JPH05166312A - Digital actuator controller using low-pass filter - Google Patents
Digital actuator controller using low-pass filterInfo
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- JPH05166312A JPH05166312A JP33378891A JP33378891A JPH05166312A JP H05166312 A JPH05166312 A JP H05166312A JP 33378891 A JP33378891 A JP 33378891A JP 33378891 A JP33378891 A JP 33378891A JP H05166312 A JPH05166312 A JP H05166312A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は磁気記録装置のディジタ
ル・アクチュエータ制御装置に係り、特にディジタル制
御特有の折り返し歪みの影響を低減するディジタル・ア
クチュエータ制御装置に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital actuator control device for a magnetic recording device, and more particularly to a digital actuator control device for reducing the influence of folding distortion peculiar to digital control.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気記録装置、特にハード・ディスク・
ドライブ(HDD)のアクチュエータ制御では、ヘッド
・サスペンションの機械共振に起因する折り返し歪みが
問題となる。これを解決するため、従来は、共振点に合
わせてアナログ・ノッチ・フィルタを入れることが一般
に行われている。共振周波数が常に一定であれば問題は
ないが、実際には共振周波数はある程度変動し、そのた
めノッチ・フィルタの特性と合わなくなることがある。
従って、通常のノッチ・フィルタを用いた方法では、ヘ
ッド・サスペンションの共振モードを厳しく管理する必
要があり、コスト及び品質の面で問題があった。2. Description of the Related Art Magnetic recording devices, especially hard disks
In actuator control of a drive (HDD), folding back strain caused by mechanical resonance of a head suspension becomes a problem. In order to solve this, conventionally, it is generally practiced to insert an analog notch filter at the resonance point. There is no problem if the resonance frequency is always constant, but in reality, the resonance frequency fluctuates to some extent, which may not match the characteristics of the notch filter.
Therefore, in the method using the normal notch filter, it is necessary to strictly control the resonance mode of the head suspension, and there are problems in terms of cost and quality.
【0003】1990年8月発行のIBM Techn
ical DisclosureBulletin 第
33巻、第3A号、222〜223頁は、通常のノッチ
・フィルタの代わりに楕円フィルタを用いることを提案
している。楕円フィルタの最大の特長は位相遅れを最小
化することにあるが、ゼロにできるわけではない。共振
周波数の変動が大きい場合にも問題があり、またコスト
も通常のノッチ・フィルタに比べて高くなる。この文献
には、低域通過フィルタはサーボのゼロdBクロスオー
バー周波数(ZCF)において極めて大きな位相シフト
を起こすため、低域通過フィルタの使用は一般には考慮
されないということが述べられている。IBM Techn, issued in August 1990
ic Disclosure Bulletin, Vol. 33, No. 3A, pp. 222-223, proposes to use an elliptic filter instead of a conventional notch filter. The most important feature of the elliptic filter is to minimize the phase delay, but it cannot be reduced to zero. There are also problems when the resonance frequency fluctuates greatly, and the cost is higher than that of a normal notch filter. It is stated in this document that the use of low pass filters is generally not considered because they cause a very large phase shift at the servo zero dB crossover frequency (ZCF).
【0004】ディジタル制御の面では、米国特許第43
98228号のように、サンプリング周波数と機械共振
周波数を一致させることによって機械共振の影響をなく
すことも提案されている。サンプリング周波数はディス
クの回転速度やセクタ数によって一義的に決るため、実
際には共振周波数をサンプリング周波数に合わせること
になるが、共振周波数を一定に保つのは難しい。In terms of digital control, US Pat.
It has also been proposed to eliminate the influence of mechanical resonance by matching the sampling frequency with the mechanical resonance frequency, as in Japanese Patent No. 98228. Since the sampling frequency is uniquely determined by the rotational speed of the disk and the number of sectors, the resonance frequency is actually adjusted to the sampling frequency, but it is difficult to keep the resonance frequency constant.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
方法では、ヘッド・サスペンションの共振モードを厳し
く管理する必要があり、コスト、品質の面で問題があっ
た。As described above, in the conventional method, it is necessary to strictly control the resonance mode of the head suspension, and there are problems in terms of cost and quality.
