硬盤驅(qū)動器兩級磁頭定位研究

1、華中科技大學博士學位論文硬盤驅(qū)動器兩級磁頭定位研究姓名：張洪波申請學位級別：博士專業(yè)：控制理論與控制工程指導教師：黃心漢20080531II華中科技大學博士學位論文新的控制方法——復合非線性反饋控制結(jié)合跟蹤微分器。前者的設(shè)計思想為開始尋道時系統(tǒng)的阻尼比設(shè)置較小，從而保證系統(tǒng)有較快的響應速度。隨著磁頭逐漸靠近目標磁道而動態(tài)地增加系統(tǒng)的阻尼比進而減小超調(diào)，這一思想使得系統(tǒng)在獲得較快上升時間的同時還保證較低的超調(diào)。后者采用前饋的方式將其引入到

2、伺服系統(tǒng)中，主要用來減小輸入給致動器的控制電壓，從而避免致動器的飽和。此外，本文還通過構(gòu)建一個恰當?shù)腖yapunov函數(shù)，驗證了在這一控制方案作用下閉環(huán)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性?？紤]到信號電纜產(chǎn)生的常值干擾及其它不確定干擾會使系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差，本文提出了一種H∞幾乎干擾解耦控制器，控制器參數(shù)可以自由調(diào)整，這尤其適用于系統(tǒng)有不確定性干擾的情形。本文根據(jù)硬盤驅(qū)動器模型詳細地設(shè)計了H∞魯棒控制器，并分別在時域和頻域上驗證了該控制器的有效性。在磁道跟蹤

3、模式下，鑒于硬盤驅(qū)動器不可避免地存在著由主軸馬達產(chǎn)生的重復性擾動信號，擾動信號的存在使磁頭很難定位在期望的磁道上。因此，本文提出一種自適應前饋擾動補償器。這種自適應補償器需要求解三個參變量，即相位超前參數(shù)、自適應增益和前饋項系數(shù)。為了得到最優(yōu)的參數(shù)值，首先將該補償器等效為一個線性時不變的模型，然后利用環(huán)路成形法、奈奎斯特準則和根軌跡分析法定量地獲取了這些最優(yōu)參量值。仿真結(jié)果表明該自適應前饋補償器幾乎完全消除了重復性擾動信號，從而保證磁頭

4、在磁道跟蹤模式下良好的跟蹤效果。隨著硬盤磁道密度越來越大，尺寸越來越小，導致建立準確的對象模型變得越來越困難。基于此，本文提出一種不依賴于精確被控對象模型的控制方法，即采用激活函數(shù)可調(diào)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練分數(shù)階PIDλ控制器的比例、積分和微分系數(shù)。這種控制方法不僅具有對被控對象模型的弱依賴性，而且具有控制性能上的高精度、強魯棒性。最后，對全文的研究工作做了總結(jié)，并對今后要進一步開展的研究工作進行了展望。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：兩級磁頭定位，加權(quán)遞推最