KR20080027119A - 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체기억 장치 - Google Patents

2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체기억 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 2자유도 제어를 행하는 현재 옵저버 제어에 의한 위치 제어 장치에 있어서, 연산에 의한 출력 지연에 의해서 위치 정밀도가 열화되는 것을 방지하는 것을 과제로 한다.
오버런 방지를 위한 2자유도 제어계에 있어서, 2자유도 제어의 출력 지연(연산 지연 및 구동 앰프, D/A 컨버터 등의 하드 지연)을 고려하여, 샘플 시점에서 지연분만큼 진행된 Td의 추정 상태를 연산하여, 이 추정 상태로부터 출력을 연산한다. 샘플 시점에서부터 계산 중에 상태 변화가 있더라도, 출력 지연의 영향을 방지하여, 정밀도 높은 위치 제어가 가능하게 되어, 오버런을 방지할 수 있다.
2자유도 제어, 위치 제어, 오버런, 정밀도

Description

2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체 기억 장치{TWO DEGREE OF FREEDOM POSITION CONTROL METHOD, TWO DEGREE OF FREEDOM POSITION CONTROL DEVICE, AND MEDIUM STORAGE DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 매체 기억 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 디스크의 위치 신호의 설명도이다.
도 3은 도 2의 위치 신호의 상세 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 시크 제어의 천이도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태의 현재 옵저버의 블록도이다.
도 6은 도 5의 변형예의 블록도이다.
도 7은 도 5 및 도 6의 동작 시퀀스의 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 현재 옵저버의 블록도이다.
도 9는 도 8의 동작 시퀀스의 설명도이다.
도 10은 도 8의 현재 옵저버의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시형태의 현재 옵저버의 블록도이다.
도 12는 종래의 현재 옵저버의 블록도이다.
도 13은 종래의 2자유도 제어의 블록도이다.
도 14는 도 13의 상세 블록도이다.
도 15는 도 13의 동작 시퀀스도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액츄에이터 2 : 스핀들 모터의 회전축
3 : 헤드 4 : 디스크
5 : 스핀들 모터 6 : 액츄에이터의 VCM 구동 회로
7 : 위치 복조 회로 8 : 스핀들 모터의 구동 회로
9 : 버스 10 : 데이터의 기록 재생 회로
11 : 하드디스크 컨트롤러 12 : MCU의 RAM
13 : MCU의 ROM 14 : 마이크로 컨트롤러 유닛
15 : 하드디스크 컨트롤러의 RAM 16 : 위치 신호
본 발명은, 피드백과 피드포워드를 병용한 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어(two degree of freedom position control) 장치 및 매체 기억 장치에 관한 것으로, 특히, 옵저버 제어를 이용하여, 2자유도 제어하기 위한 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체 기억 장치에 관한 것이다.
대상물을 목표 위치로 위치 제어하는 장치는 널리 이용되고 있다. 예컨대, 자기 디스크 장치나 광 디스크 장치 등의 디스크 장치의 위치 결정 제어의 하나인, 헤드를 목표 트랙으로 이동시키는 시크 제어에 이용되고 있다.
이 시크 제어로서, 2자유도 제어(Two Degree of Freedom Control)를 이용하는 방법이 있다. 이 2자유도 제어는 피드백 루프를 구성하면서, 목표 위치를 필터를 통해서 부여한다. 즉, 목표 위치에서부터 관측 위치까지의 전달 함수를 로우패스 필터의 형상으로 한다. 이에 따라, 오버슈트(오버런)를 효과적으로 억압하는 방법이다.
디스크 장치 등에서 일반적으로 이용되고 있는 옵저버 제어계에 있어서도, 2자유도 제어계를 구성하는 것이 가능하다. 이 때는, 제어계는 피드백의 극과 동일한 극을 갖는 2차 로우패스 필터(이하, LPF라 함)의 형태가 된다. 도 12는 종래의 2자유도 제어계의 구성도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 목표 궤도 생성부(100)는 목표 위치 r에서부터 목표 궤도 r(n)을 생성한다. 목표 궤도 r(n)은 샘플마다 샘플 사이에서 이동하는 목표 위치를 나타낸다. 한편, 위치 오차 연산부(102)는, 목표 위치 r과 플랜트(106)로부터 관측한 현재 위치 y와의 오차 y[n]를 연산한다. 컨트롤러(104)는 목표 궤도 r(n)과 위치 오차 y[n]를 받아, 2자유도 옵저버 연산을 하여, 플랜트(106)의 구동 지령치를 계산하여, 플랜트(106)를 구동한다.
이 컨트롤러(104)에 사용되는 옵저버로서, 도 13 및 도 14에 도시하는 2자유도 제어 옵저버가 제안되어 있다(예컨대, 비특허문헌 1). 도 13에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(104)에 옵저버(에스터메이터)(104-1)를 사용한다. 이 에스터메이터(104-1)는, 플랜트(106)의 현재 위치 y와 플랜트(106)로의 출력으로부터의 출력 u[n]을 연산하여, 게인 승산 블록(104-2)에서 개방 루프 게인 K를 곱하여 피드백한 다.
한편, 목표 궤도 r[n]에 계수 N을 승산 블록(104-4)에서 곱하여, 가산 블록(104-3)에 출력하고, 게인 승산 블록(104-2)의 출력과 가산하여, 플랜트(106)에의 출력 u[n]을 계산한다.
이 2자유도 제어의 옵저버를 간략화하면, 도 14가 되어, 다음 식(1), (2), (3)으로 표현된다.
Figure 112007031932414-PAT00001
Figure 112007031932414-PAT00002
Figure 112007031932414-PAT00003
즉, 현 샘플 n에서의 관측 위치 y(n)와, 앞 샘플에서 추정한 현 샘플의 예측 위치 C·Xb(n)과의 차분을 연산 블록(202)에서 연산하여, 추정 위치 오차 er[n]를 생성한다. 승산 블록(204)에서, 이 추정 위치 오차 er[n]에 추정 게인 L을 곱해, 보정치를 만든다.
가산 블록(206)에 의해, 이 보정치와, 예측 위치, 예측 속도 등 Xb[n]과 가산한다. 이에 따라, 식(1)의 현 샘플에서의 추정 위치·추정 속도 등 Xh(n)을 생성한다. 통상의 상태 피드백되면, 이 추정 상태 Xh(n)의 추정 위치에 게인을 곱하고, 추정 속도에 게인을 곱하고, 양자의 합을 취해, 상태 피드백 전류를 생성한다.
전술한 2자유도 제어에서는, 추정 속도에 게인을 곱한 값을 이용하는 것은 동일하지만, 추정 위치 Xh(n)와 목표 위치 궤도 r(n)과의 차분치를 가산 블록(210)에서 연산하고, 승산 블록(212)에서 그것에 피드백 게인 F를 곱한 값을 상태 피드백에 이용한다. 즉, (2)식을 연산한다.
한편, 다음 샘플(n+1)의 추정 상태 Xb(n+1)를 현 샘플의 추정 상태 Xh(n)와 출력치 u(n)로부터 승산 블록(214, 216), 가산 블록(218)에 의해 (3)식과 같이 계산한다.
여기서, A, B, C, C^T, L, F는 위치 x, 속도 v, 바이어스치 b, 외란치 d1, d2에 대한 행렬이다. 또, A, B, L은 상태 추정 게인, F는 피드백 게인이며, C, C^T(C의 전치)는 하기 식(4), 식(5)으로 나타내어진다.
Figure 112007031932414-PAT00004
Figure 112007031932414-PAT00005
식(1), 식(2), 식(3) 및 도 14에서 나타내어지는 현재 옵저버는, 통상의 현재 옵저버에, 목표 궤도 r(n)에 식(5)의 C^T를 곱해 가산하는 것만으로, 2자유도 제어를 실현할 수 있다.
<비특허문헌 1>
「Digital Control of Dynamic Systems」(저자 Gene F. Franklin 외 2명, 발행원 ADDISON-WESLEY, 발행년 1998년)
전술한 종래의 2자유도 제어의 제안은 도 15에 도시한 바와 같이, 1 샘플에서 구동 전류를 1회 변화시키는, 소위 싱글-레이트 제어의 것이었다. 즉, 도 15에 도시한 바와 같이, 현 샘플 n에서의 위치를 관측하여, 1회 2자유도 제어 연산을 행하여, 구동 전류 u(n)를 출력하는 것이다.