【0006】従って本発明の目的は、ヘッド・サスペン
ションの共振モード管理に余裕がとれるディジタル・ア
クチュエータ制御装置を提供することにある。Therefore, it is an object of the present invention to provide a digital actuator control device which has a margin in managing the resonance mode of a head suspension.
【0007】本発明の他の目的は、簡単な構成で機械共
振の問題を解決できるディジタル・アクチュエータ制御
装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a digital actuator controller which can solve the problem of mechanical resonance with a simple structure.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に従うディジタル
・アクチュエータ制御装置は、従来は不適当とされてい
た低域通過フィルタ(LPF)をディジタル・アナログ
変換器とパワー・アンプの間に挿入して高周波帯のゲイ
ンを落すことにより、ディジタル制御特有の折り返し歪
みの影響を低減する。このようなLPFは、高周波のみ
ならず低域の周波数特性にも大きな影響を及ぼすので、
本発明では、ナイキスト周波数よりも低い低周波領域に
おける影響をディジタル的に補償する手段を用いる。こ
れにより、ナイキスト周波数よりも高い高周波領域にお
ける機械共振の問題を解決することができる。In a digital actuator control apparatus according to the present invention, a low pass filter (LPF), which has been heretofore unsuitable, is inserted between a digital / analog converter and a power amplifier. By reducing the gain in the high frequency band, the effect of folding distortion peculiar to digital control is reduced. Since such an LPF has a great influence not only on the high frequency but also on the frequency characteristic of the low frequency region,
In the present invention, means for digitally compensating for the influence in the low frequency region lower than the Nyquist frequency is used. Thereby, the problem of mechanical resonance in a high frequency region higher than the Nyquist frequency can be solved.
【0009】[0009]
【実施例】本発明によるディジタル・アクチュエータ制
御装置の構成を図1に示す。これは、ヘッド・サスペン
ション機構及びヘッド移動用直流モータ(ボイス・コイ
ル・モータが代表的である)を含むアクチュエータ1
0、該アクチュエータ10を駆動するパワー・アンプ
(PA)12、アクチュエータ10からのヘッド位置を
示す信号y(t)をディジタル信号に変換するアナログ・
ディジタル変換器(ADC)14、ディジタル位置信号
に応答してヘッドを所望位置に移動するための制御信号
を発生するマイクロプロセッサ16、マイクロプロセッ
サ16からのディジタル制御信号をアナログ制御信号u
(t)に変換するディジタル・アナログ変換器(DAC)
18、並びにDAC18とパワー・アンプ12の間に挿
入されたアナログ低域通過フィルタ(LPF)20で構
成される。従来は、LPF20のところにノッチ・フィ
ルタを接続していたが、前述のような問題があったた
め、本発明はそれに替えてLPFを使用し、更にLPF
のカットオフ周波数からナイキスト周波数までのゲイン
低下をディジタル的に補償する手段を設ける。1 is a block diagram showing the arrangement of a digital actuator control apparatus according to the present invention. This is an actuator 1 including a head suspension mechanism and a DC motor for moving the head (a voice coil motor is typical).
0, a power amplifier (PA) 12 that drives the actuator 10, an analog signal that converts a signal y (t) indicating the head position from the actuator 10 into a digital signal
A digital converter (ADC) 14, a microprocessor 16 for generating a control signal for moving a head to a desired position in response to a digital position signal, and a digital control signal from the microprocessor 16 for converting an analog control signal u
Digital-to-analog converter (DAC) that converts to (t)
18 and an analog low pass filter (LPF) 20 inserted between the DAC 18 and the power amplifier 12. Conventionally, a notch filter was connected to the LPF 20, but the present invention uses the LPF instead of the above because of the problems as described above.
