JPH05260779A - 状態推定器及びこれを用いた位置決め制御回路 - Google Patents
状態推定器及びこれを用いた位置決め制御回路Info
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- JPH05260779A JPH05260779A JP4023080A JP2308092A JPH05260779A JP H05260779 A JPH05260779 A JP H05260779A JP 4023080 A JP4023080 A JP 4023080A JP 2308092 A JP2308092 A JP 2308092A JP H05260779 A JPH05260779 A JP H05260779A
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- JP
- Japan
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- estimator
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- signal
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各時刻におけるサンプル周期に適応した状態
方程式による状態推定信号を用いたコントローラにより
制御システムを安定に制御する。 【構成】 タイマーカウンタ４はサンプル周期をカウン
トし、タイマーカウント信号１２を出力する。係数行列
演算器５はタイマーカウント信号１２により係数行列信
号１３〜１７をそれぞれ出力する。状態推定器３は出力
信号１０と制御信号９と係数行列信号１３〜１７とによ
り検出不可能なプラント２の状態を推定する。そして、
コントローラ１は設定入力８と状態推定信号１１とによ
りプラント２の制御信号９を出力する。
方程式による状態推定信号を用いたコントローラにより
制御システムを安定に制御する。 【構成】 タイマーカウンタ４はサンプル周期をカウン
トし、タイマーカウント信号１２を出力する。係数行列
演算器５はタイマーカウント信号１２により係数行列信
号１３〜１７をそれぞれ出力する。状態推定器３は出力
信号１０と制御信号９と係数行列信号１３〜１７とによ
り検出不可能なプラント２の状態を推定する。そして、
コントローラ１は設定入力８と状態推定信号１１とによ
りプラント２の制御信号９を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラントの状態を推定す
る状態推定器に関し、特に磁気ディスク装置の位置決め
制御回路に用いられる状態推定器に関する。
る状態推定器に関し、特に磁気ディスク装置の位置決め
制御回路に用いられる状態推定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、状態推定器について説明する前
に、一般の状態フィードバック制御について説明する。
に、一般の状態フィードバック制御について説明する。
【０００３】図２は状態推定器を用いる状態フィードバ
ック制御の一例を示すブロック図である。図２におい
て、コントローラ１は設定入力８と状態推定信号１１と
によりプラント（制御対象物）２の制御信号９を出力す
る。次に、この制御信号９によりプラント２は状態を変
化させ出力信号１０を出力する。そして、状態推定器１
９は出力信号１０と制御信号９により検出不可能なプラ
ント２の状態を推定する。
ック制御の一例を示すブロック図である。図２におい
て、コントローラ１は設定入力８と状態推定信号１１と
によりプラント（制御対象物）２の制御信号９を出力す
る。次に、この制御信号９によりプラント２は状態を変
化させ出力信号１０を出力する。そして、状態推定器１
９は出力信号１０と制御信号９により検出不可能なプラ
ント２の状態を推定する。
【０００４】制御システムにこの状態推定信号を用いる
ことにより、状態空間法に基づき理論的に確立されてい
る多くの効果的な制御系設計手法を現実の制御系構成に
そのまま適用することが可能となる。
ことにより、状態空間法に基づき理論的に確立されてい
る多くの効果的な制御系設計手法を現実の制御系構成に
そのまま適用することが可能となる。
【０００５】例えば、磁気ディスク装置の位置決め回路
においては、次のように適用される。
においては、次のように適用される。
【０００６】制御システムの目的としては、磁気ヘッド
を目的の位置に移動することであるので、プラント２は
ボイスコイルモータ等で構成され、ボイスコイルモータ
駆動電流が制御信号９であり、磁気ヘッドの位置信号が
出力信号１０となる。そして、状態推定器１９は磁気ヘ
ッドの速度と外力を推定する。この推定結果を用いるこ
とによりコントローラは速度制御や外力補正を行うこと
ができる。
を目的の位置に移動することであるので、プラント２は
ボイスコイルモータ等で構成され、ボイスコイルモータ
駆動電流が制御信号９であり、磁気ヘッドの位置信号が
