DE60107160T2

DE60107160T2 - Plattenlaufwerk

Info

Publication number: DE60107160T2
Application number: DE60107160T
Authority: DE
Inventors: Toshio Minoo-shi Inaji; Hiroshi Minamikawachi-gun Kohso
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: JP2002042434A; EP1174861A1; HK1043650A1; US20020027740A1; CN1339781A; EP1174861B1; TW571299B; US7064919B2; KR20020008083A; HK1043650B; CN1237540C; DE60107160D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Plattenspeichervorrichtung mit einem Hinführungs-/Wegführungs-Mechanismus zum Hinführen und Wegführen eines Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Kopfes wie etwa eines Magnetkopfes zu oder von einer Plattenoberfläche, die ein Aufzeichnungsmedium ist, durch einen Aktuator. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Plattenspeichervorrichtung zum Positionieren eines Kopfes auf einer Zielspur einer Platte mit hoher Genauigkeit durch einen Aktuator.
Beschreibung des verwandten Gebiets
In einer Magnetplattenspeichervorrichtung mit einer Tendenz zur Verkleinerung und hohen Speicherdichte wird die Anforderung der Präzisionspositionierung eines Kopfes in Bezug auf eine Zielspur strenger. Da eine Plattenoberfläche geglättet werden muss, um die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen, gibt es ferner ein Verfahren zum Zurückziehen eines Kopfläufers nach außen von einer Platte, wenn der Kopf nicht betätigt wird.
In einer Plattenspeichervorrichtung mit dem Kopf-Hinführungs-/Wegführungs-Mechanismus befindet sich ein Rampenblock als ein Zurückziehteil außerhalb der Platte. Wenn die Vorrichtung angehalten wird, wird ein Zugriffsarm gedreht, um den Kopfläufer auf dem Rampenblock anzuordnen, wodurch der Kopf weggeführt wird. Wenn die Betätigung der Vorrichtung begonnen wird, wird der Zugriffsarm gedreht, wobei der Kopfläufer von dem Rampenblock zu der Platte hingeführt wird.
Falls die Hinführungsgeschwindigkeit zu hoch ist, landet der Kopfläufer auf der Platte, wobei die Platte und der Kopf beschädigt werden. Um den Kopf stetig zu der Platte hinzuführen, ist es erforderlich, die Geschwindigkeit selbst auf dem Rampenblock stabil zu steuern.
Als ein Aktuator, der den Kopf antreibt, wird ein Schwingspulenmotor (VCM) verwendet. Die Induktionsspannung, die an beiden Enden der VCM-Spule er zeugt wird, wenn sich der VCM dreht, wird durch eine Brückenschaltung erfasst, wobei eine Rückkopplungsgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird, während die erhaltene Erfassungsspannung als ein Geschwindigkeitssignal verwendet wird.
Andererseits wird allgemein angenommen, dass die Steuerfrequenz der Positionierungssteuerung höher eingestellt wird, um die Positionierungsoperation des Kopfes in Bezug auf die Zielspur zu beschleunigen und die geforderte Positionsgenauigkeit sicherzustellen. Da ein Positionierungssteuersystem wegen einer natürlichen mechanischen Oszillation des Kopfaktuators instabil wird, gibt es aber einen Grenzwert für die Erhöhung der Steuerfrequenz der Positionierungssteuerung. Daraufhin wird die Positionierungsgenauigkeit durch Verringern der auf den Aktuator wirkenden äußeren Kraft erhöht.
Herkömmlich werden ein Kopfpositionssignal, das aus Servoinformationen auf der Platte erhalten wird, und ein Treibersignal des Aktuators eingegeben, um die äußere Kraft zu schätzen und dadurch die Rückkopplungssteuerung zur Kompensation der äußeren Kraft auszuführen.
Obgleich die Brückenschaltung eine einfache Schaltungskonstruktion besitzt, ist sie dennoch anfällig für eine Änderung der Laststörung, die durch Reibung oder dergleichen auf dem Rampenblock veranlasst wird.
Falls die Änderung der Laststörung durch die Gleitreibung zwischen dem Kopfläufer und dem Rampenblock groß ist, wird die Geschwindigkeit des Kopfläufers stark geändert. Somit ist die Änderung der Kopfhinführungsgeschwindigkeit selbst dann groß, wenn die Rückkopplungssteuerung für die Kopfgleiter-Bewegungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, wobei weiter die Möglichkeit bleibt, dass der Läufer auf der Platte landet.
Ferner beeinflusst die auf den Aktuator wirkende äußere Kraft bei den jüngsten Tendenzen der hohen Spurdichte und der Verkleinerung des Aktuators das Steuersystem ernsthafter, wobei die herkömmliche Technik das Problem nicht ausreichend überwinden kann.
Eine Plattenspeichervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus US-A-5.182.684 bekannt. Die in diesem Dokument beschriebene Vorrich tung umfasst einen Aktuator, einen Treiber für den Aktuator, eine Geschwindigkeitsschätzeinrichtung, eine Geschwindigkeitssteuereinheit, einen Positionsdetektor und eine Positionssteuereinheit. Es ist eine Auswahleinrichtung vorgesehen, die je nach der Betriebsart zwischen einem Geschwindigkeitssteuersignal und einem Positionssteuersignal schaltet. Die in diesem Dokument offenbarte Vorrichtung kann keinen Kopf von einer Ruherampe hinführen, so dass eine große Laststörung kein Problem ist. Folglich ist für diese Art einer Plattenspeichervorrichtung kein Lastschätzsignal als eines der Eingangssignale der Geschwindigkeitssteuereinrichtung oder der Positionssteuereinrichtung erforderlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Somit ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer Plattenspeichervorrichtung, die die Geschwindigkeitssteuerung stabilisieren kann und einen Kopf selbst dann problemlos zu einer Platte hinführen kann, wenn die Änderung der Laststörung groß ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Plattenspeichervorrichtung, die die Positionierungsoperation des Kopfes in Bezug auf eine Zielspur mit hoher Genauigkeit steuern kann.
Diese und weitere Aufgaben, Vorteile, Merkmale und Anwendungen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung offensichtlicher, in der: eine Plattenspeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält: einen Aktuator zum Hinführen/Wegführen eines Kopfes in Bezug auf eine Platte, einen Treiber des Aktuators, einen Spannungsdetektor, der die Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, erfasst, und ein Spannungssignal ausgibt, eine Schätzeinrichtung, die eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes und einen Pegel der zu dem Kopf von einem Treibersignal in dem Spannungsdetektor und von dem Spannungssignal zugefügten Laststörung schätzt und ein Geschwindigkeitsschätzsignal ausgibt, und eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die ein Geschwindigkeitssteuersignal aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und es ausgibt, wobei das Treibersignal durch Synthetisieren des Geschwindigkeitssteuersignals und des Lastschätzsignals erhalten wird.
Um die Geschwindigkeit des Aktuators, der den Kopf hin- und wegführt, zu steuern, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes geschätzt. Um die von dem Kopfzurückziehteil wie etwa einem Rampenblock angelegte Laststörung zu beseitigen, wird der Pegel der Laststörung geschätzt. Wenn die Pegel der Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Laststörung geschätzt werden, werden zwei Elemente verwendet.
Eines von ihnen ist ein Spannungssignal, das durch Erfassen der Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, erhalten wird. Das andere von ihnen ist ein Treibersignal in dem Treiber des Aktuators. Das Treibersignal in dem Treiber kann hier ein in den Treiber eingegebenes Signal oder ein von dem Treiber ausgegebenes Signal sein.
Anstelle des Treibersignals in dem Treiber kann ein Geschwindigkeitssteuersignal verwendet werden, das eine Grundlage zum Erzeugen des Treibersignals ist. Es kann eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung zum Schätzen der Pegel der Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Laststörung vorgesehen sein.
Bei dieser Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung werden ein durch einen Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal und das Treibersignal in dem Treiber (einschließlich des Geschwindigkeitssteuersignals) eingegeben, wodurch ein Geschwindigkeitsschätzsignal und ein Lastschätzsignal erzeugt werden. Das anhand der zwei Elemente erzeugte Lastschätzsignal schätzt genau den Pegel der Laststörung, die tatsächlich zu dem Kopf hinzugefügt wird.
Da die Kopfbewegungsgeschwindigkeit während der Schätzung des Pegels der Laststörung geschätzt wird, wird die Kopfbewegungsgeschwindigkeit außerdem genau geschätzt.
Das auf die oben beschriebene Weise erhaltene Lastschätzsignal wird zu dem Geschwindigkeitssteuersignal synthetisiert und der Aktuator des Kopfes unter Verwendung des Treibersignals angetrieben. Damit wird die auf den Kopf angewendete Laststörung ausgezeichnet beseitigt.
Da die Geschwindigkeit in direktem Zusammenhang mit dem Lastschätzsignal gesteuert wird, kann die Geschwindigkeit ferner selbst dann stabil gesteuert werden, wenn die Änderung der Laststörung des Kopfzurückziehteils zum Zeitpunkt der Hinführung/Wegführung groß ist.
Das heißt, die Zuverlässigkeit der Hinführungs-/Wegführungs-Operation wird erhöht. Als eine zusätzliche Wirkung kann die Spurdichte wesentlich erhöht werden und wird die Plattenspeichervorrichtung mit großer Kapazität realisiert.
Vorzugsweise enthält die Lastschätzeinrichtung einen Komparator, in den ein vom Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal eingegeben wird, einen ersten Multiplizierer, der das Treibersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, einen zweiten Multiplizierer, der ein Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, einen ersten Integrator, der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und einen zweiten Integrator, der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass ein Summenwert, der durch Addieren des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers und des Ausgangssignals des ersten Integrators erhalten wird, von dem Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
In diesem Fall wird das Ausgangssignal des ersten Multiplizierers, der das Treibersignal eingibt, zu einem Antriebsdrehmoment-Schätzsignal, das dem auf den Aktuator angewendeten Antriebsdrehmoment entspricht.
Das Ausgangssignal des zweiten Integrators wird in Bezug auf das von dem Spannungsdetektor eingegebene Spannungssignal zu einem Rückkopplungselement (das dem Vergleich unterliegt). Das Ausgangssignal des Komparators, der die Differenz zwischen dem Spannungssignal und dem Rückkopplungselement von dem zweiten Integrator bildet, wird an den ersten Integrator und an den zweiten Multiplizierer angelegt.
Das Ausgangssignal des ersten Integrators, der die Differenz integriert, wird zu einem Lastschätzsignal, das der von dem Aktuator empfangenen Laststörung entspricht.
Das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers, der die Differenz mit einem vorgegebenen Koeffizienten multipliziert, wird zu dem Lastschätzsignal addiert. Aus dem Antriebsdrehmoment-Schätzsignal wird eine Differenz des Summenwerts gebildet und an den zweiten Integrator gegeben. Ein Wert, der durch den zweiten Integrator berechnet wird, kann als das Geschwindigkeitsschätzsignal gebildet werden.
Im Ergebnis entspricht das von dem ersten Integrator ausgegebene Lastschätzsignal einem Signal, das die von dem Aktuator empfangene Laststörung genau schätzt.
Mit diesem Lastschätzsignal wird die Rückkopplungssteuerung ausgeführt, um die auf den Kopf angewendete Laststörung zu beseitigen, so dass die Laststörung kompensiert werden kann.
Ferner wird die Geschwindigkeit in direktem Zusammenhang mit dem Lastschätzsignal gesteuert, so dass die Geschwindigkeit stabil gesteuert werden kann und die Zuverlässigkeit der Kopf-Hinführungs-/Wegführungs-Operation selbst dann verbessert werden kann, wenn die Laststörung zur Zeit der Hinführung/Wegführung stark geändert wird.