Means are provided for digitally compensating for the gain reduction from the cutoff frequency to the Nyquist frequency.
【0010】次に、図2〜図4を参照しながら、図1の
ディジタル・アクチュエータ制御装置の動作原理につい
て説明する。図2〜図4は何れもアクチュエータ10を
含む制御対象の周波数特性を示したもので、縦軸にゲイ
ン、横軸に周波数(対数目盛)をとってある。図2はL
PF20を含まない場合の特性であり、制御対象が2階
積分の系の場合、−12dB/octの減衰特性を示
す。更に、機械共振に起因する周波数特性のピークがナ
イキスト周波数fNよりも高い高周波領域に生じてい
る。Next, the operating principle of the digital actuator control device of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 show frequency characteristics of a control target including the actuator 10, in which the vertical axis represents gain and the horizontal axis represents frequency (logarithmic scale). 2 is L
It is a characteristic when the PF 20 is not included, and shows a damping characteristic of -12 dB / oct when the control target is a system of second-order integration. Moreover, the peak of the frequency characteristic due to mechanical resonance occurs in the high frequency range than the Nyquist frequency f N.
【0011】図3は、カットオフ周波数がfcのLPF
20を図1のように挿入した場合の特性を示している。
本実施例では、LPF20は一次フィルタであり、従っ
て図2の特性曲線(図3に点線で示してある)に対し、
更に−6dB/octの減衰特性を示す。合計すると、
カットオフ周波数fc以上の周波数領域においては−1
8dB/octの減衰特性になる。高周波領域にある機
械共振によるピークもこの減衰を受けるが、それより低
い低周波領域のゲインもLPF20の挿入によって減衰
するため、本発明はカットオフ周波数fcからナイキス
ト周波数fNまでのロスをディジタル的に補償し、ナイ
キスト周波数未満の領域においては元の特性が現れるよ
うにする。この様子を図4に示す。図示のように、ナイ
キスト周波数fNよりも低い、すなわちディジタル制御
が及ぶ周波数領域における特性は、実質的に図2の特性
と同じであり、ナイキスト周波数よりも高い高周波領域
のみが大きく減衰されている。FIG. 3 shows an LPF having a cutoff frequency f c .
The characteristics when 20 is inserted as shown in FIG. 1 are shown.
In the present embodiment, the LPF 20 is a first-order filter, and therefore the characteristic curve of FIG. 2 (shown by the dotted line in FIG. 3) is
Further, it shows an attenuation characteristic of -6 dB / oct. Summed up,
-1 in the frequency range above the cut-off frequency f c
The attenuation characteristic is 8 dB / oct. The peak due to mechanical resonance in the high frequency region is also attenuated by this, but the gain in the lower low frequency region is also attenuated by the insertion of the LPF 20, so the present invention digitally represents the loss from the cutoff frequency f c to the Nyquist frequency f N. Compensation is performed so that the original characteristic appears in the region below the Nyquist frequency. This state is shown in FIG. As shown in the figure, the characteristic in the frequency region lower than the Nyquist frequency f N , that is, in the frequency region covered by digital control is substantially the same as the characteristic in FIG. 2, and only the high frequency region higher than the Nyquist frequency is greatly attenuated. ..
【0012】LPF20のカットオフ周波数fcは、高
周波領域のピーク部分が十分に減衰されるように設定す
る必要がある。機械共振が生じる周波数にもよるが、L
PF20が一次フィルタの場合、fcはナイキスト周波
数fNの1/5〜1/20程度が望ましい。より低いカ
ットオフ周波数では低周波領域におけるロスをディジタ
ル的に補償し切れないおそれがあり、またカットオフ周
波数を高くし過ぎるとピークの減衰が不十分になる。二
次以上の高次フィルタではカットオフ周波数を高くでき
るが、ディジタル制御の最適設計が複雑になる。実用上
は一次フィルタで十分である。The cutoff frequency f c of the LPF 20 needs to be set so that the peak portion in the high frequency region is sufficiently attenuated. Depending on the frequency at which mechanical resonance occurs, L
When the PF 20 is a primary filter, f c is preferably about 1/5 to 1/20 of the Nyquist frequency f N. At lower cutoff frequencies, the loss in the low frequency region may not be compensated digitally, and if the cutoff frequency is made too high, peak attenuation will be insufficient. Although the cutoff frequency can be increased by using a second-order or higher-order filter, the optimum design of digital control becomes complicated. The first-order filter is practically sufficient.