그러나, 디지털 제어에서는, 마이크로 컨트롤러로 계산 처리하기 때문에, 출력 지연 시간이 생긴다. 최근의 고속 이동 및 고정밀도의 위치 결정의 요청에 따라, 종래의 1 샘플에서 1번 상태 추정하여 구동 전류를 변화하는 방법에서는, 제어의 지연이 현저하게 되어 왔다.
예컨대, 자기 디스크 장치에서는, 디스크 1면에 수만 트랙이라는 고밀도로 설정되고, 더구나 이동 속도도 고속화가 요구되고 있기 때문에, 1 샘플에서 1회 상태 추정하여 구동 전류를 1회 변화시키더라도, 계산 중에 상태 변화가 커져, 출력 지연에 의해 정밀도 높은 위치 제어가 곤란하게 되어, 오버런을 일으키기 쉽게 되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 2자유도 제어의 출력 지연을 방지하기 위한 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체 기억 장치를 제공하는 데에 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 2자유도 제어하더라도, 고정밀도의 위치 제어를 실현하기 위한 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체 기억 장치를 제공하는 데에 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 목적은, 1 샘플 중에 여러 번 출력 변화시키기 위한 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체 기억 장치를 제공하는 데에 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 목적은, 계산 처리 시간을 단축하여, 위상 여유의 감소나 응답 열화를 방지하기 위한 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체 기억 장치를 제공하는 것에 있다.
이 목적의 달성을 위해, 본 발명의 대상물을 목표 위치로, 액츄에이터에 의해 위치 제어하는 위치 제어 방법은, 상기 대상물의 목표 위치와 상기 대상물의 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하는 단계와, 상기 위치 오차와 현재 옵저버의 현 샘플의 추정 위치와의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하는 단계와, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하는 단계와, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하는 단계와, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 단계 를 갖는다.
또, 본 발명의 매체 기억 장치는, 디스크 기억 매체의 데이터를 적어도 읽어들이는 헤드와, 상기 디스크 기억 매체의 소정 위치에, 상기 헤드를 위치 결정하는 액츄에이터와, 상기 헤드의 목표 위치와 상기 헤드로부터 얻은 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하여, 현재 옵저버 제어에 의해 상기 액츄에이터를 구동하는 출력치를 연산하는 제어 유닛을 지니고, 상기 제어 유닛은, 상기 위치 오차와 상기 현재 옵저버의 현 샘플의 추정 위치와의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하여, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 또한 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산한다.
또, 본 발명의 위치 제어 장치는, 대상물을 목표 위치로, 액츄에이터에 의해 위치 제어하는 위치 제어 장치에 있어서, 상기 대상물의 목표 위치와 상기 대상물의 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하는 블록과, 상기 위치 오차와 현 샘플의 추정 위치와의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하여, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 또한 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 현재 옵저버를 갖는다.
더욱이, 본 발명에서는, 바람직하게는, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치와 (현 샘플+0.5 샘플) 시각의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 0.5 샘플 앞의 출력치와 상기 현 샘플의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행된 추정 위치를 연산하는 단계와, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하는 단계와, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 0.5 샘플 앞의 출력치와, 상기 계산된 출력치로부터 다음 샘플의 추정 위치를 연산하는 단계를 더 갖는다.
더욱이, 본 발명에서는, 바람직하게는, 상기 진행된 추정 위치를 연산하는 단계는, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를, 상기 추정 위치 오차로 보정하는 단계를 갖는다.
더욱이, 본 발명에서는, 바람직하게는, 상기 목표 위치로부터 각 샘플 시점의 목표 궤도를 생성하는 단계를 더 갖는다.
더욱이, 본 발명에서는, 바람직하게는, 상기 목표 위치에서부터 각 샘플 시점과, 이 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행한 시점과의 목표 궤도를 생성하는 단계를 더 갖는다.
더욱이, 본 발명에서는, 바람직하게는, 상기 위치 오차를 연산하는 단계는, 기억 매체의 데이터를 적어도 읽어들이는 헤드의 출력으로부터 얻은 현재 위치와, 상기 액츄에이터를 구동하여 상기 헤드를 상기 기억 매체의 소정 위치로 이동하기 위한 목표 위치와의 위치 오차를 연산하는 단계로 이루어진다.
이하, 본 발명의 실시형태를 매체 기억 장치, 2자유도 위치 제어계의 제1 실시형태, 제2 실시형태, 제3 실시형태, 다른 실시형태의 순으로 설명하지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다.
(매체 기억 장치)
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 매체 기억 장치의 구성도, 도 2는 도 1의 자기 디스크의 위치 신호의 배치도, 도 3은 도 1 및 도 2의 자기 디스크의 위치 신호의 구성도, 도 4는 시크 제어의 제어 천이도이다.
도 1은 매체 기억 장치로서, 자기 디스크 장치를 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 자기 기억 매체인 자기 디스크(4)가 스핀들 모터(5)의 회전축(2)에 설치되어 있다. 스핀들 모터(5)는 자기 디스크(4)를 회전한다. 액츄에이터(VCM)(1)는 선단에 자기 헤드(3)를 갖춰, 자기 헤드(3)를 자기 디스크(4의) 반경 방향으로 이동한다.
액츄에이터(1)는 회전축을 중심으로 회전하는 보이스 코일 모터(VCM)로 구성된다. 도면에서는, 자기 디스크 장치에 2장의 자기 디스크(4)가 탑재되고, 4개의 자기 헤드(3)가 동일한 액츄에이터(1)로 동시에 구동된다.
자기 헤드(3)는 리드 소자와 라이트 소자로 이루어진다. 자기 헤드(3)는, 슬라이더에 자기 저항(MR) 소자를 포함하는 리드 소자를 적층하고, 그 위에 라이트 코일을 포함하는 라이트 소자를 적층하여 구성된다.
위치 검출 회로(7)는 자기 헤드(3)가 읽어들인 위치 신호(아날로그 신호)를 디지털 신호로 변환한다. 리드/라이트(R/W) 회로(10)는 자기 헤드(3)의 판독 및 기 록을 제어한다. 스핀들 모터(SPM) 구동 회로(8)는 스핀들 모터(5)를 구동한다. 보이스 코일 모터(VCM) 구동 회로(6)는 보이스 코일 모터(VCM)(1)에 구동 전류를 공급하여, VCM(1)를 구동한다.
마이크로 컨트롤러(MCU)(14)는, 위치 검출 회로(7)로부터의 디지털 위치 신호로부터 현재 위치를 검출(복조)하여, 검출한 현재 위치와 목표 위치와의 오차에 따라서, VCM 구동 지령치를 연산한다. 즉, 위치 복조와 도 5 이하에서 설명하는 외란 억압을 포함하는 서보 제어(현재 옵저버 제어)를 행한다. 리드-온니-메모리(ROM)(13)는 MCU(14)의 제어 프로그램 등을 저장한다. 랜덤-액세스-메모리(RAM)(12)는 MCU(14)의 처리를 위한 데이터 등을 저장한다.
하드디스크 컨트롤러(HDC)(11)는, 서보 신호의 섹터 번호를 기준으로 하여, 1주 내의 위치를 판단하여, 데이터를 기록·재생한다. 버퍼용 랜덤-액세스-메모리(RAM)(15)는 리드 데이터나 라이트 데이터를 일시 저장한다. HDC(11)는 USB(Universal Serial Bus), ATA나 SCSI(Small Computer System Interface) 등의 인터페이스 IF로, 호스트와 통신한다. 버스(9)는 이들을 접속한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 자기 디스크(4)에는 외주에서 내주에 걸쳐 각 트랙에 서보 신호(위치 신호)(16)가 원주 방향으로 등간격으로 배치된다. 또한, 각 트랙은 복수의 섹터로 구성되며, 도 2의 실선은 서보 신호(16)의 기록 위치를 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 위치 신호는 서보 마크(Servo Mark)와, 트랙 번호 그레이 코드(Gray Code)와, 인덱스(Index)와, 오프셋 정보(서보 버스트) PosA, PosB, PosC, PosD로 이루어진다. 또한, 도 3의 점선은 트랙 센터를 나타낸다.