Eine Plattenspeichervorrichtung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält: einen Aktuator zum Hinführen/Wegführen eines Kopfes in Bezug auf eine Platte, einen Treiber des Aktuators, einen Spannungsdetektor, der die Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, erfasst, um ein Spannungssignal auszugeben, eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung, die eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes und einen Pegel einer zu dem Kopf von einem Geschwindigkeitssteuersignal und von dem Spannungssignal zugefügten Laststörung schätzt und ein Geschwindigkeitsschätzsignal und ein Lastschätzsignal ausgibt, und eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die das Geschwindigkeitssteuersignal aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und es ausgibt, wobei das Treibersignal in dem Detektor durch Synthetisieren des Geschwindigkeitssteuersignals und des Lastschätzsignals erhalten wird.
In diesem Fall wird anstelle des Treibersignals in dem Treiber der oben beschriebenen Erfindung das Geschwindigkeitssteuersignal von der Geschwindigkeitssteuereinheit in die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung eingege ben.
In diesem Fall schätzt die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung anhand des Geschwindigkeitssteuersignals und des von dem Aktuator erfassten Spannungssignals genau die Kopfbewegungsgeschwindigkeit und den Pegel der auf den Kopf angewendeten Laststörung. Die weiteren Abschnitte sind die gleichen wie die oben beschriebenen.
Vorzugsweise enthält die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung in der Erfindung, die ein Geschwindigkeitssteuersignal für eine Eingabe der Lastschätzeinrichtung verwendet, einen Komparator, in den ein durch den Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal eingegeben wird, einen ersten Multiplizierer, der das Geschwindigkeitssteuersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, einen zweiten Multiplizierer, der das Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, einen ersten Integrator, der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und einen zweiten Integrator, der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers vom Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
In diesem Fall brauchen das Ausgangssignal des ersten Integrators und das Ausgangssignal des zweiten Integrators nicht addiert zu werden, was im Fall der oben beschriebenen Erfindung, in der das Treibersignal für eines der Eingangssignale der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung verwendet wird, erforderlich ist. Somit kann der Addierer weggelassen werden, was die Konstruktion vereinfacht.
Bevorzugter gibt die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung in der obigen Beschreibung das Lastschätzsignal in einem Zustand aus, in dem eine Hochfrequenzband-Komponente gekappt ist. Das Lastschätzsignal, das die durch Reibung oder dergleichen verursachte Laststörung betrifft, wird in der obigen Konstruktion durch Schätzen unter Verwendung des Sekundärverzögerungssystems erzeugt. Dieses Sekundärverzögerungssystem besitzt eine Niederfrequenzband-Kantenfiltereigenschaft, die unter der natürlichen Kreisfrequenz (geschätzten Kreisfrequenz) eine ausgezeichnete Laststörungs-Unterdrückungs- wirkung zeigt. Daraufhin werden die natürliche Kreisfrequenz und der Dämpfungsfaktor richtig eingestellt, wobei die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung so aufgebaut ist, dass das Lastschätzsignal in einem Zustand erzeugt wird, in dem die Hochfrequenzband-Komponente unterbrochen ist. Damit wird eine ausgezeichnete Laststörungs-Unterdrückungswirkung gezeigt.
Ferner enthält eine Plattenspeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung: einen Aktuator zum Hinführen/Wegführen eines Kopfes in Bezug auf eine Platte, einen Treiber des Aktuators, einen Spannungsdetektor, der die Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, erfasst, um ein Spannungssignal auszugeben, eine Geschwindigkeitsschätzeinrichtung, die eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes von einem Treibersignal in dem Detektor und das Spannungssignal schätzt und ein Geschwindigkeitsschätzsignal ausgibt, eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die ein Geschwindigkeitssteuersignal aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und als das Treibersignal ausgibt.
Dies betrifft einen Fall, in dem die Änderung der Laststörung klein ist. Die Geschwindigkeit kann nur mit dem Geschwindigkeitsschätzsignal ohne Verwendung des Lastschätzsignals stabil gesteuert werden, wobei die Zuverlässigkeit der Kopf-Hinführungs-/Wegführungs-Operation verbessert werden kann. In diesem Fall ist kein Synthetisierer zum Synthetisieren des Lastschätzsignals zu dem Geschwindigkeitssteuersignal erforderlich, was die Konstruktion der Plattenspeichervorrichtung vereinfacht.
Die Geschwindigkeitsschätzeinrichtung enthält einen Komparator, in den ein vom Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal eingegeben wird, einen ersten Multiplizierer, der das Treibersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, einen zweiten Multiplizierer, der ein Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, einen ersten Integrator, der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und einen zweiten Integrator, der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass ein Summenwert, der durch Addieren des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers und des Ausgangssignals des ersten Integrators erhalten wird, von dem Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integra tor ausgibt.
In diesem Fall wird das von dem ersten Integrator ausgegebene Lastschätzsignal nicht direkt für die Rückkopplungssteuerung verwendet, sondern wird das Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt, während das Lastschätzsignal berücksichtigt wird. Dieses Lastschätzsignal, das berücksichtigt wurde, entspricht einem Signal, das die durch Reibung oder dergleichen verursachte Laststörung, die von dem Kopfzurückziehteil tatsächlich empfangen wird, genau schätzt.
Im Ergebnis wird die Geschwindigkeit lediglich durch das Geschwindigkeitsschätzsignal stabil gesteuert, wenn die Änderung der Laststörung auf das Kopfzurückziehteil zur Zeit des Hinführens/Wegführens klein ist, was die Zuverlässigkeit der Kopf-Hinführungs-/Wegführungs-Operation verbessert.
Ferner enthält eine Plattenspeichervorrichtung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Aktuator zum Bewegen eines Kopfes in Bezug auf eine Platte, einen Treiber des Aktuators, einen Spannungsdetektor, der die Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, erfasst und ein Spannungssignal ausgibt, eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung, die eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes und einen Pegel einer zu dem Kopf von einem Ansteuersignal in dem Detektor und von dem Spannungssignal zugefügten Laststörung schätzt und ein Geschwindigkeitsschätzsignal und ein Lastschätzsignal ausgibt, eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die ein Geschwindigkeitssteuersignal aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und es ausgibt, einen Positionsdetektor, der ein durch den Kopf erfasstes Fehlersignal, das einer momentanen Position des Kopfes entspricht, aus vorher auf der Platte aufgezeichneten Servoinformationen erzeugt und es ausgibt, eine Positionssteuereinheit, die ein dem Fehlersignal entsprechendes Positionssteuersignal erzeugt und ausgibt, und eine Auswahleinrichtung, in die das Geschwindigkeitssteuersignal und das Positionssteuersignal eingegeben werden, wobei eines der Steuersignale in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehl ausgewählt und ausgegeben wird, wobei das Treibersignal durch Synthetisieren des Steuersignalausgangs von der Auswahleinrichtung und des Lastschätzsignals erhalten wird.
Diese Erfindung entspricht einer solchen, in der zu der oben beschriebenen Erfindung zur Eingabe des Treibersignals in die Geschwindigkeits-/Last- Schätzeinrichtung eine Präzisionspositionierungsfunktion des Kopfes zu der Zielspur hinzugefügt worden ist. Die Prozedur wird durch einen Schaltbefehl zu einer Positionierungsaktion des Kopfes zu der Zielspur fortgesetzt, nachdem der Kopf von dem Kopfzurückziehteil zu der Platte hingeführt worden ist.
Der Kopf braucht nicht immer von dem Kopfzurückziehteil hingeführt oder weggeführt zu werden, wobei von dem Bereitschaftsbereich außerhalb des Datenbereichs auf der Platte eine Suchoperation ausgeführt werden kann. Die Auswahleinrichtung schaltet die Aktion zur Eingabe des Positionssteuersignals von der Positionssteuereinheit.
Die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung schätzt anhand des an den Treiber zum Treiben des Aktuators angelegten Treibersignals und des durch den Detektor erfassten Spannungssignals genau die Laststörung wie etwa die Lagerreibung des Aktuators, die elastische Kraft einer flexiblen Leiterplatte (FPC), die den Aktuator und die elektronische Schaltung miteinander verbindet, und die von dem Aktuator wegen des Stoßes oder der Schwingung, die von außen auf die Vorrichtung angewendet werden, empfangene Trägheit.
Insbesondere ist es wichtig, dass die Laststörung zur Zeit der folgenden Aktion genau geschätzt wird, in der der Kopf der Zielspur folgen kann.
Das erhaltene Lastschätzsignal wird zu dem von der Auswahleinrichtung ausgegebenen Positionssteuersignal synthetisiert, wodurch das Treibersignal erzeugt wird, und mit diesem Treibersignal und mit dem Aktuator der Kopf angetrieben. Damit können die Laststörung wie etwa die Lagerreibung und die auf den Aktuator ausgeübte elastische Kraft ausgezeichnet beseitigt werden.
Das heißt, da die äußere Kraft wie etwa die Lagerreibung und die auf den Aktuator angewendete elastische Kraft kompensiert werden kann, kann selbst dann die Positionierungsoperation des Kopfes zu der Zielspur stabil gesteuert werden und die Positionierungsgenauigkeit verbessert werden, wenn die Laststörung wie etwa die Lagerreibung, die elastische Kraft und die Trägheit zur Zeit der folgenden Operation zu der Zielspur stark geändert werden.
Die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung enthält in der Erfindung, zu der eine Präzisionspositionierungsfunktion des Kopfes der Zielspur hinzugefügt wird, vorzugsweise einen Komparator, in den ein vom Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal eingegeben wird, einen ersten Multiplizierer, der das Treibersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, einen zweiten Multiplizierer, der ein Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, einen ersten Integrator, der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und einen zweiten Integrator, der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass ein Summenwert, der durch Addieren des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers und des Ausgangssignals des ersten Integrators erhalten wird, von dem Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
In diesem Fall entspricht das von dem ersten Integrator ausgegebene Lastschätzausgangssignal einem Signal, das die Laststörung genau schätzt, die der Aktuator von dem Lager oder von der EPC empfängt.
Mit dem auf diese Weise genau erhaltenen Lastschätzsignal wird die Rückkopplungssteuerung wie etwa zum Beseitigen der auf den Aktuator angewendeten Laststörung ausgeführt. Somit kann die zur Zeit der folgenden Aktion auf den Aktuator ausgeübte äußere Kraft kompensiert werden.
Selbst dann, wenn die Laststörung des Aktuators zur Zeit der folgenden Aktion stark geändert wird, kann die Positionierungsoperation des Kopfes zu der Zielspur stabil gesteuert werden und die Positionierungsgenauigkeit verbessert werden.
Ferner enthält eine Plattenspeichervorrichtung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: einen Aktuator zum Bewegen eines Kopfes in Bezug auf eine Platte, einen Treiber des Aktuators, einen Spannungsdetektor, der die Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, erfasst, um ein Spannungssignal auszugeben, eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die ein Geschwindigkeitssteuersignal aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und es ausgibt, einen Positionsdetektor, der ein durch den Kopf erfasstes Fehlersignal, das einer momentanen Position des Kopfes entspricht, aus Servoinformationen erzeugt und es ausgibt, eine Positionssteuereinheit, die ein dem Fehlersignal entsprechen des Positionssteuersignal erzeugt und ausgibt, eine Auswahleinrichtung, in die das Geschwindigkeitssteuersignal und das Positionssteuersignal eingegeben werden, wobei eines der Steuersignale in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehl ausgewählt und ausgegeben wird, und eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung, die die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes und einen Pegel einer zu dem Kopf hinzukommenden Laststörung aus dem Spannungssignal und aus einem von der Auswahleinrichtung ausgegebenen Steuersignal schätzt und das Geschwindigkeitsschätzsignal und das Lastschätzsignal ausgibt, wobei das Treibersignal durch Synthetisieren des Steuersignalausgangs aus der Auswahleinrichtung und des Lastschätzsignals erhalten wird.
Diese Erfindung entspricht einer solchen, in der zu der oben beschriebenen Erfindung zum Eingeben des Treibersignals in die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung eine Präzisionspositionierungsfunktion des Kopfes zu der Zielspur hinzugefügt worden ist.