【0013】次に、LPF20の挿入による低周波領域
のロスをディジタル的に補償する最適設計手法について
説明する。この補償を含むディジタル制御は、マイクロ
プロセッサ16で実現するのが好ましいが、後述するよ
うに独立したディジタル補償回路を設けることも可能で
ある。なお、以下の説明において「低周波領域」とはナ
イキスト周波数よりも低いディジタル制御が可能な周波
数領域を意味するものとする。Next, an optimum design method for digitally compensating for the loss in the low frequency region due to the insertion of the LPF 20 will be described. The digital control including this compensation is preferably realized by the microprocessor 16, but it is also possible to provide an independent digital compensation circuit as described later. In the following description, the “low frequency range” means a frequency range that is lower than the Nyquist frequency and that can be digitally controlled.
【0014】低周波領域では、アクチュエータは2階積
分の系となっているため、時定数aのLPFを含む制御
対象の伝達関数f(s)はIn the low frequency region, since the actuator is a second-order integral system, the transfer function f (s) of the controlled object including the LPF with the time constant a is
【数1】 となる。数1において、bは入力ゲイン、cは出力ゲイ
ンである。実際には、幾つかの共振モードが存在する
が、それらの周波数はナイキスト周波数よりも高いの
で、ここでは共振モードを無視する。数1を時刻tにお
ける状態方程式で示すと数2のようになり、出力方程式
は数3のようになる。[Equation 1] Becomes In Equation 1, b is an input gain and c is an output gain. In reality, there are several resonant modes, but their frequencies are higher than the Nyquist frequency, so they are ignored here. When Equation 1 is expressed by the state equation at time t, Equation 2 is obtained, and the output equation is Equation 3.
【数2】 [Equation 2]
【数3】 [Equation 3]
【0015】数2及び数3中のx^(t)、x"(t)等はヘ
ッド位置x(t)の一次微分(速度)、二次微分(加速
度)等を表している。数2のu(t)は時刻tにおける制
御対象の入力(DAC18の出力)であり、数3のy
(t)は時刻tにおける制御対象の出力(ADC14の入
力)である。数3から明らかなように、y(t)は時刻t
におけるヘッドの位置x(t)に比例しており、cが1で
あればy(t)=x(t)となる。ヘッド位置は、アクチュ
エータの角度を周期T(=1/2fN)でサンプリング
することにより検出できる。DAC18の出力であるu
(t)はマイクロプロセッサ16からのディジタル出力を
アナログ変換したものであるが、図5に示すように、マ
イクロプロセッサ16には演算時間遅れτが存在するた
め、これを考慮して数2及び数3をサンプリング周期T
で離散化すると次のようになる。X ^ (t), x "(t) and the like in the equations 2 and 3 represent the primary differential (velocity) and secondary differential (acceleration) of the head position x (t). U (t) is the input of the control target (output of the DAC 18) at time t, and y (t)
(t) is the output of the control target (input of the ADC 14) at time t. As is clear from Equation 3, y (t) is the time t
Is proportional to the position x (t) of the head at, and if c is 1, then y (t) = x (t). The head position can be detected by sampling the angle of the actuator at a cycle T (= 1 / 2fN). U which is the output of the DAC 18
(t) is an analog conversion of the digital output from the microprocessor 16. However, as shown in FIG. 5, the microprocessor 16 has an operation time delay τ. 3 is the sampling period T
When discretized with, it becomes as follows.
【数4】 [Equation 4]
【数5】 [Equation 5]
【0016】数4の右辺における係数A1は3行3列の
正方行列であり、係数B1およびB2はいずれも3要素
の列ベクトルである。数2の右辺における3行3列の係
数をAとおくと、A1は次式で表せる。The coefficient A1 on the right side of the equation 4 is a square matrix of 3 rows and 3 columns, and the coefficients B1 and B2 are both column vectors of 3 elements. Assuming that the coefficient of 3 rows and 3 columns on the right side of Expression 2 is A, A1 can be expressed by the following equation.
【数6】A1=exp(AT)[Equation 6] A1 = exp (AT)
【0017】また、数2の右辺における3要素(0 0
b)の列ベクトルをBとおくと、係数B1及びB2は
次式で表せる。Also, the three elements (0 0
If the column vector in b) is B, the coefficients B1 and B2 can be expressed by the following equations.
【数7】 [Equation 7]
【数8】 [Equation 8]
【0018】数6の右辺は、The right side of equation 6 is
【数9】 のように展開できるから、これを解析的に解くと次のよ
うな結果が得られる。[Equation 9] The following results are obtained by solving this analytically.
【数10】 [Equation 10]
【0019】列ベクトルB1は、その3つの要素を上か
ら順にb11、b21、b31とすると次のようになる。The column vector B1 is as follows assuming that its three elements are b11, b21 and b31 from the top.
【数11】 [Equation 11]
【数12】 [Equation 12]
【数13】 [Equation 13]
【0020】同じく列ベクトルB2は、その3つの要素
を上から順にb12、b22、b32とすると次のようにな
る。Similarly, the column vector B2 is as follows, assuming that its three elements are b12, b22 and b32 from the top.
【数14】 [Equation 14]
【数15】 [Equation 15]
【数16】 [Equation 16]
【0021】実際のサーボ系は積分器を含んでいるの
で、ディジタル積分項vを用いて数4及び数5を書き直
すと次のようになる。Since the actual servo system includes an integrator, rewriting Eqs. 4 and 5 using the digital integral term v gives the following.
【数17】 [Equation 17]
【数18】 [Equation 18]
【0022】あとは、これに公知の最適制御理論(例え
ばLQ法)を適用して、フィードバック・ゲインを求め
ればよい。その際、ヘッドの位置、速度及び加速度をそ
れぞれ表す状態変数x(i)、x^(i)及びx"(i)のう
ち、直接観測できるのはx(i)のみであるから、残りの
x^(i)及びx"(i)はカルマン・フィルタ等の状態推定
器を用いて推定することになる。本発明を実際のサーボ
系に適用した場合の開ループ及び閉ループのボード線図
を図6に示す。この例では、サンプリング周波数は46
80Hz、演算時間遅れτは100μsである。300
Hzの開ループ帯域幅で約30度の位相マージンおよび
−6dBのゲイン・マージンが得られる。閉ループ曲線
は、ナイキスト周波数(=2340Hz)よりも高い帯
域において高周波ゲインが大幅に減衰していることを示
している。このように、数1に基づく制御対象を最適制
御するようにディジタル制御系を設計すると、高周波領
域における機械共振によるピークが十分に減衰され且つ
カットオフ周波数fcからナイキスト周波数fNまでの
ロスを補償した系が得られる。After that, a known optimum control theory (for example, LQ method) may be applied to this to obtain the feedback gain. At that time, of the state variables x (i), x ^ (i), and x "(i) that respectively represent the position, velocity, and acceleration of the head, only x (i) can be directly observed. x ^ (i) and x ″ (i) will be estimated using a state estimator such as a Kalman filter. FIG. 6 shows Bode diagrams of open loop and closed loop when the present invention is applied to an actual servo system. In this example, the sampling frequency is 46
80 Hz, the calculation time delay τ is 100 μs. 300
A phase margin of about 30 degrees and a gain margin of -6 dB is obtained with an open loop bandwidth of Hz. The closed loop curve shows that the high frequency gain is greatly attenuated in the band higher than the Nyquist frequency (= 2340 Hz). As described above, when the digital control system is designed to optimally control the controlled object based on Equation 1, the peak due to mechanical resonance in the high frequency region is sufficiently attenuated and the loss from the cutoff frequency f c to the Nyquist frequency f N is reduced. A compensated system is obtained.