出力信号１０となる。そして、状態推定器１９は磁気ヘ
ッドの速度と外力を推定する。この推定結果を用いるこ
とによりコントローラは速度制御や外力補正を行うこと
ができる。
【０００７】次に、状態推定器について図面を参照して
説明する。
説明する。
【０００８】
【０００９】この状態方程式，の係数行列Ｄ２０，
Ｅ２１，Ｊ２２，Ｐ２３，Ｖ２４は、プラント２の物理
的定数とサンプル周期Ｔとによってそれぞれ決定され
る。そのため、状態推定器で推定を精度よく行うために
は、サンプル周期Ｔが状態推定器を設計した際に定めた
値と常に一致しなくてはならない。従って、サンプル周
期Ｔが不安定な場合（状態推定器を設計した際のサンプ
ル周期と異なる場合）には正確な状態推定を行うことが
できない。
Ｅ２１，Ｊ２２，Ｐ２３，Ｖ２４は、プラント２の物理
的定数とサンプル周期Ｔとによってそれぞれ決定され
る。そのため、状態推定器で推定を精度よく行うために
は、サンプル周期Ｔが状態推定器を設計した際に定めた
値と常に一致しなくてはならない。従って、サンプル周
期Ｔが不安定な場合（状態推定器を設計した際のサンプ
ル周期と異なる場合）には正確な状態推定を行うことが
できない。
【００１０】具体的には、磁気ディスク装置において、
位置信号による速度推定を行うときサンプル周波数Ｔが
設計値と一致しなくなると、正しい速度推定を出力でき
なくなる。従って、そのような速度推定信号を用いてプ
ラント（ボイスコイルモータ）を制御すると不安定な制
御システムとなってしまう。
位置信号による速度推定を行うときサンプル周波数Ｔが
設計値と一致しなくなると、正しい速度推定を出力でき
なくなる。従って、そのような速度推定信号を用いてプ
ラント（ボイスコイルモータ）を制御すると不安定な制
御システムとなってしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の状態推
定器は、サンプル周期が不安定な場合には正しい状態推
定が行えず、状態推定信号を用いたコントローラは制御
システムを安定に制御できないという欠点がある。
定器は、サンプル周期が不安定な場合には正しい状態推
定が行えず、状態推定信号を用いたコントローラは制御
システムを安定に制御できないという欠点がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、状態フィード
バック制御によりプラントの状態を推定する状態推定器
において、サンプル周期をカウントするタイマーカウン
タと、このタイマーカウンタのカウント値を基に状態方
程式の係数を演算し前記状態推定器に出力する演算器と
を備えている。
バック制御によりプラントの状態を推定する状態推定器
において、サンプル周期をカウントするタイマーカウン
タと、このタイマーカウンタのカウント値を基に状態方
程式の係数を演算し前記状態推定器に出力する演算器と
を備えている。
【００１３】また、磁気ディスク装置における磁気ヘッ
ドの位置決め制御回路に本発明の状態推定器を用いても
よい。
ドの位置決め制御回路に本発明の状態推定器を用いても
よい。
【００１４】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１５】図１は本発明の状態推定器の一実施例を示
すブロック図である。図１において、タイマーカウンタ
４はサンプル周期をカウントしタイマーカウント信号１
２を出力する。係数行列演算器５はタイマーカウント信
号１２により各係数行列信号Ｄadj １３，Ｅadj １４，
Ｊadj １５，Ｐadj １６，Ｖadj １７をそれぞれ出力す
る。状態推定器３は出力信号１０と制御信号９と係数行
列信号Ｄadj １３，Ｅadj １４，Ｊadj １５，Ｐadj １
６，Ｖadj １７とにより検出不可能なプラント２の状態
を推定する。コントローラ１は設定入力８と状態推定信
号１１とによりプラント２の制御信号９を出力する。そ
して、この制御信号９によりプラント２は状態を変化さ
せ出力信号１０を出力する。
すブロック図である。図１において、タイマーカウンタ
４はサンプル周期をカウントしタイマーカウント信号１
２を出力する。係数行列演算器５はタイマーカウント信
号１２により各係数行列信号Ｄadj １３，Ｅadj １４，
Ｊadj １５，Ｐadj １６，Ｖadj １７をそれぞれ出力す
る。状態推定器３は出力信号１０と制御信号９と係数行
列信号Ｄadj １３，Ｅadj １４，Ｊadj １５，Ｐadj １
６，Ｖadj １７とにより検出不可能なプラント２の状態
を推定する。コントローラ１は設定入力８と状態推定信
号１１とによりプラント２の制御信号９を出力する。そ
して、この制御信号９によりプラント２は状態を変化さ
せ出力信号１０を出力する。
【００１６】しかしながら、本発明の状態推定器が従来
の状態推定器と異なる点は、タイマーカウンタ４と係数
行列演算器５とを持つことによって、前述した状態方程
式，の係数行列Ｄ２０，Ｅ２１，Ｊ２２，Ｐ２３，
Ｖ２４をサンプル周期に適応可能なＤadj １３，Ｅadj
１４，Ｊadj １５，Ｐadj １６，Ｖadj １７としたこと