Weitere Punkte sind die gleichen wie die oben beschriebenen. Da die auf den Aktuator zur Zeit der folgenden Aktion ausgeübte äußere Kraft kompensiert werden kann, kann selbst dann die Positionierungsoperation des Kopfes zu der Zielspur stabil gesteuert werden und die Positionierungsgenauigkeit verbessert werden, wenn die Laststörung des Aktuators zur Zeit der folgenden Aktion stark geändert wird.
Vorzugsweise enthält die Lastschätzeinrichtung in der Erfindung, zu der die Präzisionspositionierungsfunktion des Kopfes der Zielspur hinzugefügt ist und in der ein Geschwindigkeitssteuersignal für eine Eingabe der Lastschätzeinrichtung verwendet wird, einen Komparator, in den ein durch den Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal eingegeben wird, einen ersten Multiplizierer, der das Ansteuersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, einen zweiten Multiplizierer, der das Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, einen ersten Integrator, der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und einen zweiten Integrator, der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers vom Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
In diesem Fall braucht das Ausgangssignal des ersten Integrators nicht zum Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers addiert zu werden, was in der oben beschriebenen Erfindung, die den Treiber für ein Eingangssignal in die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung verwendet, erforderlich war. Somit kann der Addierer weggelassen werden, was die Konstruktion vereinfacht.
Ferner enthält eine Plattenspeichervorrichtung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: einen Aktuator zum Bewegen eines Kopfes in Bezug auf eine Platte, einen Treiber des Aktuators, einen Spannungsdetektor, der die Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, erfasst, um ein Spannungssignal auszugeben, eine Geschwindigkeitsschätzeinrichtung, die die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes aus einem Ansteuersignal in dem Detektor und aus dem Spannungssignal schätzt und ein Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und es ausgibt, eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die ein Geschwindigkeitssteuersignal aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und es ausgibt, einen Positionsdetektor, der ein durch den Kopf erfasstes Fehlersignal, das einer momentanen Position des Kopfes entspricht, aus Servoinformationen erzeugt und ausgibt, eine Positionssteuereinheit, die ein Positionssteuersignal aus einem von dem Positionsdetektor ausgegebenen Fehlersignal und aus einem von der Geschwindigkeitsschätzeinrichtung ausgegebenen Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und ausgibt, und eine Auswahleinrichtung, in die das Geschwindigkeitssteuersignal und das Positionssteuersignal eingegeben werden und eines der Steuersignale ausgewählt wird, wobei das ausgewählte Steuersignal als das Treibersignal ausgegeben wird.
Dies entspricht einem Fall, in dem die Änderung der Laststörung klein ist. Die Geschwindigkeit kann nur mit dem Geschwindigkeitsschätzsignal ohne Verwendung des Lastschätzsignals stabil gesteuert werden und die Zuverlässigkeit der Kopf-Hinführungs-/Wegführungs-Operation kann verbessert werden. In diesem Fall ist kein Synthetisierer zum Synthetisieren des Lastschätzsignals zu dem Geschwindigkeitssteuersignal erforderlich, was die Konstruktion der Plattenspeichervorrichtung vereinfacht.
In der Erfindung, zu der die Präzisionspositionierungsfunktion des Kopfes der Zielspur hinzugefügt ist, erzeugt die Positionssteuereinheit das Positionssteuer signal bevorzugter anhand des von dem Positionsdetektor ausgegebenen Fehlersignals und des von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung ausgegebenen Geschwindigkeitsschätzsignals.
Die Wirkung ist in diesem Fall wie folgt. Die auf der Platte aufgezeichneten Servoinformationen sind ein diskretes Signal mit einem konstanten Abtastzyklus und kein kontinuierliches Signal. Wenn wie in der PID-Steuerung (Proportional-/Integral-/Differential-Steuerung) die Differentiationsverarbeitung ausgeführt wird, wird die Differentiationsverarbeitung des diskontinuierlichen Fehlersignals, das die Kopfposition betrifft, durch Division der Differenz zwischen dem Fehlersignalwert zu dem momentanen Abtastzeitpunkt und dem Fehlersignalwert zur Zeit der letzten Abtastzeit durch den Abtastzyklus ausgeführt. Somit besteht eine Möglichkeit, dass in den Ergebniswert der Differentiationsverarbeitung eine Rauschwirkung aufgenommen wird, wobei es eine nachteilige Möglichkeit gibt, dass ein großes Fehlersignal erzeugt wird, wenn eine Suchbetriebsart, in der der Kopf zu der Zielspur bewegt wird, in die folgende Betriebsart geschaltet wird, in der der Kopf der Kopfspur folgen kann. Falls dies auftritt, wird in der folgenden Aktion eine Störung veranlasst oder wird die Zugriffszeit, während der Daten gelesen werden, lang.
Daraufhin wird anstelle der Störung des Fehlersignals das Geschwindigkeitsschätzsignal verwendet, das die Tatsache nutzt, dass die Differenzierung der Position die Geschwindigkeit wird. Das von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung ausgegebene Geschwindigkeitsschätzsignal ist ein kontinuierliches Signal, das weniger dazu neigt, von Rauschen beeinflusst zu werden, und das nicht von dem Sektorabtastzyklus der Plattenspeichervorrichtung abhängt. Somit besteht eine geringere Neigung, dass in der folgenden Aktion eine Störung veranlasst wird. Ferner kann die Zugriffszeit verkürzt werden, während der die Daten gelesen werden.
Ferner wird ein Steuerband der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung vorzugsweise größer als ein Steuerband der Positionierungssteuereinheit oder des Positionierungssteuersystems eingestellt.
In diesem Fall bedeutet das Verbreitern des Steuerbands des Positionierungssteuersystems das Erhöhen der Proportionalverstärkung. Durch die Abtastfrequenz eines Sektorservo der Plattenspeichervorrichtung oder durch eine natür liche mechanische Resonanzfrequenz, die der Aktuator besitzt, gibt es einen oberen Grenzwert.
Demgegenüber wird die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung durch die Abtastfrequenz des Sektorservo nicht beeinflusst. Somit kann in der Geschwindigkeitsschätzeinrichtung ihr Steuerband höher als das Steuerband des Positionierungssteuersystems oder des Geschwindigkeitssteuersystems eingestellt werden. Im Ergebnis kann der Kopf der Zielspur über ein höheres Steuerband genau folgen.
In der obigen Beschreibung kann der Aktuator so aufgebaut sein, dass er den Kopf in Bezug auf die Platte hinführt oder wegführt, oder so aufgebaut sein, dass er in einem Bereitschaftsformationsbereich außerhalb des Datenbereichs auf der Platte angeordnet wird, wenn die Plattenspeichervorrichtung nicht in Betrieb ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Blockschaltplan, der eine Konstruktion einer Magnetplatten-Speichervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockschaltplan, der die Gesamtkonstruktion eines Geschwindigkeitssteuersystems zeigt, das ein Bestandteil in 1 ist;
3(A) ist ein Blockschaltplan zur Erläuterung einer Laststörungs-Schätzaktion einer Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung, die ein Bestandteil in 2 ist;
3(B) ist ein Blockschaltplan, der durch äquivalentes Umsetzen des in 3(A) gezeigten Blockschaltplans erhalten wird;
3(C) ist ein Blockschaltplan, der den Blockschaltplan in 3(A) gemeinsam zeigt;
4(A) ist ein Blockschaltplan zur Erläuterung der Aktion zum Unterdrücken der auf die Magnetplatten-Speichervorrichtung in 1 angewendeten Laststö rung;
4(B) ist ein Blockschaltplan, der durch äquivalentes Umsetzen des in 4(A) gezeigten Blockschaltplans erhalten wird;
5 ist eine Ansicht, die die Kappungsfrequenzcharakteristik in Bezug auf die Laststörung, angewendet auf die in 1 gezeigte Plattenspeichervorrichtung, zeigt;
6(A) ist eine graphische Darstellung, die die Zeit der Änderung der auf die in 1 gezeigte Magnetplatten-Speichervorrichtung angewendeten Laststörung und ein von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung ausgegebenes Lastschätzsignal zeigt;
6(B) ist eine graphische Darstellung, die die Zeit der Kopfbewegungsgeschwindigkeit zeigt, wenn ein von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung ausgegebenes Lastschätzsignal nicht in einen Synthetisierer eingegeben wird;
6(C) ist eine graphische Darstellung, die die Zeit der Kopfbewegungsgeschwindigkeit zeigt, wenn das von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung ausgegebene Lastschätzsignal in den Synthetisierer eingegeben wird, um die Änderung der Laststörung zu beseitigen;
7 ist ein Blockschaltplan, der eine Konstruktion einer Magnetplatten-Speichervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Blockschaltplan, der die Gesamtkonstruktion eines Geschwindigkeitssteuersystems zeigt, das ein Bestandteil in 7 ist;
9 ist ein Blockschaltplan, der eine Konstruktion einer Magnetplatten-Speichervorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist ein Blockschaltplan, der die Gesamtkonstruktion eines Positionssteuersystems zeigt, das ein Bestandteil in 9 ist;
11 ist eine Ansicht, die die Frequenzcharakteristik zur Erläuterung der Positionierungssteuercharakteristik in der in 9 gezeigten Magnetplatten-Speichervorrichtung zeigt;
12 ist eine Ansicht, die die Frequenzcharakteristik zur Erläuterung der Laststörungs-Unterdrückungswirkung in der in 9 gezeigten Magnetplatten-Speichervorrichtung zeigt;
13 ist ein Blockschaltplan, der eine Konstruktion einer Magnetplatten-Speichervorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ist ein Blockschaltplan, der die Gesamtkonstruktion eines Positionssteuersystems zeigt, das ein Bestandteil in 13 ist; und
15 ist ein Blockschaltplan, der eine Konstruktion einer Magnetplatten-Speichervorrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In allen diesen Figuren sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
(Erste Ausführungsform)
In 1 repräsentiert ein Bezugszeichen 1 eine Magnetplatte, die durch einen (nicht gezeigten) Spindelmotor gedreht wird, repräsentiert ein Bezugszeichen 2 einen Magnetkopf zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten in Bezug auf die Platte 1 und repräsentiert ein Bezugszeichen 3 einen Zugriffsarm. Durch Drehen des an einem Ende des Zugriffsarms 3 angebrachten Kopfes 2 um ein Lager 4 wird der Kopf 2 zu einer Zielspur auf der Platte 1 bewegt.
Ein Bezugszeichen 5 repräsentiert eine Treiberspule, die an einem hinteren Ende des Arms 3 vorgesehen ist, und ein Bezugszeichen 6 repräsentiert einen Stator. An der der Spule 5 gegenüberliegenden Oberfläche des Stators 6 befindet sich ein (nicht gezeigter) Magnet. Der Zugriffsarm 3 empfängt durch die Wechselwirkung des Magnetflusses, der durch den an dem Stator 6 befindlichen Magneten erzeugt wird, und des Magnetfelds, das durch den der Spule 5 zugeführten Strom gebildet wird, eine Drehkraft. Ein Bezugszeichen 7 repräsentiert einen Rampenblock als ein Kopfzurückziehteil, das sich außerhalb eines von der Platte 1 belegten Bereichs befindet. Ein Bezugszeichen 8 repräsentiert eine Aufhängezunge, die an einem spitzen Ende des Arms 3 vorgesehen ist. Der Rampenblock 7 besitzt eine Rampe, die mit einer Zungenhaltefläche ausgebildet ist, wobei diese Oberfläche in Reaktion auf die Drehbewegung des Arms 3 in Bezug auf die Aufhängezunge 8 gleitet. Der Kopf 2, der Arm 3, das Lager 4, die Spule 5, der Stator 6, der Rampenblock 7 und die Aufhängezunge 8 bilden einen Aktuator 9.
