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研究生: 巫志鴻
論文名稱: 光碟機尋軌系統之L1最佳控制
L1 Optimal Control of Seeking System of Optical Drives
指導教授: 葉廷仁
Ting-Jen Yeh
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2001
畢業學年度: 89
語文別: 中文
中文關鍵詞: 最佳控制尋軌光碟機
外文關鍵詞: optimal control, seeking, optical drive
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  • 對於光碟機資料傳輸速率而言,雖然光碟機已由單倍數快速進展到目前的五十倍數,然而針對一般讀取資料為散佈在碟片的各處,擁有較短的尋軌時間反而是一個比較重要的方式。於是本論文針對光碟機的雙徑向伺服系統,計畫設計出一個控制器以縮短尋軌時間,達到尋軌時間縮矩的目的。
    本論文將引入L1控制器來進行光碟機尋軌伺服的設計。此控制器具有將外部干擾到規範輸出的最大峰值最小化的特性。一般而言可以將誤差信號、控制器輸出當成規範輸出,目標定為在固定輸入下,將規範輸出訊號的最大振幅最小化。則只要該控制器可以求得,則在實際操作時,我們所得到的最佳性能保証可以實現,不會出現最佳性能無法實現的情況。於是在控制器的設計上,我們計畫使:

    1.閉迴路誤差輸出轉移函數及控制器輸出閉迴路轉移函數的 範數最小化。

    2.使規範輸出在所有時間內都規範在給定的樣本(template)內。

    3.可以藉L1控制器的特性來限制過量(overshoot)、欠量(undershoot)及穩定時間。

    4.限制控制器輸出的最大振幅。

    首先,將光碟機的模型鑑別出來,得知此為一雙輸入單輸出的系統,再將系統之閉迴路對應轉換成一般控制性能問題,而此性能問題必須滿足可行性限制及性能限制。其中可行性限制為保証其 控制器穩定,而性能限制即為我們想達到的性能目標。接下來只要將該一般性能問題轉化成模型匹配問題,使用插值條件(interpolation conditions)來架構 控制器所需的線性規畫型式,求得線性規畫的最佳解後即可轉化成原來控制問題的 控制器。而理論上此 控制器即可滿足誤差信號在規範內及控制器輸出最小化,而此控制器亦能完成最佳的性能而不會因控制器輸出不能達成而劣化。


    摘 要 i 目 錄 iv 圖目錄 vi 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 論文大綱 3 第二章 光碟機的尋軌伺服系統 4 2.1 尋軌系統介紹 4 2.2 尋軌伺服系統動態模型 7 第三章 理論說明 10 3.1 一般問題架構 10 3.2 性能限制 12 3.2 可行性限制 14 3.4 L1控制器之特性 18 3.5 L1控制器求解 18 3.6 結語 24 第四章 控制器設計 25 4.1 問題描述 25 4.2 粗調致動器控制器設計 29 4.3 微調致動器控制器設計 38 4.4 整體系統響應 42 第五章 結論 44 5.1 論文貢獻 44 5.2 未來研究方向 46 附 錄 48 參考文獻 55

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