×Ｇ２２＝Ｇ２の
関係を維持している限り、図１０と図１１との制御系の
等価性は保たれる。そこで、図１１を基に、サブゲイン
Ｇ２２を付与するためのサブゲイン付与手段２１ｂを、
加算手段２４の後段に移動させて、図１１と等価な制御
装置を構成すると、本願発明の実施の形態である図１２
の構成を得ることができる。

【００６９】図１２において注目すべき点は、図１１の
第１外乱オブザーバ演算部６’が図１２の第１外乱オブ
ザーバ演算部６”に置き換えられたという点である。つ
まり、第１外乱オブザーバ演算部６’の置き換え後の第
２外乱オブザーバ演算部６”の伝達関数Ｂ１’は次の数
式９で表され、第１外乱オブザーバ演算部６”の伝達関
数Ｂ１’の数式中にゲインＧ１およびゲインＧ３の他、
ソフトウエア的に可変なサブゲインＧ２２が含まれるよ
うになる。

【００７０】

【数９】

【００７１】このように、第１外乱オブザーバ演算部
６”の伝達関数Ｂ１’の数式中にソフトウエア的に可変
なサブゲインＧ２２が含まれるので、このサブゲインＧ
２２を調節することによって第１外乱オブザーバ演算部
６”のダイナミックレンジを制御系の特性に合わせて調
節することが可能となり、制御系の構成やゲイン値Ｇ
１、Ｇ３に応じて外乱オブザーバの演算精度を改善する
ことができるようになる。また、Ｇ２１×Ｇ２２＝Ｇ２
を保つようにサブゲインＧ２２に応じてサブゲインＧ２
１も変化させているので、Ｇ２そのものは変化せず、サ
ーボ系全体のＤＣゲインが変化しないため、ゲインＧ２
を２つのサブゲインＧ２１、Ｇ２２に分割したことによ
る性能の低下はない。

【００７２】なお、図１１におけるゲインＧ２全体を加
算手段２４の後段に移動させることも考えられるが、こ
のようにすると、Ｇ２を変化させることによってサーボ
系全体のゲインが変化してしまうので、不適当である。

【００７３】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。

【００７４】

【発明の効果】この発明によれば、外乱オブザーバの精
度の向上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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図６】外乱オブザーバを持たない通常の光ディスク装
置のトラッキングアクチュエータ制御装置の構成を示す
ブロック図である。

【図７】外乱オブザーバを持つ光ディスク装置のトラッ
キングアクチュエータ制御装置の構成を示すブロック図
である。

【図８】図７のＱフィルタ４を各信号ａ、ｂの差が取ら
れる前の時点で乗算されるように、図７を等価的に変形
することによって得られる制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９】図８のＱフィルタ４の描くループを、等価な１
つの伝達関数で置き換えることによって得られる制御装
置の構成を示すブロック図である。

【図１０】図９の第１外乱オブザーバ演算部６への入力
信号ｙを誤差信号ｅ（＝ｒ−ｙ）で代用できるように図
９を変形させることによって得られる制御装置の構成を
示すブロック図である。

【図１１】図１０のゲインＧ２を２つのゲインＧ２１，
Ｇ２２に分割することによって得られる制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図１２】図１１を基に、ゲインＧ２２を加算手段２４
の後段に移動させて、図１１と等価な制御装置（本発明
の実施の形態による制御装置）を構成した場合のブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 制御器 ２ 制御対象（アクチュエータ） ６” 第１外乱オブザーバ演算ブロック ７ 第２外乱オブザーバ演算ブロック １１、１４ ゲイン付与回路 １２ アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ） １３ デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ） ２０ ＤＳＰ ２４ 加算手段 ２１ａ、２１ｂ サブゲイン付与手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D096 AA02 AA05 GG06 HH01 HH06 HH18 KK12 5D118 AA24 BA01 BB01 BB02 BC07 BD01 BF01 CA02 CA09 CA13 CC12 CD03 5H004 GA07 GA09 GA40 GB20 HA07 HB07 JB22 KA65 KB30 MA11 MA12 5H303 AA22 FF03 KK01 KK02 KK11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータの目標値までの誤差を示
   す誤差信号に対してハードウエア的に実現される第１ゲ
   インＧ１を与える第１ゲイン付与回路、第１ゲイン付与
   回路の出力信号をＡＤ変換するＡＤ変換器、ＡＤ変換器
   の出力信号に基づいて所定の処理を行なうＤＳＰ、ＤＳ
   Ｐの出力信号をＤＡ変換するＤＡ変換器、ＤＡ変換器の
   出力信号に対してハードウエア的に実現される第３ゲイ
   ンＧ３を与える第２ゲイン付与回路を備え、 ＤＳＰは、ＡＤ変換器の出力信号に基づいて駆動信号を
   生成する制御器、制御器から出力される駆動信号に対し
   てソフトウエア的に実現される第２ゲインＧ２を与える
   ゲイン付与手段、ＡＤ変換器の出力信号に基づいて第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、ゲイン付与手段の出力信号と第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を加
   算する加算手段、および加算手段の加算結果に基づいて
   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
   演算部を備えており、 第１外乱オブザーバ演算部は、Ｑフィルタ、第１ゲイン
   Ｇ１および第３ゲインＧ３に依存する伝達関数を有して
   おり、第２外乱オブザーバ演算部は、Ｑフィルタに依存
   する伝達関数を有しいる第１のアクチュエータ制御装置
   と等価なアクチュエータ制御装置であって、 第２ゲインＧ２を、Ｇ２＝Ｇ２１×Ｇ２２の関係を満た
   すように、２つのサブゲインＧ２１、Ｇ２２に分割し、
   一方の第１サブゲインＧ２１の付与手段を加算手段の前
   段に、他方の第２サブゲインＧ２２の付与手段を加算手
   段の後段に配置させることにより、第２外乱オブザーバ
   演算部の伝達関数を、Ｑフィルタ、第１ゲインＧ１およ
   び第３ゲインＧ３の他、第２サブゲインＧ２２にも依存
   させるようにしたことを特徴とするディスク装置におけ
   るアクチュエータ制御装置。
2. 【請求項２】 アクチュエータの現実的なモデルの伝達
   関数から非線形的な要素を取り除いた理想的なアクチュ
   エータのモデルの伝達関数をＰｎとし、Ｑフィルタの伝
   達関数をＱとすると、第１外乱オブザーバ演算部の伝達
   関数が｛Ｑ／（Ｇ１・Ｇ２２・Ｇ３・Ｐｎ）｝であり、
   第２外乱オブザーバ演算部の伝達関数が｛１／（１−
   Ｑ）｝である請求項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。
3. 【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。
4. 【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。