도 3의 위치 신호를 헤드(3)로 읽어들여, 트랙 번호 Gray Code와 오프셋 정보 PosA, PosB, PosC, PosD를 사용하여, 자기 헤드의 반경 방향의 위치를 검출한다. 또한, 인덱스 신호 Index를 바탕으로 하여, 자기 헤드의 원주 방향의 위치를 파악한다.
예컨대, 인덱스 신호를 검출했을 때의 섹터 번호를 0번으로 설정하고, 서보 신호를 검출할 때마다 카운트업하여, 트랙의 각 섹터의 섹터 번호를 얻는다. 이 서보 신호의 섹터 번호는 데이터의 기록 재생을 할 때의 기준이 된다. 또한, 인덱스 신호는 1주에 하나이고, 또, 인덱스 신호 대신에, 섹터 번호를 둘 수도 있다.
도 1의 MCU(14)는 위치 검출 회로(7)를 통하여, 액츄에이터(1)의 위치를 확인하고, 서보 연산하여, 적절한 전류를 VCM(1)에 공급한다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 시크 제어는 코어스 제어(coarse control), 정정 제어(settling control) 및 팔로잉 제어(following control)로 천이함으로써, 목표 위치까지 이동시킬 수 있다. 모두 헤드의 현재 위치를 검출할 필요가 있다.
이와 같은, 위치를 확인하기 위해서는, 전술한 도 2와 같이, 자기 디스크 상에 서보 신호를 사전에 기록해 둔다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 서보 신호의 시작 위치를 나타내는 서보 마크, 트랙 번호를 나타내는 Gray code, 인덱스 신호, 오프셋을 나타내는 PosA∼PosD와 같은 신호가 기록되어 있다. 이 신호를 자기 헤드로 읽어내어, 이 서보 신호를 위치 검출 회로(7)가 디지털치로 변환한다.
(2자유도 위치 제어계의 제1 실시형태)
도 5는 본 발명의 위치 제어계의 제1 실시형태의 블록도로, 도 1의 MCU(14) 가 실행하는 외란을 억압하는 위치 결정 제어계의 블록도이다. 도 6은 도 5의 변형예의 블록도, 도 7은 도 5 및 도 6의 제어 시퀀스의 설명도이다.
도 5는 도 1의 MCU(4)가 실행하는 현재 옵저버를 사용한 2자유도 위치 제어계를 도시한다. 우선, 현재 옵저버를 설명한다. 자기 디스크 장치의 액츄에이터는 회전형이다. 그러나, 다음 식(6) 형태의 직진형 액츄에이터의 상태방정식으로 변환하여 표현할 수 있다. 또한, x는 위치(m), v는 속도(m/s), u는 전류(Ampere), B1은 힘상수(N/m), m은 등가 질량(kg), u는 출력, s는 라프라스 연산자이다.
Figure 112007031932414-PAT00006
샘플링 주기를 T(s), 전류의 최대치를 Imax(Ampere), 트랙 폭을 Lp(m/track)로 두고, 위치의 단위를 track, 속도의 단위를 track/sample, 전류의 단위를, Imax를 「1」로 하는 변환을 행하여, (6)식을 디지털의 상태방정식으로 표현하면, 다음 식(7)을 얻는다.
Figure 112007031932414-PAT00007
한편, 정상 바이어스를 추정하기 위해서, 정상 바이어스를 일정하게 한 다음 식(8)을 가정한다. 한편 s는 라프라스 연산자이다.
Figure 112007031932414-PAT00008
이것을 디지털 공간으로 변환하면, 다음 식(9)을 얻는다.
Figure 112007031932414-PAT00009
또, 외란 모델(disturbance model)로서, 다음 식(10)의 2차식의 특성을 설정한다.
Figure 112007031932414-PAT00010
식(10)의 외란 모델의 아날로그의 상태방정식은 다음 식(11)으로 표현된다.
Figure 112007031932414-PAT00011
이 식(11)을 디지털 공간으로 변환하면, 다음 식(12)을 얻는다.
Figure 112007031932414-PAT00012
이 식(7), 식(9), 식(12)을 한데 합쳐, 확대 모델을 구성하면, 다음 식(13) 을 얻을 수 있다. 여기서는, 식(9)의 정상 바이어스, 식(12)의 2차식으로 표현된 외란을 2개 포함시키고 있다.
Figure 112007031932414-PAT00013
식(13)의 액츄에이터의 모델과 하나 또는 복수의 외란 모델을 포함하는 확대모델을 간단하게 하여, 다음 식(14)으로 나타낸다.
Figure 112007031932414-PAT00014
식(14)은, 식(13)의 행렬을 X(n+1), X(n), A, B, C로 나타내어, 간단하게 한 것이다. 식(14)으로부터 예측 옵저버는 다음 식(15)으로 나타내어진다.
Figure 112007031932414-PAT00015
이 식은, 아날로그 제어의 옵저버의 식을 그대로 디지털의 식으로 고친 것으로, L은 상태 추정 게인이며, 위치, 속도, 바이어스, 외란의 4개(식(l3)에 대응하면, 외란이 2개이기 때문에, 5개)의 상태 추정 게인으로 이루어진다. 또, F는 피드백 게인이며, 마찬가지로, 5개의 피드백 게인으로 이루어진다.
이 식에서는, 관측 위치 y(n)가 현 샘플의 전류 출력 u(n)에 반영되지 않는다. 즉, 예측 옵저버의 형식이기 때문에, 응답이 1 샘플 지연된다. 1 샘플의 지연을 보충하기 위해서, 일반적으로는 현재 옵저버가 이용된다. 현재 옵저버는 다음 식(16)으로 표현된다. 단, y(n)는 현 샘플에서의 관측 위치이다.
Figure 112007031932414-PAT00016
이와 같이, 1 샘플에서, 1번의 연산을 행하여, 1번 구동 전류를 변화하기 위한 현재 옵저버를 구성한다. 다음에, 이 현재 옵저버로부터, 출력 지연을 고려한 현재 옵저버의 구성을 구한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 샘플 시각 n에서부터 Td만큼 지연된(진행된) 시간에서의 상태 변수 X는, 식(15)과 같은 식으로 구하면, 다음 식(17)으로 표현할 수 있다.
Figure 112007031932414-PAT00017
식(17)을 식(7)과 마찬가지로 액츄에이터의 모델로 나타내면, 식(18)으로 표 현할 수 있다. 또한, 식(18)에 있어서, Td는 시간 단위이기 때문에, 샘플수 n으로 변환하기 위해서, 샘플링 주기 T로 Td를 나눠, 샘플수 단위로 변환하고 있다.
Figure 112007031932414-PAT00018
또, 정상 바이어스 b는 항상 일정하기 때문에, 다음 식(19)으로 나타내어진다.
Figure 112007031932414-PAT00019
다른 외란 모델도 식(12)에 따라서 식(17), 식(18)과 마찬가지로 변환할 수 있다. 변환은 z 변환을 이용한다. 전술한 현재 옵저버의 식(16)과, 상기 식을 합하면, 다음 식(20)을 구성할 수 있다.
Figure 112007031932414-PAT00020
식(20)에 있어서, Xh(n)는 현 샘플 n에서의 추정 상태, Xh(n+Td/T)는 현 샘플 n에서 Td만큼 진행했을 때의 추정 상태이다.
식(20)은 현 샘플 n에서의 추정 상태 Xh(n)를 구하고, 이어서, 지연을 고려한 시간 Td만큼 진행한 상태 Xh(n+Td/T)를, 현 샘플 n에서의 추정 상태 Xh(n)와 앞 샘플의 출력치 u(n-1)로부터 계산한다.
