DE60220105T2

DE60220105T2 - Plattenspeichergerät

Info

Publication number: DE60220105T2
Application number: DE60220105T
Authority: DE
Inventors: Toshio Inaji; Hiroshi Kohso
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: EP1237152A3; EP1237152B1; EP1580731B1; US20020149869A1; DE60206821D1; CN1389868A; CN1242406C; EP1237152A2; DE60220105D1; US7177106B2; DE60206821T2; EP1580731A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Plattenspeichervorrichtung, bei der ein Aktor einen Aufzeichnungs-/Wiedergabekopf sehr genau auf einer Sollspur eines plattenförmigen Aufzeichnungsmediums positioniert, und auf eine Technik zum Verhindern einer Spurverschiebung des Kopfes infolge einer Störung, etwa einer Schwingung oder eines Stoßes, der der Aktor unterliegt.
In einer Plattenspeichervorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen gibt es bei der Miniaturisierung und der hohen Aufzeichnungsdichte der Vorrichtung die ernste Forderung nach einer sehr genauen Positionierung des Aufzeichnungs-/Wiedergabekopfes auf die Sollspur. Insbesondere ist es bei einer Plattenspeichervorrichtung, die in einem persönlichen Datenassistenten, etwa einem Notebook-Computer, angebracht ist, wahrscheinlich, dass sie einer Schwingung oder einem Stoß von außen unterworfen ist, wodurch ein Steuersystem zur Kopfpositionierung stark beeinflusst wird.
Eine Störung, die die Genauigkeit der Kopfpositionierung beeinflusst, enthält eine Lagerreibung des Aktors, eine elastische Kraft einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC) zum Verbinden des Aktors mit einer Schaltungsplatte und eine Trägheitskraft, die infolge eines Stoßes oder einer Schwingung, der bzw. die von außen auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, an dem Aktor wirkt.
Anhand eines Kopfpositionssignals, das aus Servoinformationen erhalten wird, die vorher auf der Platte aufgezeichnet wurden, wird ein Positionsfehlersignal erzeugt, das einen Kopfpositionsfehler in Bezug auf die Sollspur angibt, wodurch der Kopf in der Weise positioniert wird, dass sich das Positionsfehlersignal null nähert. In diesem Fall kann eingeschätzt werden, dass eine äußere Kraft durch ein Antriebssignal des Aktors und das Positionsfehlersignal geschätzt wird, wobei der geschätzte Betrag in das Steuersystem eingegeben wird, um dadurch die äußere Kraft zu kompensieren.
Die Servoinformationen auf der Platte sind jedoch diskrete Informationen, die eine bestimmte Abtastperiode aufweisen, und das Kopfpositionssignal ist kein kontinuierliches Signal. Ein Steuerband, das die äußere Kraft schätzen kann, wird durch die Abtastfrequenz beeinflusst und besitzt einen oberen Grenzwert. Folglich kann die äußere Kraft aus dem Abtriebssignal und dem Positionsfehlersignal nicht korrekt geschätzt werden, so dass die oben erwähnte Störung nicht zufrieden stellend beseitigt werden kann. Das heißt, es ist schwierig zu bewirken, dass der Kopf der Sollspur korrekt folgt.
Insbesondere dann, wenn ein Schwingung oder ein Stoß, die bzw. der an der Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, übermäßig groß ist, kann die Drehkraft, die durch den Aktor entwickelt wird, die Störung allein nicht verhindern, so dass der Kopf von der Sollspur stark verschoben wird, wodurch die Daten der benachbarten Spur zerstört werden können. Als ein Verfahren zum Kompensieren der Verschiebung kann ein Beschleunigungssensor speziell vorgesehen werden und ein Beschleunigungssignal, das durch den Beschleunigungssensor erfasst wird, wird für die Kompensation verwendet. Das Vorsehen des Beschleunigungssensors in dem Gehäuse bewirkt jedoch, dass die Miniaturisierung und die Preisreduzierung der Vorrichtung behindert werden.
Das Patent EP 0 798 698 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Positionieren eines Magnetkopfes, der eine Servosignal-Erfassungsschaltung enthält, um ein Servosignal, das in einer ersten Periode auf einer Magnetplatte aufgezeichnet wurde, zu erfassen. Ein Beschleunigungsmessabschnitt, der in einen Teil eines Mechanismus zum Anbringen eines Magnetkopfes eingesetzt ist, gibt ein Beschleunigungssignal in einer Richtung der Positionierung des Magnetkopfes aus und tastet das Beschleunigungssignal in einer zweiten Periode, die kürzer als die erste Periode ist, ab. Ein Vergleichsverarbeitungsabschnitt vergleicht einen Ableitungswert mit einem vorgegebenen Wert. Der Ableitungswert wird aus dem Beschleunigungssignal oder dem Servosignal berechnet. Ein Abschnitt zum Erzeugen eines Schreibsperrsignals erzeugt ein Signal, das das Schreiben von Daten auf eine Magnetplatte in Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Vergleichs in dem Vergleichsverarbeitungsabschnitt verhindert. Ein Abschnitt zum Vergleichen einer manipulierten Variablen erzeugt eine manipulierte Variable zum Einstellen der Position des Magnetkopfes aus dem Servosignal oder dem Beschleunigungssignal oder einem Sollwert der Position des Magnetkopfes. Dadurch wird eine fehlerhafte Schreiboperation von Daten auf einer Magnetplatte infolge eines vorübergehenden Positionierungsfehlers des Magnetkopfes verhindert.
Das Patent EP 0 509 545 A1 beschreibt eine Magnetkopf-Positionssteuereinheit in einem Magnetkopf und einer Wiedergabevorrichtung. Ein Magnetkopf ist an der rotierenden Trommel angebracht. Der Magnetkopf wird in seiner Bewegung durch einen durch einen Elektromagneten angetriebenen Aktor gesteuert, um eine korrekte Spurverfolgung auszuführen. Des Weiteren ist ein Schleifring vorhanden, um einen Strom aus der Umgebung der rotierenden Trommel an den im Innern der Trommel befindlichen Aktor C zu liefern. Ein Antriebsverstärker wird verwendet, um den Antriebsstrom an den Aktor zu liefern. Ein Subtrahierer wird verwendet, um ein Signal der geschätzten Geschwindigkeit von der Aktorsteuerspannung zu subtrahieren. Ein Widerstand dient als Stromerfassungswiderstand, um einen in den Aktor fließenden Strom zu erfassen. Die Spannungen an den Anschlüssen des Widerstands werden an einen Differenzverstärker geliefert, der die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen des Widerstands erfasst und eine Spannung erzeugt, die dem in den Aktor fließenden Strom entspricht. Diese Spannung wird an eine Zustandsschätzeinrichtung geliefert. Außerdem empfängt die Zustandsschätzeinrichtung eine Spannung von dem Antriebsverstärker. Die resultierende Spannungsdifferenz des Differenzverstärkers wird verwendet, um die Geschwindigkeit des Aktors zu schätzen. Das Signal der geschätzten Geschwindigkeit wird an den Subtrahierer geliefert, wo es von der Aktorsteuerspannung subtrahiert wird. Die Zustandsschätzeinrichtung simuliert elektrisch die Charakteristiken des echten Aktors, wobei die Schätzeinrichtung eine Rückkopplungsschleife mit der Rückkopplungsverstärkung enthält, die Charakteristikschwankungen infolge von Temperaturänderungen oder einer zeitlichen Verschlechterung des Aktors zuverlässig absorbieren kann. Die Zustandsschätzeinrichtung kann die Drehzahl des magnetischen Mediums korrekt schätzen, selbst wenn sich die Verstärkung des Aktorantriebsstrom-Erfassungssystems ändert oder in dem Aktor eine Schwankung der Charakteristiken auftritt. Durch das Rückführen der geschätzten Geschwindigkeit durch die Rückkopplungsverstärkung und durch Subtrahieren der geschätzten Geschwindigkeit von der Aktorsteuerspannung ist es möglich, eine wirkungsvolle Dämpfung im Niederfrequenzband ohne Verstärkungsschwankungen auszuführen.
Deswegen besteht eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Plattenspeichervorrichtung zu schaffen, die eine sehr genaue Positionssteuerung des Kopfes in Bezug auf eine Sollspur durch Kompensieren der Störung (etwa eine Lagerreibung, eine elastische Kraft der FPC und eine Trägheitskraft infolge eines Stoßes/einer Schwingung) ausführen kann, ohne dass ein Beschleunigungssensor speziell vorgesehen ist.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, eine Plattenspeichervorrichtung zu schaffen, die umfasst: einen Aktor zum Positionieren eines Kopfes in Bezug auf eine Platte; einen Antriebsabschnitt zum Antreiben des Aktors; einen Positionserfassungsabschnitt zum Erzeugen von Positionsfehlerinformationen, die der momentanen Position des Kopfes entsprechen, aus Servoinformationen, die vorher auf die Platte aufgezeichnet worden sind und durch den Kopf erfasst werden; einen Positionssteuerabschnitt zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen, die im Prinzip den durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen entsprechen;
einen Spannungserfassungsabschnitt zum Erfassen einer beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannung und zum Ausgeben eines Spannungssignals; einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt zum Schätzen einer Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Größe einer auf den Kopf ausgeübten Störung und zum Erzeugen von Geschwindigkeitsschätzinformationen und von Störungsschätzinformationen aus dem Spannungssignal durch den Spannungserfassungsabschnitt, wobei die Geschwindigkeitsschätzinformationen und die Störungsschätzinformationen zum Korrigieren des Antriebs des Aktors verwendet werden.
In einer bevorzugten ersten Ausführungsform besitzt die Plattenspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration, die umfasst: einen Aktor zum Positionieren eines Kopfes in Bezug auf eine Platte; einen Antriebsabschnitt zum Antreiben des Aktors; einen Spannungserfassungsabschnitt zum Erfassen einer beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannung und zum Ausgeben eines Spannungssignals; einen Positionserfassungsabschnitt zum Erzeugen von Positionsfehlerinformationen, die der momentanen Position des Kopfes entsprechen, aus Servoinformationen, die vorher auf die Platte aufgezeichnet worden sind und durch den Kopf erfasst werden; einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt zum Schätzen einer Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Größe einer auf den Kopf ausgeübten Störung aus dem durch den Spannungserfassungsabschnitt erzeugten Spannungssignal und aus einem Antriebssignal in dem Antriebsabschnitt und zum Erzeugen von Geschwindigkeitsschätzinformationen und von Störungsschätzinformationen; einen Positionssteuerabschnitt zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen, die im Prinzip den durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen entsprechen, um Positionssteuerinformationen zu erzeugen und um die durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen zu den Positionsfehlerinformationen in Übereinstimmung mit Bedingungen zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen zu addieren; einen Korrekturabschnitt zum Korrigieren der durch den Positionssteuerabschnitt erzeugten Positionssteuerinformationen mit den durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen und zum Erzeugen eines Antriebssignals; und einen Störungsüberwachungsabschnitt zum Überwachen der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen und zum Validieren der Geschwindigkeitsschätzinformationen in Bezug auf die Positionsfehlerinformationen in dem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt, wenn die Geschwindigkeitsschätzinformationen einen zulässigen Bereich überschreiten.
Diese erste Ausführungsform weist in folgendem Punkt ein Merkmal auf. Es wird der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt zum Schätzen der Größe der Kopfbewegungsgeschwindigkeit zusätzlich zur Schätzung der Größe der Störung geschaffen und mit dem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt werden die Störungsschätzinformationen und die Geschwindigkeitsschätzinformationen anhand des durch den Spannungserfassungsabschnitt erfassten Spannungssignals und des in dem Antriebsabschnitt erzeugten Antriebssignals erzeugt. Das gleichzeitige Schätzen der Kopfbewegungsgeschwindigkeit im Verlauf der Schätzung der Größe der Störung bewirkt, dass die Kopfbewegungsgeschwindigkeit ebenfalls korrekt geschätzt wird. Die Größe der Störung kann geschätzt werden, da sie in einer direkten Beziehung zu der Schätzung der Kopfbewegungsgeschwindigkeit steht.
Wenn die Daten für die Platte aufgezeichnet/wiedergegeben werden, überwacht der Störungsüberwachungsabschnitt die Größe der in dem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Störungsschätzinformationen und wenn die Größe in einem zulässigen Bereich liegt, erzeugt der Positionssteuerabschnitt die Positionssteuerinformationen lediglich anhand der durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen. Wenn jedoch die Größe der Störungsschätzinformationen einen zulässigen Bereich übersteigt, validiert der Positionssteuerabschnitt die Geschwindigkeitsschätzinformationen in Bezug auf die Positionsfehlerinformationen und erzeugt die Positionssteuerinformationen anhand der Positionsfehlerinformationen und der Geschwindigkeitsschätzinformationen. Um die Positionssteuerinformationen zu erzeugen, werden nicht nur die durch den Kopf erfassten Positionsfehlerinformationen, sondern außerdem die Geschwindigkeitsschätzinformationen gemeinsam verwendet. Deswegen kann selbst dann, wenn eine übermäßige Schwingung oder ein übermäßiger Stoß, die bzw. der auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, bewirkt, dass der Kopf von der Plattenoberfläche getrennt wird und deswegen momentan keine Servoinformationen erfasst werden können, eine Fehlfunktion, wie etwa die Bewegung des Kopfes zum äußeren oder inneren Umfang der Platte, verhindert werden. Um eine derartige Fehlfunktion zu verhindern, ist es demzufolge nicht erforderlich, einen Beschleunigungssensor vorzusehen.
In einer zweiten Ausführungsform besitzt die Plattenspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration, die umfasst: einen Aktor zum Positionieren des Kopfes in Bezug auf die Platte; einen Antriebsabschnitt zum Empfangen von Positionssteuerinformationen und zum Antreiben des Aktors; einen Spannungserfassungsabschnitt zum Erfassen einer beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannung und zum Ausgeben eines Spannungssignals; einen Positionserfassungsabschnitt zum Erzeugen von Positionsfehlerinformationen, die der momentanen Position des Kopfes entsprechen, aus Servoinformationen, die vorher auf die Platte aufgezeichnet worden sind und durch den Kopf erfasst werden; einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt zum Schätzen einer Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Größe einer auf den Kopf ausgeübten Störung aus dem durch den Spannungserfassungsabschnitt erzeugten Spannungssignal und aus einem in dem Antriebsabschnitt erzeugten Antriebssignal und zum Erzeugen von Geschwindigkeitsschätzinformationen und Störungsschätzinformationen; einen Positionssteuerabschnitt zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen, die im Prinzip den durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen entsprechen, und zum Addieren der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen zu den Positionsfehlerinformationen in Übereinstimmung mit Bedingungen zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen; und einen Störungsüberwachungsabschnitt zum Überwachen der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Störungsschätzinformationen und zum Validieren der Geschwindigkeitsschätzinformationen in Bezug auf die Positionsfehlerinformationen in dem Positionssteuerabschnitt, wenn die Störungsschätzinformationen einen zulässigen Bereich überschreiten, wobei das Antriebssignal anhand der durch den Positionssteuerabschnitt erzeugten Positionssteuerinformationen erhalten werden.