Ein Bezugszeichen 10 repräsentiert einen Treiber und ein Bezugszeichen 11 repräsentiert einen in dem Treiber 10 enthaltenen Spannungsdetektor. Der Spannungsdetektor 11 erfasst die an den gegenüberliegenden Enden der Spule 5 erzeugte Spannung und gibt das Spannungssignal Va aus. Ein Bezugszeichen 12 repräsentiert eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung, die aus dem von dem Spannungsdetektor 11 ausgegebenen Spannungssignal Va und aus einem in den Treiber 10 eingegebenen Treibersignal u die Bewegungsgeschwindigkeit des Arms 3 und das auf den Arm 3 ausgeübte Lastdrehmoment schätzt, wobei die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 ein Geschwindigkeitsschätzsignal vest und ein Lastschätzsignal τdest ausgibt.
Ein Bezugszeichen 13 repräsentiert einen Komparator, der ein Fehlersignal e zwischen einem Geschwindigkeitsbefehlssignal vr (konstanter Wert) und dem Geschwindigkeitsschätzsignal vest ausgibt. Ein Bezugszeichen 14 repräsentiert eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die anhand des durch den Komparator 13 erhaltenen Fehlersignals e eine Phase verstärkt und kompensiert und daraufhin ein Geschwindigkeitssteuersignal c ausgibt. Ein Bezugszeichen 15 repräsentiert einen Synthetisierer mit einer Korrekturfunktion. Das Geschwindigkeitssteuersignal c der Geschwindigkeitssteuereinheit 14 und das Lastschätzsignal τdest der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 werden in den Synthetisierer 15 eingegeben und der Synthetisierer 15 führt die Korrekturbe rechnung aus und synthetisiert das Treibersignal u mit dem Treiber 10 und gibt sie daraufhin aus. Jedes von diesen kann durch Hardware wie etwa durch eine analoge Schaltung oder durch Software gebildet sein.
Der Treiber 10 legt in Übereinstimmung mit dem Eingangstreibersignal u den Treiberstrom Ia an die Spule 5 an, dreht den Arm 3 um das Lager 4 und bewegt den an dem spitzen Ende des Arms 3 angebrachten Kopf 2. Wenn der Arm 3 außerhalb der Platte 1 gedrückt wird, wird die Aufhängezunge 8 am spitzen Ende des Arms 3 auf der Zungenhaltefläche des Rampenblocks 7 angeordnet, wodurch der Kopfläufer entlastet wird.
Nachfolgend wird unter Verwendung von 2 der Betrieb des Geschwindigkeitssteuersystems erläutert. Das s repräsentiert in 2 den Laplace-Operator.
Falls in 2 die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes 2 als v definiert ist und falls ein Geschwindigkeitsschätzsignal, das ein von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 geschätztes Ergebnis ist, das die Kopfbewegungsgeschwindigkeit v mit einem Block 30 zeigt, als vest definiert ist, wird das Fehlersignal e in Bezug auf das Geschwindigkeitsbefehlssignal vr mit der folgenden Gleichung 1 ausgedrückt.
[Gleichung 1] e = vr – vest
Dieses Fehlersignal e wird durch den Komparator 13 erhalten. Die in einem Block 21 gezeigte Geschwindigkeitssteuereinheit 14 führt eine Filterverarbeitung einer Übertragungsfunktion Gv(s) für das Fehlersignal e aus, erzeugt ein Geschwindigkeitssteuersignal c und gibt es an einen Addierer 46 aus. Das Geschwindigkeitssteuersignal c wird über den Addierer 46 zu dem Treibersignal u. In dem Treiber 10 in einem Block 22 wird das Treibersignal u von dem Spannungssignal in ein gm-faches Stromsignal umgesetzt (die Übertragungsfunktion ist gm) und der Treiberstrom Ia ausgegeben.
In dem in Fig. 23 gezeigten Aktuator 9 wird der der Spule 5 zugeführte Treiberstrom Ia durch die Übertragungsfunktion Kt durch Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld, das von dem Treiberstrom Ia gebildet wird, und dem Magnet fluss des Magneten des Stators 6 in das Antriebsdrehmoment τ umgesetzt. Die Übertragungsfunktion Kt ist dort eine Drehmomentkonstante des Aktuators 9. Eine Übertragungsfunktion (Lb/J · s) in einem Block 24 zeigt die Übertragungscharakteristik von dem Antriebsdrehmoment τ, das auf den Arm 3 wirkt, auf die Bewegungsgeschwindigkeit v des Kopfes 2. J bezeichnet hier das Trägheitsmoment und Lb zeigt einen Abstand von dem Lager 4 zu dem Kopf 2.
Die Blöcke 26 und 27 entsprechen dem Spannungsdetektor 11. Falls der Aktuator 9 gedreht wird, wird an jedem der gegenüberliegenden Enden der Spule 5 eine Induktionsspannung Ea erzeugt. Der Block 26 gibt diese Induktionsspannung Ea aus. Falls der Treiberstrom Ia der Spule 5 zugeführt wird, wird der Spannungsabfall (Ra + La · s) · Ia erzeugt. Der Block 27 gibt ein Signal dieses Spannungsabfalls aus. Ein Addierer 28 addiert sie und gibt die Klemmenspannung des Aktuators 9 als ein Spannungssignal Va aus. Das heißt, es gibt eine Relation der folgenden Gleichung 2.
[Gleichung 2] Va = Ea + (Ra + La · s) · Ia
Ra repräsentiert hier den Spulenwiderstand der Spule 5 und La die Induktivität der Spule 5.
Zwischen der Zungenhaltefläche auf dem Rampenblock 7 und der Aufhängezunge 8 wird eine Laststörung τd wie etwa eine Gleitreibung erzeugt. Diese Laststörung d kann in der Weise ausgedrückt werden, dass sie in eine vordere Stufe eines Blocks 24 in dem Komparator 25 eingegeben wird.
Ein Block 30, der in 2 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, zeigt einen Blockschaltplan der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12. Dieser Block 30 enthält einen Block 32 mit der gleichen Übertragungsfunktion wie der Block 22, einen Block 33 mit der gleichen Übertragungsfunktion wie der Block 23, d. h. wie der Aktuator 9, einen Block 34 mit der gleichen Übertragungsfunktion wie der Block 24, einen Block 35 mit der gleichen Übertragungsfunktion wie der Block 26, d. h. wie der Spannungsdetektor 11, und einen Block 39 mit der gleichen Übertragungsfunktion wie der Block 27. Eine Kombination der Blöcke 32 und 33 bildet einen ersten Multiplizierer, ein Block 44 bildet einen zweiten Multiplizierer, ein Block 43 bildet einen ersten Integra tor und eine Kombination der Blöcke 34 und 35 bildet einen zweiten Integrator. Ein Suffix "n" jeder Konstante des Blocks 30 gibt hier einen Nennwert an, während eine Variable, zu der "est" addiert ist, einen Schätzwert angibt.
Das Treibersignal u wird in den in der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 enthaltenen Block 32 eingegeben. Das Treibersignal u wird durch einen Multiplizierer 41, der von den Blöcken 32 und 33 gebildet wird, mit (gmn · Ktn) multipliziert, wodurch ein Antriebsdrehmoment-Schätzsignal τest erhalten wird. Das Antriebsdrehmoment-Schätzsignal τest ist das Gleiche wie das Antriebsdrehmoment τ, das auf den Arm 3 wirkt.
In 2 wird ein Geschwindigkeitsschätzsignal vest, das von dem Block 34 in einem zweiten Integrator 42 ausgegeben wird, als der Bewegungsgeschwindigkeit v des Kopfes 2 entsprechend zu dem Komparator 13 rückgekoppelt. In dem Block 35 in dem zweiten Integrator 42 wird das Geschwindigkeitsschätzsignal vest mit Kvn multipliziert, wodurch das Induktionsspannungs-Schätzsignal Eaest erhalten wird. Der Schätzstrom Iaest wird dem Aktuator 9 zugeführt, wodurch der Spannungsabfall (Ran + Lan · s) · Iaest erhalten wird. Dieses Induktionsspannungs-Schätzsignal Eaest wird durch den Addierer 36 zu dem Spannungsabfall (Ran + Lan · s) · Iaest addiert und das Spannungsschätzsignal Vaest ausgegeben. Das Spannungsschätzsignal Vaest wird in einen Komparator 37 eingegeben und mit dem Spannungssignal Va, das tatsächlich erfasst wurde, verglichen. Ein Fehlersignal α (= Va – Vaest), das ein Ergebnis des Vergleichs ist, wird in den ersten Integrator 43 und in den zweiten Multiplizierer 44 eingegeben.
Der erste Integrator 43 integriert das Fehlersignal α und gibt ein Lastschätzsignal τdest für die Laststörung aus. Das Fehlersignal α wird in den zweiten Multiplizierer 44 eingegeben, mit g1 multipliziert und zu dem Addierer 38 addiert. Das Ausgangssignal des Addierers 38 wird in einen Subtrahierer 31 eingegeben. In dem Subtrahierer 31 wird ein Ergebnis γ, das durch Subtrahieren des Ausgangssignals (eine Summe des Ausgangssignals des ersten Integrators 43 und des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers 44) von dem Antriebsdrehmoment-Schätzsignal τest erhalten wird, an den zweiten Integrator 42 ausgegeben.
Ein Koeffizient g1 des zweiten Multiplizierers 44 und ein Koeffizient g2 des ersten Integrators 43 sind Konstanten zum Stabilisieren der Aktion der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12. Einzelheiten davon werden später beschrieben.
Ein von einer strichpunktierten Linie umgebener Block 47 in 2 entspricht einem Synthetisierer 15. Ein Block 45 in dem Synthetisierer 47 multipliziert das Lastschätzsignal τdest mit 1 / (gmn · Ktn) und erzeugt ein Korrektursignal β. Das Korrektursignal β ist erforderlich, um in dem Arm 3 eine Antriebskraft zu erzeugen, deren Größe dem Lastschätzsignal τdest entspricht. Das Korrektursignal β wird in dem Addierer 47 zu dem Geschwindigkeitssteuersignal c addiert.
Nachfolgend wird anhand von 3 der Betrieb der Geschwindigkeitsschätzeinrichtung 12 in dem Block 30 erläutert.
3(A) ist ein Blockschaltplan, der durch Umschreiben des Blocks 30 in 2 erhalten wurde und die Übertragung vom Eingang des Treibersignals u zum Ausgang des Lastschätzsignals τdest zeigt. 3(B) ist ein Blockschaltplan, der durch äquivalentes Umformen des Blockschaltplans in 3(A) durch Umsetzen und Bewegen einer Eingangsposition (eines Komparators 37) des Spannungssignals Va anhand der Gleichung 2 erhalten wurde. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist hier angenommen, dass das gm im Block 22 und das gmn im Block 32 in 2 dieselben sind.
[Gleichung 3] gm = gmn
Somit wird angenommen, dass der Treiberstrom Ia (= gm · u) und der Schätzstrom Iaest (= gmn · u) dieselben sind.
Es wird ein erster Term und ein zweiter Term in Gleichung 2 beachtet. Durch Multiplizieren des Ea in dem ersten Term mit (Jn · s)/(Lbn · Kvn) kann eine Eingangsposition des Komparators 37 in 3(A) äquivalent an eine Eingangsposition des in 3(B) gezeigten Subtrahierers 48 bewegt werden. (Ra + La · s) · Ia in der Gleichung 2 ist in einem Block 39 in 3(A) enthalten. Damit wird es wie im Block 49 in 3(B) gezeigt ausgedrückt.
Falls der Subtrahierer 48 in 3(B) beachtet wird, wird δ, das eine Ausgabe des Subtrahierers 48 ist, in der folgenden Gleichung 4 ausgedrückt.
[Gleichung 4]
Falls nachfolgend der Komparator 25 und die Blöcke 24 und 26 in 2 beachtet werden, gibt es eine Beziehung, wie sie in der folgenden Gleichung 5 gezeigt ist.
[Gleichung 5]
Zur Vereinfachung werden hier die folgenden Gleichungen angenommen.
[Gleichung 6]
[Gleichung 7]
Falls die Gleichung 5 in die Gleichung 4 substituiert wird, wird die Gleichung 4 wie in der folgenden Gleichung 8 gezeigt umgeformt.
