JP2616556B2 - ディスク装置 - Google Patents

ディスク装置

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JP2616556B2
JP2616556B2 JP11777394A JP11777394A JP2616556B2 JP 2616556 B2 JP2616556 B2 JP 2616556B2 JP 11777394 A JP11777394 A JP 11777394A JP 11777394 A JP11777394 A JP 11777394A JP 2616556 B2 JP2616556 B2 JP 2616556B2
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disturbance
head
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unit
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実 秋山
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスク装置に関し、
特にディスク装置おける外乱補償に関する。
【0002】
【従来の技術】ディスク装置における最も簡便な追従制
御系は、目的のトラックに追従するために、(目標トラ
ック位置−ヘッド位置)に相当する位置誤差を追従誤差
信号として検出し、追従誤差信号に位相補償を施しヘッ
ド駆動信号を得、ヘッドを駆動し制御することで構成さ
れる。
【0003】次に、従来のディスク装置について図面を
参照して説明する。
【0004】図6は従来の外乱補償手段を含まないディ
スク装置サーボコントローラの一例を示すブロック図で
ある。
【0005】検出手段61は、目標トラックとヘッドの
位置誤差を追従誤差信号1aとして生成する。算出手段
62は、追従誤差信号1aに積分要素を含まない位相補
償等を施し、ヘッド駆動信号1bを出力する。駆動手段
63は、ヘッド駆動信号1bを基にヘッドを駆動する。
【0006】しかし、さらに高精度に追従するために
は、ヘッドに加わる外乱力を相殺する補償手段が必要と
なる。例えば、ディスク装置が傾いた場所に置かれた場
合には重力により一定方向への外乱力が生じ、追従オフ
セットが生ずる。また、制御回路ハードウェアにオフセ
ット要因が存在することも考えられる。
【0007】この問題への対処法としては、積分補償が
簡便であり多く行われている。また、特開平2−308
304号公報、特開平3−030156号公報のよう
に、制御対象の近似逆システムやオブザーバ等で外乱力
を推定し、外乱力を相殺する補償信号を駆動信号に加え
る方式もある。これらの方式を用いることにより、低域
の周波数成分からなる外乱力の影響は低減することがで
き、高精度な追従特性を得ることが可能となる。
【0008】図7は従来の外乱補償手段を含むディスク
装置サーボコントローラの一例を示すブロック図であ
る。
【0009】算出手段62は、追従誤差信号1aに積分
要素を含まない位相補償等を施し、ヘッド制御信号1c
を出力する。外乱補償手段64は、制御対象近似逆モデ
ルや、オブザーバ(状態観測器)または積分器等を用い
て構成され、追従誤差信号1a、ヘッド駆動信号1bを
基に外乱補償信号1dを生成する。ヘッド駆動信号1b
は、ヘッド制御信号1cに外乱補償信号1dを加えたも
のとなる。
【0010】逆モデルは、位置変化から駆動対象に加わ
った駆動信号を推定するためのもので、実際の駆動信号
との差が外乱相当分となる。従って、相殺するように予
め加えておけば、外乱の影響が低減できる。
【0011】また、積分器によるフィードフォワード加
算は、追従誤差のDC的成分を相殺する。従って、DC
的外乱の影響を低減できる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のディス
ク装置は、摩擦の大きいヘッド駆動機構を用いた制御系
では移動方向が変化する毎に、摩擦外乱力が急激に変化
する。例えば、正方向移動に対しては−F、負方向移動
に対しては+Fの摩擦力が生ずるような単純なモデルを
想定すると、移動方向が変化する毎に絶対値2Fの摩擦
外乱力の変動が瞬時に起こることになる。
【0013】このように外乱が急激に変化する制御系で
は、上記の積分補償や外乱推定相殺補償では、積分値や
外乱推定値が外乱力変動に追従しきれず、高精度な過渡
