D-SMART軌道によるハードディスクのショートシーク制御

使用D-SMART轨道的硬盘短寻道控制

基本信息

批准号：
15760311
负责人：
平田光男
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Utsunomiya University (2004-2005)Chiba University (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,我々が提案しているデジタル制御を前提とした制振軌道であるD-SMART軌道をハードディスクのショートシーク系に適用し,シーク時間を短縮する事を目的としている。D-SMART軌道では,零次ホールドを通して生成される実際の制御入力の周波数成分が直接整形できるため,機械共振が存在する周波数帯域で制御入力の周波数成分を抑えることができ,シーク終了直後の残留振動の低減が可能となる。本年度はまとめの年であり,最終的に以下の結論を得た。1.D-SMART軌道設計のための設計支援ツールを制御系CADのMATLAB上に構築し,100トラック以下のシーク軌道を求めた。そして,得られた制御入力のパワースペクトルを従来法と比較したところ,機械共振が存在する3.5kHz〜7.5kHzの帯域で,10dB以上低減できることが明らかとなった。また,評価関数を工夫する事で,残留振動を抑えたい共振モードを選択できる事も示した。特に,本手法では,従来難しいとされているナイキスト周波数周辺の周波数整形が可能な点が特徴として上げられる。そして,得られたシーク軌道をシミュレーションのための詳細モデルに加えて性能を評価したところ,従来法に比べ残留振動の低減効果が50%以上あることが確認できた。また,同様に実験でも有効性を確認した。2.D-SMART軌道を通常の2自由度制御に適用すると,位置決め精度が悪化するという問題点があることを示した。そして,この問題は,制御対象の剰余剛性を考慮する事で解決できることを示し,D-SMART軌道のための新しい2自由度制御系を提案した。そして,その有効性をシミュレーション及び実験で示した。上記の結果を,IFAC(国際自動制御連盟)のWorld Congress(世界大会)で発表した。

在这项研究中，我们的目标是通过应用D-Smart Orbit（基于数字控制的振动阻尼轨道）来缩短寻求时间，我们提出了这一点，以将其提高到硬盘的简短寻求系统。在D-SMART轨道中，可以直接塑造通过零级保持生成的实际控制输入的频率分量，并且可以在存在机械共振的频带中抑制控制输入的频率成分，从而使残留振动在寻求后立即减少。今年是摘要的一年，最终得出以下结论。 1。在控制系统CAD的MATLAB上构建了用于D-SMART轨道设计的设计支持工具，并确定了少于100个轨道的轨道。当将获得的对照输入的功率谱与常规方法进行比较时，可以发现在存在机械共振的3.5 kHz和7.5 kHz之间，可以将其降低10 dB。还表明，通过设计评估函数，可以选择想要抑制残留振动的共振模式。该方法的特征在于可以刮在Nyquist频率周围的频率的事实，这在过去被认为很难。除了模拟的详细模型外，还评估了获得的寻求轨迹，并确认其性能减少残留振动的效果比常规方法高出50％或更多。同样，实验中证实了有效性。 2。已经表明，当将D-SMART轨迹应用于正常的两度自由度控制时，定位精度会恶化。可以通过考虑受控物体的剩余刚度来解决此问题，并提出了针对D-Smart Orbits的新的两度自由控制系统。通过模拟和实验证明了这一点的有效性。以上结果是在世界国际自动人士（国际自动控制联合会）世界大会上提出的。