にある。
の状態推定器と異なる点は、タイマーカウンタ４と係数
行列演算器５とを持つことによって、前述した状態方程
式，の係数行列Ｄ２０，Ｅ２１，Ｊ２２，Ｐ２３，
Ｖ２４をサンプル周期に適応可能なＤadj １３，Ｅadj
１４，Ｊadj １５，Ｐadj １６，Ｖadj １７としたこと
にある。
【００１７】そして、制御信号９，出力信号１０，ディ
レイユニット出力信号１８，状態推定信号１１を状態方
程式，の場合と同様にし、かつ状態方程式，の
係数行列Ｄ２０，Ｅ２１，Ｊ２２，Ｐ２３，Ｖ２４を係
数行列演算器５の出力信号Ｄadj １３，Ｅadj １４，Ｊ
adj １５，Ｐadj １６，Ｖadj １７とすることにより、
状態推定器３において各信号は、
レイユニット出力信号１８，状態推定信号１１を状態方
程式，の場合と同様にし、かつ状態方程式，の
係数行列Ｄ２０，Ｅ２１，Ｊ２２，Ｐ２３，Ｖ２４を係
数行列演算器５の出力信号Ｄadj １３，Ｅadj １４，Ｊ
adj １５，Ｐadj １６，Ｖadj １７とすることにより、
状態推定器３において各信号は、
【００１８】
【００１９】に従って処理される。
【００２０】ここで、ｄ＝１のとき、すなわち、サンプ
ル周期が設計値と等しいとき、Ｄadj ，Ｅadj ，
Ｊadj ，Ｐadj ，Ｖadj はそれぞれＤ，Ｅ，Ｊ，Ｐ，Ｖ
と等しくなる。このとき、状態方程式，は，と
等価になる。また、ｄ≠１のときすなわち、サンプル周
期が（ｄ×Ｔ）秒で設計値と異なり不安定な状態にある
時は、Ｄadj ，Ｅadj ，Ｊadj ，Ｐadj ，Ｖadj はサン
プル周期（ｄ×Ｔ）秒に適応した値をとる。これによ
り、状態推定器３は不安定なサンプル周期にかかわらず
正確な状態推定信号を出力することが可能である。
ル周期が設計値と等しいとき、Ｄadj ，Ｅadj ，
Ｊadj ，Ｐadj ，Ｖadj はそれぞれＤ，Ｅ，Ｊ，Ｐ，Ｖ
と等しくなる。このとき、状態方程式，は，と
等価になる。また、ｄ≠１のときすなわち、サンプル周
期が（ｄ×Ｔ）秒で設計値と異なり不安定な状態にある
時は、Ｄadj ，Ｅadj ，Ｊadj ，Ｐadj ，Ｖadj はサン
プル周期（ｄ×Ｔ）秒に適応した値をとる。これによ
り、状態推定器３は不安定なサンプル周期にかかわらず
正確な状態推定信号を出力することが可能である。
【００２１】このとき、従来例と同じように、例えば、
磁気ディスク装置の位置決め回路においては次のように
適用される。
磁気ディスク装置の位置決め回路においては次のように
適用される。
【００２２】制御システムの目的としては、磁気ヘッド
を目的の位置に移動することであるので、プラント２は
ボイスコイルモータ等で構成され、ボイスコイルモータ
駆動電流が制御信号９であり、磁気ヘッドの位置信号が
出力信号１０となる。状態推定器３は磁気ヘッドの速度
と外力とを推定する。そして、この推定結果を用いるこ
とによりコントローラは速度制御や外力補正を行うこと
ができる。
を目的の位置に移動することであるので、プラント２は
ボイスコイルモータ等で構成され、ボイスコイルモータ
駆動電流が制御信号９であり、磁気ヘッドの位置信号が
出力信号１０となる。状態推定器３は磁気ヘッドの速度
と外力とを推定する。そして、この推定結果を用いるこ
とによりコントローラは速度制御や外力補正を行うこと
ができる。
【００２３】したがって、従来の状態推定器１９におい
てサンプル周期が設計値と等しくなく、状態推定信号１
１にその影響が現れるときでも、不安定なサンプル周期
に影響されない状態推定信号を出力することができ、こ
の状態推定器によりコントローラは安定な制御を行うこ
とが可能となる。
てサンプル周期が設計値と等しくなく、状態推定信号１
１にその影響が現れるときでも、不安定なサンプル周期
に影響されない状態推定信号を出力することができ、こ
の状態推定器によりコントローラは安定な制御を行うこ
とが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の状態推定器
は、サンプル周期をカウントするタイマーカウンタと、
そのタイマーカウンタの値を入力して状態推定器が演算
する状態方程式の係数を出力する演算器と、プラントの
制御信号を該プラントの出力信号と前述演算器の出力信
号とを入力して状態推定信号を出力する状態推定器とに
より、各時刻でのサンプル周期に適応した状態方程式に
よる状態推定が可能となり、精度の良い状態推定信号を
用いたコントローラによって制御システムを安定に制御
可能な高精度で高性能な状態推定器を提供できるという
効果がある。
は、サンプル周期をカウントするタイマーカウンタと、
そのタイマーカウンタの値を入力して状態推定器が演算
する状態方程式の係数を出力する演算器と、プラントの
制御信号を該プラントの出力信号と前述演算器の出力信
号とを入力して状態推定信号を出力する状態推定器とに
より、各時刻でのサンプル周期に適応した状態方程式に
よる状態推定が可能となり、精度の良い状態推定信号を
用いたコントローラによって制御システムを安定に制御