여기서, 일반적으로, 다음 샘플의 상태를 추정하기 위해서는, 식(3)과 같이 현 샘플의 출력 u(n)를 사용하지만, 이 예에서는, 싱글-레이트 제어이기 때문에, 1 샘플에서 1번 출력하므로, 샘플 시점에서는 u(n)가 계산되고 있지 않다. 이 때문에, 이미 계산된 앞 샘플의 출력 u(n-1)를 사용하여, 시간 Td만큼 진행한 상태 Xh(n+Td/T)를 계산한다. 그리고, 계산된 시간 Td만 진행한 상태 Xh(n+Td/T)로부터, 현 샘플 n에서의 출력 u(n)를 계산한다.
다음 샘플의 추정 상태 Xb(n+1)는, 식(20)에서는, 식(16)과 달리 u(n)와 u(n-1)를 사용한다. 여기서, 식(20)의 추정 상태 Xb(n+1)의 위치 x(n+1), 속도 v(n+1)는 하기 식(21)으로 나타내어진다.
Figure 112007031932414-PAT00021
이 식(21)의 u(n)의 계수가 식(20)의 B1이며, u(n-1)의 계수가 식(20)의 B2이다.
식(20)에 2자유도 제어의 피드포워드를 부여하면, 식(22)을 얻을 수 있다.
Figure 112007031932414-PAT00022
즉, 식(20)에 비하여, Xh(n+Td/T)의 계산에, 피드포워드의 항인(C^T·r(n))을 더하고 있다.
이 경우에, 종래의 2자유도 제어의 식(2)에 따르면, 출력 u(n)의 계산식에, 직접 피드포워드의 항을 가한다. 그러나, 이와 같이 하면, 샘플 시점이 상이한 Xh(n+Td/T)에서 (C^T·r(n))를 빼게 되어, 계산 순서가 복잡하게 되어, 고속으로 연산하기가 어렵다. 또, 상태 추정 순서가 변화되어, 계 전체의 안정성을 유지하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다.
이 때문에, 샘플 시점이 동일한 Xh(n)에 대하여, 피드포워드의 항인 (C^T·r(n))을 더하여, 진행한 상태 Xh(n+Td/T)를 계산한다.
도 5는 식(22)을 블록화한 블록도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 현 샘플 n에서의 관측 위치(위치 오차) y(n)를 취득하고, 앞 샘플에서 추정한 현 샘플의 예측 위치 C·Xb(n)와 관측 위치 y(n)의 차분을 연산 블록(22)에서 연산하여, 추정 위치 오차 er[n]을 생성한다. 승산 블록(24)에서 이 추정 위치 오차 er[n]에 추정 게인 L을 곱해 보정치를 만든다.
가산 블록(26)에 의해, 이 보정치와, 예측 위치, 예측 속도 등의 현 샘플에서의 추정 상태 Xb[n]와 가산한다. 이에 따라, 식(22)의 현 샘플에서의 추정 위치·추정 속도 등 추정 상태 Xh(n)를 생성한다.
그리고 2자유도 제어에서는, 추정 상태(위치) Xh(n)와 목표 위치 궤도 r(n)과의 차분치를 가산 블록(30)에서 연산하고, 승산 블록(32)에서, 그것에 계수 행렬 Ad를 곱한 값을 연산한다. 한편, 출력 u(n-1)에 승산 블록(36)에서 계수 행렬 Bd을 곱하고, 이 결과와, 승산 블록(32)의 결과를 가산 블록(38)에서 가산하여, Td만큼 진행한 상태 Xh(n+Td/T)를 연산한다. 즉, (22)식의 2번째의 식을 연산한다.
더욱이, 승산 블록(40)에서, 상태 Xh(n+Td/T)에 피드백 게인 F를 곱해 식(22)의 3번째 식의 출력치 u(n)를 얻는다. 한편, 다음 샘플(n+1)의 추정 상태 Xb(n+1)를, 현 샘플의 추정 상태 Xh(n)와, 출력치 u(n)와, 지연 블록(34)에서 지연된 앞 샘플의 출력치 u(n-1)로부터 승산 블록(42, 44, 46), 가산 블록(48)에 의해, (22)식의 4번째의 식과 같이 계산한다.
한편, 지연 블록(50)은 다음 샘플(n+1)의 추정 상태 Xb(n+1)를 지연하고, 승산 블록(20)은 지연 블록(50)의 출력에 C를 곱해, 현 샘플의 추정 위치 x(n)를 계산한다.
이와 같이, 오버런 방지를 위한 2자유도 제어계에 있어서, 2자유도 제어의 출력의 지연(연산 지연 및 구동 앰프, D/A 컨버터 등의 하드 지연)을 고려하여, 샘플 시점에서부터 지연분만큼 진행한 Td의 추정 상태를 연산하고, 이 추정 상태로부터 출력을 연산하기 때문에, 샘플 시점에서부터, 계산 중에 상태 변화가 있더라도, 출력 지연의 영향을 방지하여, 정밀도가 높은 위치 제어가 가능하게 되어, 오버런을 방지할 수 있다.
또, 동일한 샘플 시각에서 2자유도 제어항을 계산하고 있기 때문에, 계산 순서가 복잡하게 되는 것을 방지할 수 있어, 고속으로 연산할 수 있다. 더욱이, 상태 추정 순서를 지킬 수 있어, 계 전체의 안정성을 유지할 수 있다.
도 6은 도 5의 변형예의 블록도이다. 도 6의 구성은 식(22)을 간단하게 하 여, 다음 식(23)을 연산하는 현재 옵저버이다.
Figure 112007031932414-PAT00023
즉, 식(23)은 식(22)의 제2식을 제3식에 대입하여 얻은 것이다.
도 6에 있어서, 도 5와 동일한 것은 동일한 기호로 나타내고, 도 5의 3개의 승산 블록(32, 36, 40)을 2개의 승산 블록(52, 54)으로 한데 합한 것이다. 이와 같이 구성하면, 식의 간소화가 도모되어, 연산 시간의 단축에 유효하다.
(2자유도 위치 제어계의 제2 실시형태)
도 8은 본 발명의 2자유도 위치 제어계의 제2 실시형태의 블록도, 도 9는 그 동작 시퀀스도이다. 도 8 및 도 9는 2배의 멀티-레이트 제어를 이용한 이자유 제어계의 구성을 도시한다.
멀티-레이트 제어는, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 1 샘플에서 2회 또는 3회 전류를 변화시키는 것이다. 2회 변화되는 것을 2배의 멀티-레이트 구성, 3회 변화되는 것을 3배의 멀티-레이트 구성이라고 한다.
도 8의 2배의 멀티-레이트 구성에 도시한 바와 같이, 목표 궤도 생성부(110)는 목표 위치 r에서부터 샘플마다 n 샘플에서의 목표 궤도 r(n)과, (n+0.5) 샘플에서의 목표 궤도 r(n+0.5)을 생성하여, 컨트롤러(114)에 보낸다. 한편, 위치 오차 연산부(112)는 목표 위치 r과 플랜트(106)로부터 관측한 현재 위치 y와의 위치 오 차(관측 위치라 함) y(n)를 연산한다.
컨트롤러(114)는, n 샘플에서의 목표 궤도 r(n)과 위치 오차 y(n)로부터, 2자유도 옵저버의 연산을 행하고, 플랜트(106)의 구동 지령치 u(n)를 계산하여 플랜트(106)를 구동한다. 또, (n+0.5) 샘플에서의 목표 궤도 r(n+0.5)과 위치 오차 y[n]로부터, 2자유도 옵저버의 연산을 행하고, 플랜트(106)의 구동 지령치 u(n+0.5)를 계산하여, 플랜트(106)를 구동한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 이 멀티-레이트 제어에는, 상태 추정을 싱글-레이트로 행하는 싱글-레이트 상태 추정과, 상태 추정을 멀티-레이트로 행하는 멀티-레이트 상태 추정이 있다. 모두, 1 샘플에서 전류를 u(n), u(n+0.5)로 2회 연산하여 변화한다.
우선, 싱글-레이트 상태 추정에서의 멀티-레이트 제어를 설명한다. 멀티-레이트 제어에서는, 1 샘플에서 전류 출력치를 u(n), u(n+0.5)로 출력한다. 그 때문에, 기본적으로는 식(22)을 2회 연산한다. 즉, 하기 식(24), 식(25)을 실행한다.
Figure 112007031932414-PAT00024
Figure 112007031932414-PAT00025
즉, 우선, 출력 u(n)와, 다음 상태 Xb(n+0.5)를 연산하기 위해서, 식(24)을 연산한다. 이 식(24)은 기본적으로 식(22)과 동일하지만, 1 샘플 중에 2회 전류가 변화되기 때문에, Xh(n+Td/T)와 Xb(n+0.5)의 연산에는 u(n-1)와, u(n-0.5)를 사용한다.
그리고, 식(25)과 같이, (n+0.5) 샘플에서의 추정 상태 Xh(n+0.5)를, 식(24)의 추정 상태 Xb(n+0.5)로 한 다음에, 목표 궤도 r(n+0.5)을 이용하여, 식(24)과 마찬가지로, 출력 u(n+0.5)와, 다음 상태 Xb(n+1)를 연산한다.
여기서, 식(24), 식(25) 중의 계수 B1, B2, B3은 지연이 추가된 Td와, T/2(=n+0.5)와의 비교에 따라 변화되고, Td<T/2인 경우에는 다음 식(26)에 의해 정해진다.
Figure 112007031932414-PAT00026
한편, T/2<Td<T인 경우는 다음 식(27)에 의해 정해진다.
Figure 112007031932414-PAT00027
즉, 이 식(26), 식(27)의 u(n)의 계수가 식(24), 식(25)의 B1이며, u(n-0.5)의 계수가 B2이고, u(n-1)의 계수가 B3이다. 따라서, Td<T/2인 경우에는, 계수 B3은 「0」, T/2<Td인 경우는, B1은 「0」이 된다.
이어서, 멀티-레이트 상태 추정에서의 멀티-레이트 제어를 설명한다. 마찬가지로, 멀티-레이트 제어에서는, 1 샘플에서, 전류 출력치를 u(n), u(n+0.5)로 출력한다. 그 때문에, 멀티-레이트 상태 추정에서도 기본적으로는 식(22)을 2회 연산한다. 즉, 하기 식(28), 식(29)을 실행한다.
Figure 112007031932414-PAT00028
Figure 112007031932414-PAT00029
우선, 출력 u(n)와, 다음 상태 Xb(n+0.5)를 연산하기 위해서, 식(28)을 연산한다. 이 식(28)은 기본적으로 식(22)과 동일하지만, 1 샘플 중에 2회 전류가 변화 되기 때문에, Xh(n+Td/T)와 Xb(n+O.5)의 연산에는 u(n-1)와, u(n-0.5)를 사용한다. 또, 추정 위치 오차 e(n)는 (y(n)-C·Xb(n))에 의해, 별도로 연산한다.
그리고, 식(29)과 같이, (n+0.5) 샘플에서의 추정 상태 Xh(n+0.5)를, 식(24)의 e(n)에 L2를 곱한 값에 의해, 식(28)의 추정 상태 Xb(n+0.5)로 보정한다. 또한, 목표 궤도 r(n+0.5)을 이용하여, 식(28)과 마찬가지로, 출력 u(n+0.5)와, 다음 상태 Xb(n+1)를 연산한다.
여기서, 식(28), 식(29) 중의 계수 B1, B2, B3은 지연이 추가된 Td와, T/2(=n+0.5)와의 비교에 따라 변화되고, Td<T/2인 경우에는 식(26), 2/T<Td인 경우는 식(27)에 의해 정해진다.
식(24), 식(25)의 싱글-레이트 상태 추정과 비교하면, 식(29)과 같이, (n+0.5) 샘플에서의 추정 상태 Xh(n+0.5)를, 식(24)의 e(n)에 L2를 곱한 값에 의해, 식(28)의 추정 상태 Xb(n+0.5)로 보정하고 있는 점이 상이하다.
이와 같이, 1번째와 마찬가지로, 2번째의 추정 상태를 샘플 시각에서 관측한 위치 오차로 보정하는 것이 멀티-레이트 상태 추정이다.
식(28), 식(29)의 Xh(n+Td/T)와 Xh(n+0.5+Td/T)를 식(28), 식(29)의 다른 식에 대입하면, 식(28), 식(29)은 다음 식(30)으로 변형할 수 있다.
Figure 112007031932414-PAT00030
식(30)은, 식(28)의 Xh(n+Td/T)를 식(29)의 u(n)의 계산에 한데 합하고, 식(29)의 Xh(n+0.5+Td/T)를 식(29)의 u(n+O.5)로 한데 합하여 결합한 것이다. 식이 적어지면, 당연히 계산 시간이나 줄어들어 응답이 빠르게 된다.
한편, 식(30)의 L2를 「0」으로 하면, 식(24), 식(25)에서 설명한 싱글-레이트 상태 추정식을 나타내고, L2가 「0」이 아니면, 멀티-레이트 상태 추정식을 나타낸다.
도 10은 식(30)을 블록화한 블록도이다. 도 10의 구성은 기본적으로 도 6의 구성을 2개 직렬로 연결한 것이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 현 샘플 n에서의 관측 위치(위치 오차) y(n)를 취득하고, 앞 샘플에서 추정한 현 샘플의 예측 위치 C·Xb(n)와 관측 위치 y(n)의 차분을 연산 블록(22-1)에서 연산하여, 추정 위치 오차 er[n]을 생성한다. 승산 블록(24-1)에서, 이 추정 위치 오차 er[n]에 추정 게인 L1을 곱해 보정치를 만든다.
가산 블록(26-1)에 의해, 이 보정치와, 예측 위치, 예측 속도 등의 현 샘플에서의 추정 상태 Xb[n]를 가산한다. 이에 따라, 식(30)의 현 샘플에서의 추정 위치·추정 속도 등 추정 상태 Xh(n)를 생성한다.
그리고 2자유도 제어에서는, 추정 상태(위치) Xh(n)와 목표 위치 궤도 r(n)과의 차분치를 가산 블록(30-1)에서 연산하고, 승산 블록(52-1)에서, 그것에 계수 행렬 -F·Ad를 곱한 값을 연산한다. 한편, 출력 u(n-1)에, 승산 블록(54-1a)에서, 계수 행렬 -F·Bd2를 곱하고, 출력 u(n-0.5)에, 승산 블록(54-1b)에서 계수 행렬 -F·Bd1을 곱한다. 3개의 승산 블록(52-1, 54-1a, 54-1b)의 출력을 가산 블록(56-1)에서 가산하여, 식(30)의 3번째 식의 출력치 u(n)를 얻는다.
한편, 다음 (n+0.5)의 추정 상태 Xb(n+0.5)를, 현 샘플의 추정 상태 Xh(n)에 승산 블록(42-1)에서 계수 행렬 A를 곱한 값과, 승산 블록(46-1)에서 출력치 u(n)에 계수 행렬 B1을 곱한 값과, 승산 블록(44-1a)에서 출력치 u(n-0.5)에 계수 행렬 B2를 곱한 값과, 지연 블록(34-1)에서 지연된 앞 샘플의 출력치 u(n-1)에 승산 블록(44-1b)에서 계수 행렬 B3을 곱한 값을, 가산 블록(48-1)에 의해 가산하여, (30)식의 4번째 식과 같이 계산한다.
이어서, 연산 블록(22-1)에서 연산한 추정 위치 오차 er[n]에, 승산 블록(24-2)에서 추정 게인 L2를 곱해 보정치를 만든다. 가산 블록(26-1)에 의해, 이 보정치와, 예측 위치, 예측 속도 등의 현 샘플에서의 추정 상태 Xb[n+0.5]를 가산한다. 이에 따라, 식(30)의 현 샘플에서의 추정 위치·추정 속도 등 추정 상태 Xh(n+0.5)를 생성한다.
그리고, 멀티-레이트 제어에서는, 추정 상태(위치) Xh(n+0.5)와 목표 위치 궤도 r(n+0.5)과의 차분치를 가산 블록(30-2)에서 연산하고, 승산 블록(52-2)에서 그것에 계수 행렬 -F·Ad를 곱한 값을 연산한다.