[Gleichung 8] δ = τd
Das heißt, δ, das Ausgangssignal des Subtraktionsmittels 48, ist gleich der zu dem Arm 3 hinzukommenden Laststörung τd.
Falls die Übertragungsfunktion von der Laststörung τd, die durch Reibung oder dergleichen veranlasst ist, die zu dem Arm 3 zu dem Lastschätzsignal τdest hinzukommt, aus dem in 3(B) gezeigten Blockschaltplan erhalten wird, wird die Übertragungsfunktion wie in der folgenden Gleichung 9 gezeigt.
[Gleichung 9]
Aus der Gleichung 9 wird ermittelt, dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 die Laststörung τd, die durch die tatsächliche Reibung veranlasst wird, aus dem Treibersignal u und aus dem Spannungssignal Va durch eine Schleife in dem Block 30 mit dem Sekundärverzögerungssystem schätzen kann.
Eine natürliche Kreisfrequenz (geschätzte Kreisfrequenz) des Sekundärverzögerungssystems ist hier als wo definiert, wobei der Dämpfungsfaktor als ζo definiert ist und wobei die Konstanten g1 und g2 für die Stabilisierungsaktion der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 jeweils in den folgenden Gleichungen 10 und 11 ausgedrückt sind.
[Gleichung 10]
[Gleichung 11]
Die geschätzte Kreisfrequenz wo wird hier ausreichend höher als ein Geschwindigkeitssteuerband fc eingestellt und der Dämpfungsfaktor ζo als 7 zu 1 gewählt, wobei die Laststörung τd durch die Reibung oder dergleichen durch die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 genau geschätzt wird.
Falls die Gleichung 9 unter Verwendung der Gleichungen 10 und 11 umge formt wird, wird sie wie in der folgenden Gleichung 12 gezeigt.
[Gleichung 12]
Das heißt, der Blockschaltplan der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 in 3(A) wird wie in einem Block 52 in 3(C) gezeigt vereinfacht.
Nachfolgend wird anhand von 4 der Betrieb des in dem Block 47 gezeigten Synthetisierers 15 ausführlich erläutert.
Der Block 45 gibt ein Korrektursignal β, das durch Multiplizieren des Lastschätzsignals τdest mit 1/(gmn · Ktn) erhalten wird, an den Addierer 46 aus. Das Korrektursignal β dient dazu, in dem Aktuator 9 eine Antriebskraft mit einer Größe zu erzeugen, die dem Lastschätzsignal τdest entspricht. Das Korrektursignal β wird an den Addierer 46 ausgegeben. Das Korrektursignal β wird durch die Blöcke 22 und 23 mit gmn · Ktn multipliziert, so dass das Lastschätzsignal τdest zuvor mit 1/(gmn · Ktn) multipliziert wird, um die gleiche Größe zu erhalten.
4(A) zeigt den Addierer 46, den Komparator 25 und den Block 24, die sich auf den Betrieb des Synthetisierers 15 in dem Blockschaltplan in 2 beziehen. 4(B) ist ein Blockschaltplan, in dem die zu dem Komparator 25 addierte Laststörung τd und die zu dem Block 52 addierte Laststörung τd zu einer τd zusammengefasst sind.
Der Block 52 in 4(A) und der Block 52 in 3(C) sind die gleichen und besitzen eine Übertragungsfunktion, die in der Gleichung 9 ausgedrückt ist.
Aus 4(B) wird entnommen, dass die Laststörung τd zu dem Geschwindigkeitssteuersystem über ein Filter hinzukommt, das mit der Übertragungsfunktion in der folgenden Gleichung 13 ausgedrückt ist.
[Gleichung 13]
5 zeigt die Frequenzcharakteristik einer Übertragungsfunktion Gd(S) mit der segmentartigen Näherung, die in der Gleichung 13 ausgedrückt ist. Anhand der Frequenzcharakteristik der Übertragungsfunktion Gd(S) ist die Verstärkung bei der Kreisfrequenz, die kleiner als die Kreisfrequenz ω ist, gleich oder kleiner als OdB. Während die Kreisfrequenz ω abgesenkt wird, fällt sie mit einem Dämpfungsverhältnis von –20 dB/Dek (Dek bedeutet Dekade) ab. Die Übertragungsfunktion Gd(s) besitzt eine Niederfrequenzband-Kantenfiltercharakteristik, um die Verstärkung bei einer Frequenz, die niedriger als die Kreisfrequenz wo ist, zu unterdrücken.
Selbst dann, wenn in der ersten Ausführungsform auf den Arm 3 die Laststörung τd durch die Reibung oder dergleichen angewendet wird, wird die Laststörung τd durch die Geschwindigkeitsschätzeinrichtung 12 geschätzt und in der Weise gesteuert, dass die von außen hinzukommende Laststörung τd durch das Lastschätzsignal τdest beseitigt wird. Die Laststörung τd wirkt so, als ob sie durch ein Filter mit einer in Gleichung 13 in 5 gezeigten Kappungsfrequenzcharakteristik zu dem Geschwindigkeitssteuersystem addiert wird. Somit wird die durch Reibung oder dergleichen veranlasste Laststörung bei einer Frequenz gleich der oder kleiner als die Kreisfrequenz ω durch die primäre Niederfrequenzband-Abschirmcharakteristik unterdrückt.
6 sind graphische Darstellungen, die die Zeitantwort zur Erläuterung einer Laststörungs-Unterdrückungswirkung ausführlicher zeigen. 6(A) zeigt ein Lastschätzsignal τdest, das von einer Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 ausgegeben wird, wenn zu dem Arm 3 eine in der Zeichnung bei 54 gezeigte stufenartige Laststörung τd hinzukommt.
Die Werte der Schätzfrequenz fo (ωo = 2πfo) und der Dämpfungsfaktor ζo, die die Steuerparameter in den Gleichungen 10 und 11 bestimmen, wurden als 3 kHz bzw. 1 gewählt, das Steuerband des Geschwindigkeitssteuersystems wurde auf 300 Hz eingestellt und die Simulation wurde ausgeführt. 6(B) zeigt ein Simulationsergebnis der Kopfbewegungsgeschwindigkeit v, wenn das von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 ausgegebene Lastschätzsignal τdest nicht in den Synthetisierer 15 eingegeben wurde.
Eine mit einer Strichlinie 56 gezeigte Gerade gibt das Geschwindigkeitsbefehlssignal vr an, während eine durchgezogene Linie 57 die Zeitsignalform der Kopfbewegungsgeschwindigkeit v angibt. In einem Moment, in dem die Änderung der stufenartigen Laststörung erzeugt wird, wird die Kopfbewegungsgeschwindigkeit v stark geändert.
6(C) zeigt ein Simulationsergebnis der Kopfbewegungsgeschwindigkeit v, wenn das Lastschätzsignal τdest in den Synthetisierer 15 eingegeben wurde und das Signal in den Aktuator 9 eingegeben wurde. Eine in 6(C) mit einer Strichlinie gezeigte Gerade 58 gibt ein Geschwindigkeitsbefehlssignal vr an, während eine durchgezogene Linie 59 die Zeitsignalform der Kopfbewegungsgeschwindigkeit v angibt. Selbst dann, wenn die Änderung der stufenförmigen Laststörung hinzukommt, wird die Kopfbewegungsgeschwindigkeit v fast überhaupt nicht geändert und die Laststörungs-Unterdrückungswirkung im Vergleich zu dem in 6(B) gezeigten Fall stark verbessert.
Im Ergebnis kann die Größe der durch Reibung oder dergleichen veranlassten Laststörung zusammen mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes genau geschätzt werden. Selbst dann, wenn die Änderung der Laststörung an dem Rampenblock 7 groß ist, kann somit die Geschwindigkeit stabil gesteuert werden und die Zuverlässigkeit der Hinführungs-/Wegführungs-Operation des Kopfes verbessert werden.
In der obigen Erläuterung wurde das von dem Block 47 ausgegebene Treibersignal u als ein Eingangssignal in Bezug auf die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 eingegeben. Allerdings kann anstelle des Treibersignals u der von dem Block 22 und von dem Treiber 10 ausgegebene Treiberstrom Ia verwendet werden. Auch in diesem Fall kann die gleiche Wirkung erhalten werden.
(Zweite Ausführungsform)
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anstelle des Treibersignals u der ersten Ausführungsform ein Geschwindigkeitssteuersignal c in die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung eingegeben. Bei dieser kann der in der ersten Ausführungsform erforderliche Addierer 38 weggelassen und die Konstruktion vereinfacht werden. Dies wird anhand der 7 und 8 erläutert.
Ein Unterschied zu 1 ist ein Signal, das in eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 eingegeben wird. In die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 werden ein Spannungssignal Va, das durch die Spannungserfassungsmittel 11 erzeugt wird, und ein Geschwindigkeitssteuersignal c, das durch die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 erzeugt wird, eingegeben. Das heißt, die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Treibersignals u das Geschwindigkeitssteuersignal c verwendet wird.
Wie in 7 gezeigt ist, werden das Geschwindigkeitssteuersignal c und das Lastschätzsignal τdest in den Synthetisierer 15 eingegeben, wird die Korrekturberechnung zum Erzeugen des Treibersignals u ausgeführt und wird es an den Treiber 10 ausgegeben.
Ein Block 61, der in 8 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ist ein Blockschaltplan der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60. In die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 werden ein durch den Spannungsdetektor 11 erzeugtes Spannungssignal Va, das ein Ausgangssignal des Addierers 28 ist, und ein Geschwindigkeitssteuersignal c, das durch die mit dem Block 21 ausgedrückte Geschwindigkeitssteuereinheit 14 erzeugt wird, eingegeben.
In der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 der ersten Ausführungsform wird in die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 das Treibersignal u eingegeben, zu dem das Korrektursignal β addiert wurde. Somit ist der in 2 gezeigte Addierer 38 erforderlich.
Dagegen wird in die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 der zweiten Ausführungsform ein Geschwindigkeitssteuersignal c eingegeben, bevor das Korrektursignal β addiert worden ist, so dass der in 2 gezeigte Addierer 38 nicht erforderlich ist.
Anhand der 2 und 8 wird der Betrieb der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 in der zweiten Ausführungsform im Vergleich zum Betrieb der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 in der ersten Ausführungsform erläutert.
Zunächst ist in 2, falls ein Eingangssignal des zweiten Integrators 42 als γ definiert ist, ein Signal γ wie in der folgenden Gleichung ausgedrückt, wobei der Subtrahierer 31 beachtet wird.
[Gleichung 14] γ = τest – (τdest + g1 · α) gmn · Ktn · u – (τdest + g1 · α)
Dagegen ist das Treibersignal u wie in der folgenden Gleichung 15 ausgedrückt, wobei der Addierer 46 in Gleichung 2 beachtet wird.
[Gleichung 15]
Somit wird das Signal γ wie in der folgenden Gleichung 16 aus den Gleichungen 14 und 15 ausgedrückt.
[Gleichung 16] γ = gmn · Ktn · c – g1 · α
Falls der Blockschaltplan 30 der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 in 2 anhand der Gleichung 16 umgeschrieben wird, wird ein Blockschaltplan 61 einer in 8 gezeigten Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 erhalten. In den Block 32 des ersten Multiplizierers 41 wird ein durch die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 (Block 21) erzeugtes Geschwindigkeitssteuer signal c eingegeben, wobei ein Ausgangssignal des Blocks 32 in den Block 33 eingegeben wird. Somit kann durch Multiplizieren des Geschwindigkeitssteuersignals c mit einem Koeffizienten (gmn · Ktn) ein Antriebsdrehmoment-Schätzsignal τest erhalten werden.