可能な高精度で高性能な状態推定器を提供できるという
効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】一般の状態推定器を用いる状態フィードバック
制御を示すブロック図である。
制御を示すブロック図である。
【図３】従来の状態推定器を示すブロック図である。
１ コントローラ ２ プラント ３，１９ 状態推定器 ４ タイマーカウンタ ５ 係数行列演算器 ６ ディレイユニット ７ 乗算ユニット ８ 設定入力信号 ９ 制御信号 １０ 出力信号 １１ 状態推定信号 １２ タイマーカウンタ信号 １３〜１７ 状態推定器３の係数行列信号Ｄadj ，Ｅ
adj ，Ｊadj ，Ｐadj，Ｖadj １８ ディレイユニット６の出力信号 ２０〜２４ 状態推定器１９の係数行列Ｄ，Ｅ，Ｊ，
Ｐ，Ｖ
adj ，Ｊadj ，Ｐadj，Ｖadj １８ ディレイユニット６の出力信号 ２０〜２４ 状態推定器１９の係数行列Ｄ，Ｅ，Ｊ，
Ｐ，Ｖ
Claims (2)
- 【請求項１】 状態フィードバック制御によりプラント
の状態を推定する状態推定器において、サンプル周期を
カウントするタイマーカウンタと、このタイマーカウン
タのカウント値を基に状態方程式の係数を演算し、前記
状態推定器に出力する演算器とを備えることを特徴とす
る状態推定器。 - 【請求項２】 磁気ディスク装置における磁気ヘッドの
位置決め制御回路において、請求項１記載の状態推定器
を有することを特徴とする位置決め制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023080A JPH05260779A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 状態推定器及びこれを用いた位置決め制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023080A JPH05260779A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 状態推定器及びこれを用いた位置決め制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05260779A true JPH05260779A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12100442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4023080A Withdrawn JPH05260779A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 状態推定器及びこれを用いた位置決め制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05260779A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6219198B1 (en) | 1998-07-14 | 2001-04-17 | International Business Machines Corporation | State estimator alteration for odd sample times in a disk drive servo control system |
| KR100493146B1 (ko) * | 1998-07-29 | 2005-09-02 | 삼성전자주식회사 | 멀티레이트추정장치및그방법 |
| CN104527975A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-22 | 北京航空航天大学 | 一种共轴式无人直升机双余度桨距分控操纵系统 |
-
1992
- 1992-02-10 JP JP4023080A patent/JPH05260779A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6219198B1 (en) | 1998-07-14 | 2001-04-17 | International Business Machines Corporation | State estimator alteration for odd sample times in a disk drive servo control system |
| KR100493146B1 (ko) * | 1998-07-29 | 2005-09-02 | 삼성전자주식회사 | 멀티레이트추정장치및그방법 |
| CN104527975A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-22 | 北京航空航天大学 | 一种共轴式无人直升机双余度桨距分控操纵系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |