實驗討論

從圖5-17~圖 5-19 可以看出其改善後的效果，我們將改善前後分析其變 異量，如下表5-3 所示，而圖 5-28 也說明了系統的極點在加入最小變異控 制器後由原先的0.971±0.0973i 移到了 0.8345±0.1243i 以及-0.1191。

循軌誤差的變異量 輸入控制的變異量

未加入控制器前 2.5197e-004 0

加入控制器後 1.3449e-004 2.1213e-004 表格 5-3 加入控制器前後的變異量比較

整個實驗的過程我們選用對於最小變異控制的預測時間是一個單位，

也就是只做一步預測，假如選擇兩步或更多，可以預期的，預測的誤差會 變大，式(4.10)可以說明。而在取樣頻率上，基本上已經受限於原系統內部 的取樣頻率，我們無法選用比原系統低的取樣頻率，而為了確保取樣頻率 的一致性，所以我們使用了兩顆A/D，亦即將原系統的取樣改為我們加入 A/D 後的取樣頻率，而在選擇位元數目上，原系統亦是 8 位元轉換，與我 們選用的IC 相同。

此外，由圖5-25 知道，在我們 160KHz 的取樣頻率下，所付出的額外 輸入大約為0.3V~-0.3V，假若我們取樣頻率更高時，所需要的控制輸入勢 必須要更大，甚至可能超出我們能接受的範圍，所以取樣的問題是需要被 考量的，假若系統真的需要更快的取樣頻率時，則可以考慮改用LQG 的控 制法則，其差別在於加入了控制輸入的考量在一開始的函數內，然後給予 權重，也就是將式(4.3)變形為式(5.3)，並對兩者的總合做變異量最小化，

詳細的推導則不再贅述。

]]

[ ] [

[y² k d u² k E

J = + +ρ (5.3)

第六章 結論

在本論文中，我們根據既有光碟機系統的基本架構下，進行循軌伺服 控制的實驗；在第二章介紹光碟機系統的基本原理，第三章推導循軌伺服 系統的動態模型，並設計隨機輸入訊號以供系統判別實驗使用。

第四章則說明最小變異控制法則，並由第三章所得到循軌致動器的數 學模型而推出最小變異控制器的各項參數。在第五章中則設計了一塊循軌 控制介面卡，以 FPGA 當作整塊控制卡的核心，內部包含隨機訊號的產生 以及最小變異控制器的實現；再配合上A/D 及 D/A 轉換器，和一些類比放 大器的設計，完成了循軌控制卡的基本架構。最後將整個循軌控制卡與實 際的光碟機結合，比較兩者循軌誤差的情形，由實驗的結果得知，最小變 異控制的控制法則確實能有效的抑制循軌誤差的大小，以增強光碟機上循 軌的精確度。

總而言之，最小變異控制的加入讓循軌伺服系統有以下的特性：

1. 增加硬體量最小，運算量小，實現容易。

2. 直接利用輸出誤差進行評估其變異量，以確保輸出變異量最小。

3. 原系統除了本身的控制器以外，多了最小變異控制器可以調整，增 加設計時的彈性。

而在本論文中，由於受限到實際光碟機系統的問題，所以，並不可能 任意擷取我們想要的訊號，僅能從各IC 連線之間來擷取類比訊號，而我們 控制器的核心是採用數位控制來實現，所以在多次的 A/D、D/A 轉換的過 程勢必讓雜訊一次又一次的加入到系統中，倘若真能擷取到伺服訊號處理 晶片內部已經經過 A/D 後的數位腳位，可預期效果會較我們目前實驗的結 果佳。

而對於未來的發展，下列提供幾個研究方向以供參考：

1.循軌伺服系統基本上與聚焦伺服系統差異性不大，僅在水平和垂直 方向做不同的閉迴路控制；所以勢必也可以將最小變異控制法則應 用在聚焦伺服系統上。

2.最小變異控制中需要先取得系統的 ARMAX 模型，而模型的精準與 否直接影響到控制器的參數，所以採用更高取樣頻率、以及更近似 白噪音的雜訊做為輸入，相信可以讓ARMAX 的模型更逼近真實。

3.每一張碟片對每一台光碟機來說，都算是一個不同的模型，若能採 用線上的系統判別，針對不同碟片產生不同的控制參數，循軌誤差 的改善將會更好，但相對的是代價是，增加的電路負擔大。

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