マルチレートサンプル値H∞制御によるハードディスクのフォロイング制御

采用多速率采样值H∞控制的硬盘跟随控制

基本信息

批准号：
13750410
负责人：
平田光男
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ハードディスクでは,位置誤差信号(以下PES)のサンプリング周期は任意に短く設定できないという制約を持つ。一方,制御入力に関してそのような制約はなく,出力周期は任意に短くできる。そこで,本研究では,マルチレートサンプル値H∞制御理論をハードディスクのフォロイング制御系に適用し,ロバスト安定性を満たしつつ良好な位置決め精度を達成する制御系の構築を目指す。本年では,その基礎段階として下記の研究を行った。1.零インターポレータによるマルチレート離散時間H∞制御系の構築と,実験による性能評価。2.離散時間リフティングによるマルチレート離散時間H∞制御系の構築と実験による性能評価。その結果,以下の知見を得た。・マルチレート制御系にすることで,フォロイング時にアクチュエータが発生するノイズを低減する事ができた。また,ステップ目標値応答において,マルチレート制御系の方が,制御対象が持つ高域の共振モードを加振しない応答となることがわかった。・フォロイング時の位置決め精度をPES信号の3σ値で評価したところ,いずれの手法も,シングルレートH∞制御系に比べ,性能向上が確認された。また,離散時間リフティングを用いた後者の手法の方が,より高い制御性能を達成する事ができた。今後は,サンプル点間応答までを考慮したマルチレートサンプル値H∞制御系をハードディスクの制御系に適用し,その有効性をシミュレーション及び実験の両面から検証して行く予定である。

硬盘有一个限制，即位置误差信号(以下简称PES)的采样周期不能设置任意短。另一方面，控制输入则没有这样的限制，输出周期可以任意缩短。因此，在本研究中，我们将多速率采样值H∞控制理论应用于硬盘跟随控制系统，旨在构建一个在满足鲁棒稳定性的同时实现良好定位精度的控制系统。今年，我们作为基础步骤进行了以下研究。 1. 使用零插值器构建多速率离散时间H∞控制系统并通过实验评估性能。 2.采用离散时间提升的多速率离散时间H∞控制系统的构建和通过实验进行性能评估。结果，获得了以下发现。・通过使用多速率控制系统，我们能够减少执行器在跟随过程中产生的噪音。此外，在阶跃目标值响应中，发现多速率控制系统产生的响应没有激发受控对象的高频谐振模式。 - 当使用 PES 信号的 3σ 值评估跟随期间的定位精度时，证实与单速率 H∞ 控制系统相比，两种方法都提高了性能。此外，后一种使用离散时间提升的方法能够实现更高的控制性能。未来，我们计划将考虑采样点间响应的多速率采样值H∞控制系统应用到硬盘控制系统中，并通过仿真和实验验证其有效性。