한편, 출력 u(n-0.5)에, 승산 블록(54-2a)에서 계수 행렬 -F·Bd2를 곱하고, 출력 u(n)에, 승산 블록(54-2b)에서 계수 행렬 -F·Bd1을 곱한다. 3개의 승산 블록(52-2, 54-2a, 54-2b)의 출력을 가산 블록(56-6)에서 가산하여, 식(30)의 6번째 식의 출력치 u(n+0.5)를 얻는다.
한편, 다음 (n+1)의 추정 상태 Xb(n+1)를, 현 샘플의 추정 상태 Xh(n+0.5)에 승산 블록(42-2)에서 계수 행렬 A를 곱한 값과, 승산 블록(46-2)에서 출력치 u(n+0.5)에 계수 행렬 B1을 곱한 값과, 승산 블록(44-2a)에서 출력치 u(n)에 계수 행렬 B2를 곱한 값과, 지연 블록(34-2)에서 지연된 앞 샘플의 출력치 u(n-0.5)에 승산 블록(44-2b)에서 계수 행렬 B3을 곱한 값을, 가산 블록(48-2)에 의해 가산하여, (30)식의 7번째 식과 같이 계산한다.
한편, 지연 블록(50)은 다음 샘플(n+1)의 추정 상태 Xb(n+1)를 지연하고, 승산 블록(20-1)은 지연 블록(50)의 출력에 C를 곱해 현 샘플의 추정 위치 x(n)를 계산한다.
이와 같이, 오버런 방지를 위한 2자유도 제어계에 있어서, 2자유도 제어의 출력의 지연(연산 지연 및 구동 앰프, D/A 컨버터 등의 하드 지연)을 고려하여, 샘플 시점에서부터 지연분만큼 진행한 Td의 추정 상태를 연산하고, 이 추정 상태로부터 출력을 연산하기 때문에, 샘플 시점에서부터, 계산 중에 상태 변화가 있더라도, 출력 지연의 영향을 방지하여, 정밀도가 높은 위치 제어가 가능하게 되어, 오버런을 방지할 수 있다.
또, 동일한 샘플 시각에서, 2자유도 제어항을 계산하고 있기 때문에, 이 멀 티-레이트 제어에서는, 특히 계산 순서가 복잡하게 되는 것을 방지할 수 있어, 고속으로 연산할 수 있다. 더욱이, 상태 추정 순서를 지킬 수 있어, 계 전체의 안정성을 유지할 수 있다.
한편, 도 30의 블록에 있어서, 승산 블록(24-2)의 L2를 「0」으로 설정하면, 싱글-레이트 상태 추정의 구성이 되며, 도 30의 구성은 싱글-레이트, 멀티-레이트 상태 추정 어디에도 사용할 수 있다.
(2자유도 제어계의 제3 실시형태)
이어서, 외란 모델을 분리한 실시형태를 나타낸다. 현재 옵저버에 있어서, 액츄에이터 모델과 외란 모델을 분리한 예를 설명한다. 외란 모델을 분리한 구성을 실현함으로써, 액츄에이터의 모델에 영향을 주지 않고, 용이하게 자유로운 외란 억압 특성을 갖는 외란 모델을 부여할 수 있다.
이 때문에, 외란 모델을 부여한 현재 옵저버를 용이하게 구성할 수 있고, 또, 기존의 현재 옵저버에게 원하는 외란 특성을 갖는 외란 모델을 용이하게 부가할 수 있다.
식(28), 식(29)의 멀티-레이트 상태 추정식을 변형하여, 외란 모델을 분리한 계산식을 작성한다. 식(28)에 있어서, 식(28)의 상태 Xh(n), Xh(n+Td/T)를, 위치, 속도의 액츄에이터 모델의 상태 Xh(n), Xh(n+Td/T)와, 외란 모델의 상태 Dh(n), Dh(n+Td/T)로 분리한다. 이에 따라, 다음 식(31)을 얻는다.
Figure 112007031932414-PAT00031
식(31)에 도시한 바와 같이, 속도, 위치의 추정 상태 Xh(n)를 식(28)과 같은 식으로 계산한다. 여기서, L1은 위치와 속도의 추정 게인이다. 또, 분리된 외란(바이어스를 포함함)의 추정 상태 Dh(n)를 같은 식으로 계산한다. 여기서, Ld1은 바이어스, 외란의 추정 게인이다. 마찬가지로, Td 진행된 상태도 위치, 속도 Xh(n+Td/T)와, 외란 Dh(n+Td/T)로 분리하여 계산한다.
이에 따라, 출력치는, 속도 Xh(n+Td/T)와, 외란 Dh(n+Td/T)로 분리하여 계산하여, 그 차분을 출력치 uout(n)로 한다. 또한, 다음 (n+0.5)의 상태도 위치, 속도 Xb(n+0.5)와, 외란 Db(n+0.5)로 분리하여 계산한다.
또, 같은 식으로 하여, 식(29)의 상태 Xh(n+0.5), Xh(n+0.5+Td/T)를, 위치, 속도의 액츄에이터 모델의 상태 Xh(n+0.5), Xh(n+0.5+Td/T)와, 외란 모델의 상태 Dh(n+0.5), Dh(n+0.5+Td/T)로 분리한다. 이에 따라, 다음 식(32)을 얻는다.
Figure 112007031932414-PAT00032
식(32)에 나타내는 바와 같이, 속도, 위치의 추정 상태 Xh(n+0.5)를 식(28)과 같은 식으로 계산한다. 여기서, L2는 위치와 속도의 추정 게인이다. 또, 분리된 외란(바이어스를 포함함)의 추정 상태 Dh(n+0.5)를 마찬가지로 계산한다. 여기서, Ld2는 바이어스, 외란의 추정 게인이다.
마찬가지로, Td 진행된 상태도 위치, 속도 Xh(n+0.5+Td/T)와, 외란 Dh(n+0.5+Td/T)로 분리하여 계산한다. 이에 따라, 출력치는 속도 Xh(n+0.5+Td/T)와, 외란 Dh(n+0.5+Td/T)로 분리하여 계산하고, 그 차분을 출력치 uout(n)로 한다. 더욱이, 다음 (n+1)의 상태도 위치, 속도 Xb(n+1)와, 외란 Db(n+1)로 분리하여 계산한다.
이와 같이 하여, 외란 모델을 분리하여 계산할 수 있다. 한편, L2를 「0」으로 하면, 싱글-레이트 상태 추정식이 된다. 이 식(31), 식(32)은 용장이 있다. 계산 시간을 단축하여, 위상 여유의 감소를 방지하기 위해서, 식의 간략화를 설명한다.
식(31)에 있어서, 출력 지연을 위한 위치, 속도 Xh(n+Td/T)를 u(n)의 식에 대입하고, 외란 Dh(n+Td/T)을 uout(n)에 대입함으로써, 다음 식(33)을 얻을 수 있다.
Figure 112007031932414-PAT00033
마찬가지로, 식(32)에 있어서, 출력 지연을 위한 위치, 속도 Xh(n+0.5+Td/T)를 u(n+0.5)의 식에 대입하고, 외란 Dh(n+0.5+Td/T)를 uout(n+0.5)에 대입함으로써, 다음 식(34)을 얻을 수 있다.
Figure 112007031932414-PAT00034
이와 같이 계산식이 적어져, 계산 시간을 단축할 수 있다.
또한 식을 통합한다. 즉, 식(33), 식(34)에 있어서, 상태 추정 계산을 다른 식에 대입함으로써, 하기 식(35)을 얻을 수 있다.
Figure 112007031932414-PAT00035
즉, 식(35)은, 식(33)의 Xh(n)를 u(n), Xb(n+0.5)에 대입하고, Dh(n)를 uout(n), Db(n+0.5)에 대입하고, 식(34)의 Xh(n+O.5)를 u(n+0.5), Xb(n+1)에 대입하고, Dh(n+0.5)를 uout(n+0.5), Db(n+1)에 대입하여, 결합한 것이다.
이 형태의 식(35) 또는 식(33), 식(34)은 2배나 3배와 같은 멀티-레이트 제어에 맞다. 즉, 출력이 u(n)∼Db(n+0.5)까지인 식과, u(n+0.5)∼Db(n+1)까지인 식을 비교한 경우, 우변의 각 상태 변수에 걸리는 행렬이 동일하게 된다(단, L1=L2인 경우). 그 만큼, 행렬을 유지하는 메모리를 줄일 수 있게 된다.
