JP4263727B2 - 低周波外乱補償制御装置とそれを利用したディスクドライブ - Google Patents
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Description
150 VCMドライバ&アクチュエータ
210 状態変数予測器
220 推定フィルタ
230 減算器
2000 回路ブロックを外乱観測器
160A、160B 合算器
u 制御入力
xPES 位置エラー信号
d 外乱
Claims (11)
- ディスクドライブのサーボ制御装置において、
トラック追従制御回路から出力されるヘッドの動きを制御する制御入力と、前記制御入力、前記ディスクドライブのヘッドディスクアセンブリで発生した振動外乱、及び前記ヘッドディスクアセンブリで発生したディスクランアウトから得られた位置エラー信号とを入力して、現在制御時点に対する前記制御入力及び前記位置エラー信号と他の制御時点に現れる位置予測誤差との数学的な関係を示す状態方程式を利用して位置予測誤差を算出する状態変数予測器と、
前記位置予測誤差と前記振動外乱との数学的な関係から誘導された低域通過フィルタ関数を最小位相システム関数で割った形態の伝達関数を適用して前記位置予測誤差から外乱推定値を算出する推定フィルタと、
前記制御入力から前記外乱推定値を減算する減算器とを備え、
前記位置エラー信号は、前記トラック追従制御回路にフィードバックされることを特徴とする低周波外乱補償制御装置。 - 前記所定の状態方程式は、
- 前記推定フィルタHEST(z)は、次の数式、
で設計されることを特徴とする請求項1に記載の低周波外乱補償制御装置。 - 前記推定フィルタHEST(z)は、外乱と前記位置予測誤差との間の伝達関数である非最小位相システム
- 前記推定フィルタHEST(z)は、
- データ保存システムにおいて、
ヘッドの動きを制御する制御入力を出力し、前記制御入力、ディスクドライブのヘッドディスクアセンブリで発生した振動外乱、及び前記ヘッドディスクアセンブリで発生したディスクランアウトから得られた位置エラー信号からヘッドの位置、速度及びバイアス値を含むヘッドの動きの状態情報値を推定し、前記推定された状態情報値に基づいて所定の状態帰還制御プロセスによってトラック追従制御入力を生成させるトラック追従制御回路と、
前記トラック追従制御入力及び前記位置エラー信号から位置予測誤差を算出し、前記位置予測誤差と前記振動外乱との数学的な関係から誘導された低域通過フィルタ関数を最小位相システム関数で割った形態の伝達関数を適用して前記位置予測誤差から外乱推定値を生成させる外乱観測器と、
前記トラック追従制御入力から前記外乱推定値を減算する減算器と、
前記減算器の出力に相応する駆動電流を生成させてヘッドをトラック上で移動させ、前記ヘッドの移動によって位置エラー信号を生成させるボイスコイルモータードライバ&アクチュエータとを備え、
前記位置エラー信号は、前記トラック追従制御入力を生成するために前記トラック追従制御回路にフィードバックされることを特徴とするディスクドライブ。 - 前記外乱観測器は、
トラック追従制御回路から出力されるヘッドの動きを制御する制御入力と、前記制御入力、ディスクドライブのヘッドディスクアセンブリで発生した振動外乱、及び前記ヘッドディスクアセンブリで発生したディスクランアウトから得られた位置エラー信号を入力して、現在制御時点に対する前記制御入力及び前記位置エラー信号と他の制御時点に現れる位置予測誤差との数学的な関係を示す状態方程式を利用して位置予測誤差を算出する状態変数予測器と、
前記振動外乱と位置予測誤差との数学的な関係を利用して、前記位置予測誤差から外乱補償のための外乱推定値を算出する推定フィルタとを備え、
前記位置エラー信号は、前記トラック追従制御回路にフィードバックされることを特徴とする請求項6に記載のディスクドライブ。 - 前記所定の状態方程式は、
- 前記推定フィルタHEST(z)は、次の数式、
で設計されることを特徴とする請求項6に記載のディスクドライブ。 - 前記推定フィルタHEST(z)は、外乱と前記位置予測誤差との間の伝達関数である非最小位相システムを、最小位相システムHMIN(z)と全域通過フィルタHAP(z)との積として区分し、所定の低域通過フィルタHLPF(z)を前記最小位相システムHMIN(z)で割った形態の伝達関数を有することを特徴とする請求項6に記載のディスクドライブ。
- 前記推定フィルタHEST(z)は、
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