Diese Ausführungsform ist durch das Weglassen des Korrekturabschnitts in der oben erwähnten Ausführungsform konfiguriert.
Diese Ausführungsform ist in der Weise konfiguriert, dass als das Antriebssignal des Aktors lediglich die Positionssteuerinformationen verwendet und die Störungsschätzinformationen nicht gebildet werden. Wenn eine Störung (wie etwa eine Lagerreibung, eine elastische Kraft der FPC und eine Trägheitskraft infolge von Schwingung/Stoß), die auf den Aktor ausgeübt wird, verhältnismäßig klein ist, ist es nicht erforderlich, die Positionssteuerinformationen mit den Störungsschätzinformationen zu korrigieren, so dass sogar nur die Rückführung der Geschwindigkeitsschätzinformationen an den Positionssteuerabschnitt die Spurverschiebung verhindern kann. In diesem Fall kann der Korrekturabschnitt zum Bilden der Positionssteuerinformationen und der Störungsschätzinformationen, der Abschnitt für die erste Ausführungsform erforderlich war, weggelassen werden, was zu einer vereinfachten Konfiguration führt. Dies gilt für die Plattenspeichervorrichtung, die unter der Bedingung verwendet wird, dass eine angenommene Störung klein ist.
Als dritte Ausführungsform besitzt die Plattenspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration, die umfasst: einen Aktor zum Antreiben eines Kopfes in Bezug auf die Platte; einen Antriebsabschnitt zum Antreiben des Aktors; einen Spannungserfassungsabschnitt zum Erfassen einer beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannung und zum Ausgeben eines Spannungssignals; einen Positionserfassungsabschnitt zum Erzeugen von Positionsfehlerinformationen, die der momentanen Position des Kopfes entsprechen, aus Servoinformationen, die vorher auf die Platte aufgezeichnet worden sind und durch den Kopf erfasst werden; einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt zum Schätzen einer Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Größe einer auf den Kopf ausgeübten Störung aus dem durch den Spannungserfassungsabschnitt erzeugten Spannungssignal und aus einem in dem An triebsabschnitt erzeugten Antriebssignal und zum Erzeugen von Geschwindigkeitsschätzinformationen und Störungsschätzinformationen; einen Positionssteuerabschnitt zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen, die im Prinzip den durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen entsprechen, und zum Addieren der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen zu den Positionsfehlerinformationen in Übereinstimmung mit Bedingungen zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen; einen Korrekturabschnitt zum Korrigieren der durch den Positionssteuerabschnitt erzeugten Positionssteuerinformationen mit den durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen und zum Erzeugen eines Antriebssignals; und einen Störungsüberwachungsabschnitt zum Überwachen der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Störungsschätzinformationen und zum Validieren der Geschwindigkeitsschätzinformationen in Bezug auf die Positionsfehlerinformationen in dem Positionssteuerabschnitt, wenn die Geschwindigkeitsschätzinformationen einen zulässigen Bereich überschreiten.
Diese dritte Ausführungsform besitzt eine Konfiguration, bei der der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt die Geschwindigkeitsschätzinformationen und die Störungsschätzinformationen anhand des beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannungssignals und anhand der Positionssteuerinformationen von dem Positionssteuerabschnitt erzeugt.
Gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt der Positionssteuerabschnitt ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die Positionssteuerinformationen lediglich anhand der durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen, wenn die Größe der Störungsschätzinformationen innerhalb eines zulässigen Bereich liegt. Wenn jedoch die Größe der Störungsschätzinformationen einen zulässigen Bereich übersteigt, werden nicht nur die durch den Kopf erfassten Positionsfehlerinformationen, sondern außerdem die Geschwindigkeitsschätzinformationen gemeinsam verwendet, um die Positionssteuerinformationen zu erzeugen, so dass selbst in einem Zustand, bei dem eine übermäßige Schwingung oder ein übermäßiger Stoß, die bzw. der auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, bewirkt, dass der Kopf von der Plattenoberfläche getrennt wird und somit momentan keine Servoinformationen erfasst werden, auch ohne Vorsehen eines Beschleunigungssensors eine Fehl funktion, wie etwa das Bewegen des Kopfes zu dem äußeren oder inneren Umfang der Platte, verhindert werden kann.
Wie aus der oben erwähnten Beschreibung deutlich ist, kann der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt als eine Komponente der Vorrichtung durch Hardware oder durch Software konfiguriert sein.
Als vierte Ausführungsform besitzt die Plattenspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration, die umfasst: einen Aktor zum Positionieren des Kopfes in Bezug auf die Platte; einen Antriebsabschnitt zum Antreiben des Aktors; einen Spannungserfassungsabschnitt zum Erfassen einer beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannung und zum Ausgeben eines Spannungssignals; einen Positionserfassungsabschnitt zum Erzeugen von Positionsfehlerinformationen, die der momentanen Position des Kopfes entsprechen, aus Servoinformationen, die vorher auf die Platte aufgezeichnet worden sind und durch den Kopf erfasst werden; einen Positionssteuerabschnitt zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen, die den durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen entsprechen; einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt zum Schätzen einer Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Größe einer auf den Kopf ausgeübten Störung aus dem durch den Spannungserfassungsabschnitt erzeugten Spannungssignal und aus einem in dem Antriebsabschnitt erzeugten Antriebssignal und zum Erzeugen von Geschwindigkeitsschätzinformationen und Störungsschätzinformationen; einen Korrekturabschnitt zum Korrigieren der durch den Positionssteuerabschnitt erzeugten Positionssteuerinformationen mit den durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Störungsschätzinformationen und zum Addieren der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen, um das Antriebssignal zu erzeugen; und einen Störungsüberwachungsabschnitt zum Überwachen der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Störungsschätzinformationen und zum Validieren der Geschwindigkeitsschätzinformationen in Bezug auf die Positionssteuerinformationen in dem Korrekturabschnitt, wenn die Geschwindigkeitsschätzinformationen einen zulässigen Bereich überschreiten.
Die vierte Ausführungsform besitzt eine Konfiguration, bei der der Korrekturabschnitt die Positionssteuerinformationen, die Störungsschätzinformationen und die Geschwindigkeitsschätzinformationen empfangt und im Prinzip anhand der Störungsschätzinformationen die Positionssteuerinformationenkorrigiert, um das Antriebssignal zu erzeugen, und die Geschwindigkeitsschätzinformationen in der oben erwähnten Korrektur validiert, wenn die Störungsschätzinformationen einen zulässigen Bereich übersteigen, und anhand der Störungsschätzinformationen und der Geschwindigkeitsschätzinformationen die Positionssteuerinformationen korrigiert, um das Antriebssignal zu erzeugen. Die Geschwindigkeitsschätzinformationen werden gemeinsam verwendet, um das Antriebssignal zu erzeugen, so dass ähnlich wie bei der oben erwähnten dritten Ausführungsform selbst dann, wenn eine übermäßige Schwingung oder ein übermäßiger Stoß, die bzw. der auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, bewirkt, dass der Kopf von der Plattenoberfläche getrennt wird und dadurch momentan keine Servoinformationen erfasst werden, eine Fehlfunktion, wie etwa das Bewegen des Kopfes zu dem äußeren oder inneren Umfang der Platte, verhindert werden kann. Um eine derartige Fehlfunktion zu verhindern, ist es demnach nicht erforderlich, einen Beschleunigungssensor vorzusehen.
Als fünfte Ausführungsform besitzt die Plattenspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration, die umfasst: einen Aktor zum Positionieren des Kopfes in Bezug auf die Platte; einen Antriebsabschnitt zum Antreiben des Aktors; einen Spannungserfassungsabschnitt zum Erfassen einer beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannung und zum Ausgeben eines Spannungssignals; einen Positionserfassungsabschnitt zum Erzeugen von Positionsfehlerinformationen, die der momentanen Position des Kopfes entsprechen, aus Servoinformationen, die vorher auf die Platte aufgezeichnet worden sind und durch den Kopf erfasst werden; einen Positionssteuerabschnitt zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen, die den durch den Positionserfassungsabschnitt erzeugten Positionsfehlerinformationen entsprechen; einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt zum Schätzen einer Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Größe einer auf den Kopf ausgeübten Störung aus dem durch den Spannungserfassungsabschnitt erzeugten Spannungssignal und aus den durch den Positionssteuerabschnitt erzeugten Positionssteuerinformationen und zum Erzeugen von Geschwindigkeitsschätzinformationen und Störungsschätzinformationen; einen Korrekturabschnitt zum Korrigieren der durch den Positionssteuerabschnitt erzeugten Positionssteuerinformationen mit den durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Störungsschätzinformationen und zum Addieren der durch den Geschwindigkeits- /Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Geschwindigkeitsschätzinformationen in Übereinstimmung mit Bedingungen zum Erzeugen des Antriebssignals; einen Störungsüberwachungsabschnitt zum Überwachen der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt erzeugten Störungsschätzinformationen und zum Validieren der Geschwindigkeitsschätzinformationen in Bezug auf die Positionssteuerinformationen in dem Korrekturabschnitt, wenn die Störungsschätzinformationen einen zulässigen Bereich überschreiten.
Diese fünfte Ausführungsform besitzt ähnlich wie die oben erwähnte dritte Ausführungsform eine Konfiguration, bei der der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt die Geschwindigkeitsschätzinformationen und die Störungsschätzinformationen anhand des beim Antreiben des Aktors erzeugten Spannungssignals und anhand der Positionssteuerinformationen von dem Positionssteuerabschnitt erzeugt. Die anderen Konfigurationen sind jenen der oben erwähnten vierten Ausführungsform ähnlich.
Wenn die Störungsschätzinformationen einen zulässigen Bereich übersteigen, werden Positionssteuerinformationen unter Verwendung der Geschwindigkeitsschätzinformationen zusätzlich zu den Störungsschätzinformationen korrigiert, um das Antriebssignal zu erzeugen, so dass ähnlich wie bei der oben erwähnten vierten Ausführungsform selbst dann, wenn eine übermäßige Schwingung oder ein übermäßiger Stoß, die bzw. der auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, bewirkt, dass der Kopf von der Plattenoberfläche getrennt wird und dadurch momentan keine Servoinformationen erfasst werden, eine Fehlfunktion, wie etwa eine Bewegung des Kopfes zum äußeren oder inneren Umfang der Platte, verhindert werden kann. Deswegen ist es zum Verhindern einer derartigen Fehlfunktion nicht erforderlich, einen Beschleunigungssensor vorzusehen.
Ein bevorzugter Aspekt der oben erwähnten ersten, zweiten, vierten und fünften Ausführungsform besteht darin, dass der oben erwähnte Störungssteuerabschnitt oder Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt so konfiguriert ist, dass er die folgenden Komponenten enthält: einen Vergleichsabschnitt zum Empfangen des Spannungssignals, das durch den Spannungserfassungsabschnitt erfasst wird; einen ersten Multiplikationsabschnitt zum Multiplizieren des Antriebssignals von dem Antriebsabschnitt mit einem ersten Koeffizienten; einen zweiten Multiplikationsabschnitt zum Multiplizieren des Ausgangs des Vergleichsabschnitts mit einem zweiten Koeffizienten; einen ersten Integrationsabschnitt zum Integrieren des Ausgangs des Vergleichsabschnitts; und einen zweiten Integrationsabschnitt zum Integrieren eines Wertes, der durch Subtrahieren des Summenwertes des Ausgangs des zweiten Multiplikationsabschnitts und des Ausgangs des ersten Integrationsabschnitts von dem Ausgang des ersten Multiplikationsabschnitts erhalten wird. Der Vergleichsabschnitt vergleicht das Spannungssignal mit dem Ausgang des zweiten Integrationsabschnitts und gibt das Ergebnis zu dem zweiten Multiplikationsabschnitt und dem ersten Integrationsabschnitt aus. Der zweite Integrationsabschnitt erzeugt darin die Geschwindigkeitsschätzinformationen.
Die Funktionsweise ist in diesem Fall folgendermaßen. Der Ausgang des ersten Multiplikationsabschnitts zum Empfangen des Antriebssignals enthält Antriebsmomentschätzinformationen, die einem Drehmoment entsprechen, das an dem Aktor ausgeübt wird. Der Ausgang des zweiten Integrationsabschnitts enthält ein Rückführungselement zu dem Spannungssignal, das von dem Spannungserfassungsabschnitt eingegeben wird. Der Ausgang des Vergleichsabschnitts als eine Differenz zwischen dem Spannungssignal und dem Rückführungselement vom zweiten Integrationsabschnitt wird an den ersten Integrationsabschnitt und den zweiten Multiplikationsabschnitt gegeben. Der Ausgang des ersten Integrationsabschnitts zum Integrieren der oben erwähnten Differenz enthält die Störungsschätzinformationen, die einer Störung entsprechen, wie etwa eine Reibung, die an dem Aktor von dem Lager ausgeübt wird, eine elastischen Kraft, die von der FPC am Aktor ausgeübt wird, und eine Trägheitskraft, die infolge Stoß oder Schwingung an dem Aktor ausgeübt wird. Der Ausgang des zweiten Multiplikationsabschnitts, der durch Multiplizieren der oben erwähnten Differenz mit einem vorgegebenen Koeffizienten erhalten wird, wird zu den Störungsschätzinformationen addiert. Dann wird eine Differenz, die durch Subtrahieren des oben erwähnten Summenwerts von den Antriebsmomentschätzinformationen enthalten wird, an den zweiten Integrationsabschnitt gegeben. In dem Berechnungsprozess des zweiten Integrationsabschnitts werden die Geschwindigkeitsschätzinformationen erzeugt. Es gibt somit die höhere Verknüpfungsfunktion der Störungsschätzinformationen mit den Geschwindigkeitsschätzinformationen.
Wie aus der oben erwähnten Beschreibung deutlich ist, können der Vergleichsabschnitt, entsprechende Multiplikationsabschnitte und entsprechende Integ rationsabschnitte, die Komponenten der Vorrichtung sind, durch Hardware oder durch Software konfiguriert sein.
Folglich sind die Störungsschätzinformationen, die vom ersten Integrationsabschnitt ausgegeben werden, mit jenen gleichwertig, die die Störung (wie etwa eine Lagerreibung, eines elastische Kraft der FPC und eine Trägheitskraft infolge von Stoß/Schwingung), die an dem Aktor ausgeübt wird, korrekt schätzen. Die Vorwärtssteuerung wird in einer Weise ausgeführt, um die auf den Aktor ausgeübte Störung mit den Störungsschätzinformationen zu beseitigen, die deswegen korrekt berechnet werden, so dass in der folgenden Operation die auf den Aktor ausgeübte Störung kompensiert werden kann und selbst dann, wenn die Störungsschwankung in dem Aktor bei der folgenden Operation groß ist, kann die Kopfpositionierung zur Sollspur stabil gesteuert und die Positionierungsgenauigkeit kann verbessert werden.