도 11은 식(35)을 블록화한 블록도이다. 도 11의 구성은 기본적으로 도 6의 구성을 2번 사용하고, 또한 외란용의 블록을 추가한 것이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 멀티-레이트 전환 신호 Multi에 의해 스위치(70), 계수 승산 블록(24-3, 60)을 전환한다.
현 샘플 n에서의 관측 위치(위치 오차) y(n)를 취득하고, 앞 샘플에서 추정한 현 샘플의 예측 위치 C·Xb(n)와 관측 위치 y(n)의 차분을 연산 블록(22)에서 연산하여, 추정 위치 오차 er[n]을 생성한다. 승산 블록(24-3)에서 이 추정 위치 오차 er[n]에 추정 게인 L1 또는 L2를 곱해 보정치를 만든다.
가산 블록(26)에 의해, 이 보정치와, 예측 위치, 예측 속도 등의 현 샘플에서의 추정 상태 Xb[n]를 가산한다. 이에 따라, 식(35)의 현 샘플에서의 추정 위치·추정 속도 등 추정 상태 Xh(n)를 생성한다.
그리고 2자유도 제어에서는, 추정 상태(위치) Xh(n)와 목표 위치 궤도 r(n)과의 차분치를 가산 블록(30)에서 연산하고, 승산 블록(52)에서, 그것에 계수 행렬 -F·Ad를 곱한 값을 연산한다. 한편, 출력 u(n-1)에, 승산 블록(54-1)에서 계수 행렬 -F·Bd2를 곱하고, 출력 u(n-0.5)에, 승산 블록(54-2)에서 계수 행렬 -F·Bd1을 곱한다. 3개의 승산 블록(52, 54-1, 54-2)의 출력을 가산 블록(56-1)에서 가산하여, 식(35)의 2번째 식의 출력치 u(n)를 얻는다.
한편, 다음 (n+0.5)의 추정 상태 Xb(n+0.5)를, 현 샘플의 추정 상태 Xh(n)에 승산 블록(42)에서 계수 행렬 A를 곱한 값과, 승산 블록(46)에서 출력치 u(n)에 계수 행렬 B1을 곱한 값과, 승산 블록(44-1)에서 출력치 u(n-0.5)에 계수 행렬 B2를 곱한 값과, 지연 블록(34-1, 34-2)에서 지연된 앞 샘플의 출력치 u(n-1)에 승산 블록(44-2)에서 계수 행렬 B3을 곱한 값을, 가산 블록(48)에 의해 가산하여, (35)식의 4번째 식과 같이 계산한다.
또, 승산 블록(60)에서, 이 추정 위치 오차 er[n]에 외란 추정 게인 Ld1 또는 Ld2를 곱해 보정치를 만든다. 가산 블록(64)에 의해, 이 보정치와, 현 샘플에서의 외란 추정 상태 Db[n]를 가산한다. 이에 따라, 식(35)의 현 샘플에서의 외란 추정 상태 Dh(n)를 생성한다. 그리고, 승산 블록(66)에서 계수 행렬 -F·Ad2를 Dh(n) 에 곱하고, 가산 블록에서 u(n)로부터 이 승산치를 빼어, uout(n)을 얻는다.
이어서, 2번째의 연산에서는, 멀티-레이트 제어 신호에 의해 스위치(70), 계수 승산 블록(24-3, 60)을 전환하여, 같은 동작을 행한다.
이와 같이, 추정 게인 L을 컨트롤러 모델과 외란 모델로 분리하고, 또한 피드백 게인 F를 컨트롤러 모델과 외란 모델로 분리하고, 컨트롤러 모델과 외란 모델을 분리하여, 설계할 수 있다.
더욱이 식의 통합이 가능하다. 식(35)에서는, 9개의 식을 순서대로 계산하지만, 필요한 것은 uout(n), uout(n+0.5), Xb(n+1), Db(n+1)이다. 다른 상태 변수는, 이들 상태 변수를 구하기 위해서 필요할 뿐이다. 그래서, 9개의 식을 대입, 정리하여, uout(n), uout(n+0.5), Xb(n+1), Db(n+1)를 계산하는 다음 식(36)에 한데 합친다.
Figure 112007031932414-PAT00036
식(36)에서는, 식(35)의 e(n)를 u(n), uout(n), Xb(n+0.5), Db(n+0.5), u(n+0.5), uout(n+0·5), Xb(n+1), Db(n+1)에 대입하고, Xb(n+0.5), Db(n+0.5)를 u(n+0.5), uout(n+0.5), Xb(n+1), Db(n+1)에 대입하여, 6개의 식으로 하고, 또한 계수를 한데 합하여 기재한 것이다.
이와 같이, 필요에 따라서 계산식을 한데 합칠 수 있다.
(다른 실시형태)
전술한 실시형태에서는, 옵저버 제어를 자기 디스크 장치의 헤드 위치 결정 장치에 적용한 예를 가지고 설명했지만, 광 디스크 장치 등의 다른 디스크 장치에도 적용할 수 있다. 또, 외란 모델을 고려하고 있지만, 외란 모델을 고려하지 않는 경우에도 채용할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시형태를 가지고 설명했지만, 본 발명은 그 취지의 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하며, 이것을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.
(부기 1) 대상물을 목표 위치로, 액츄에이터에 의해 위치 제어하는 위치 제어 방법에 있어서, 상기 대상물의 목표 위치와 상기 대상물의 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하는 단계와, 상기 위치 오차와 현재 옵저버의 현 샘플의 추정 위치와의 추정 위치 오차 에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하는 단계와, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하는 단계와, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하는 단계와, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 제어 방법.
(부기 2) 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치와 (현 샘플+0.5 샘플) 시각의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 0.5 샘플 앞의 출력치와 상기 현 샘플의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행된 추정 위치를 연산하는 단계와, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하는 단계와, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 0.5 샘플 앞의 출력치와, 상기 계산된 출력치로부터 다음 샘플의 추정 위치를 연산하는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1의 위치 제어 방법.
(부기 3) 상기 진행된 추정 위치를 연산하는 단계는, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를, 상기 추정 위치 오차로 보정하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 2의 위치 제어 방법.
(부기 4) 상기 목표 위치로부터 각 샘플 시점의 목표 궤도를 생성하는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1의 위치 제어 방법.
(부기 5) 상기 목표 위치로부터 각 샘플 시점과, 이 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행한 시점과의 목표 궤도를 생성하는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 부기 2의 위치 제어 방법.
(부기 6) 상기 위치 오차를 연산하는 단계는, 기억 매체의 데이터를 적어도 읽어들이는 헤드의 출력으로부터 얻은 현재 위치와, 상기 액츄에이터를 구동하여 상기 헤드를 상기 기억 매체의 소정 위치로 이동하기 위한 목표 위치와의 위치 오차를 연산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1의 위치 제어 방법.
(부기 7) 기억 매체의 데이터를 적어도 읽어들이는 헤드와, 상기 기억 매체의 소정 위치에, 상기 헤드를 위치 결정하는 액츄에이터와, 상기 헤드의 목표 위치와 상기 헤드로부터 얻은 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하여, 현재 옵저버 제 어에 의해 상기 액츄에이터를 구동하는 출력치를 연산하는 제어 유닛을 지니고, 상기 제어 유닛은, 상기 위치 오차와 상기 현재 옵저버의 현 샘플의 추정 위치와의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하여, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 또한 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 매체 기억 장치.
(부기 8) 상기 제어 유닛은, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치와 (현 샘플+0.5 샘플) 시각의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 0.5 샘플 앞의 출력치와 상기 현 샘플의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 0.5 샘플 앞의 출력치와, 상기 계산된 출력치로부터 다음 샘플의 추정 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 부기 7의 매체 기억 장치.
(부기 9) 상기 제어 유닛은, 상기 진행된 추정 위치를 연산하기 위해서, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를, 상기 추정 위치 오차로 보정하는 것을 특징으로 하는 부기 8의 매체 기억 장치.(6)
(부기 10) 상기 제어 유닛은, 상기 목표 위치로부터 각 샘플 시점의 목표 궤도를 생성하는 것을 특징으로 하는 부기 7의 매체 기억 장치.
