機構・制御系統合化設計の高度化と次世代ＨＤＤへの応用

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２０２２年度に実施した研究において，以下の成果が得られた．【高性能ロバスト機構・制御系設計の可視化手法】①２入力１出力系の位置決め制御系においてアクチュエータにストローク制限がある場合についての検討を行った．その結果，RCBode plotのアルゴリズムを改良することにより，制御系に加わる外乱特性に応じて，アクチュエータが飽和する可能性のある周波数をコントローラの周波数応答上に可視化する手法を実現した．本手法を用いることにより，コントローラ設計者は可視化されたガイドラインに基づいてアクチュエータ飽和を避けるコントローラの設計を行うことが可能となる．②２自由度制御系におけるフィードバックコントローラに対してRCBode plotを用いた性能向上について研究を行った．目標軌道への追従誤差の周波数特性を重み関数とすることにより，可視化されたガイドラインに基づいてフィードバックコントローラを整形する手法を考案した．また，ロボットアームを用いた実験により，提案手法により設計されたフィードバックコントローラによって，目標軌道追従性能が改善されることを実証した．【次世代ＨＤＤに必要な機構系および制御系の条件】①４段アクチュエータ系を有するＨＤＤの磁気ヘッド位置決め制御系における外乱抑圧制御について検討を行った．ニアラインサーバとして利用される際に生じる外部振動が発生した場合，３段目のマイクロアクチュエータと４段目の熱アクチュエータのストローク制限が問題となる可能性があることを明らかにした．また，その問題を解決するために， １段目のＶＣＭと２段目のミリアクチュエータのみストロークを増大させるループ整形法をRCBode plot により実現し，その有効性を示した．