Ein bevorzugter Aspekt der oben erwähnten dritten Ausführungsform besteht darin, dass der Störungssteuerabschnitt oder der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt so konfiguriert ist, dass er die folgenden Komponenten umfasst: einen Vergleichsabschnitt zum Empfangen des Spannungssignals, das durch den Spannungserfassungsabschnitt erfasst wird; einen ersten Multiplikationsabschnitt zum Multiplizieren der Positionssteuerinformationen mit einem ersten Koeffizienten; einen zweiten Multiplikationsabschnitt zum Multiplizieren des Ausgangs des Vergleichsabschnitts mit einem zweiten Koeffizienten; einen ersten Integrationsabschnitt zum Integrieren des Ausgangs des Vergleichsabschnitts; und einen zweiten Integrationsabschnitt zum Integrieren eines Wertes, der durch Subtrahieren des Ausgangs des zweiten Multiplikationsabschnitts von dem Ausgang des ersten Multiplikationsabschnitts erhalten wird. Der Vergleichsabschnitt vergleicht das Spannungssignal mit dem Ausgang des zweiten Integrationsabschnitts und gibt das Ergebnis zu dem zweiten Multiplikationsabschnitt und zu dem ersten Integrationsabschnitt aus.
Die Funktionsweise ist in diesem Fall folgendermaßen. Der Ausgang des ersten Multiplikationsabschnitts zum Empfangen der Positionssteuerinformationen von dem Positionssteuerabschnitt enthält Antriebsmoment-Schätzinformationen, die einem Antriebsmoment entsprechen, das auf den Aktor ausgeübt wird. Der Ausgang des zweiten Integrationsabschnitts enthält ein Rückführungselement zu dem Spannungssignal, das von dem Spannungserfassungsabschnitt eingegeben wird. Der Ausgang des Vergleichsabschnitts als eine Differenz zwischen dem Spannungssignal und dem Rückführungselement von dem zweiten Integrationsabschnitt wird an den ersten Integrationsabschnitt und den zweiten Multiplikationsabschnitt gegeben. Der Ausgang des ersten Integrationsabschnitts zum Integrieren der oben erwähnten Differenz enthält die Störungsschätzinformationen, die der auf den Aktor ausgeübten Störung entsprechen. Eine Differenz, die durch Subtrahieren des Ausgangs des zweiten Multiplikationsabschnitts erhalten wird, der durch Multiplizieren der oben erwähnten Differenz mit einem vorgegebenen Koeffizienten von den Antriebsmoment-Schätzinformationen erhalten wird, wird an den zweiten Integrationsabschnitt gegeben.
Folglich sind die Störungsschätzinformationen, die von dem ersten Integrationsabschnitt ausgegeben werden, mit jenen gleichwertig, die die an dem Aktor ausgeübte Störung korrekt schätzen. Die Vorwärtssteuerung wird in einer Weise realisiert, um die Störung, die an dem Aktor ausgeübt wird, mit den Störungsschätzinformationen zu beseitigen, die auf diese Weise korrekt geschätzt werden, so dass in der folgenden Operation die an dem Aktor ausgeübte Störung kompensiert werden kann, und selbst dann, wenn die Störungsschwankung in dem Aktor in der nächsten Operation groß ist, kann die Kopfpositionierung zur Sollspur stabil gesteuert werden und die Positionierungsgenauigkeit kann verbessert werden. Des Weiteren ist die Hinzufügung des ersten Integrationsabschnitts und des zweiten Multiplikationsabschnitts, die in dem bevorzugten Aspekt der zweiten Lösungsmittel erforderlich war, zum Berechnen nicht erforderlich, so dass eine Hinzufügung eines Berechnungsabschnitts zur Addition unterlassen werden kann, was zu einer vereinfachten Konfiguration führt.
Ein bevorzugter Aspekt der oben erwähnten Lösungsmittel besteht darin, dass das Steuerband des Störungsschätzabschnitts oder des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts auf einen Wert gesetzt ist, der größer ist als jener des Positionssteuerabschnitts.
Obwohl die Verbreiterung des Steuerbandes eines Positionierungssteuersystems darin besteht, dass die Proportionalverstärkung größer gemacht wird, ist durch die Abtastfrequenz der Sektorservosteuerung der Plattenspeichervorrichtung oder durch die natürliche mechanische Resonanzfrequenz des Aktors eine obere Begrenzung vorhanden. Der Störungsschätzabschnitt oder der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt wird dagegen nicht durch die Abtastfrequenz der Sektorservosteuerung der Plattenspeichervorrichtung beeinflusst. Deswegen kann in dem Störungsschätzabschnitt oder in dem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt das Steuerband auf einen höheren Wert als jener des Positionierungssteuersystems gesetzt werden. Folglich kann über einen größeren Steuerbereich bewirkt werden, dass der Kopf der Sollspur korrekt folgt.
Die vorliegende Erfindung kann außerdem zusätzlich zu einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung bei einer optischen Plattenspeichervorrichtung, einer magnetooptischen Plattenspeichervorrichtung und dergleichen angewendet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Diese und weitere Aufgaben sowie Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlich; es zeigen:
1 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung zeigt;
2 einen Blockschaltplan, der die Gesamtkonfiguration eines Positionierungssteuersystems zeigt;
3A einen Blockschaltplan zum Erläutern der Störungsschätzoperation eines Störungsschätzabschnitts;
3B einen Blockschaltplan, der durch eine gleichwertige Umsetzung des Blockschaltplans von 3A erhalten wird;
3C einen Blockschaltplan, der zusammenfassend den Blockschaltplan von 3A darstellt;
4A einen Blockschaltplan zum Erläutern einer Operation zum Verhindern einer Störung, die an der magnetischen Plattenspeichervorrich tung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeübt wird;
4B einen Blockschaltplan, der eine gleichwertige Umsetzung des Blockschaltplans von 4A erhalten wird;
5 eine Kennliniendarstellung der Grenzfrequenz für eine Störung, die an der magnetischen Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird;
6A eine Signalformdarstellung, die die Schwankungen einer Störung, die an der magnetischen Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, und ein Störungsschätzsignal, das von einem Störungsschätzabschnitt in Abhängigkeit von der Zeit ausgegeben wird, zeigt;
6B eine Signalformdarstellung eines Antriebsstroms in Abhängigkeit von der Zeit, wenn das Störungsschätzsignal, das vom Störungsschätzabschnitt ausgegeben wird, nicht in einen Korrekturabschnitt eingegeben wird;
6C eine Signalformdarstellung eines Spurfehlers in Abhängigkeit von der Zeit, wenn das Störungsschätzsignal, das vom Störungsschätzabschnitt ausgegeben wird, in den Korrekturabschnitt eingegeben wird, um die Schwankung der Störung zu beseitigen;
7 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung zeigt;
8 einen Blockschaltplan, der die Gesamtkonfiguration eines Positionierungssteuersystems zeigt;
9 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 einen Blockschaltplan, der die Gesamtkonfiguration eines Positionierungssteuersystems der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11A eine Signalformdarstellung, die die Schwankung einer Störung, die auf die magnetische Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeübt wird, und ein Störungsschätzsignals, das von einem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt in Abhängigkeit von der Zeit ausgegeben wird, zeigt;
11B eine Signalformdarstellung eines Antriebsstroms in Abhängigkeit von der Zeit, die den Unterschied zwischen einem Fall, bei dem der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und einem herkömmlichen Fall, bei dem der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt nicht verwendet wird, zeigt;
11C eine Signalformdarstellung eines Spurfehlers in Abhängigkeit von der Zeit, die den Unterschied zwischen einem Fall, bei dem der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und einem herkömmlichen Fall, bei dem der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt nicht verwendet wird, zeigt;
12A eine Signalformdarstellung einer Spurexzentrizität der magnetischen Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von der Zeit;
12B eine Signalformdarstellung des zeitlichen Verlaufs eines Fehlersignals in einem Zustand, bei dem ein Schalter der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung normalerweise geschlossen ist;
12C eine Signalformdarstellung des zeitlichen Verlaufs eines Fehlersignals in einem Zustand, bei dem ein Schalter der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geöffnet ist, um die Wirkung anzuzeigen;
13 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 einen Blockschaltplan, der die Gesamtkonfiguration eines Positionierungssteuersystems der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 einen Blockschaltplan, der die Gesamtkonfiguration eines Positionierungssteuersystems der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 einen Blockschaltplan, der die Gesamtkonfiguration eines Positionierungssteuersystems der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 einen Ablaufplan, der die Funktionsweise einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung der fünften Ausführungsform zeigt;
21 einen Ablaufplan, der die Funktionsweise einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung einer sechsten Ausführungsform zeigt;
22 einen Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
23 einen Ablaufplan, der die Funktionsweise einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung der siebten Ausführungsform zeigt; und
24 einen Ablaufplan, der die Funktionsweise einer magnetischen Plattenspeichervorrichtung der achten Ausführungsform zeigt.
In allen Figuren sind gleiche Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen angegeben.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
In 1 bezeichnen das Bezugszeichen 1 eine magnetische Platte, die durch einen (nicht gezeigten) Spindelmotor gedreht wird; das Bezugszeichen 2 einen magnetischen Kopf zum Aufzeichnen/Wiedergeben von Daten für die Platte 1; und das Bezugszeichen 3 einen Kopfarm, der den Kopf 2 zu einer Sollspur auf der Platte 1 bewegt, indem der an einem Ende des Arms 3 angebrachte Kopf 2 um ein Lager 4 geschwenkt wird. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Antriebsspule, die am hinteren Ende des Arms 3 vorgesehen ist; und das Bezugszeichen 6 einen Stator (Joch), in dem ein Magnet (ein Permanentmagnet, nicht gezeigt) an der Oberfläche, die der Antriebsspule 5 gegenüberliegt, angeordnet ist. Der Stator 6 enthält einen Spalt aus einem Paar gegenüberliegender Joche und in dem Spalt ist der oben erwähnte Magnet an wenigstens einem der Joche befestigt. Die Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Fluss, der durch den an dem Stator 6 angeordnet Magneten erzeugt wird, und dem Magnetfeld, das durch den Strom erzeugt wird, der durch die Antriebsspule 5 geleitet wird, bewirkt, dass der Arm 3 mit einer Drehkraft beaufschlagt wird. Ein Aktor 7 ist durch den Arm 3, das Lager 4, die Antriebsspule 5 und den Stator 6 gebildet.
Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Antriebsabschnitt; und das Bezugszeichen 11 einen Spannungserfassungsabschnitt, der in dem Antriebsabschnitt 10 enthalten ist, eine Spannung erfasst, die über der Antriebsspule 5 erzeugt wird, und ein Spannungssignal Va ausgibt. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Störungsschätzabschnitt, der ein Störungsmoment, das an dem Arm 3 ausgeübt wird, aus dem Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt ausgegeben wird, und aus einem Antriebssignal u als ein Eingang des Antriebsabschnitts 10 schätzt und ein Störungsschätzsignal τd_est ausgibt. Ein Signal s, das vom Kopf 2 gelesen wird, wird durch einen Verstärker 16 verstärkt und in den Positionserfassungsabschnitt 13 eingegeben. Ein Positionssignal der Spur, das vorher als Servoinformationen auf entsprechenden Sektoren der Platte 1 aufgezeichnet worden ist, wird durch den Kopf 2 gelesen und im Verstärker 16 verstärkt. Der Positionserfassungsabschnitt 13 erfasst eine momentane Position des Kopfes 2 aus dem Positionssignal, das durch den Kopf 2 gelesen wird, und erzeugt ein Positionsfehlersignal e, das eine Differenz von einer Sollposition r der Sollspur angibt. Ein Positionssteuerabschnitt 14 empfängt das Positionsfehlersignal e, das im Positionserfassungsabschnitt 13 erzeugt wird, verstärkt das Signal und führt daran eine Phasenkompensation aus und erzeugt ein Positionssteuersignal c. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Korrekturabschnitt, der das Positionssteuersignal c von dem Positionssteuerabschnitt 14 und das Störungsschätzsignal τd_est von dem Störungsschätzabschnitt empfängt und eine Korrekturberechnung an dem Positionssteuersignal c durch das Störungsschätzsignal τd_est ausführt und anschließend das Antriebssignal u an den Antriebsabschnitt 10 ausgibt. Der Antriebsabschnitt 10 ist so konfiguriert, dass er einen Antriebsstrom Ia in Reaktion auf das eingegebene Antriebssignal u zu der Antriebsspule 5 leitet, den Arm 3 um das Lager 4 als ein Zentrum schwenkt, den Kopf 2, der am oberen Ende des Arms 3 angebracht ist, rotatorisch bewegt und den Kopf 2 mit großer Genauigkeit zu der Sollspur positioniert, die durch enge Spurschrittweiten gebildet ist, um Daten auf der Platte 1 aufzuzeichnen bzw. von dieser wiederzugeben. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Störungsüberwachungsabschnitt, in den das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Störungsschätzabschnitt erzeugt wird, eingegeben wird. Der Störungsüberwachungsabschnitt 18 gibt ein Schaltsignal t1 zu einem Aufzeichnungssperrschalter 17 aus, wenn die Größe des Störungsschätzsignals τd_est einen vorgegebenen Wert eines zulässigen Bereichs übersteigt, und schaltet den Schalter 17 aus. Das Datensignal d, das in einen Dateneingangsanschluss 19 eingegeben wird, wird durch den Schalter 17 in den Verstärker 16 eingegeben und wird im Verstärker 16 verstärkt, wenn der Schalter 17 geschlossen ist, und dann durch den Kopf 2 als Daten auf der Platte 1 aufgezeichnet. Der Verstärker 16 ist bidirektional mit dem Kopf 2 verbunden. Wenn der Schalter 17 ausgeschaltet ist, ist das Schreiben des Datensignals d auf der Platte 1 durch den Kopf 2 gesperrt.
Der Antriebsabschnitt 10, der Spannungserfassungsabschnitt 11, der Störungsschätzabschnitt 12, der Positionserfassungsabschnitt 13, der Positionssteuerabschnitt 14, der Störungsüberwachungsabschnitt 18 und der Schalter 17 können jeweils durch Hardware, wie etwa eine analoge Schaltung, oder durch Software konfiguriert sein.
Im Folgenden wird unter Verwendung von 2 die Funktionsweise eines Positionierungssteuersystems erläutert.
Ein Abschnitt 30, der in der Figur von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ist ein Block des Störungsschätzabschnitts 12. Des Weiteren ist ein Abschnitt 47, der in der Figur von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ein Block des Korrekturabschnitts 15. In 2 bezeichnet das Symbol s den Laplace-Operator. In 2 sind Speicherelemente für die Abtastung des Sektorservosignals weggelassen, um die Erläuterung zu vereinfachen.