(부기 11) 상기 제어 유닛은, 상기 목표 위치에서부터 각 샘플 시점과, 이 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행한 시점과의 목표 궤도를 생성하는 것을 특징으로 하는 부기 8의 매체 기억 장치.
(부기 12) 상기 기억 매체인 기억 디스크를 회전하는 스핀들 모터를 더 갖는 것을 특징으로 하는 부기 8의 매체 기억 장치.
(부기 13) 대상물을 목표 위치로, 액츄에이터에 의해 위치 제어하는 위치 제어 장치에 있어서, 상기 대상물의 목표 위치와 상기 대상물의 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하는 블록과, 상기 위치 오차와 현 샘플의 추정 위치와의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하여, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 또한 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 현재 옵저버를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
(부기 14) 상기 현재 옵저버는, 또한, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치와 (현 샘플+0.5 샘플) 시각의 목표 궤도와의 차를 연산하고, 또한 0.5 샘플 앞의 출력치와 상기 현 샘플의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 0.5 샘플 앞의 출력치와, 상기 계산된 출력치로부터 다음 샘플의 추정 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 부기 13의 위치 제어 장치.
(부기 15) 상기 현재 옵저버는, 상기 진행된 추정 위치를 연산하기 위해서, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를, 상기 추정 위치 오차로 보정하는 것을 특징으로 하는 부기 14의 위치 제어 장치.
(부기 16) 상기 목표 위치로부터 각 샘플 시점의 목표 궤도를 생성하는 목표 궤도 생성 블록을 더 갖는 것을 특징으로 하는 부기 13의 위치 제어 장치.
(부기 17) 상기 목표 위치로부터 각 샘플 시점과, 이 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행한 시점과의 목표 궤도를 생성하는 목표 궤도 생성 블록을 더 갖는 것을 특징으로 하는 부기 14의 위치 제어 장치.
(부기 18) 상기 위치 오차를 연산하는 블록은, 기억 매체의 데이터를 적어도 읽어들이는 헤드의 출력으로부터 얻은 현재 위치와, 상기 액츄에이터를 구동하여 상기 헤드를 상기 기억 매체의 소정 위치로 이동하기 위한 목표 위치와의 위치 오차를 연산하는 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 13의 위치 제어 장치.
<산업상의 이용 가능성>
오버런 방지를 위한 2자유도 제어계에 있어서, 2자유도 제어의 출력의 지연(연산 지연 및 구동 앰프, D/A 컨버터 등의 하드 지연)을 고려하여, 샘플 시점에서 지연분만큼 진행한 Td의 추정 상태를 연산하고, 이 추정 상태로부터 출력을 연산하기 때문에, 샘플 시점에서부터, 계산 중에 상태 변화가 있더라도 출력 지연의 영향을 방지하여, 정밀도가 높은 위치 제어가 가능하게 되어, 오버런을 방지할 수 있 다.
또, 동일한 샘플 시각에서, 2자유도 제어항을 계산하고 있기 때문에, 계산순서가 복잡하게 되는 것을 방지할 수 있어, 고속으로 연산할 수 있다. 더욱이, 상태 추정 순서를 지킬 수 있어, 계 전체의 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 전류 파형이 매끄럽게 되어, 매체 기억 장치의 시크 시간 단축, 오버런 방지에 기여한다.
오버런 방지를 위한 2자유도 제어계에 있어서, 2자유도 제어의 출력의 지연(연산 지연 및 구동 앰프, D/A 컨버터 등의 하드 지연)을 고려하여, 샘플 시점에서 지연분만큼 진행한 Td의 추정 상태를 연산하여, 이 추정 상태로부터 출력을 연산하기 때문에, 샘플 시점에서부터, 계산 중에 상태 변화가 있더라도 출력 지연의 영향을 방지하여, 정밀도가 높은 위치 제어가 가능하게 되어, 오버런을 방지할 수 있다.
또, 동일한 샘플 시각에서, 2자유도 제어항을 계산하고 있기 때문에, 계산 순서가 복잡하게 되는 것을 방지할 수 있어, 고속으로 연산할 수 있다. 더욱이, 상태 추정 순서를 지킬 수 있어, 계 전체의 안정성을 유지할 수 있다. 더욱이, 전류 파형이 매끄럽게 되어, 매체 기억 장치의 시크 시간 단축, 오버런 방지에 기여한다.

Claims (10)

  1. 대상물을 목표 위치로, 액츄에이터에 의해 위치 제어하는 위치 제어 방법에 있어서,
    상기 대상물의 목표 위치와 상기 대상물의 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하는 단계와,
    상기 위치 오차와 현재 옵저버의 현 샘플의 추정 위치간의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하는 단계와,
    상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도간의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하는 단계와,
    상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하는 단계와,
    상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치와 (현 샘플+0.5 샘플) 시각의 목표 궤도간의 차를 연산하고, 또한 0.5 샘플 앞의 출력치와 상기 현 샘플의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행된 추정 위치를 연산하는 단계와,
    상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하는 단계와,
    상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 0.5 샘플 앞의 출력치와, 상기 계산된 출력치로부터 다음 샘플의 추정 위치를 연산하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 진행된 추정 위치를 연산하는 단계는, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를, 상기 추정 위치 오차로 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 방법.
  4. 기억 매체의 데이터를 적어도 읽어들이는 헤드와,
    상기 기억 매체의 소정 위치에, 상기 헤드를 위치 결정하는 액츄에이터와,
    상기 헤드의 목표 위치와 상기 헤드로부터 얻은 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하여, 현재 옵저버 제어에 의해 상기 액츄에이터를 구동하는 출력치를 연산하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 위치 오차와 상기 현재 옵저버의 현 샘플의 추정 위치간의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하여, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도간의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진 행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 또한 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 매체 기억 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치와 (현 샘플+0.5 샘플) 시각의 목표 궤도간의 차를 연산하고, 또한 0.5 샘플 앞의 출력치와 상기 현 샘플의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 0.5 샘플 앞의 출력치와, 상기 계산된 출력치로부터 다음 샘플의 추정 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 매체 기억 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 진행된 추정 위치를 연산하기 위해서, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를, 상기 추정 위치 오차로 보정하는 것을 특징으로 하는 매체 기억 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 목표 위치로부터의 각 샘플 시점과, 이 샘플 시점으로부터 0.5 샘플 진행한 시점 사이의 목표 궤도를 생성하는 것을 특징으로 하는 매체 기억 장치.
  8. 대상물을 목표 위치로, 액츄에이터에 의해 위치 제어하는 위치 제어 장치에 있어서,
    상기 대상물의 목표 위치와 상기 대상물의 현재 위치로부터 위치 오차를 연산하는 블록과,
    상기 위치 오차와 현 샘플의 추정 위치간의 추정 위치 오차에 의해, 현 샘플의 추정 위치를 보정하여, 상기 보정된 추정 위치와 현 샘플의 목표 궤도간의 차를 연산하고, 또한 1 샘플 앞의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 소정 시간 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 또한 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 1 샘플 앞의 출력치로부터 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치를 연산하는 현재 옵저버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 현재 옵저버는, 또한, 상기 다음 출력치 연산을 위한 추정 위치와 (현 샘플+0.5 샘플) 시각의 목표 궤도간의 차를 연산하고, 또한 0.5 샘플 앞의 출력치와 상기 현 샘플의 출력치와 상기 차로부터 상기 샘플 시점에서 0.5 샘플 진행된 추정 위치를 연산하고, 상기 진행된 추정 위치에 기초하여 상기 액츄에이터로의 출력치를 연산하고, 상기 보정된 추정 위치와, 상기 현 샘플의 출력치와, 상기 0.5 샘플 앞의 출력치와, 상기 계산된 출력치로부터 다음 샘플의 추정 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 목표 위치로부터 각 샘플 시점의 목표 궤도를 생성하는 목표 궤도 생성 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
KR1020070041177A 2006-09-22 2007-04-27 2자유도 위치 제어 방법, 2자유도 위치 제어 장치 및 매체기억 장치 KR100882547B1 (ko)

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