追従特性を得ることができないという問題がある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明のディスク装置
は、目標トラック位置とヘッドとの位置誤差を追従誤差
信号として検出する検出手段と、位置誤差を減ずるよう
ヘッドの位置を制御するためのヘッド制御信号を追従誤
差信号から算出する算出手段と、ヘッド駆動信号を基に
前記ヘッドを駆動する駆動手段と、ヘッドに加わる外乱
力を推定し外乱力の影響を補償する外乱補償信号をヘッ
ド制御信号に加えヘッド駆動信号を生成する外乱補償手
段とを含むディスク装置において、外乱補償手段が、追
従誤差信号を監視しヘッドの移動方向を検出する移動方
向検出部と、追従誤差信号とヘッド駆動信号とから外乱
力推定値を算出し外乱補償信号を生成する外乱補償部
と、ヘッドの移動方向が変化する毎に移動方向に対応す
る初期値を記憶手段に記憶されたデータから生成し外乱
推定部の状態変数に設定する初期値設定部と、外乱力推
定値を移動方向毎に平均しその平均値を基に記憶手段に
記憶されたデータを調整する初期値調整部とからなるこ
とを特徴としている。
【0015】本発明のディスク装置は、外乱補償手段
が、追従誤差信号を監視し前記ヘッドの移動方向を検出
する移動方向検出部と、追従誤差信号から外乱力推定値
を算出し外乱補償信号を生成する外乱補償部と、ヘッド
の移動方向が変化する毎に移動方向に対応する初期値を
記憶手段に記憶されたデータから生成し外乱推定部の状
態変数に設定する初期値設定部と、外乱力推定値を移動
方向毎に平均しその平均値を基に記憶手段に記憶された
データを調整する初期値調整部とからなることを特徴と
している。
【0016】本発明のディスク装置は、外乱補償手段
が、追従誤差信号を監視しヘッドの移動方向を検出する
移動方向検出部と、ヘッドの移動方向に対応する外乱補
償信号を記憶手段に記憶されたデータから生成する外乱
補償部と、追従誤差信号を移動方向毎に平均しその平均
値を基に記憶手段に記憶されたデータを調整する補償信
号調整部とからなることを特徴としている。
【0017】
【作用】本発明のディスク装置では、摩擦外乱が急激に
変動する時点、すなわち移動方向が変化する時点を、追
従誤差信号の値を予め設定した上限閾値、下限閾値と比
較することで検出し、制御対象近似逆モデルや積分器の
初期値を移動方向に対応して設定し直す、または、移動
方向に対応する外乱補償信号を対応する移動方向の補償
値に瞬時に切り換える動作を従来の外乱補償手段に付加
することで、過渡的な追従特性を改善する。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0019】図1は請求項1にかかるディスク装置の外
乱補償手段の一実施例のブロック図である。
【0020】外乱補償部11は、外乱推定器であり、追
従誤差信号1a、ヘッド駆動信号1bから外乱補償信号
1dを生成する。このとき、外乱補償部11は、次式の
ような伝達特性を持つように構成することができる。
【0021】d=GL(s)[u+GP-1(s)・ e] e:追従誤差信号1a u:ヘッド駆動信号1b d:外乱補償信号1d GP-1(s):制御対象逆モデル GL(s) :低域通過フィルタ 移動方向検出部12は、現在の移動方向を記憶する記憶
手段を備え、追従誤差信号1aの値を予め設定した上限
閾値、下限閾値と比較することによって移動方向変化を
検出する。図1では、追従誤差信号1aの値が、上限閾
値を上回った時点では移動方向が負方向から正方向に変
化し、下限閾値を下回った時点では移動方向が正方向か
ら負方向に変化している。移動方向検出部12は、移動
方向変化を検出した時点で、方向変化検出信号1eをア
クティブにすると共に、現在の移動方向を示す移動方向
信号1fを出力する。
【0022】初期値設定部13は、移動方向信号1fに
より、記憶手段を選択し、記憶手段に記憶されたデータ
に基づいて初期値データ列1gを生成する。方向変化検
出信号1eがアクティブとなった時点で、外乱補償部1
1の外乱推定器の状態変数は初期値データ列1gに再設
定される。
【0023】初期値調整部14は、移動方向が同一であ
る期間の外乱補償信号1dを平均化し、平均値データ1
hを出力する。初期値調整部14は、低域通過フィルタ
及び記憶回路で構成することができる。方向変化検出信
号1eがアクティブとなり初期値設定が終了した時点
で、初期値設定部13の記憶手段の対応する移動方向の