In 2 wird die momentane Spurposition, die durch den Kopf 2 erfasst wird, mit x dargestellt, das Positionsfehlersignal e in Bezug auf die Sollspurposition r ist durch die Formel 1 dargestellt, wobei das Positionsfehlersignal e in einem Vergleichsabschnitt 20 erhalten wird. e = r – x (1)
Der Positionssteuerabschnitt 14, der in 2 durch einen Block 21 dargestellt ist, wendet eine digitale Filterverarbeitung einer Übertragungsfunktion Gx(z) auf das Positionsfehlersignal e an, das von dem Vergleichsabschnitt 20 ausgegeben wird, erzeugt das Positionssteuersignal c und gibt es an den Korrekturabschnitt 15 aus, der durch einen Block 47 dargestellt ist. Das Positionierungssteuersystem wird bei einer normalen PID-Steuerung angewendet und die Übertragungsfunktion kann durch die Formel 2 dargestellt werden:
Dabei bezeichnet das Symbol z^–1 eine Verzögerung um einen Abtastwert und das Symbol Kx bezeichnet eine Proportionalverstärkung des Positionierungssteuersystems. Die Koeffizienten a_d, a_i bezeichnen Konstanten zum Darstellen der Frequenzcharakteristik, wobei der Koeffizient a_d ein Ableitungskoeffizient ist, während der Koeffizient a_i ein Integrationskoeffizient ist. Das Positionsfehlersignal e läuft durch einen Additionsabschnitt 46 und wird das Antriebssignal u. Das Antriebssignal u wird vom Spannungssignal im Antriebsabschnitt 10 eines Blocks 22, von dem der Antriebsstrom Ia ausgegeben wird, in ein mit gm multipliziertes Stromsignal (die Übertragungsfunktion ist gm) umgesetzt. In dem Aktor 7, der durch einen Block 23 dargestellt ist, wird der Antriebsstrom Ia durch eine Übertragungsfunktion Kt durch eine Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld, das durch den Antriebsstrom Ia erzeugt wird, und dem oben erwähnten magnetischen Fluss des Stators 6 in das Antriebsmoment τ umgesetzt. Dabei ist die Übertragungsfunktion Kt eine Drehmomentkonstante des Aktors 7. Eine Übertragungsfunktion (Lb/J·s) eines Blocks 24 drückt die Übertragungscharakteristik von dem Antriebsmoment τ, das auf den Arm 3 ausgeübt wird, zu einer Bewegungsgeschwindigkeit v des Kopfes 2 aus. Dabei bezeichnet das Symbol J ein Trägheitsmoment des Arms 3 und das Symbol Lb bezeichnet eine Strecke vom Lager 4 des Arms 3 zum Kopf 2. Ein Block 25 bezeichnet einen Integrationsabschnitt, in dem die Übertragungsfunktion durch l/s dargestellt ist und die Bewegungsgeschwindigkeit v des Kopfes 2 in die momentane Spurposition x umgesetzt wird.
In dem Spannungserfassungsabschnitt 11, der durch einen Block 26 und einen Block 27 dargestellt ist, gibt der Block 26 eine induzierte Spannung Ea aus, die durch die Drehung des Aktors 7 über der Antriebsspule 5 erzeugt wird, während der Block 27 einen Spannungsabfall (Ra + La·s)·Ia ausgibt, der durch die Einleitung des Antriebsstroms Ia in die Antriebsspule 5 erzeugt wird, und eine Anschlussspannung des Aktors 7 als das Spannungssignal Va ausgibt, indem die induzierte Spannung und der Spannungsabfall in einem Additionsabschnitt 28 miteinander addiert werden. Das heißt, die dazwischen bestehende Beziehung ist folgendermaßen: Va = Ea + (Ra + La·s)Ia (3)
Dabei bezeichnet das Symbol Ra einen Spulenwiderstand der Antriebsspule 5 und das Symbol La bezeichnet eine Induktivität der Antriebsspule 5.
Eine Störung τd, die an dem Arm 3 ausgeübt wird, wie etwa eine Lagerreibung des Aktors 7, eine elastische Kraft der FPC (flexible gedruckte Schaltung), die den Aktor 7 mit einer elektronischen Schaltungsplatte verbindet, und eine Trägheitskraft, die infolge eines Stoßes oder einer Schwingung, der bzw. die von außen an der Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, von dem Aktor 7 aufgenommen wird, kann in einer solchen Form dargestellt werden, die in die Eingangsstufe des Blocks 24 in einem Vergleichsabschnitt eingegeben wird.
Der Abschnitt 30, der in 2 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ist ein Blockschaltplan des Störungsschätzabschnitts 12, wobei der Block 30 einen Block 32 mit der gleichen Übertragungsfunktion gm_n wie die Übertragungsfunktion gm des Blocks 22 als Antriebsabschnitt 10, einen Block 33 mit der gleichen Übertragungsfunktion Kt_n wie die Übertragungsfunktion Kt des Blocks 23 als Aktor 7, einen Block 34 mit der gleichen Übertragungsfunktion Lb_n/J_n·s wie die Übertragungsfunktion Lb/J·s des Blocks 24, einen Block 35 mit der gleichen Übertragungsfunktion Kv_n wie die Übertragungsfunktion Kv des Blocks 26 als Spannungserfassungsabschnitt 11 und einen Block 39 mit der gleiche Übertragungsfunktion Ra_n + La_n·s wie die Übertragungsfunktion Ra + La·s des Blocks 27 enthält. Der erste Multiplikationsabschnitt ist durch die Kombination von Block 32 und Block 33, der zweite Multiplikationsabschnitt durch einen Block 44, der erste Integrationsabschnitt durch einen Block 43 und der zweite Integrationsabschnitt durch die Kombination von Block 34 und Block 35 konfiguriert. Dabei bezeichnen entsprechende Konstanten mit dem Suffix "n" im Block 30 Nominalwerte und Variable mit dem Suffix "est" Schätzwerte.
Das Antriebssignal u, das in den Block 22 eingegeben wird, wird außerdem in den Block 32 eingegeben, der den Störungsschätzabschnitt 12 bildet, und eine Multiplikation von gm_n·Kt_n mit dem Antriebssignal u im Block 32 und im Block 33 bewirkt, dass das gleiche Antriebsmoment-Schätzsignal τ_est wie das Antriebsmoment τ, das auf den Arm 3 ausgeübt wird, erhalten wird.
In 2 wird vom Block 34 ein Geschwindigkeitsschätzsignal v_est ausgegeben. Im Block 35 wird ein Schätzsignal Ea_est der induzierten Spannung, das durch Vergrößerung des Geschwindigkeitsschätzsignals v_est durch Multiplikation mit Kvn erhalten wird, in einem Additionsabschnitt 36 zu einem Spannungsabfall (Ran + Lan·s)·Ia_est, der durch das Einleiten eine Schätzstroms Ia_est erhalten wird, addiert und von dem Additionsabschnitt 36 wird ein Spannungsschätzsignal Va_est ausgegeben. Das Spannungsschätzsignal Va_est wird in einen Vergleichsabschnitt 37 eingegeben und mit dem Spannungssignal Va, das tatsächlich erfasst wird, verglichen. Ein resultierendes Fehlersignal α (= Va_est – Va) wird in den ersten Integrationsabschnitt, der durch den Block 43 dargestellt ist, und in den zweiten Multiplikationsabschnitt, der durch den Block 44 dargestellt ist, eingegeben. Der erste Integrationsabschnitt 43 integriert das Fehlersignal α und gibt ein Störungsschätzsignal τd_est für die Störung aus. Das Fehlersignal α wird in den zweiten Multiplikationsabschnitt, der durch den Block 44 dargestellt ist, eingegeben, durch Multiplikation mit g1 vergrößert und anschließend einem Additionsabschnitt 38 hinzugefügt. Der Ausgang des Additionsabschnitts 38 wird in einen Subtraktionsabschnitt 31 eingegeben, von dem ein resultierender Wert γ, der durch Subtraktion des Ausgangs des Additionsabschnitts 38 von dem Antriebsmoment-Schätzsignal t_est, das vom Block 33 ausgegeben wird, erhalten wird, zum Block 34 ausgegeben wird.
Ein Koeffizient g1 des Blocks 44 und ein Koeffizient g2 des Blocks 43 sind Konstanten zum Stabilisieren des Betriebs des Störungsschätzabschnitts 12, dessen Einzelheiten später beschrieben werden.
In 2 ist ein Block 47, der von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ein Blockschaltplan des Korrekturabschnitts 15. Ein Block 45, der im Korrekturabschnitt 15 enthalten ist, erzeugt ein Korrektursignal β für den Antriebsabschnitt 10, das erforderlich ist, um zu bewirken, dass der Arm 3 eine Antriebskraft mit einer Größe, die gleich dem Störungsschätzsignal τd_est ist, erzeugt, indem das Störungsschätzsignal τd_est durch Multiplikation mit 1/(qm_n·Kt_n) vergrößert wird. Das Korrektursignal β wird in einem Additionsabschnitt 46 zu dem Positionssteuersignal c addiert.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 die Funktionsweise des Störungsschätzabschnitts 12 des Blocks 30 erläutert.
3A ist ein Blockschaltplan, der durch Umschreiben des Blocks 30 von 2 erhalten wird, und zeigt die Übertragung vom Eingang des Antriebssignals u zum Ausgang des Störungsschätzsignals τd_est. 3B ist ein Blockschaltplan, der im Blockschaltplan von 3A durch eine Übertragungsbewegung erhalten wird, die gleich der Eingabeposition (im Vergleichsabschnitt 37) des Spannungssignals Va anhand der Formel 3 ist, um dadurch den Blockschaltplan von 3A zu transformieren. Dabei wird zur Vereinfachung der Erläuterung angenommen, dass in 2 der Wert gm des Blocks 22 gleich dem Wert gm_n des Blocks 32 ist, wie in der folgenden Formel gezeigt ist, wobei angenommen wird, dass der Antriebsstrom Ia (= gm·u) gleich dem geschätzten Strom Ia_est (= gm_n·u) ist. gm = gmn (4)
In Bezug auf den ersten und den zweiten Term von Formel 3 kann durch Vergrößern der Größe des ersten Terms Ea durch Multiplikation mit J_n·s/Lb_n·Kv_n der erste Term gleichfalls die Eingabeposition des Vergleichsabschnitts 37 von 3A zur Eingabeposition eines Subtraktionsabschnitts 48, der in 3B gezeigt ist, verschieben. Der zweite Term (Ra + La·s)·Ia der Formel 3 kann im Block 39 von 3A enthalten sein, um in der Weise ausgedrückt zu werden, wie im Block 49 von 3B gezeigt ist.
In Bezug auf den Subtraktionsabschnitt 48 von 3B wird der Wert δ als Ausgang des Subtraktionsabschnitts 48 in der Weise ausgedrückt, wie in Formel 5 gezeigt ist:
In Bezug auf den Vergleichsabschnitt und die Blöcke 24, 26 von 2 gibt es dann eine Beziehung, die in Formel 6 dargestellt ist:
Dabei wird zur Vereinfachung der Formel 6 für die Terme folgendes angenommen: Kt = Ktn (7)
und durch Einsetzen der Formel 6 in die Formel 5 wird die Formel 5 in der Weise transformiert, wie in Formel 9 gezeigt ist: δ = τd (9)
Das heißt, der Wert δ als Ausgang des Subtraktionsabschnitts 48 ist gleich der Störung τd, die am Arm 3 ausgeübt wird.
Deswegen wird durch Bestimmen einer Übertragungsfunktion von der Störung τd, die am Arm 3 ausgeübt wird, zum Störungsschätzsignal τd_est die Funktion erhalten, die in Formel 10 gezeigt ist:
Aus der Formel 10 wird für den Störungsschätzabschnitt 12 erkannt, dass die tatsächliche Störung τd in einem sekundären Verzögerungssystem für das Antriebssignal u und das Spannungssignal Va durch die Schleife im Block 30, der in 2 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, geschätzt werden kann.
Dabei werden durch Ausdrücken der natürlichen Winkelfrequenz (geschätzte Winkelfrequenz) des sekundären Verzögerungssystems als ωo und des Dämpfungsfaktors als ζo die Konstanten g1 und g2 zum Stabilisieren des Betriebs des Störungsschätzabschnitts 12 durch die folgenden Formeln 11 bzw. 12 ausgedrückt:
Dabei kann durch die Einstellung der geschätzten Winkelfrequenz ωo auf einen Wert, der größer ist als ein Positionssteuerband fc, und durch ein Auswählen des Dämpfungsfaktors ζo von 0,7 bis 1 die tatsächliche Störung, wie etwa eine Lagerreibung, eine elastische Kraft und eine Trägheitskraft, durch den Störungsschätzabschnitt 12 korrekt geschätzt werden.
Durch Transformieren der Formel 10 unter Verwendung der Formeln 11 und 12 wird die folgende Formel erhalten:
Das heißt, der Blockschaltplan des Störungsschätzabschnitts 12 von 3A kann in der Weise vereinfacht werden, wie in einem Block 52 von 3C gezeigt ist.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 4 die Funktionsweise des Korrekturabschnitts, der im Block 47 gezeigt ist, genau erläutert.
Der Block 47 eines Abschnitts, der in 4 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, bezeichnet den Block des Korrekturabschnitts 15. Der Block 45 gibt das Korrektursignal β, das erhalten wird, indem das Störungsschätzsignal τd_est durch Multiplikation mit 1/(gm_n·Kt_n) vergrößert wird, an den Additionsabschnitt 46 aus. Das heißt, durch Vergrößerung des Störungsschätzsignals τd_est durch Multiplikation mit 1/(gm_n·Kt_n) wird das Korrektursignal β, das erforderlich ist, um zu bewirken, dass der Aktor eine Antriebskraft ausgibt, und mit einer Größe, die gleich dem Störungsschätzsignal τd_est ist, an den Additionsabschnitt 46 ausgegeben. Ferner wird das Korrektursignal β durch die Blöcke 22 und 23 durch Multiplikation mit gm_n·Kt_n vergrößert, so dass das Störungsschätzsignal τd_est vorher durch Multiplikation mit 1/(gm_n·Kt_n) vergrößert wird, um die Größen aneinander anzupassen.
Als Erkenntnis aus der obigen Erläuterung kann festgestellt werden, dass die Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform so konfiguriert ist, dass bewirkt wird, dass das Störungsschätzsignal τd_est auf den Aktor einwirkt, um die Störung τd infolge einer Lagerreibung des Aktors 7, einer elastischen Kraft der FPC, die den Aktor 7 mit einer elektronischen Schaltungsplatte verbindet, von Trägheitskräften, die durch einen Stoß oder eine Schwingung, der bzw. die von außen auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, auf den Aktor 7 ausgeübt werden, und dergleichen zu beseitigen.
