スイッチング機構に基づく磁気ディスク装置の繰り返し制御－提案する2種類のマルチレート制御系の比較検討

摘要

繰り返し制御は，周期的な外乱を抑圧する場合や周期的な目標値への追従を行なう場合に広く使用されている制御技術である．磁気ディスク装置(HDD)においては，ランアウトと呼ばれるトラックの揺れに対してヘッドを精密に位置決めする必要がある．このランアウトには，ディスクの回転に同期するRRO (Repeatable Run-out)成分と同期しないNRRO (Non-Repeatable Run-out)成分に分類される．低周波数のRRO抑圧問題た対しては，さまざまな繰り返し制御法が適用されてきたが，高城のRROは従来の手法では抑圧することが非常に困難であった．その理由は，1）ディジタル制御により実装するときに，外乱周波数がナイキスト周波数に近い場合，零次ホールドにより生じる大きな遅れにより性能が劣化すること，2）従来の繰り返し制御系ではロバスト安定性を確保するためにローパスフィルタが必要であり，これにより高域の抑圧特性が犠牲になること，3）離散時間系でプラントの逆モデルを構成するために，従来の離散時間繰り返し制御では近似した逆モデルを使用していたことが挙げられる．しかしながら，要求される位置決め精度は年々厳しいものとなり，高域の位置誤差も無視できない存在となりつつある．そこで本稿では，新しい制御機構を導入することにより，高域のRROを効果的に抑圧する方法を提案する．