データを平均値データ1hで更新する。
【0024】図2は図1の移動方向検出部12の構成例
を示すブロック図である。
【0025】記憶部21は、追従誤差信号1aに対する
上限閾値2a、下限閾値2bを記憶する。
【0026】比較部22は、追従誤差信号1aと上限閾
値2aとを比較し、結果を比較結果信号2cとして出力
する。
【0027】比較部23は、追従誤差信号1aと上限閾
値2bとを比較し、結果を比較結果信号2dとして出力
する。
【0028】記憶部24は、現在の移動方向を記憶し、
移動方向信号1fを出力する。
【0029】選択部25は、移動方向信号1fにより、
比較結果信号2c、2dの内、現在の移動方向と逆の移
動方向となったことを検出する信号を選択し、方向変化
検出信号1eとして出力する。
【0030】記憶部24は、方向変化検出信号1eがア
クティブとなった時点で、記憶していた移動方向を逆方
向に反転させ更新する。
【0031】図3は図1の初期値設定部13の一実施例
を示すブロック図である。
【0032】記憶部31は、正及び負の移動方向に対応
する初期値データを記憶し、移動方向信号1fにより、
次の移動方向変化後の方向に対応する初期値データ3a
を選択し出力する。初期値データとしては、例えば、外
乱を一定値であるとみなした場合の推定値を用いること
ができる。
【0033】演算部32は、選択された初期値データ3
aを基に、外乱補償部11での状態変数の初期値データ
列1gを算出する。
【0034】方向変化検出信号1eがアクティブとな
り、外乱補償部11の初期値設定が終了した後に、記憶
部31の移動方向変化前の方向に対応する初期値データ
を平均値データ1hで更新する。
【0035】図4は請求項2にかかるディスク装置の外
乱補償手段の一実施例のブロック図である。
【0036】外乱補償部41は、積分器であり、追従誤
差信号1aから外乱補償信号1dを生成する。積分器の
状態変数は、方向変化検出信号1eがアクティブとなっ
た時点で、初期値データ1gに再設定される。
【0037】図5は請求項3にかかるディスク装置の外
乱補償手段の一実施例のブロック図である。
【0038】外乱補償部51は、パラメータテーブルで
あり、外乱補償信号1dを生成する。パラメータテーブ
ルに記憶されたデータは、方向変化検出信号1eがアク
ティブとなった時点で、初期値データ1gに再設定され
る。
【0039】以上に述べた外乱補償手段は、アナログ及
びディジタルの回路ハードウェアとして実現可能である
が、信号がディジタル化されたディジタルサーボ系にお
いて、ソフトウェアとして実現することも容易である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のディスク
装置は、摩擦外乱が急激に変動する時点、すなわち移動
方向が変化する時点を検出し、外乱補償信号を制御対象
近似逆モデルまたは積分器を用いて生成する場合には初
期値を移動方向に対応して設定し直す、また一定値外乱
補償信号を用いる場合には移動方向に対応する外乱補償
信号値に瞬時に切り換える動作を従来の外乱補償手段に
付加する。
【0041】本発明のディスク装置は、上記した外乱補
償手段を用いることによって、摩擦外乱の大きなヘッド
駆動機構を用いた場合の追従特性、特に過渡的な追従特
性を改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1にかかるディスク装置の外乱補償手段
の一実施例のブロック図である。
【図2】図1の移動方向検出部12の構成例を示すブロ
ック図である。
【図3】図1の初期値設定部13の構成例を示すブロッ
ク図である。
【図4】請求項2にかかるディスク装置の外乱補償手段
の一実施例のブロック図である。
【図5】請求項3にかかるディスク装置の外乱補償手段
の一実施例のブロック図である。
【図6】従来の外乱補償手段を持たないディスク装置サ
ーボコントローラの一例を示すブロック図である。
【図7】従来の外乱補償手段を持ったディスク装置サー
ボコントローラの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 外乱補償部 12 移動方向検出部 13 初期値設定部 14 初期値調整部 21 記憶部 22 比較部 23 比較部 24 記憶部 25 選択部 31 記憶部 32 演算部 41 外乱補償部 51 外乱補償部 61 検出手段 62 算出手段 63 駆動手段 64 外乱補償手段 1a 追従誤差信号 1b ヘッド駆動信号 1c ヘッド制御信号 1d 外乱補償信号 1e 方向変化検出信号 1f 移動方向信号 1g 初期値データ列 1h 平均値データ 2a 追従誤差信号に対する上限閾値 2b 追従誤差信号に対する下限閾値 2c 比較結果信号 2d 比較結果信号 3a 選択された初期値データ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標トラック位置とヘッドとの位置誤差