【0023】設計手法としては、上述の状態フィードバ
ック法以外にも、数4及び数5から伝達関数を求め、古
典的手法で系を安定化させるなどの方法も可能である。
何れにしても、設計したディジタル制御系はマイクロプ
ロセッサで実現するのが好ましいが、マイクロプロセッ
サでの制御アルゴリズムを従来のまま(数1において1
/(s + a) を含まない形)にしておいて、LPFの挿
入によるロスを、別に設けたディジタル・フィルタで補
償することも可能である。その例を図7に示す。As a designing method, other than the above-mentioned state feedback method, a method of obtaining a transfer function from equations (4) and (5) and stabilizing the system by a classical method is also possible.
In any case, it is preferable that the designed digital control system is realized by a microprocessor, but the control algorithm of the microprocessor remains the same (1 in the equation 1).
/ (S + a) is not included) and the loss due to the insertion of the LPF can be compensated by a separately provided digital filter. An example thereof is shown in FIG.
【0024】図7において、マイクロプロセッサ16と
DAC18の間に接続されているディジタル・フィルタ
22は、図3に示したようなロスを補償するように設計
する。LPF20を一次フィルタとすると、そのカット
オフ周波数fcからナイキスト周波数fNにかけての−
6dB/octの減衰を補償するためには、ディジタル
・フィルタ22にそれと逆の特性、すなわちfcからf
Nにかけて+6dB/octの割合で増加する周波数特
性を持たせればよい。その伝達関数をディジタル制御に
適したz変換の形で表すと次のようになる。In FIG. 7, the digital filter 22 connected between the microprocessor 16 and the DAC 18 is designed to compensate for the loss as shown in FIG. If the LPF 20 is a first-order filter, the cutoff frequency f c to the Nyquist frequency f N of −
In order to compensate for the 6 dB / oct attenuation, the digital filter 22 has the opposite characteristic, that is, f c to f.
It suffices to have a frequency characteristic that increases at a rate of +6 dB / oct over N. The transfer function is expressed in the form of z-transform suitable for digital control as follows.
【数19】f(z) = 1 + az−1 F (z) = 1 + az -1
【0025】以上、本発明の良好な実施例について説明
してきたが、本発明はこれに限られるものではなく、様
々な変形が可能である。例えば、ディジタル制御の設計
がやや複雑になるが、LPF20を二次以上の高次フィ
ルタにしてもよい。高周波領域におけるピークの減衰を
より大きくしたければ、本発明を従来のノッチ・フィル
タと併用すればよい。そうすれば、ヘッド・サスペンシ
ョンの共振モード管理に更に余裕がとれる。ノッチ・フ
ィルタを併用する場合は、DAC18とLPF20の間
に接続するのが望ましい。ただ、LPFだけにすると、
実際問題として高々コンデンサ1個の追加で済むので、
併用しなければコスト的に有利となる。Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible. For example, although the digital control design is slightly complicated, the LPF 20 may be a second-order or higher-order filter. If it is desired to increase the peak attenuation in the high frequency region, the present invention may be used in combination with a conventional notch filter. If this is done, there will be more room to manage the resonance mode of the head suspension. If a notch filter is also used, it is desirable to connect it between the DAC 18 and the LPF 20. However, if only LPF is used,
As a practical matter, at most one capacitor can be added, so
If not used in combination, it will be advantageous in terms of cost.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、従来の機械共振対策に
比べて共振モードの管理に余裕をとることができ、また
LPFはコンデンサ1個で構成することができるので、
ノッチ・フィルタに比べてコスト面でも有利である。According to the present invention, the control of the resonance mode can be made more marginal than the conventional countermeasure against mechanical resonance, and the LPF can be composed of one capacitor.