Andererseits wird das Lastschätzsignal τdest in den durch den Block 47 ausgedrückten Synthetisierer 15 eingegeben. Somit werden wie in der ersten Ausführungsform durch die Wirkung der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 die Bewegungsgeschwindigkeit v des Kopfes 2 und die Laststörung τd durch die Reibung oder dergleichen, die auf den Arm 3 ausgeübt wird, aus dem Spannungssignal Va und aus dem Geschwindigkeitssteuersignal c geschätzt und das Geschwindigkeitsschätzsignal vest und das Lastschätzsignal τ erzeugt und ausgegeben. Das Geschwindigkeitsschätzsignal vest ist über den Komparator 13 zur Geschwindigkeitssteuereinheit 14 rückgekoppelt, um die Hinführungs-/Wegführungs-Geschwindigkeit des Kopfes 2 zu steuern. Das Lastschätzsignal τdest wird in den Synthetisierer 15 eingegeben, um die auf den Arm 3 ausgeübte Laststörung τd wie etwa die Gleitreibung zwischen der Zungenhaltefläche auf dem Rampenblock 7 und der Aufhängezunge 8 zu beseitigen. Im Ergebnis können die Bewegungsgeschwindigkeit v des Kopfes und die Laststörung τd durch die Reibung genau erfasst werden, wobei selbst dann eine stabile Geschwindigkeitssteuerung realisiert wird, wenn die Änderung der Laststörung an dem Rampenblock groß ist.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Anzahl der Addierer, die für die Konstruktion der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 und des Synthetisierers 15 erforderlich sind, im Vergleich zur ersten Ausführungsform verringert werden. Somit wird im Vergleich zur ersten Ausführungsform die gleiche Wirkung mit einer einfacheren Konstruktion erhalten. Wenn das Geschwindigkeitssteuersystem mit Hardware wie etwa mit einer Analogschaltung realisiert wird, kann die Konstruktion der Schaltung vereinfacht werden. Wenn das Geschwindigkeitssteuersystem mit Software realisiert wird, kann die Berechnungszeitverzögerung durch die Berechnungsverarbeitung verkürzt werden.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird die auf den Aktuator angewendete Laststörung unter Verwendung des durch die Geschwindigkeits-/Last-Schätzein richtung 12 erzeugten Lastschätzsignals τdest beseitigt. Wenn die Änderung der Laststörung in dem Rampenblock klein ist, kann die Geschwindigkeit des Kopfes aber lediglich unter Verwendung des Geschwindigkeitsschätzsignals vest gesteuert werden, das durch die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 erzeugt wird, während das Lastschätzsignal τdest nicht verwendet zu werden braucht. In diesem Fall ist der Synthetisierer 15 nicht erforderlich, wobei die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht wird.
(Dritte Ausführungsform)
Außer auf die Kompensation der Laststörung durch die Hinführungs-/Wegführungs-Aktion ist die dritte Ausführungsform auf die Realisierung der Präzisionspositionierung durch die folgende Aktion gerichtet, die eine gemeinsame Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung verwendet. Die Ausführungsform wird anhand der 9 bis 12 erläutert.
Die dritte Ausführungsform besitzt einen Positionsdetektor 70 zum Erfassen einer Position des Kopfes 2 und eine Positionssteuereinheit 71 zum Erzeugen eines Positionssteuersignals cx sowie eine Auswahleinrichtung 72. Die Auswahleinrichtung 72 wählt entweder das Geschwindigkeitssteuersignal cv oder das Positionssteuersignal cx aus und gibt das Ausgewählte von ihnen in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehl, der einen Hinführungs-/Wegführungs-Befehl und einen an einen Eingangsanschluss 73 eingegebenen folgenden Befehl enthält, als das Steuersignal c' an den Synthetisierer 15 aus.
In jedem Sektor der Platte 1 wird als Servoinformationen zuvor ein Positionssignal der Spur aufgezeichnet, wobei dieses Positionssignal durch den Kopf 2 gelesen wird. Der Positionsdetektor 70 erfasst durch das durch den Kopf 2 gelesene Positionssignal eine momentane Position des Kopfes 2 und erzeugt ein Positionsfehlersignal ε, das einen Fehler zwischen der momentanen Position und der Zielposition der Zielspur angibt. Das durch den Positionsdetektor 70 erzeugte Positionsfehlersignal ε wird in die Positionssteuereinheit 71 ausgegeben, wobei das Signal verstärkt und seine Phase kompensiert wird und wobei die Positionssteuereinheit 71 das Positionssteuersignal cx erzeugt und an die Auswahleinrichtung 72 ausgibt.
Falls in den Eingangsanschluss 73 der Auswahleinrichtung 72 ein Hinfüh rungs-/Wegführungs-Befehl als der Schaltbefehl eingegeben wird, wird ein Schalter 74 der Auswahleinrichtung 72 mit einem Anschluss a verbunden, wobei sich der Kopf 2 mit stetiger Geschwindigkeit zu der Zielspur auf der Platte 1 bewegen kann. Ferner kann der Kopf 2 stetig von der Platte 1 zu dem Rampenblock 7 zurückgezogen werden. Falls ein folgender Befehl als ein Schaltbefehl in den Eingangsanschluss 73 der Auswahleinrichtung 72 eingegeben wird, wird der Schalter 74 ebenfalls mit einem Anschluss b verbunden und der Kopf 2 in der Weise gesteuert, dass er auf der Zielspur positioniert wird.
In der obigen Beschreibung wird eine durch die von außen hinzukommende Laststörung τd erzeugte Positionsabweichung in Bezug auf die Zielspur durch ein von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 erzeugtes Lastschätzsignal τdest beseitigt.
Da die Bewegungsgeschwindigkeitssteuerung des Magnetkopfes und die Positionierungssteuerung des Kopfes in Bezug auf die Zielspur, die vollkommen verschieden voneinander sind, in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehl zu der Auswahleinrichtung 72 geschaltet werden, kann durch die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 nicht nur die Geschwindigkeitssteuerung beim Hinführen/Wegführen des Magnetkopfes, sondern auch die Suchgeschwindigkeitssteuerung, wenn der Magnetkopf zu der Zielspur bewegt wird, ausgeführt werden.
Herkömmlich wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetkopfes, wenn die Suchaktion ausgeführt wird, aus den Servoinformationen erfasst, die zuvor auf der Platte aufgezeichnet worden sind, wobei das erhaltene Geschwindigkeitssignal für die Geschwindigkeitssteuerung des Magnetkopfes verwendet wird.
Demgegenüber wird die Geschwindigkeit des Magnetkopfes gemäß der dritten Ausführungsform durch die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 geschätzt. Somit kann die Suchgeschwindigkeit gesteuert werden, ohne die Servoinformationen auf der Platte durch den Magnetkopf wiederzugeben.
Obgleich die Erläuterung aufgeschoben wurde, kann dasselbe für die Suchgeschwindigkeitssteuerung ohne Wiedergabe der Servoinformationen auch in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform gesagt werden. Dasselbe kann außerdem für die vier te und fünfte Ausführungsform gesagt werden.
Nach der Suchaktion geht die Aktion zu der folgenden unten erläuterten Aktion über. Unter Verwendung von 10 wird die Aktion des Positionierungssteuersystems erläutert, wenn der Schalter 74 mit dem Anschluss b verbunden ist. In 10 ist ein von einer strichpunktierten Linie umgebener Abschnitt 30 ein Block der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12, wobei dies der gleiche Blockschaltplan wie der Block 30 in 2 ist. Ähnlich ist ein Abschnitt 47, der von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ein Block des Synthetisierers 15. Ein Zeitverzögerungselement durch Abtasten eines Sektorservo ist in 10 zur Vereinfachung der Erläuterung weggelassen.
Falls eine durch den Kopf 2 erfasste momentane Spurposition in 10 als x definiert wird, ist ein Positionsfehlersignal ε in Bezug auf die Zielspurposition r wie in der folgenden Gleichung 17 ausgedrückt. Der Positionsfehler ε wird durch einen Komparator 75 erhalten.
[Gleichung 17] ε = r – x
Die in einem Block 76 ausgedrückte Positionssteuereinheit 71 führt die Filterverarbeitung einer Übertragungsfunktion Gx(s) für das Positionsfehlersignal ε aus, erzeugt ein Positionssteuersignal cx und gibt es als ein Steuersignal c' (= cx) an den in dem Block 47 ausgedrückten Synthetisierer 15 aus. Ein Positionssteuersystem führt die normale PID-Steuerung aus, wobei eine Übertragungsfunktion der Positionssteuereinheit 71 in der folgenden Gleichung 18 ausgedrückt ist.
[Gleichung 18]
Kx repräsentiert hier die proportionale Verstärkung eines Positionierungssteuersystems, Td repräsentiert die Differentialzeitkonstante und Ti repräsentiert die Integrationszeitkonstante. Verbreitern des Steuerbands des Positionierungssteuersystems bedeutet Erhöhen der proportionalen Verstärkung Kx. Durch die Abtastfrequenz eines Sektorservo oder durch eine natürliche mechanische Resonanzfrequenz, die der Aktuatormechanismus besitzt, gibt es einen oberen Grenzwert. Demgegenüber wird die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 in der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12, die in der gleichen Weise wie die aus Block 30 in 2 aufgebaut ist, durch die Abtastfrequenz des Sektorservo nicht beeinflusst. Somit kann das Steuerband der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 höher als das Steuerband des Positionierungssteuersystems eingestellt werden.
Ein Block 77 ist ein Integrator, eine Übertragungsfunktion ist mit 1/s ausgedrückt und die Bewegungsgeschwindigkeit v des Kopfes 2 ist in eine momentane Spurposition x umgesetzt.
Um der an dem Aktuator 9 angebrachten Spule 5 einen Treiberstrom zuzuführen und ein elektrisches Signal an den Kopf 2 zu senden, ist der Aktuator 9 über eine FPC oder dergleichen mit einem Elektronikschaltungssubstrat verbunden. Der Aktuator 9 wird außer durch die Gleitreibung des Lagers 4 in Übereinstimmung mit der Drehbewegung durch die elastische Kraft der FPC beeinflusst. Außerdem gibt es Laststörungen τd. Ein Block 78 repräsentiert einen elastischen Koeffizienten K der Laststörung τd und ein Block 79 repräsentiert den Viskositätsbeständigkeitskoeffizienten D. Der Einfluss des elastischen Koeffizienten K der Laststörung τd ist proportional zur Position x des Kopfes 2, so dass das Eingangssignal in den Block 78 in Form des Ausgangssignals zu dem Komparator 25 in der Position x ausgedrückt ist. Da der Einfluss des Viskositätsbeständigkeitskoeffizienten D der Laststörung τd proportional zu der Geschwindigkeit v des Kopfes 2 ist, wird das Eingangssignal in den Block 79 ähnlich in Form eines Ausgangssignals zu dem Komparator 25 in der Geschwindigkeit v ausgedrückt.
Das von dem Block 76 ausgegebene Steuersignal c' wird über den Addierer 46, der den Synthetisierer 15 bildet, zu einem Treibersignal u und in den in dem Block 22 ausgedrückten Treiber 10 eingegeben.
Als die Laststörung τd wird außer der Lagerreibung des Lagers 4 und der zu dem Aktuator 9 hinzukommenden Lagerreibung auch die elastische Kraft der FPC berücksichtigt, die den Aktuator 9 mit dem elektronischen Schaltungssubstrat verbindet. Die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 schätzt diese Laststörung τd und steuert mit dem erhaltenen Lastschätzsignal τdest in der Weise, dass die Laststörung τd beseitigt wird. Somit wirkt die Laststörung τd wie in der ersten Ausführungsform in der Weise, als ob sie über das Filter mit der Kappungsfrequenzcharakteristik in der Gleichung 13 und in 5 zu dem Positionssteuersystem hinzukommt. Bei einer Frequenz, die gleich der oder kleiner als die Kreisfrequenz ωo ist, wird die Laststörung durch die primäre Niederfrequenzband-Kappungscharakteristik unterdrückt.
11 zeigt die Frequenzcharakteristik zur Erläuterung der Verbesserungswirkung der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12, die die Positionierungssteuercharakteristik betrifft. Die Werte der Schätzfrequenz fo (ωo = 2πfo) und des Dämpfungsfaktors ζo, die die Steuerparameter in den Gleichungen 10 und 11 bestimmen, wurden als 3 kHz bzw. 1 gewählt, wobei das Steuerband des Geschwindigkeitssteuersystems auf 300 Hz eingestellt und die Simulation ausgeführt wurde.