    を追従誤差信号として検出する検出手段と、 前記位置誤差を減ずるよう前記ヘッドの位置を制御する
    ためのヘッド制御信号を前記追従誤差信号から算出する
    算出手段と、 前記ヘッド駆動信号を基に前記ヘッドを駆動する駆動手
    段と、 前記ヘッドに加わる外乱力を推定し前記外乱力の影響を
    補償する外乱補償信号を前記ヘッド制御信号に加え前記
    ヘッド駆動信号を生成する外乱補償手段とを含むディス
    ク装置において、 前記外乱補償手段が、 前記追従誤差信号を監視し前記ヘッドの移動方向を検出
    する移動方向検出部と、 前記追従誤差信号と前記ヘッド駆動信号とから外乱力推
    定値を算出し前記外乱補償信号を生成する外乱補償部
    と、 前記ヘッドの移動方向が変化する毎に移動方向に対応す
    る初期値を記憶手段に記憶されたデータから生成し前記
    外乱推定部の状態変数に設定する初期値設定部と、 前記外乱力推定値を移動方向毎に平均しその平均値を基
    に前記記憶手段に記憶されたデータを調整する初期値調
    整部とからなることを特徴とするディスク装置。
  2. 【請求項2】 目標トラック位置とヘッドとの位置誤差
    を追従誤差信号として検出する検出手段と、 前記位置誤差を減ずるよう前記ヘッドの位置を制御する
    ためのヘッド制御信号を前記追従誤差信号から算出する
    算出手段と、 前記ヘッド駆動信号を基に前記ヘッドを駆動する駆動手
    段と、 前記ヘッドに加わる外乱力を推定し前記外乱力の影響を
    補償する外乱補償信号を前記ヘッド制御信号に加え前記
    ヘッド駆動信号を生成する外乱補償手段とを含むディス
    ク装置において、 前記外乱補償手段が、 前記追従誤差信号を監視し前記ヘッドの移動方向を検出
    する移動方向検出部と、 前記追従誤差信号から外乱力推定値を算出し前記外乱補
    償信号を生成する外乱補償部と、 前記ヘッドの移動方向が変化する毎に移動方向に対応す
    る初期値を記憶手段に記憶されたデータから生成し前記
    外乱推定部の状態変数に設定する初期値設定部と、 前記外乱力推定値を移動方向毎に平均しその平均値を基
    に前記記憶手段に記憶されたデータを調整する初期値調
    整部とからなることを特徴とするディスク装置。
  3. 【請求項3】 目標トラック位置とヘッドとの位置誤差
    を追従誤差信号として検出する検出手段と、 前記位置誤差を減ずるよう前記ヘッドの位置を制御する
    ためのヘッド制御信号を前記追従誤差信号から算出する
    算出手段と、 前記ヘッド駆動信号を基に前記ヘッドを駆動する駆動手
    段と、 前記ヘッドに加わる外乱力を推定し前記外乱力の影響を
    補償する外乱補償信号を前記ヘッド制御信号に加え前記
    ヘッド駆動信号を生成する外乱補償手段とを含むディス
    ク装置において、 前記外乱補償手段が、 前記追従誤差信号を監視し前記ヘッドの移動方向を検出
    する移動方向検出部と、 前記ヘッドの移動方向に対応する外乱補償信号を記憶手
    段に記憶されたデータから生成する外乱補償部と、 前記追従誤差信号を移動方向毎に平均しその平均値を基
    に前記記憶手段に記憶されたデータを調整する補償信号
    調整部とからなることを特徴とするディスク装置。
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JPH07326145A JPH07326145A (ja) 1995-12-12
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KR100424133B1 (ko) * 1998-11-26 2004-03-25 히다치 글로벌 스토리지 테크놀로지스 네덜란드 비.브이. 디스크 드라이브 장치, 그 제조 방법 및 디스크 드라이브제어 장치

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