精密サーボ技術のための軌道追従制御理論

摘要

精密位置決めステージやHard disk drive (HDD)と いった精密サーボシステムにおいて，目標軌道への追従性 能は製品の性能を決定づける重要な指標である。高速高精 度に位置決めをするために，フィードバック（FB)制御 器とフィードフォワード（FF)制御器の双方をもつ2自 由度制御が広く用いられている。2自由度制御を用いるこ とにより，目標値追従性能と外乱抑圧性能を独立に設計す ることができる。外乱がない場合，FF制御器&をブラ ント（制御対象）の逆系P—1と設計できれば，どのような 目標軌道にも追従することができる。ところ力s,プラント の伝達関数の零点1 "が不安定である場合，逆系P—1は不安 定極を持つこととなり，安定なFF制御器Cffを設計する ことはできない。また，不安定零点がある制御対象は図1 のようにステップ応答がアンダーシュート（逆ぶれ）する 問題(1)がある。このように，不安定零点を持つ系は制御し にくいことが知られている。