In 11 zeigt eine Strichlinie 81 die Frequenzantwortcharakteristik einer Position x des Kopfes 2 in Bezug auf die Zielspurposition r eines Idealfalls, in dem auf den Aktuator 9 keine Laststörung τd angewendet wird. Da das Niederfrequenz-Steuerband des Positionierungssteuersystems auf 300 kHz eingestellt ist, kann der Kopf 2 der Zielspur bis zu einer Frequenz von etwa 300 Hz genau folgen.
Ein Bezugszeichen 82 in 11 repräsentiert die Frequenzantwortcharakteristik von x/r, wenn die Lagerreibung des Lagers 4 und die Federkraft der FPC in Übereinstimmung mit der Drehbewegung auf den Aktuator 9 wirken. Da die Frequenz um 200 Hz 0 dB oder niedriger ist, kann in einem Niederfrequenzband-Bereich mit der Frequenz 200 Hz oder niedriger nicht ermöglicht werden, dass der Kopf 2 der Zielspur genau folgt.
Ein Bezugszeichen 83 in 11 repräsentiert die Frequenzantwortcharakteristik von x/r, wenn es eine Wirkung der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 gibt. Es wird festgestellt, dass sich die Frequenz an die Frequenzcharakteristik 81 eines Idealfalls ohne Laststörung annähert.
12 zeigt die Frequenzcharakteristik zur Erläuterung der Laststörungs-Unterdrückungswirkung der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 aus führlicher. Ein Bezugszeichen 84 gibt in 12 eine Antwort der Position x des Kopfes 2, d. h. die Übertragungscharakteristik von x/c' in Bezug auf das Steuersignal c' (dies ist in diesem Fall gleich dem Treibersignal u), an, wenn an den Aktuator 9 keine Laststörung angelegt wird. Dies zeigt die ideale Charakteristik des Aktuators, wobei die Charakteristik zu einer Geraden wird, die mit dem Dämpfungsverhältnis von –40 dB/Dek in Bezug auf die Zunahme der Frequenz dämpft.
Ein Bezugszeichen 85 in 12 gibt die Frequenzantwortcharakteristik der Position x des Kopfes 2, d. h. die Übertragungscharakteristik von x/c' in Bezug auf das Steuersignal c', an, wenn die Lagerreibung des Lagers 4 und die Federkraft der FPC auf den Aktuator 9 wirken. Der Aktuator 9 zeigt eine Resonanzcharakteristik bei der Frequenz 200 Hz und eine im Wesentlichen glatte Übertragungscharakteristik in einem Niederfrequenzband-Bereich von 100 Hz oder niedriger. In dem Niederfrequenzband-Bereich von 100 Hz oder niedriger bewegt sich der Kopf 2 nicht leicht durch den Einfluss der Laststörung.
Ein Bezugszeichen 86 gibt in 12 die Frequenzantwortcharakteristik der Position x des Kopfes 2 in Bezug auf das Steuersignal c' an. Die Charakteristik nähert sich in dem Niederfrequenzband-Bereich durch die Wirkung der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 der idealen Frequenzcharakteristik 84 des Aktuators ohne Laststörung an, wobei die Frequenzcharakteristik des Aktuators im Vergleich zu dem Fall 85 in 12 stark verbessert ist und die Spitze durch die Resonanz ebenfalls nicht erzeugt wird.
Falls der Schalter 74 der Auswahleinrichtung 72 durch den folgenden Befehl mit dem Anschluss b verbunden wird, wird der Kopf 2 im Ergebnis in der Weise gesteuert, dass er mit hoher Genauigkeit auf der Zielspur positioniert wird. Das heißt, selbst dann, wenn die elastische Kraft wie etwa die Lagerreibung des Lagers 4 und die Federkraft der FPC auf den Aktuator 9 wirken, wird der Einfluss dieser Laststörungen durch die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 und den Synthetisierer 15 beseitigt, so dass die Positionierungsgenauigkeit des Magnetkopfes verbessert werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
In der vierten Ausführungsform wird in die Geschwindigkeits-/Last-Schätzein richtung 60 anstelle des Treibersignals u in der dritten Ausführungsform ein von der Auswahleinrichtung 72 ausgegebenes Steuersignal c' (entweder das Geschwindigkeitssteuersignal cv oder das Positionssteuersignal cx) eingegeben. Damit kann der in der dritten Ausführungsform erforderliche Addierer 38 weggelassen werden und die Konstruktion vereinfacht werden. Dies wird anhand der 13 und 14 erläutert.
Ein Unterschied zu 9 ist ein Signal, das in eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 eingegeben wird. In die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 werden ein durch den Spannungsdetektor 11 erzeugtes Spannungssignal Va und das von der Auswahleinrichtung 72 ausgegebene Steuersignal c' eingegeben.
14 ist ein Blockschaltplan, der die Gesamtkonstruktion des Positionierungssteuersystems zeigt, wenn der Schalter 74 mit dem Anschluss b verbunden ist. Ein von einer strichpunktierten Linie umgebener Abschnitt 61 ist ein Block der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60, wobei dies der gleiche Blockschaltplan wie der des Blocks 61 in 8 ist. Ähnlich ist ein von einer strichpunktierten Linie umgebener Abschnitt 47 ein Block des Synthetisierers 15.
Da die in 8 mit dem Block 61 angegebene Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 angewendet wird, kann die Anzahl der Addierer, die für die Konstruktion der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 60 und des Synthetisierers 15 erforderlich sind, in der vierten Ausführungsform im Vergleich zu der oben beschriebenen dritten Ausführungsform verringert werden. Somit kann die gleiche Wirkung im Vergleich zur dritten Ausführungsform mit einer einfacheren Konstruktion realisiert werden. Wenn das Geschwindigkeitssteuersystem mit Hardware wie etwa mit einer Analogschaltung realisiert wird, kann eine Konstruktion der Schaltung vereinfacht werden. Wenn das Geschwindigkeitssteuersystem mit Software realisiert wird, kann die Berechnungszeitverzögerung durch die Berechnungsverarbeitung verkürzt werden.
Obgleich die Steuerung in der oben beschriebenen dritten Ausführungsform und in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform in der Weise ausgeführt wird, dass die Geschwindigkeitssteuerungs-Betriebsart und die Positionssteuerungs-Betriebsart in Übereinstimmung mit dem Schaltbefehl ge schaltet werden, braucht der Steuerparameter der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung nicht in Übereinstimmung mit jeder Betriebsart speziell geändert zu werden. Somit kann ein Steuersystem mit einfacher Konstruktion aufgebaut werden.
(Fünfte Ausführungsform)
In der fünften Ausführungsform wird ein Geschwindigkeitsschätzsignal vest zu der Positionssteuereinheit rückgekoppelt. Dies wird unter Verwendung von 15 erläutert.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 9 gezeigten dadurch, dass in eine Positionssteuereinheit 91 nicht nur ein ausgegebenes Positionsfehlersignal ε, sondern auch ein von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 ausgegebenes Geschwindigkeitsschätzsignal vest eingegeben wird und anhand beider Signale ein Positionssteuersignal cx erzeugt wird.
In der dritten Ausführungsform führt die in dem Block 76 in 10 ausgedrückte Positionssteuereinheit 71 die in der Gleichung 18 für das Positionsfehlersignal ε ausgedrückte Filterverarbeitung der Übertragungsfunktion Gx(s) aus, um die PID-Steuerung zur Positionierung des Kopfes auszuführen, wobei sie das Positionssteuersignal cx erzeugt.
Ein zweiter Term in Klammern der Gleichung 18 stabilisiert das Positionierungssteuersystem durch Ausführen der Differentiationsverarbeitung für das Positionsfehlersignal ε. Diese Differentiationsverarbeitung wird wie in der folgenden Gleichung 19 aus der relationalen Gleichung 17 ausgedrückt, falls die Zielspurposition r als Konstante definiert ist.
[Gleichung 19] s · ε = s (r – x) – vest
Wenn die Gleichung 18 verwendet wird, ist ein Positionssteuersignal cx wie folgt.
[Gleichung 20]
Falls s · ε durch das in Gleichung 19 ausgedrückte "-vest" ersetzt wird, wird [Gleichung 21]
festgesetzt.
Die Positionssteuereinheit 91 erzeugt durch Multiplizieren des Positionsfehlersignals ε mit Kx(1 + 1/Ti), durch Multiplizieren des Geschwindigkeitsschätzsignals vest mit Kx · Td und durch Berechnen einer Differenz zwischen ihnen beiden ein Positionssteuersignal cx. Somit wird die PID-Steuerung zur Zeit der Positionierung und Steuerung ausgeführt.
Im Fall der dritten Ausführungsform werden durch den Kopf 2 die Servoinformationen auf der Platte 1 gelesen und wird das durch den Positionsdetektor 70 umgesetzte Positionsfehlersignal ε der Differentiationsverarbeitung ausgesetzt, wodurch das Positionssteuersystem stabilisiert wird. Allerdings ist das von der Platte wiedergegebene Positionsfehlersignal ε, da das zuvor aufgezeichnete Positionssignal von jedem Sektor der Platte gelesen wird, kein kontinuierliches Signal sondern ein diskretes Signal des Abtastzyklus T. Somit wird die Differentiationsverarbeitung des Positionsfehlersignals ε tatsächlich durch Berechnen einer Differenz Δε (= ε(n) – ε(n – 1)) eines Positionsfehlersignals ε(n – 1) der letzten Abtastung aus einem Positionsfehlersignal ε(n) der momentanen Abtastung und durch Dividieren der Differenz Δε durch den Abtastzyklus T realisiert. Somit unterliegt der differenzierte Wert, der der Differentiationsverarbeitung ausgesetzt wird, dem in dem Positionsfehlersignal ε enthaltenen Rauschen. Insbesondere dann, wenn die Suchbetriebsart, in der sich der Kopf zu der Zielspur bewegen kann, in die folgende Betriebsart geschaltet wird, in der der Kopf der Zielspur folgen darf, wird ein großes Fehlersignal erzeugt. Im Ergebnis kann das Positionierungssteuersystem nicht stabilisiert werden, wobei eine Störung des Folgens veranlasst wird und die Zugriffszeit bis zu einem Moment, wenn die Daten genommen worden sind, verlängert wird.
Demgegenüber wird in der fünften Ausführungsform nicht der differenzierte Wert (Td · s · ε) (siehe Gleichung 20) des von der Platte und dem Kopf erhaltenen Positionsfehlersignals ε, sondern der multiplizierte Wert (–Kx · Td · vest) verwendet.
Im Ergebnis unterliegt das Geschwindigkeitsschätzsignal vest nicht dem Einfluss des Rauschens, besitzt das Signal keine Abhängigkeit von dem Sektorabtastzyklus und wird somit zur Zeit des Folgens keine Störung erzeugt, wobei die Zugriffszeit bis zu dem Moment verkürzt werden kann, in dem die Daten gelesen werden.
Wenn die von dem Aktuator 9 empfangene äußere Kraft klein ist, kann die Geschwindigkeit des Magnetkopfes zur Zeit der Suchaktion oder die Positionierung des Magnetkopfes zur Zeit der Folgeaktion lediglich unter Verwendung des durch die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung 12 erzeugten Geschwindigkeitsschätzsignals vest gesteuert werden, wobei das Lastschätzsignal τdest nicht verwendet zu werden braucht. In diesem Fall ist der Synthetisierer 15 nicht erforderlich, wobei die Konstruktion der Magnetplatten-Speichervorrichtung vereinfacht wird.
In der obigen Erläuterung wird anhand der in 9 gezeigten Vorrichtung das Geschwindigkeitsschätzsignal vest in die Positionssteuereinheit 91 eingegeben, während anhand der in 13 gezeigten Vorrichtung das Geschwindigkeitssteuersignal vest in die Positionssteuereinheit 91 eingegeben werden kann.