4A ist ein Blockschaltplan, der durch das Umsetzen von Abschnitten aus dem Additionsabschnitt 46 zu dem Vergleichsabschnitt 29 erhalten wird, wobei sich der Block 24 auf die Funktionsweise des Korrekturabschnitts 15 aus dem Blockschaltplan von 2 bezieht. 4b ist ein Blockschaltplan, bei dem die Störung τd, die an dem Vergleichsabschnitt 29 ausgeübt wird, und jene, die an einem Block 52 ausgeübt wird, zu einer Störung τd zusammenfasst werden. Komponenten mit gleichen Funktionen wie jene in dem Blockschaltplan von 2 sind durch die gleichen Symbole angegeben, um eine doppelte Erläuterung zu vermeiden.
In dem Blockschaltplan von 4A ist der Block 52 mit dem Block 52 von 3C gleichbedeutend und besitzt eine Übertragungsfunktion, die durch die Formel 10 ausgedrückt wird.
Deswegen kann aus 4b die Störung τd, die von außen auf den Arm 3 ausgeübt wird, so betrachtet werden, dass sie über ein Filter, das durch eine Übertragungsfunktion der Formel 14 auf das Kopf-Positionierungssteuersystem ausgeübt wird.
5 zeigt die Frequenzcharakteristik einer Übertragungsfunktion Gd(s), die durch die Formel 14 ausgedrückt ist, als eine Näherung durch eine Polygonlinie. Aus der Frequenzcharakteristik der Übertragungsfunktion Gd(s), die in 5 gezeigt ist, ist ersichtlich, dass bei einer Winkelfrequenz kleiner als die Winkelfrequenz ωo die Verstärkung 0 dB oder kleiner ist, und wenn die Winkelfrequenz ω fällt, wird die Verstärkung mit einem Dämpfungsverhältnis von –20 dB/Dekade gedämpft wird. Eine Dekade bedeutet 10-mal. Das heißt, aus 5 ist ersichtlich, dass die Übertragungsfunktion Gd(s) eine Tiefpass-Filtercharakteristik besitzt, die eine Frequenz, die unter der Winkelfrequenz ωo liegt, sperrt.
Das heißt, die in 1 gezeigte Plattenspeichervorrichtung ist in der Weise konfiguriert, dass selbst dann, wenn die Störung τd infolge einer Lagerreibung, einer elastischen Kraft, einer Trägheitskraft oder dergleichen auf den Aktor 7 ausgeübt wird, die Störung τd durch den Störungsschätzabschnitt 12 geschätzt und in der Weise gesteuert werden kann, dass die von außen ausgeübte Störung τd mit dem Störungsschätzsignal τd_est beseitigt werden kann. Deswegen wirkt die von außen ausgeübte Störung τd, als ob die Störung τd durch ein Filter mit der Grenzfrequenzcharakteristik der Formel 14 und von 5 auf das Kopf-Positionierungssteuersystem ausgeübt wird.
Deswegen kann bei einer Frequenz kleiner als die Winkelfrequenz ωo die primäre Tiefpass-Grenzcharakteristik die Störung infolge einer Lagerreibung des Aktors 7, einer elastischen Kraft der FPC, die den Aktor 7 mit einer elektronischen Schaltung verbindet, von Trägheitskräften, die durch einen Stoß oder durch Schwingungen, der bzw. die von außen auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, auf den Aktor 7 ausgeübt werden, und dergleichen sperren.
Das heißt, selbst wenn eine Schwingung oder ein Stoß auf die Vorrichtung ausgeübt wird, um zu bewirken, dass die Störung τd auf den Aktor 7 ausgeübt wird, wird die Störung τd durch den Störungsschätzabschnitt 12 geschätzt und in der Weise gesteuert, um die von außen ausgeübte Störung τd zu beseitigen, so dass eine Wirkung vorhanden ist, als ob die Plattenspeichervorrichtung mit einem mechanischen Schwingungsschutzmechanismus versehen ist.
Im Folgenden wird unter Verwendung von 6 die Störungssperrwirkung des Störungsschätzabschnitts 12 genauer erläutert.
6A zeigt eine Signalform 61 (durch die unterbrochene Linie dargestellt) der Störung τd infolge einer Trägheitskraft, die auf den Aktor 7 ausgeübt wird, und eine Signalform 62 des Störungsschätzsignals τd_est, das von dem Störungsschätzabschnitt 12 ausgegeben wird, wenn ein Drehstoß mit einer Form einer Sinushalbwelle mit einer maximalen Winkelbeschleunigung dωo/dt von 1000 rad/s² von außen auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird. Wird das Trägheitsmoment um das Lager 4 des Aktors 7 als 1 g·cm² ausgedrückt wird, ist der Maximalwert der Störung τd wie folgt:
Dabei wird durch das Auswählen der Werte einer Schätzfrequenz fo (ωo = 2πfo) und eines Dämpfungsfaktors ζ0 zum Bestimmen von Steuerparametern mit den Bezugszeichen 11 und 12 als 3 kHz bzw. 1 und durch Einstellen des Steuerbands des Positionsteuersystems bei 400 Hz eine Simulation ausgeführt.
Der Störungsschätzabschnitt 12 schätzt die Störung τd, die auf den Aktor 7 ausgeübt wird, aus dem Antriebssignal u als Eingang des Antriebsabschnitts 10 und aus dem Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 ausgegeben wird, und gibt das Störungsschätzsignal τd_est aus, das im Wesentlichen der tatsächlichen Störung τd ähnlich ist, obwohl eine kleine Zeitverzögerung vorhanden ist.
6B zeigt eine Signalform 64 des Antriebsstroms Ia, wenn das Störungsschätzsignal τd_est auf den Aktor 7 in einer Weise ausgeübt wurden ist, dass das Störungsschätzsignal τd_est, das von dem Störungsschätzabschnitt 12 ausgegeben wurde, in den Korrekturabschnitt 15 eingegeben wird, um die Schwankung infolge der Störung τd zu beseitigen, und zeigt ein Simulationsergebnis einer Signalform 63 des Antriebsstroms Ia, wenn das Störungsschätzsignal τd_est nicht eingegeben wird. Die Drehmomentkonstante Kt des Aktors 7 beträgt 23 dyn·cm/mA.
Auf der Platte 1 aufgezeichnete Servoinformationen sind auf der Platte in einem diskreten Zustand mit einer bestimmten Abtastperiode aufgezeichnet worden, so dass das Kopfpositionssignal kein kontinuierliches Signal ist. Deswegen wird das Steuersignal c des Positionssteuerabschnitts 14 zum Realisieren einer digitalen Verarbeitung in ein stufenförmiges Signal geändert. Folglich wird die Signalform des Antriebsstroms Ia des Aktors 7, wenn das Störungsschätzsignal τd_est nicht in den Korrekturabschnitt 15 eingegeben wird, zur gleichen Signalform wie die des Steuersignals c, so dass die Signalform in eine stufenförmige Signalform geändert wird, wie in der Signalform 63 von 6B gezeigt ist (Ia = gm·c = gm·u). Die Signalform 64 des Antriebsstroms Ia des Aktors 7, wenn das Störungsschätzsignal τd_est in den Korrekturabschnitt 15 eingegeben wurde, wird erzeugt, indem das Störungsschätzsignal τd_est zu dem Steuersignal c des Positionssteuerabschnitts 14 durch den Korrekturabschnitt 15 addiert wird, so dass ihre Zeitverzögerung von einem Punkt (t = 0), wenn ein Drehstoß an der Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, kleiner ist als jene der Signalform 63 von 6B.
6C zeigt eine Signalform 66 des Positionsfehlersignals e, wenn das Störungsschätzsignal τd_est auf den Aktor 7 so ausgeübt wurde, dass das Störungsschätzsignal τd_est, das vom Störungsschätzabschnitt 12 ausgegeben wird, in den Korrekturabschnitt 15 eingegeben wird, um eine Schwankung infolge der Störung τd zu beseitigen, und zeigt ein Simulationsergebnis einer Signalform 65 des Positionsfehlersignals e, wenn der Störungsschätzabschnitt 12 nicht angewendet wird. Selbst dann, wenn ein Drehstoß in Form einer Sinushalbwelle von außen auf die Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, schwankt dann, wenn der Störungsschätzabschnitt 12 angewendet wird, nicht so stark wie bei der Signalform 65, so dass im Vergleich zu der Signalform 65, wenn der Störungsschätzabschnitt 12 nicht angewendet wird, die Störungssperrwirkung verbessert wurde.
Folglich erfasst die Plattenspeichervorrichtung von 1 die Störung infolge einer Trägheitskraft, die durch eine Schwingung oder einen Stoß, die bzw. der von außen ausgeübt wird, an dem Aktor ausgeübt wird, korrekt durch die Verwendung des Störungsschätzabschnitts 12, um zu ermöglichen, dass eine Spurverschiebung infolge der Störung verhindert wird, wodurch der Kopf 2 bei der Positionierung zur Sollspur sehr genau gesteuert wird. Deswegen kann die Spurnachlaufsteuerung, die gegen Stoß oder Schwingung stabil ist, realisiert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Plattenspeichervorrichtung verbessert wird.
Die magnetische Plattenspeichervorrichtung ist des Weiteren häufig in tragbaren Computern installiert, wobei tragbare Computer dafür anfällig sind, von einer Schwingung oder einem Stoß von außen betroffen zu werden. Bei einer derartigen Schwingung oder einem derartigen Stoß schätzt die Plattenspeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Störung τd, die von außen ausgeübt wird, durch den Störungsschätzabschnitt 12 und steuert die Störung τd in der Weise, dass sie durch das Störungsschätzsignal τd_est beseitigt wird.
Indessen hat die Antriebskraft des Aktors 7, die den Kopf 2 verschieben kann, eine eigene Begrenzung, so dass die Antriebskraft in Abhängigkeit von der Größe einer Schwingung oder eines Stoßes, die bzw. der an der Plattenspeichervorrichtung ausgeübt wird, nicht zufrieden stellend unterdrückt werden kann, und deshalb kann der Kopf 2 von der Sollspur stark verschoben werden. In diesem Moment kann ein Aufzeichnen von Daten durch den Kopf 2 Daten auf der angrenzenden Platte zerstören.
Deswegen ist die Vorrichtung so beschaffen, dass das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Störungsschätzabschnitt 12 erzeugt wird, durch den Stö rungsüberwachungsabschnitt 18 ständig überwacht wird, und wenn das Signal einen vorgegebenen Pegel übersteigt, wird der Aufzeichnungssperrschalter 17 ausgeschaltet, wodurch das Aufzeichnen von Daten durch den Kopf 2 unterbunden wird.
In einem normalen Zustand, bei dem keine starke Schwingung oder kein starker Stoß ausgeübt wird, ist der Schalter geschlossen. Deswegen wird das Datensignal d, das aufgezeichnet werden soll, durch den Verstärker 16 verstärkt und die Daten werden durch den Kopf 2 auf der Sollspur aufgezeichnet.
Wenn der absolute Wert des Störungsschätzsignals τd_est, das durch den Störungsschätzabschnitt 12 erzeugt wird, größer als ein Schwellengrenzwert ist, wird von dem Störungsüberwachungsabschnitt 18 ein Schaltsignal t1 mit "H"-Pegel ausgegeben. Dabei ist der Schwellengrenzwert ein Wert, der einer Schwingung oder einem Stoß mit einem solchen Ausmaß entspricht, dass der Kopf 2 von der Sollspur stark verschoben wird. Das Schaltsignal t1, das von dem Störungsüberwachungsabschnitt 18 ausgegeben wird, ist in den Steuerabschnitt des Schalters 17 eingegeben worden, und wenn der Schalter t1 auf "H"-Pegel ist, wird der Schalter 17 geöffnet.
Wenn Daten durch die Plattenspeichervorrichtung aufgezeichnet werden und eine starke Schwingung oder ein starker Stoß bewirkt, dass der Kopf 2 von der Sollspur stark verschoben und zu der benachbarten Spur bewegt wird, wird der Schalter 17 geöffnet, so dass das Aufzeichnen durch den Kopf 2 unterbunden ist. Somit werden die Daten auf der benachbarten Spur nicht zerstört.
Wenn der Kopf 2 bei einer solchen Konfiguration von der Sollspur stark verschoben wird und dadurch zur benachbarten Spur bewegt werden kann, wird das Aufzeichnen durch den Kopf 2 unterbunden, so dass Daten, die auf der benachbarten Spur aufgezeichnet wurden, nicht versehentlich gelöscht werden. Die Daten, die nicht aufgezeichnet wurden, müssen lediglich anschließend erneut geschrieben werden.
Während die oben erwähnte Plattenspeichervorrichtung so konfiguriert wurde, dass das Antriebssignal u, das vom Block 47 ausgegeben wird, als ein Eingangssignal in den Störungsschätzabschnitt 12 eingegeben wird, erübrigt es sich zu erwähnen, dass die gleiche Wirkung auch durch die Verwendung des Antriebsstroms Ia des Ausgangs des Antriebsabschnitts 10, der vom Block 22 ausgegeben wird, anstelle des Antriebsstroms u verwendet werden kann. In diesem Fall kann die Vorrichtung in 2 so konfiguriert sein, dass der Antriebsstrom Ia vom Block 22 in den Block 33 eingegeben wird, wobei der Block 32 weggelassen werden kann.
Während die Plattenspeichervorrichtung von 1 so konfiguriert wurde, dass das Spannungssignal Va und das Antriebssignal u, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 erzeugt wird, in den Störungsschätzabschnitt 12 eingegeben wird, werden bei der Plattenspeichervorrichtung von 7 das Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 erzeugt wird, und das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14 erzeugt wird, in einen Störungsüberwachungsabschnitt 70 eingegeben.
Der Störungsüberwachungsabschnitt 70, in den das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14 erzeugt wird, und das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Störungsschätzabschnitt 12 erzeugt wird, eingegeben werden, führt eine Korrekturberechung aus und gibt dann das Antriebssignal u zu dem Antriebsabschnitt 10 aus.
Der Block 60, der in 8 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ist ein Blockschaltplan des Störungsüberwachungsabschnitts 70. In den Störungsüberwachungsabschnitt 70 werden das Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 als Ausgang des Additionsabschnitts 28 erzeugt wird, und das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14 erzeugt wird, der durch den Block 21 dargestellt ist, eingegeben.
In dem oben erwähnten Störungsschätzabschnitt 12 von 1 wurde die Berechnung folgendermaßen realisiert: Ein Signal, das durch Multiplizieren des Koeffizienten g2/s des Blocks 43 des ersten Integrationsabschnitts erhalten wird, und ein Signal, das durch Multiplizieren des Koeffizienten g1 des Blocks 44 des zweiten Multiplikationsabschnitts erhalten wird, werden in dem Additionsabschnitt 38 addiert. Ein Signal, das durch die Addition erhalten wird, und das Störungsschätzsignal τ_est, das durch Multiplizieren des Koeffizienten gm_n Kt_n des Blocks 41 des ersten Multiplikationsabschnitts erhalten wird, werden in den Subtraktionsabschnitt 31 eingegeben. Das Signal γ, das durch die Subtraktion des Subtraktionsabschnitts 31 erhalten wurde, ist in den Block 32 des zweiten Integrationsabschnitts eingegeben worden. Das heißt, das Antriebssignal u, zu dem das Korrektursignal β addiert wird, ist in den Störungsschätzabschnitt 12 eingegeben worden, so dass der Additionsabschnitt 38 von 2 erforderlich wurde.
