15、硬盘驱动器与精馏塔的鲁棒控制技术解析

硬盘驱动器与精馏塔的鲁棒控制技术解析

硬盘驱动器的鲁棒控制

硬盘驱动器（HDD）控制技术有着丰富的研究历史。在HDD控制方面，有许多重要的研究成果。例如，Abramovitch和Franklin的论文介绍了HDD控制的历史；文献[5]对磁碟和光碟控制的异同进行了出色的综述；文献[77]对HDD的构造和功能进行了有吸引力的描述。而Chen等人的书籍是目前唯一一本完全专注于HDD伺服系统的书籍，包含了与该系统设计相关的丰富信息。

HDD伺服系统的设计涉及多个关键方面：
1. 模型影响 ：Franklin等人书籍中第14章的详细模型对当前使用的模型产生了很大影响。在低于100Hz时，旋转执行器的动力学受枢轴轴承非线性（即“粘滑”现象）的影响，这种现象在小型磁盘驱动器中尤为明显，相关分析和模拟可参考文献[4, 156]。
2. 干扰和噪声估计 ：可靠估计作用于系统的各种干扰和噪声是HDD伺服系统设计的重要步骤，相关方法在文献[3, 27, 61]中有描述。
3. 谐波补偿 ：用于减少重复轨道误差（RRO）的谐波补偿在文献[16, 74]中被考虑。
4. 控制算法 ：寻道和跟踪模式需要不同的控制算法。寻道算法在文献[39, 123]中有描述，并且从寻道模式切换到跟踪模式时应平滑进行，以最小化读写头悬架的残余振动。有几种适用于寻道和跟踪的控制算法，如文献[70, 63]中所述，这些算法利用二自由度（2DOF）控制器，通过前馈控制器和参考轨迹实现寻道。
5. 主轴速度控制环 ：