It is also advantageous in cost compared to notch filters.
【図1】本発明の良好な実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
【図2】ナイキスト周波数fNよりも高い高周波領域に
機械共振によるピークが生じている周波数特性の一例を
示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing an example of frequency characteristics in which a peak due to mechanical resonance occurs in a high frequency region higher than the Nyquist frequency f N.
【図3】カットオフ周波数がfcの低域通過フィルタ
(LPF)を挿入しただけの周波数特性を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing frequency characteristics when only a low pass filter (LPF) having a cutoff frequency of f c is inserted.
【図4】LPFの挿入による低周波領域のロスをディジ
タル的に補償した後の周波数特性を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics after digitally compensating for a loss in a low frequency region due to insertion of an LPF.
【図5】演算時間遅れτがある場合のディジタル・アナ
ログ変換器出力を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the output of the digital-analog converter when there is a calculation time delay τ.
【図6】本発明を実際に適用した場合のアクチュエータ
制御系の周波数応答の例を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing an example of frequency response of an actuator control system when the present invention is actually applied.
【図7】本発明の他の実施例を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
10 アクチュエータ 12 パワー・アンプ(PA) 14 アナログ・ディジタル変換器(ADC) 16 マイクロプロセッサ 18 ディジタル・アナログ変換器(DAC) 20 低域通過フィルタ(LPF) 22 補償用ディジタル・フィルタ 10 Actuator 12 Power Amplifier (PA) 14 Analog-to-Digital Converter (ADC) 16 Microprocessor 18 Digital-to-Analog Converter (DAC) 20 Low Pass Filter (LPF) 22 Digital Filter for Compensation
Claims (16)
ュエータからの位置信号に応答して該アクチュエータへ
の制御信号を発生するディジタル・アクチュエータ制御
装置であって、 前記制御信号をアナログ信号に変換するディジタル・ア
ナログ変換器と前記パワー・アンプとの間に接続された
低域通過フィルタと、 前記低域通過フィルタの挿入によるロスをディジタル的
に補償するディジタル制御手段と、 を具備するディジタル・アクチュエータ制御装置。1. A digital actuator controller for generating a control signal to an actuator driven by a power amplifier in response to a position signal from the actuator, the digital actuator converting the control signal into an analog signal. A digital actuator control device comprising: a low-pass filter connected between an analog converter and the power amplifier; and digital control means for digitally compensating for a loss due to insertion of the low-pass filter.
は、ナイキスト周波数よりも高い周波数領域におけるピ
ークを十分に減衰させるように設定される、請求項1に
記載のディジタル・アクチュエータ制御装置。2. The digital actuator controller according to claim 1, wherein a cutoff frequency of the low pass filter is set so as to sufficiently attenuate a peak in a frequency region higher than a Nyquist frequency.
り、前記カットオフ周波数が前記ナイキスト周波数の1
/5乃至1/20に設定されている、請求項2に記載の
ディジタル・アクチュエータ制御装置。3. The low-pass filter is a first-order filter, and the cutoff frequency is 1 of the Nyquist frequency.
The digital actuator control device according to claim 2, wherein the digital actuator control device is set to / 5 to 1/20.
ィルタである、請求項2に記載のディジタル・アクチュ
エータ制御装置。4. The digital actuator controller according to claim 2, wherein the low-pass filter is a second-order or higher-order filter.
ト周波数よりも低い周波数領域におけるロスを補償す
る、請求項2乃至4のうちの1つに記載のディジタル・
アクチュエータ制御装置。5. The digital control according to claim 2, wherein the digital control means compensates for loss in a frequency region lower than the Nyquist frequency.
Actuator control device.
ッサである、請求項5に記載のディジタル・アクチュエ
ータ制御装置。6. The digital actuator controller according to claim 5, wherein the digital control means is a microprocessor.
ィルタを含む系を最適制御するように設計される、請求
項6に記載のディジタル・アクチュエータ制御装置。7. The digital actuator controller of claim 6, wherein the microprocessor is designed to optimally control the system including the low pass filter.
ィルタとは逆の特性を持ったディジタル・フィルタであ
る、請求項5に記載のディジタル・アクチュエータ制御
装置。8. The digital actuator control apparatus according to claim 5, wherein the digital control means is a digital filter having a characteristic opposite to that of the low pass filter.
エータ制御装置であって、 アクチュエータと、 前記アクチュエータを駆動するパワー・アンプと、 前記アクチュエータからの位置信号をディジタル信号に
変換するアナログ・ディジタル変換器と、 前記ディジタル信号を受け取って前記アクチュエータへ
のディジタル制御信号を発生するディジタル制御手段
と、 前記制御信号をアナログ信号に変換するディジタル・ア
ナログ変換器と、 前記ディジタル・アナログ変換器と前記パワー・アンプ
の間に接続された低域通過フィルタとを具備し、 前記ディジタル制御手段は、前記低域通過フィルタの挿
入によるロスをディジタル的に補償する手段を含む、 ディジタル・アクチュエータ制御装置。9. A digital actuator controller for a magnetic disk device, comprising: an actuator, a power amplifier for driving the actuator, and an analog / digital converter for converting a position signal from the actuator into a digital signal. A digital control means for receiving the digital signal and generating a digital control signal to the actuator; a digital-analog converter for converting the control signal into an analog signal; and a digital-analog converter between the power amplifier and the power amplifier. A low pass filter connected to the digital actuator control means, wherein the digital control means includes means for digitally compensating for a loss due to insertion of the low pass filter.
数は、ナイキスト周波数よりも高い周波数領域における
ピークを十分に減衰させるように設定される、請求項9
に記載のディジタル・アクチュエータ制御装置。10. The cutoff frequency of the low-pass filter is set so as to sufficiently attenuate a peak in a frequency region higher than the Nyquist frequency.
The digital actuator controller according to 1.
あり、前記カットオフ周波数が前記ナイキスト周波数の
1/5乃至1/20に設定されている、請求項10に記
載のディジタル・アクチュエータ制御装置。11. The digital actuator controller according to claim 10, wherein the low-pass filter is a first-order filter, and the cutoff frequency is set to ⅕ to 1/20 of the Nyquist frequency.
フィルタである、請求項10に記載のディジタル・アク
チュエータ制御装置。12. The digital actuator controller according to claim 10, wherein the low-pass filter is a second-order or higher-order filter.
波数よりも低い周波数領域におけるロスを補償する、請
求項10乃至12のうちの1つに記載のディジタル・ア
クチュエータ制御装置。13. A digital actuator control apparatus according to claim 10, wherein the compensating means compensates for a loss in a frequency region lower than the Nyquist frequency.
セッサである、請求項13に記載のディジタル・アクチ
ュエータ制御装置。14. A digital actuator controller according to claim 13, wherein the digital control means is a microprocessor.
フィルタを含む系を最適制御するように設計される、請
求項14に記載のディジタル・アクチュエータ制御装
置。15. The digital actuator controller according to claim 14, wherein the microprocessor is designed to optimally control a system including the low pass filter.
タとは逆の特性を持ったディジタル・フィルタである、
請求項14に記載のディジタル・アクチュエータ制御装
置。16. The compensating means is a digital filter having a characteristic opposite to that of the low pass filter.
The digital actuator control device according to claim 14.
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JP3087255B2 JP3087255B2 (en) | 2000-09-11 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1991
- 1991-12-18 JP JP03333788A patent/JP3087255B2/en not_active Expired - Fee Related
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