Der Störungsschätzabschnitt 70 von 7 ist jedoch so konfiguriert, dass das Positionssteuersignal c eingegeben wird, bevor das Korrektursignal β addiert wird, so dass der Additionsabschnitt 38, der in 2 gezeigt ist, nicht erforderlich ist.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Störungsschätzabschnitts 70 im Vergleich mit dem Störungsschätzabschnitt 12 von 2 erläutert.
Zunächst wird in 2 durch Ausdrücken des Eingangs des zweiten Integrationsabschnitts 42, der den Störungsschätzabschnitts 12 von 1 als γ und durch Bezeichnen des Subtraktionsabschnitts 31 das Signal γ folgendermaßen ausgedrückt: γ = τest – (τdest + gl·α) = gmn·Km·u – (τdest + gl·α) (16)
Dabei wird durch Bezeichnen des Additionsabschnitts 46 von 2 das Antriebssignal u durch die Formel 17 ausgedrückt:
Dadurch kann das Signal γ aus den Formeln 16 und 17 durch die Formel 18 ausgedrückt werden: γ = gmn·Kln·c – gl·α (18)
Anhand der Formel 18 bewirkt ein Umschreiben des Blockschaltplans des Störungsschätzabschnitts 12, dass der Blockschaltplan des Störungsschätzabschnitts 70, der in 8 gezeigt ist, erhalten wird. Das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14 (Block 21) erzeugt wird, wird in den Multiplikationsabschnitt des Blocks 32 eingegeben und der Ausgang des Blocks 32 wird in den Multiplikationsabschnitt des Blocks 33 eingegeben. Dadurch ermöglicht das Multiplizieren des Positionssteuersignals c mit dem Koeffizienten gm_n Kt_n, dass das Störungsschätzsignal Test erhalten wird. Folglich kann die Störung, die auf den Aktor 7 ausgeübt wird, durch den Störungsschätzabschnitt 70 korrekt erfasst werden.
Andererseits arbeitet der Korrekturabschnitt 15, in den das Störungsschätzsignal τd_est eingegeben wird, ähnlich wie in 1, um die Störung τd, die auf den Aktor 7 ausgeübt wird, zu beseitigen. Das heißt, ähnlich wie in 2 wirkt die Störung τd, die von außen ausgeübt wird, als ob sie durch ein Filter mit einer Grenzfrequenzcharakteristik mit der Formel 14 und von 5 an dem Positionssteuersystem ausgeübt wird.
Der Störungsschätzabschnitt 70, der ähnlich wie der Block 30 von 2 konfiguriert ist, wird durch die Abtastfrequenz der Sektorservoeinrichtung der Plattenspeichervorrichtung nicht beeinflusst. Deswegen kann das Steuerband des Störungsschätzabschnitts 70 auf einen Pegel eingestellt werden, der höher ist als das Steuerband des Positionierungssteuersystems.
Deswegen kann die Plattenspeichervorrichtung von 7 die Störung mit der primären Tiefpass-Grenzcharakteristik bei einer Frequenz unterbunden werden, die niedriger als die Winkelfrequenz ωo ist. Dies ermöglicht, dass eine Spurverschiebung infolge einer Störung unterbunden werden kann, wodurch der Kopf 2 bei der Positionierung zur Sollspur sehr genau gesteuert wird. Deswegen kann eine Spurverfolgungssteuerung, die gegen Stoß oder Schwingung stabil ist, realisiert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Plattenspeichervorrichtung verbessert wird.
Die Funktionsweise des Störungsüberwachungsabschnitts 18 und das Aufzeichnungssperrschalters 17 ist jener von 1 ähnlich.
Weitere Operationen und Aktionswirkungen sind jenen von 1 ähnlich, so dass die Erläuterung weggelassen wird.
Gemäß der Plattenspeichervorrichtung von 7 kann die Anzahl von Additionsabschnitten, die für die Konfiguration des Störungsschätzabschnitts 70 und des Korrekturabschnitts 15 erforderlich sind, im Vergleich zu der Anzahl von 1 verringert werden.
Dadurch kann die Anzahl der Additionsabschnitte verringert werden, so dass dann, wenn das Positionierungssteuersystem mit einer Hardware, wie etwa eine analoge Schaltung ausgeführt ist, die Einstellung einer derartigen Schaltung vereinfacht sein kann. Ferner kann dann, wenn das Positionierungssteuersystem mit einer Software ausgeführt ist, die Verzögerung der Berechnungszeit durch den Berechnungsprozess verkürzt werden, wodurch das Steuerband auf einen höheren Wert gebracht wird.
Erste Ausführungsform
In der magnetischen Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform, die in 9 gezeigt ist, besteht ein Punkt, der sich von 1 unterscheidet, darin, dass anstelle des Störungsschätzabschnitts 12 ein Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a vorgesehen ist und ein Störungsüberwachungsabschnitt 18a zwischen den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a und einen Positionssteuerabschnitt 14a eingesetzt ist. Das Geschwindigkeitsschätzsignal V_est vom Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a wird durch einen Schalter 57 zu dem Positionssteuerabschnitt 14a geleitet. Obwohl der Verstärker 16 von 1 auch in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist seine graphische Darstellung weggelassen.
In 9 bezeichnet das Symbol 12a einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt, der das Störungsmoment τd, das auf den Arm 3 ausgeübt wird, aus dem Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 ausgegeben wird, und aus dem Antriebssignal u als Eingang des Antriebsabschnitts schätzt und das Störungsschätzsignal τd_est ausgibt und gleichzeitig die Drehgeschwindigkeit des Arms 3 schätzt und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est ausgibt.
Der Positionssteuerabschnitt 14a, in den das Positionsfehlersignal e, das durch den Positionserfassungsabschnitt 13 erzeugt wird, und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, eingegeben werden, realisiert die Verstärkung und die Positionskompensation und erzeugt das Positionssteuersignal c. Das Symbol 15a bezeichnet einen Korrekturabschnitt, in den das Positionssteuersignal c des Positionssteuerabschnitts 14a und das Störungsschätzsignal τd_est des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a eingegeben werden, und der eine Korrekturberechnung realisiert und anschließend das Antriebssignal u zu dem Antriebsabschnitt 10 ausgibt. Das Symbol 18a ist ein Störungsüberwachungsabschnitt, in den das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a erzeugt wird, eingegeben wird. Der Störungsüberwachungsabschnitt 18a steuert den Schalter 57 durch das Schaltsignal t2 gemäß der Größe des Störungsschätzsignals τd_est. Der Schalter 57 ist normalerweise ausgeschaltet und wird eingeschaltet, wenn die Größe des Störungsschätzsignals τd_est einen vorgegebenen Pegel überschreitet.
Im Folgenden wird unter Verwendung von 10 die Funktionsweise des Positionssteuersystems der Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform erläutert.
Ein Abschnitt 30a, der in der Figur von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ist ein Block des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a, während ein Abschnitt 21a, der in der Figur von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ein Block des Positionssteuerabschnitts 14a ist. Gleichfalls ist ein Abschnitt 47, der von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ein Block des Korrekturabschnitts 15a.
In 10 ist die oben erwähnte Formel 1 wie in 1 aufgebaut.
In 10 ist der Block 21a, der von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, ein Blockschaltplan des Positionssteuerabschnitts 14a, in den das Positionsfehlersignal e und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est von dem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a eingegeben werden. Der Block 54, der in dem Block 21 enthalten ist, der den Positionssteuerabschnitt 14a bezeichnet, wendet eine digitale Filterverarbeitung einer Übertragungsfunktion Gx(z) auf das Positionsfehlersignal e, das vom Vergleichsabschnitt 20 ausgegeben wird, an und gibt das Ergebnis zum Subtraktionsabschnitt 56 aus. Das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das vom Block 30a ausgegeben wird, wird durch den Schalter 57 in den Block 55 eingegeben. Der Block 55 vergrößert das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das vom Block 30a ausgegeben wird, durch Multiplikation mit Kd und gibt das Ergebnis zum Subtraktionsabschnitt 56 aus. Der Subtraktionsabschnitt 56 subtrahiert den Ausgang des Blocks 55 vom Ausgang des Blocks 54 und erzeugt das Positionssteuersignal c.
Im Block 54 ist die oben erwähnte Formel 2 wie in 1 aufgebaut.
Der Störungsüberwachungsabschnitt 18a überwacht ständig das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a erzeugt wird, und in einem normalen Zustand, in dem das Störungsschätzsignal τd_est einen vorgegebenen Pegel eines zulässigen Bereichs nicht übersteigt und keine starke Schwingung oder kein starker Stoß ausgeübt wird, ist der Schalter 57 geöffnet. Das heißt, wenn das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Block 30a erzeugt wird, innerhalb des vorgegebenen Pegels ist, ist der Schalter 57 durch das Schaltsignal t2 des Störungsüberwachungsabschnitts 18a geöffnet, so dass das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14a erzeugt wird, durch die Formel 19 ausgedrückt werden kann: c = Gx(z)·e (19)
Wenn dagegen die Größe des Störungsschätzsignals τd_est des Blocks 30a einen vorgegebenen Pegel übersteigt, wird ein Schaltsignal t2 mit "H"-Pegel von Störungsüberwachungsabschnitt 18a ausgegeben. Dabei ist der Schwellengrenzwert ein Wert, der einer Schwingung oder einem Stoß mit einem solchen Ausmaß entspricht, dass der Kopf 2 von der Sollspur stark verschoben wird. Wenn das Schaltsignal t2, das vom Störungsüberwachungsabschnitt 18a ausgegeben wird, auf dem "H"-Pegel ist, wird der Schalter 57 geschlossen. In diesem Fall kann das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14a erzeugt wird, durch die Formel 20 ausgedrückt werden: c = Gx(z) e – Kd Vest (20)
Hier ist diese Formel zur Einfachheit als ein relationaler Ausdruck gezeigt, in dem diskrete Werte und kontinuierliche Werte gemischt dargestellt sind.
Das Positionssteuersignal c, das durch den Block 21a erzeugt wird, wird durch den Additionsabschnitt 46 als das Antriebssignal u ausgegeben.
Der Block 30a, der in 10 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, bezeichnet einen Blockschaltplan des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a, der sich von 1 dahingehend unterscheidet, dass das Geschwindigkeitsschätzsignal 42 der zweiten Integration mit dem Schalter 57 verbunden ist.
Die Funktionsweise des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a des Blocks 30a ist ähnlich wie in der Ausführungsform, die in den 3 und 4 erläutert ist.
Unter Verwendung von 11 wird die Störungsunterdrückungswirkung des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a in der Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genauer erläutert. 11 zeigt einen Signalform-Ablaufplan der zeitlichen Reaktion auf einen Stoß, der an der Plattenspeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgeübt wird, bei der dann, wenn der Schalter 57 durch das Schaltsignal t2 geschlossen ist, das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, durch den Schalter 57 in den Positionssteuerabschnitt 14a eingegeben wird und das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, in den Korrekturabschnitt 15a eingegeben wird, sowie zum Vergleich einen Signalform-Ablaufplan der zeitlichen Reaktion auf einen Stoß, der an der Plattenspeichervorrichtung nach dem Stand der Technik ausgeübt wird, bei der kein Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a angewendet wird. 11 ist der 6 ähnlich.
Die Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann wie die Ausführungsform von 1 die Störung durch eine Trägheitskraft und dergleichen, die infolge einer Schwingung oder eines Stoßes von außen auf dem Aktor 7 ausgeübt wird, durch die Verwendung des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a korrekt schätzen. Die Störung τd, die an dem Aktor 7 ausgeübt wird, kann gesteuert werden, indem das Störungsschätzsignal τd_est, das auf diese Weise erhalten wird, in den Korrekturabschnitt 15a eingegeben wird, um die Störung τd zu beseitigen, so dass die Spurverschiebung unterbunden werden kann, und der Kopf 2 sehr genau so gesteuert wird, dass er zur Sollspur positioniert wird.
Des Weiteren wird in der Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, durch den Schalter 57 in den Positionssteuerabschnitt 14a eingegeben, so dass selbst dann, wenn der Aktor 7 infolge einer Schwingung oder eines Stoßes von außen einer Trägheitskraft unterworfen ist, die den Kopf zwangsläufig bewegt, durch die Funktionsweise des Blocks 55 und des Subtraktionsabschnitts 56, die beide den Block 21a des Positionssteuerabschnitts bilden, eine Gegenkopplung geschaffen wird, wodurch die Spurverschiebung des Kopfes unterbunden wird. Des Weiteren wird zum Erzeugen des Positionssteuersignals c nicht nur das durch den Kopf erfasste Positionssteuersignal c, sondern außerdem das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erhalten wird, verwendet, so dass selbst dann, wenn eine Schwingung oder ein Stoß bewirkt hat, dass der magnetische Kopf von der Plattenoberfläche getrennt ist und deswegen vorübergehend keine Servoinformationen korrekt erfasst werden können, eine Fehlfunktion, wie etwa eine Bewegung des Kopfes zum äußeren oder inneren Umfang der Platte, verhindert werden kann.
Deswegen kann die Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine stabile Nachlaufsteuerung nach einem Stoß oder einer Schwingung realisieren, wodurch die Zuverlässigkeit der Plattenspeichervorrichtung verbessert wird.
Im Allgemeinen werden in der magnetischen Plattenspeichervorrichtung die Servoinformationen zur Nachlaufsteuerung auf der Plattenoberfläche durch eine spezielle Vorrichtung, die als Servospurschreibeinrichtung (STW) bezeichnet wird, aufgezeichnet, nachdem die Vorrichtung zusammengebaut wurde. Deswegen entsteht bei der Spur, auf der die Servoinformationen aufgezeichnet sind, grundsätzlich keine Exzentrizität vom Drehzentrum. Als ein neuester Trend wird jedoch anstelle der Aufzeichnung der Servoinformationen nach dem Zusammenbau der Vorrichtung häufig das Einsetzen der Platte, auf der die Servoinformationen zuvor aufgezeichnet worden sind, in die Vorrichtung ausgeführt, wodurch geringere Kosten der Vorrichtung erreicht werden. Unter Verwendung der Signalform der zeitlichen Reaktion von 12 wird ein Fall erläutert, bei dem die Nachlaufoperation des magnetischen Kopfes der ersten Ausführungsform in der Plattenspeichervorrichtung realisiert ist, in der die Spur exzentrisch wird, wie oben beschrieben wurde. Das heißt, es wird eine Wirkung erläutert, bei der die Rückkopplung des Geschwindigkeitsschätzsignals v_est zum Positionssteuerabschnitt 14a durch den Schalter 57 realisiert ist.