In der obigen Beschreibung kann das Lastschätzsignal τdest die auf den Aktuator 9 ausgeübte Lagerreibung und die elastische Kraft der FPC schätzen, wobei aber das Lastschätzsignal τdest ebenfalls die von dem Aktuator 9 wegen eines von außen zu der Vorrichtung hinzugefügten Stoßes oder einer außen zu der Vorrichtung hinzugefügten Schwingung empfangene Trägheitskraft schätzen kann, wobei die Trägheitskraft natürlich ebenfalls beseitigt werden kann.
Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Magnetplatten-Speichervorrichtung realisiert werden, die ausgezeichnet in Bezug auf die Schwingungsbeständigkeit ist.
In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen können der Multiplizierer und der Integrator durch Analogfilter oder Digitalfilter gebildet sein. Ein Abschnitt, der das Geschwindigkeitssteuersystem bildet, kann in jeder Ausführungsform durch Software durch einen Mikrocomputer realisiert sein.
Obgleich die vorliegende Erfindung in jeder der Ausführungsformen anhand der Magnetplatten-Speichervorrichtung erläutert worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, wobei die Erfindung ebenfalls auf eine optische Plattenvorrichtung, auf eine magnetooptische Plattenvorrichtung und dergleichen angewendet werden kann.

Claims

Plattenspeichervorrichtung, die umfasst: – einen Aktuator (9) zum Hinführen/Wegführen eines Kopfes (2) in Bezug auf eine Platte (1), – einen Treiber (10) des Aktuators, – eine Schätzeinrichtung (12), die eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes schätzt und ein Geschwindigkeitsschätzsignal (vest) ausgibt, – eine Geschwindigkeitssteuereinheit (14), die ein Geschwindigkeitssteuersignal (c) aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal (vr) und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal erzeugt und es ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – einen Spannungsdetektor (11), der die Spannung, die erzeugt wird, wenn der Aktuator angetrieben wird, auch während des Hinführens und/oder Wegführens des Kopfes in Bezug auf die Platte erfasst, um ein Spannungssignal (va) auszugeben, wobei das Spannungssignal eines von wenigstens zwei Eingangssignalen in die Schätzeinrichtung ist und die Geschwindigkeitssteuereinheit das Geschwindigkeitsschätzsignal dazu verwendet, die Kopfbewegung auch während des Hinführens und/oder Wegführens des Kopfes in Bezug auf die Platte zu steuern.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Treibersignal (u) durch Synthetisieren des Geschwindigkeitssteuersignals erhalten wird.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinrichtung (12) eine Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung ist, die eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes und einen Pegel einer Laststörung, die zu dem Kopf hinzukommt, aus dem Treibersignal in dem Spannungsdetektor (11) und aus dem Spannungssignal (va) schätzt und ein Geschwindigkeitsschätzsignal (vest) und ein Lastschätzsignal (_dest) ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibersignal (u) durch Synthetisieren des Geschwindigkeitssteuersignals (c) und des Lastschätzsignals (_dest) erhalten wird.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12, 30) umfasst: – einen Komparator (37), in den ein vom Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal eingegeben wird, – einen ersten Multiplizierer (41), der das Treibersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, – einen zweiten Multiplizierer (44), der ein Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, – einen ersten Integrator (43), der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und – einen zweiten Integrator (42), der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass ein Summenwert, der durch Addieren des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers und des Ausgangssignals des ersten Integrators erhalten wird, von dem Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, – wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12) das Lastschätzsignal (_dest) in einem Zustand ausgibt, in dem eine Hochfrequenzband-Komponente gekappt ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitssteuereinheit (14) das Geschwindigkeitssteuersignal (c) aus dem Geschwindigkeitsbefehlssignal (vr) und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal (vest) erzeugt und es ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12, 61) umfasst: – einen Komparator (37), in den ein durch den Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal (va) eingegeben wird, – einen ersten Multiplizierer (41), der das Geschwindigkeitssteuersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, – einen zweiten Multiplizierer (44), der das Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, – einen ersten Integrator (43), der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und – einen zweiten Integrator (42), der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers vom Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, – wobei der Komparator (37) das Spannungssignal (va) und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12, 30, 61) das Lastschätzsignal (_dest) in einem Zustand ausgibt, in dem eine Hochfrequenzband-Komponente gekappt ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitssteuereinheit (14) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssteuersignals dieses Geschwindigkeitssteuersignal aus einem Geschwindigkeitsbefehlssignal (vr) und aus dem Geschwindigkeitsschätzsignal (vest) erzeugt und es als das Treibersignal (u) ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsschätzeinrichtung (12) umfasst: – einen Komparator (13), in den ein von dem Spannungsdetektor (11) erfasstes Spannungssignal (va) eingegeben wird, – einen ersten Multiplizierer (41), der das Treibersignal (u) mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, – einen zweiten Multiplizierer (44), der das Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, – einen ersten Integrator (43), der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und – einen zweiten Integrator (42), der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass ein Summenwert, der durch Addieren des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers und des Ausgangssignals des ersten Integrators erhalten wird, von dem Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, – wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – einen Positionsdetektor (70), der ein durch den Kopf erfasstes Fehlersignal (_), das einer momentanen Position des Kopfes entspricht, aus vorher in der Platte gespeicherten Servoinformationen erzeugt und es ausgibt, – eine Positionssteuereinheit (71), die ein dem Fehlersignal entsprechendes Positionssteuersignal (cx) erzeugt und ausgibt, und – eine Auswahleinrichtung (72), in die das Geschwindigkeitssteuersignal (cv) und das Positionssteuersignal (cx) eingegeben werden, wobei eines der Steuersignale in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehl ausgewählt und ausgegeben wird, – wobei das Treibersignal (u) durch Synthetisieren des Steuersignalausgangs (c') von der Auswahleinrichtung und des Lastschätzsignals (_dest) erhalten wird.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12, 30) umfasst: – einen Komparator (37), in den ein durch den Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal eingegeben wird, – einen ersten Multiplizierer (41), der das Treibersignal mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, – einen zweiten Multiplizierer (44), der das Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, – einen ersten Integrator (43), der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und – einen zweiten Integrator (42), der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, das ein Summenwert, der durch Addieren des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers und des Ausgangssignals des ersten Integrators erhalten wird, vom Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, – wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssteuereinheit (71) das Positionssteuersignal (cx) anhand des Fehlersignalausgangs (_) von dem Positionsdetektor und anhand des Geschwin digkeitsschätzsignals (vest), das von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12) ausgegeben wird, erzeugt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerband der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung größer als ein Steuerband der Positionssteuereinheit oder der Geschwindigkeitssteuereinheit gesetzt ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (9) den Kopf (2) in Bezug auf die Platte (1) hin- und wegführt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (9) auf einem außerhalb eines Datenbereichs in der Platte ausgebildeten Bereitschaftsbereich aufliegt, wenn die Plattenspeichervorrichtung nicht in Betrieb ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – einen Positionsdetektor (70), der ein durch den Kopf erfasstes Fehlersignal (_), das einer momentanen Position des Kopfes entspricht, aus Servoinformationen erzeugt und es ausgibt, – eine Positionssteuereinheit (71), die ein dem Fehlersignal entsprechendes Positionssteuersignal (cx) erzeugt und ausgibt, – eine Auswahleinrichtung (72), in die ein Geschwindigkeitssteuersignal (cv) und das Positionssteuersignal (cx) eingegeben werden, wobei eines der Steuersignale in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehl ausgewählt und ausgegeben wird, und dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12), die die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes und einen Pegel einer zu dem Kopf hinzukommenden Laststörung aus dem Spannungssignal (va) und aus einem von der Auswahleinrichtung ausgegebenen Steuersignal (c') schätzt, das Geschwindigkeitsschätzsignal (vest) und das Lastschätzsignal (_dest) ausgibt, – wobei das Treibersignal (u) durch Synthetisieren des Steuersignalausgangs (c') aus der Auswahleinrichtung und des Lastschätzsignals (_dest) erhalten wird.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12, 30, 61) umfasst: – einen Komparator (37), in den ein von dem Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal (va) eingegeben wird, – einen ersten Multiplizierer (41), der das Steuersignal (c) mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, – einen zweiten Multiplizierer (44), der das Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, – einen ersten Integrator (43), der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und – einen zweiten Integrator (42), der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass das Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers von dem Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, – wobei der Komparator das Spannungssignal und das Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssteuereinheit (91) das Positionssteuersignal (cx) anhand des von dem Positionsdetektor ausgegebenen Fehlersignals (_) und anhand des von der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung ausgegebenen Geschwindigkeitsschätzsignals erzeugt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerband der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung größer als ein Steuerband der Positionssteuereinheit oder der Geschwindigkeitssteuereinheit gesetzt ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (9) den Kopf (2) in Bezug auf die Platte (1) hin- und wegführt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator auf einem außerhalb eines Datenbereichs in der Platte ausgebildeten Bereitschaftsbereich aufliegt, wenn die Plattenspeichervorrichtung nicht in Betrieb ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – einen Positionsdetektor (70), der ein durch den Kopf erfasstes Fehler signal (_), das einer momentanen Position des Kopfes entspricht, aus Servo-Informationen erzeugt und ausgibt, – eine Positionssteuereinheit (91), die ein Positionssteuersignal (cx) aus einem von dem Positionsdetektor ausgegebenen Fehlersignal und aus einem von der Geschwindigkeitsschätzeinrichtung ausgegebenen Geschwindigkeitsschätzsignal (vest) erzeugt und ausgibt, und – eine Auswahleinrichtung (72), in die das Geschwindigkeitssteuersignal (cv) und das Positionssteuersignal (cx) eingegeben werden und eines der Steuersignale ausgewählt wird, wobei das ausgewählte Steuersignal (c') als das Treibersignal ausgegeben wird.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsschätzeinrichtung (12) umfasst: – einen Komparator (37), in den ein von dem Spannungsdetektor erfasstes Spannungssignal (va) eingegeben wird, – einen ersten Multiplizierer (41), der das Treibersignal (u) mit einem ersten Koeffizienten multipliziert, – einen zweiten Multiplizierer (44), der das Ausgangssignal des Komparators mit einem zweiten Koeffizienten multipliziert, – einen ersten Integrator (43), der das Ausgangssignal des Komparators integriert, und – einen zweiten Integrator (42), der einen Wert integriert, der dadurch erhalten wird, dass ein Summenwert, der durch Addieren des Ausgangssignals des zweiten Multiplizierers und des Ausgangssignals des ersten Integrators erhalten wird, von dem Ausgangssignal des ersten Multiplizierers subtrahiert wird, – wobei der Komparator das Spannungssignal und ein Ausgangssignal des zweiten Integrators vergleicht und ein Ergebnis des Vergleichs an den zweiten Multiplizierer und an den ersten Integrator ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerband der Geschwindigkeitsschätzeinrichtung größer als ein Steuerband der Positionssteuereinheit oder der Geschwindigkeitssteuereinheit gesetzt ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (9) den Kopf (2) in Bezug auf die Platte (1) hin- und wegführt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator auf einem außerhalb eines Datenbereichs in der Platte ausgebildeten Bereitschaftsbereich aufliegt, wenn die Plattenspeichervorrichtung nicht in Betrieb ist.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – einen Positionsdetektor (71), der ein durch den Kopf erfasstes Fehlersignal (_), das einer momentanen Position des Kopfes entspricht, aus vorher in der Platte gespeicherten Servoinformationen erzeugt und ausgibt, – eine Positionssteuereinheit (91), die ein Positionssteuersignal (cx), das aus dem Fehlersignal und aus dem Ausgangssignal (vest) der Geschwindigkeits-/Last-Schätzeinrichtung (12) berechnet wird, erzeugt und es ausgibt, und – eine Auswahleinrichtung (72), in die das Geschwindigkeitssteuersignal (cv) und das Positionssteuersignal (cx) eingegeben werden, wobei eines der Steuersignale in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehl (73) ausgewählt und ausgegeben wird.