12A zeigt die Exzentrizität der Sollspur der Plattenspeichervorrichtung, wobei unter der Annahme einer sinusförmigen Signalform zum Synchronisieren mit der Drehperiode der Platte, die eine maximale Exzentrizität von beispielsweise 10 μm aufweist, eine Simulation ausgeführt wird. 12B zeigt das Ergebnis einer Simulation des Nachlauffehlers e, wenn das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est normal rückgekoppelt wird, wobei angenommen wird, dass der Schalter 57 nicht vorgesehen ist. In einem Zustand, bei dem bei einer Exzentrizität von 10 μm der Nachlauffehler dann, wenn die Größe des Störungsschätzsignals τd_est in einem zulässigen Bereich liegt, mit etwa 10 μm vorhanden bleibt, folgt der magnetische Kopf der Sollspur nicht.
12C zeigt das Ergebnis einer Simulation des Nachlauffehlers e in einem Zustand, bei dem der Schalter 57 geöffnet ist, wenn der Schalter 57 dazwischen vorgesehen ist und die Größe des Störungsschätzsignals τd_est in einem zulässigen Bereich liegt. Bei der Exzentrizität der Sollspur von 10 μm beträgt der Nachlauffehler etwa 2 μm, so dass der magnetische Kopf der Sollspur folgt. Dies ist eine Wirkung der Tatsache, dass die Rückkopplung nicht ständig realisiert ist, sondern durch den Schalter 57 realisiert wird.
Auf diese Weise wird in der Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Größe des Störungsschätzsignals τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, durch den Störungsüberwachungsabschnitt 18a ständig überwacht, und wenn die Größe des Störungsschätzsignals τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, einen vorgegebenen Pegel übersteigt, wird ein Schaltsignal t2 mit "H"-Pegel vom Störungsüberwachungsabschnitt 18a ausgegeben. Die Vorrichtung ist so konfiguriert, dass das Schaltsignal t2 den Schalter 57 sofort schließt, um das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, zu dem Positionssteuerabschnitt 14a (Block 21a) zurückzuführen. Deswegen wird das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, durch den Schalter 57 in den Positionssteuerabschnitt 14a eingegeben, so dass selbst dann, wenn eine starke Schwingung oder ein starker Stoß ausgeübt wird, wenn Daten aufgezeichnet/wiedergegeben werden, der magnetische Kopf nicht stark von der Sollspur verschoben wird. Wenn dagegen die Größe des Störungsschätzsignals τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, innerhalb des vorgegebenen Pegels ist, wird ein Schaltsignal t2 mit "L"-Pegel vom Störungsüberwachungsabschnitt 18a ausgegeben. Die Vorrichtung ist so konfiguriert, dass das Schaltsignal t2 den Schalter 57 öffnet, damit das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, nicht in den Positionssteuerabschnitt 14a eingegeben wird. Da das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, nicht in den Positionssteuerabschnitt 14a eingegeben wird, kann somit bewirkt werden, dass der magnetische Kopf der Sollspur korrekt folgt.
Während die oben erwähnte Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so konfiguriert war, dass das Antriebssignal u, das vom Block 47 ausgegeben wird, in den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a als ein Eingangssignal eingegeben wird, erübrigt es sich zu erwähnen, dass eine ähnliche Wirkung außerdem durch die Verwendung des Antriebsstroms Ia, der vom Antriebsabschnitt 10 vom Block 22 ausgegeben wird, anstelle des Antriebssignals u erhalten werden kann. In diesem Fall kann die Vorrichtung in 10 in der Weise konfiguriert sein, dass der Antriebsstrom Ia vom Block 22 in den Block 33 eingegeben wird und der Block 32 kann weggelassen werden.
Während ferner in der oben erwähnten ersten Ausführungsform das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a erzeugt wird, in den Korrekturabschnitt 15a eingegeben wurde und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est durch den Schalter 57 in den Positionssteuerabschnitt 14a eingegeben wurde, wenn eine Lagerreibung, die auf den Aktor 7 ausgeübt wird, eine elastische Kraft des FPC oder eine Schwingung oder ein Stoß von außen verhältnismäßig klein ist, muss das Störungsschätzsignal τd_est nicht in den Korrekturabschnitt 15a eingegeben werden und allein die Gegenkopplung des Geschwindigkeitsschätzsignals v_est zu dem Positionssteuerabschnitt 14a ermöglicht, dass die Spurverschiebung des Kopfes zufrieden stellend unterbunden werden kann, wobei der Korrekturabschnitt 15a weggelassen werden kann.
Zweite Ausführungsform
Unter Verwendung der 13 und 14 wird die Plattenspeichervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Komponenten mit der gleichen Funktion wie jene in der oben erwähnten ersten Ausführungsform sind durch die gleichen Symbole angegeben, um eine doppelte Erläuterung zu vermeiden.
In der Plattenspeichervorrichtung der zweiten Ausführungsform, die in 13 gezeigt ist, betrifft der Punkt, der sich von der ersten Ausführungsform von 9 unterscheidet, die Signale, die in den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt eingegeben werden. Das heißt, während die erste Ausführungsform von 9 so konfiguriert war, dass das Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 erzeugt wird, und das Antriebssignal u, das in den Antriebsabschnitt 10 eingegeben wird, in den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a eingegeben werden, ist die zweite Ausführungsform in der Weise konfiguriert, dass das Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 erzeugt wird, und das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14a erzeugt wird, in einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12b eingegeben werden.
Das Störungsschätzsignal τd_est, das durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12b von 13 erzeugt wird, wird in den Korrekturabschnitt 15a eingegeben. Der Korrekturabschnitt 15a, in den das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14a erzeugt wird, und das Störungsschätzsignal τd_est des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12b eingegeben werden, realisiert eine Korrekturberechnung und gibt dann das Antriebssignal u zu dem Antriebsabschnitt 10 aus.
Der Block 60a, der in 14 von einer strichpunktierten Linie umgeben ist, bezeichnet einen Blockschaltplan des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12b. Das Spannungssignal Va, das durch den Spannungserfassungsabschnitt 11 als Ausgang des Additionsabschnitts 28 erzeugt wird, und das Positionssteuersignal c, das durch den Positionssteuerabschnitt 14a, der als Block 21a dargestellt ist, erzeugt wird, werden in den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12b eingegeben.
Der oben erwähnte Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a der ersten Ausführungsform realisierte die Berechnung folgendermaßen: Ein Signal, das durch Multiplizieren des Korrektursignals α mit dem Koeffizienten g2/2 des Blocks 43 des ersten Integrationsabschnitts erhalten wird, und ein Signal, das durch Multiplizieren des Korrektursignals α mit dem Koeffizienten g1 des Blocks 44 des zweiten Integrationsabschnitts erhalten wird, werden im Additionsabschnitt 38 addiert. Das resultierende Signal und das Antriebsmoment-Schätzsignal τest, das durch die Multiplikation des Koeffizienten gm_n·Kt_n des Blocks 41 des ersten Multiplikationsabschnitts erhalten wird, werden in den Subtraktionsabschnitt 31 eingegeben. Das Signal γ, das durch die Subtraktion im Subtraktionsabschnitt 31 erhalten wird, wird in den Block 42 des zweiten Integrationsabschnitts eingegeben. Das heißt, das Antriebssignal u, zu dem das Korrektursignals β addiert worden ist, wird in den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a eingegeben, so dass der Additionsabschnitt 38 erforderlich ist.
Der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12b der zweiten Ausführungsform ist jedoch so konfiguriert, dass das Positionssteuersignal c eingegeben wird, bevor das Korrektursignals β addiert wird, so dass der Additionsabschnitt 38, der in 10 gezeigt ist, nicht erforderlich ist.
Die Beziehung zwischen dem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12b der zweiten Ausführungsform, der auf diese Weise konfiguriert ist, und dem Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a der ersten Ausführungsform ist jener zwischen der Ausführungsform von 7 und der Ausführungsform von 1 ähnlich, so dass die Anzahl der Additionsabschnitte, die für die Konfiguration des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12b erforderlich ist, im Vergleich zu der Plattenspeichervorrichtung der ersten Ausführungsform verringert werden kann. Deswegen können in dem Plattenspeicher der zweiten Ausführungsform im Vergleich zur ersten Ausführungsform bei einer einfacheren Konfiguration die Kopfbewegungsgeschwindigkeit und die Störung, wie etwa eine Lagerreibung, eine elastische Kraft und eine Trägheitskraft, die am Arm 3 ausgeübt werden, geschätzt werden, wodurch die Kopfpositionierungssteuerung stabil realisiert und der Kopf 2 sehr genau zur Sollspur, die mit engen Spurabständen gebildet ist, positioniert werden kann.
Des Weiteren ist in der Plattenspeichervorrichtung der zweiten Ausführungsform die Anzahl der Additionsabschnitte verringert worden, wodurch dann, wenn das Positionssteuersystem in Hardware als eine analoge Schaltung ausgeführt ist, die Einstellung der Schaltung vereinfacht werden kann. Wenn das Positionssteuersystem in Software ausgeführt ist, kann die Verzögerungszeit der Berechnung infolge des Berechnungsprozesses verkürzt werden, wodurch das Steuerband auf einen höheren Wert gesetzt wird. Der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12b, der wie der Block 30a von 10 konfiguriert ist, ist durch die Abtastfrequenz der Sektorservoeinrichtung der magnetischen Plattenspeichervorrichtung nicht beeinflusst, deswegen kann das Steuerband des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12b auf einen höheren Wert als jener des Positionierungssteuersystems gesetzt werden.
In den oben erwähnten Ausführungsformen 3 und 4 realisiert der Block 54, der in dem Positionssteuerabschnitt 14a der 10 und 14 enthalten ist, die digitale Filterverarbeitung der Übertragungsfunktion Gx(z), die durch die Formel 2 dargestellt ist. Dabei ist der zweite Term (1 – z^–1) in den Klammern von Formel 2 mit einem Wert gleichbedeutend, der durch Differenzieren des Positionsfehlersignals e (= r – x) als Positionsinformationen erhalten wird. Der Subtraktionsabschnitt 56, der in dem Positionssteuerabschnitt 14a enthalten ist, zu dem der Geschwindigkeitsterm des Geschwindigkeitsschätzsignals v_est durch den Block 55 durch Gegenkopplung zurückgeführt wird, realisiert jedoch eine Verarbeitung, die mit der Differenzierung der Positionsinformationen gleichbedeutend ist. Deswegen kann in den oben erwähnten Ausführungsformen 3 und 4 der zweite Term der Formel 2 weggelassen werden, wodurch die digitale Filterverarbeitung der Übertragungsfunktion Gx(z) vereinfacht werden kann.
Dritte Ausführungsform
Unter Verwendung der 15 und 16 wird die Plattenspeichervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese ist gleichwertig mit der Modifikation der ersten Ausführungsform. Komponenten mit der gleichen Funktion wie die erste Ausführungsform sind durch gleiche Symbole angegeben, um eine doppelte Erläuterung zu vermeiden. In 15 besteht ein Punkt, der von der Konfiguration von 9 verschieden ist, darin, dass das Ziel, zu dem das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est vom Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12a durch den Schalter 57 einge geben wird, der Korrekturabschnitt 15b ist. In 16 besteht ein Punkt, der von 10 verschieden ist, darin, dass das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est durch den Schalter 57 nicht zum Block 21a, der dem Positionssteuerabschnitt 14a entspricht, sondern zum Block 47a, der dem Korrekturabschnitt 15b entspricht, zurückgeführt wird. Der Block 47a ist zusätzlich zum Additionsabschnitt 46 und zum Block 45 mit einem Subtraktionsabschnitt 58 und einem Block 55a der Übertragungsfunktion Kd versehen und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est wird durch den Schalter 57 in den Block 55a eingegeben und der Subtraktionsabschnitt 58 subtrahiert den Ausgang des Blocks 55a vom Ausgang des Blocks 45. 16 ist gleichbedeutend mit 10.
Vierte Ausführungsform
Unter Verwendung der 17 und 18 wird die Plattenspeichervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese ist gleichwertig mit der Modifikation der zweiten Ausführungsform. Komponenten mit der gleichen Funktion wie die zweite Ausführungsform sind durch gleiche Symbole angegeben, um eine doppelte Erläuterung zu vermeiden. In 17 besteht ein Punkt, der sich von der Konfiguration von 13 unterscheidet, darin, dass das Ziel, zu dem das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est vom Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt 12b durch den Schalter 57 eingegeben wird, der Korrekturabschnitt 15b ist. In 18 besteht ein Punkt, der sich von 14 unterscheidet, darin, dass das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est durch den Schalter 57 nicht zum Block 21a, der dem Positionssteuerabschnitt 14a entspricht, sondern zum Block 47a, der dem Korrekturabschnitt 15b entspricht, zurückgeführt wird. Der Block 47a ist zusätzlich zum Additionsabschnitt 46 und zum Block 45 mit einem Subtraktionsabschnitt 58 und einem Block 55a der Übertragungsfunktion Kd versehen und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est wird durch den Schalter 57 in den Block 55a eingegeben und der Subtraktionsabschnitt 58 subtrahiert den Ausgang des Blocks 55a vom Ausgang des Blocks 45. 18 ist gleichbedeutend mit 14.
Fünfte Ausführungsform
Unter Verwendung der 19 und 20 wird die Plattenspeichervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese ist gleichbedeutend mit der Modifikation der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Wie in 19 gezeigt ist, ist anstelle des Positionssteuerabschnitts 14, des Störungsschätzabschnitts 12, des Korrekturabschnitts 15 und des Störungsüberwachungsabschnitts 18 von 1 ein Mikroprozessor 100 zwischen dem Positionserfassungsabschnitt 13 und dem Antriebsabschnitt 10 vorgesehen. Der Mikroprozessor 100 realisiert eine Steuerung gemäß einem Ablaufplan, der in 20 gezeigt ist.
Im Schritt S1 wird festgestellt, ob der Positionserfassungsabschnitt 13 ein Positionssignal erfasst hat. Wenn das Signal erfasst wurde, geht der Ablauf zum Schritt S2, in dem das Positionsfehlersignal e gelesen wird, und im Schritt S3 wird das Positionssteuersignal c durch die folgende Berechung erhalten: c = Gx(z)·e (21)
Anschließend wird im Schritt S4 der Zeitgeber gestartet und nachdem eine bestimmte Zeit abgelaufen ist, geht der Ablauf zum Schritt S5. Im Schritt S5 wird das Spannungssignal Va aus dem Spannungserfassungsabschnitt 11 des Antriebsabschnitts 10 gelesen und im Schritt S6 wird das Störungsschätzsignal τd_est durch eine Berechnung anhand des Antriebssignals u und des Spannungssignals Va bestimmt. Es wird angenommen, dass dieses gemäß der Logik, die bereits erläutert wurde, bestimmt wird. Es wird ferner angenommen, dass in einer Reihe von Zyklen und in dem ersten Vorgang des Schritts S6 ein geeigneter Anfangswert als Antriebssignal u bereitgestellt wird.
Anschließend wird im Schritt S7 festgestellt, ob das oben erwähnte Störungsschätzsignal τd_est einen vorgegebenen Wert τ₀ überschritten hat. Wenn es als Ergebnis der Feststellung den Wert nicht überschritten hat, geht der Ablauf zum Schritt S8, in dem ein Einschaltsignal zum Schalter 17 ausgegeben wird, während dann, wenn das Störungsschätzsignal τd_est den Wert überschritten hat, der Ablauf zum Schritt S9 geht, in dem ein Ausschaltsignal zum Schalter 17 ausgegeben wird. Anschließend wird im Schritt S10 das Antriebssignal u durch Berechnung ermittelt. Die Berechnung zu diesem Zeitpunkt entspricht der Formel 17.
Dann wird im Schritt S11 das Antriebssignal u zum Antriebsabschnitt 10 ausgegeben, wobei der Ablauf anschließend zum Schritt S41 zurückkehrt.
Sechste Ausführungsform
Unter Verwendung von 21 wird die Plattenspeichervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese ist gleichbedeutend mit der Modifikation der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Konfiguration von 19 angewendet. Der Mikroprozessor 100 realisiert die Steuerung gemäß einem Ablaufplan, der in 21 gezeigt ist. Der von 20 verschiedene Punkt ist der Schritt S26. Das heißt, im Schritt S26 wird durch die Berechnung anhand des Positionssteuersignals c, das im Schritt S23 ermittelt wurde, und des Spannungssignals Va, das im Schritt S25 gelesen wurde, das Störungsschätzsignal τd_est bestimmt. Andere Schritte sind jenen von 20 ähnlich.
Siebte Ausführungsform
Unter Verwendung der 22 und 23 wird die Plattenspeichervorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese ist gleichbedeutend mit der Modifikation der ersten Ausführungsform. Wie in 22 gezeigt ist, ist anstelle des Positionssteuerabschnitts 14a, des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts 12a, des Korrekturabschnitts 15a und des Störungsüberwachungsabschnitts 18a von 9 ein Mikroprozessor 200 zwischen dem Positionserfassungsabschnitt 13 und dem Antriebsabschnitt 10 vorgesehen. Der Mikroprozessor 200 realisiert eine Steuerung gemäß einem Ablaufplan, der in 23 gezeigt ist.
Im Schritt S41 wird festgestellt, ob der Positionserfassungsabschnitt 13 ein Positionssignal erfasst hat. Wenn das Signal erfasst wurde, geht der Ablauf zum Schritt S42, in dem das Positionsfehlersignal e gelesen wird, und im Schritt S43 wird das Positionssteuersignal c* durch die folgende Berechnung erhalten: c* = Gx(z)·e
Anschließend wird im Schritt S44 der Zeitgeber gestartet und nachdem eine bestimmte Zeit abgelaufen ist, wird das Spannungssignal Va vom Spannungserfassungsabschnitt 11 des Antriebsabschnitt 10 gelesen und im Schritt S46 werden das Störungsschätzsignal τd_est und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est durch eine Berechnung anhand des Antriebssignals u und des Span nungssignals Va bestimmt. Es wird angenommen, dass diese gemäß der Logik, die bereits erläutert wurde, bestimmt werden. Es wird ferner angenommen, dass in einer Reihe von Zyklen und in dem ersten Vorgang vom Schritt S46 ein geeigneter Anfangswert als das Antriebssignal u bereitgestellt wird.
Dann wird im Schritt S47 festgestellt, ob das oben erwähnte Störungsschätzsignal τd_est einen vorgegebenen Wert τ₀ überschritten hat. Wenn es als Ergebnis der Feststellung den Wert nicht überschritten hat, geht der Ablauf zum Schritt S48, in dem das Positionssteuersignal c* vom Schritt S43 in der Variable des Positionssteuersignals c ersetzt wird. Dies bedeutet das Ausschalten des Schalters 57 von 9. Wenn das Störungsschätzsignal τd_est den vorgegebenen Wert τ₀ überschritten hat, geht der Ablauf zum Schritt S49, in dem ein Wert, der durch eine erforderliche Berechung erhalten wird, das Positionssteuersignals c ersetzt. Dies entspricht dem Einschalten des Schalters 57 und stellt eine Steuerung dar, die das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est berücksichtigt.
Dann wird im Schritt S50 das Antriebssignal u durch Berechnung ermittelt. Die Berechnung zu diesem Zeitpunkt entspricht der Formel 17. Dann wird im Schritt S51 das Antriebssignal u zu dem Antriebsabschnitt 10 ausgegeben und der Vorgang kehrt anschließend zum Schritt S41 zurück.
Achte Ausführungsform
Unter Verwendung von 24 wird die Plattenspeichervorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese ist gleichbedeutend mit der Modifikation der zweiten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform wird die Konfiguration von 22 angewendet. Der Mikroprozessor 200 realisiert eine Steuerung gemäß einem Ablaufplan, der in 24 gezeigt ist. Der von 23 verschiedene Punkt ist der Schritt S66. Das heißt, im Schritt S66 werden durch die Berechnung anhand des Positionssteuersignals c*, das im Schritt S63 bestimmt wurde, und des Spannungssignals Va, das im Schritt 65 gelesen wurde, das Störungsschätzsignal τd_est und das Geschwindigkeitsschätzsignal v_est bestimmt. Andere Schritte sind jenen von 23 ähnlich. Der Schritt S68 ist gleichbedeutend mit dem Ausschalten des Schalters 57 von 9, während der Schritt S69 gleichbedeutend mit dem Einschalten des Schalters 57 ist.
Obwohl in den oben erwähnten Ausführungsformen erläutert wurde, dass die Multiplikationsabschnitte und die Integrationsabschnitte durch analoge Filter konfiguriert sind, können sie durch digitale Filter konfiguriert sein. Des Weiteren können entsprechende Abschnitte, die das Positionssteuersystem der entsprechenden Ausführungsformen bilden, in Software durch einen Mikrocomputer ausgeführt sein.
Obwohl die oben erwähnten Ausführungsformen als magnetische Plattenspeichervorrichtung erläutert wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Vorrichtungen beschränkt, sondern kann auf eine optische Plattenspeichervorrichtung, eine magnetooptische Plattenspeichervorrichtung und dergleichen angewendet werden.
Obwohl die Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitte als ein Block dargestellt wurden, in den sie integriert sind, erübrigt es sich zu erwähnen, dass der Geschwindigkeitsschätzabschnitt und der Störungsschätzabschnitt anstelle einer derartigen Konfiguration als getrennte Blöcke konfiguriert sein können.

Claims

Plattenspeichervorrichtung, die umfasst: – einen Aktor (7) zum Positionieren eines Kopfes (2) in Bezug auf eine Platte (1); – einen Antriebsabschnitt (10) zum Antreiben des Aktors (7); – einen Positionserfassungsabschnitt (13) zum Erzeugen von Positionsfehlerinformationen (e), die der momentanen Position des Kopfes (2) entsprechen, aus Servoinformationen, die vorher auf die Platte (1) aufgezeichnet worden sind und durch den Kopf (2) erfasst werden; – einen Positionssteuerabschnitt (14a) zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen (c), die im Prinzip den durch den Positionserfassungsabschnitt (13) erzeugten Positionsfehlerinformationen (e) entsprechen; gekennzeichnet durch – einen Spannungserfassungsabschnitt (11) zum Erfassen einer beim Antreiben des Aktors (7) erzeugten Spannung und zum Ausgeben eines Spannungssignals (Va); – einen Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt (12a, 12b, 70) zum Schätzen einer Kopfbewegungsgeschwindigkeit und der Größe einer auf den Kopf (2) ausgeübten Störung und zum Erzeugen von Geschwindigkeitsschätzinformationen (Vest) und von Störungsschätzinformationen (tdest) aus dem Spannungssignal (Va) und aus dem Antriebssignal (u) oder aus den Positionssteuerinformationen (c), wobei das Antriebssignal (u) durch einen Korrekturabschnitt (15a) ausgegeben wird, der die Positionssteuerinformationen (c) empfängt, wobei die Geschwindigkeitsschätzinformationen (Vest) dann, wenn die Störungsschätzinformationen (tdest) einen zulässigen Bereich überschreiten, validiert werden, um die Korrektur des Antriebs des Aktors (7) zu steuern.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 1, die einen Korrekturabschnitt (15a) zum Korrigieren der von dem Positionssteuerabschnitt (14a) gelieferten Positionssteuerinformationen (c) mit den Störungsschätzinformationen (tdest) und zum Erzeugen eines Antriebssignals (u) umfasst.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt (12a) die Kopfbewegungsgeschwindigkeit und die Größe der auf den Kopf (2) ausgeübten Störung aus dem durch den Span nungserfassungsabschnitt (11) erzeugten Spannungssignal (Va) und aus dem Antriebssignal (u) in dem Antriebsabschnitt (10) schätzt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt (12a, 12b, 70) die Kopfbewegungsgeschwindigkeit und die Größe der auf den Kopf (2) ausgeübten Störung anhand des durch den Spannungserfassungsabschnitt (11) erzeugten Spannungssignals (Va) und der durch den Positionssteuerabschnitt (14a) erzeugten Positionssteuerinformationen (c) schätzt.
Plattenspeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Geschwindigkeitsschätzinformationen (Vest) dem Positionssteuerabschnitt (14a) zugeführt werden, um die Positionsfehlerinformationen (e) zu korrigieren, oder dem Korrekturabschnitt (15) zugeführt werden, um die Positionssteuerinformationen (c) zu korrigieren.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Antriebsabschnitt (10) Positionssteuerinformationen (c) empfängt und der Geschwindigkeits/Störungs-Schätzabschnitt (12a, 12b, 70) eine Kopfbewegungsgeschwindigkeit und die Größe einer auf den Kopf (2) ausgeübten Störung anhand des durch den Spannungserfassungsabschnitt (11) erzeugten Spannungssignals (Va) und eines Antriebssignals (u) in dem Antriebsabschnitt schätzt, wobei die Geschwindigkeitsschätzinformationen (Vest) zu den Positionsfehlerinformationen (e) in Übereinstimmung mit Bedingungen zum Erzeugen von Positionssteuerinformationen (c) addiert werden; wobei das Antriebssignal (u) anhand der Positionssteuerinformationen (c) durch den Positionssteuerabschnitt (14) erhalten wird.
Plattenspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die einen Störungsüberwachungsabschnitt (18a) zum Überwachen der durch den Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt (12a, 12b, 70) erzeugten Störungsschätzinformationen (tdest) umfasst, wenn die Störungsschätzinformationen (tdest) einen zulässigen Bereich überschreiten, um die Geschwindigkeitsschätzinformationen (Vest) in Bezug auf die Positionsfehlerinformationen (e) in dem Positionssteuerabschnitt (14) oder in Bezug auf die Positionssteuerinformationen (c) in dem Korrekturabschnitt (15) zu validieren.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt (12a, 12b, 70) umfasst: einen Vergleichsabschnitt (37) zum Empfangen des Spannungssignals (Va), das durch den Spannungserfassungsabschnitt (11) erfasst wird; einen ersten Multiplikationsabschnitt (41) zum Multiplizieren des Antriebssignals (u) von dem Antriebsabschnitt (10) mit einem ersten Koeffizienten; einen zweiten Multiplikationsabschnitt (44) zum Multiplizieren des Ausgangs (a) des Vergleichsabschnitts (37) mit einem zweiten Koeffizienten; einen ersten Integrationsabschnitt (43) zum Integrieren des Ausgangs (a) des Vergleichsabschnitts (37); und einen zweiten Integrationsabschnitt (42) zum Integrieren eines Wertes, der durch Subtrahieren des Summenwertes des Ausgangs des zweiten Multiplikationsabschnitts (44) und des Ausgangs des ersten Integrationsabschnitts (43) von dem Ausgang des Multiplikationsabschnitts (41) erhalten wird, und bei der der Vergleichsabschnitt (37) das Spannungssignal (Va) mit dem Ausgang des zweiten Integrationsabschnitts (42) vergleicht und das Ergebnis (a) zu dem zweiten Multiplikationsabschnitt (44) und dem ersten Integrationsabschnitt (43) ausgibt und der zweite Integrationsabschnitt (42) darin die Geschwindigkeitsschätzinformationen (Vest) erzeugt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt (12a) umfasst: einen Vergleichsabschnitt (37) zum Empfangen des durch den Spannungserfassungsabschnitt (11) erfassten Spannungssignals (Va); einen ersten Multiplikationsabschnitt (41) zum Multiplizieren des Antriebssignals (u) von dem Antriebsabschnitt (10) mit einem ersten Koeffizienten; einen zweiten Multiplikationsabschnitt (44) zum Multiplizieren des Ausgangs (a) des Vergleichsabschnitts (37) mit einem zweiten Koeffizienten; einen ersten Integrationsabschnitt (43) zum Integrieren des Ausgangs (a) des Vergleichsabschnitts (37); und einen zweiten Integrationsabschnitt (42) zum Integrieren eines Wertes, der durch Subtrahieren des Summenwertes des Ausgangs des zweiten Multiplikationsabschnitts (44) und des Ausgangs des ersten Integrationsabschnitts (43) von dem Ausgang des ersten Multiplikationsabschnitts (41) erhalten wird, und bei der der Vergleichsabschnitt (37) das Spannungssignal (Va) mit dem Ausgang des zweiten Integrationsabschnitts (42) vergleicht und das Ergebnis (a) zu dem zweiten Multiplikationsabschnitt (44) und dem ersten Integrationsabschnitt (43) ausgibt.
Plattenspeichervorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitt (12b) umfasst: einen Vergleichsabschnitt (37) zum Empfangen des durch den Spannungserfassungsabschnitt (11) erfassten Spannungssignals (Va); einen ersten Multiplikationsabschnitt (41) zum Multiplizieren der Positionssteuerinformationen (c) von dem Positionssteuerabschnitt (14a) mit einem ersten Koeffizienten; einen zweiten Multiplikationsabschnitt (44) zum Multiplizieren des Ausgangs (a) des Vergleichsabschnitts (37) mit einem zweiten Koeffizienten; einen ersten Integrationsabschnitt (43) zum Integrieren des Ausgangs (a) des Vergleichsabschnitts (37); und einen zweiten Integrationsabschnitt (42) zum Integrieren eines Wertes, der durch Subtrahieren des Ausgangs des zweiten Multiplikationsabschnitts (44) von dem Ausgang des ersten Multiplikationsabschnitts (41) erhalten wird, und bei der der Vergleichsabschnitt (37) das Spannungssignal (Va) mit dem Ausgang des zweiten Integrationsabschnitts (42) vergleicht und das Ergebnis (a) zu dem zweiten Multiplikationsabschnitt (44) und dem ersten Integrationsabschnitt (43) ausgibt, und der zweite Integrationsabschnitt (42) darin die Geschwindigkeitsschätzinformationen (Vest) erzeugt.
Plattenspeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Steuerband des Geschwindigkeits-/Störungs-Schätzabschnitts auf einen Wert gesetzt ist, der größer als jener des Steuerbandes des Positionssteuerabschnitts ist.