JP2655511B2 - Magnetic disk drive - Google Patents

Magnetic disk drive

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JP2655511B2
JP2655511B2 JP6795595A JP6795595A JP2655511B2 JP 2655511 B2 JP2655511 B2 JP 2655511B2 JP 6795595 A JP6795595 A JP 6795595A JP 6795595 A JP6795595 A JP 6795595A JP 2655511 B2 JP2655511 B2 JP 2655511B2
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magnetic
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magnetic head
servo
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美穂 柳田
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Nippon Electric Co Ltd
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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】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドのヘッドの
位置決めサーボ系のオーバーシュートやアンダーシュー
トを軽減する磁気ディスク装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk drive for reducing overshoot and undershoot of a head positioning servo system of a magnetic head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置では、(1)ヘ
ッドを駆動するアクチュエータとして使用されるヴォイ
ス・コイル・モータ(VCM)の電流から力への変換利
得がディスクの内外周で変化すること、(2)配線用フ
レキシブル・ケーブル(FPC)の弾性力が働くことお
よび(3)磁気ディスク装置製造時の個体差など様々な
要因によりヘッド位置決め時の過渡応答が乱れ、全ての
トラックに関して同じ特性で高速位置決めを行うことが
できない。近年、位置決め制御装置のディジタル化が進
み、特ににサンプリング時間の長い系では、このような
現象が問題となっている。
2. Description of the Related Art In a conventional magnetic disk drive, (1) a current-to-force conversion gain of a voice coil motor (VCM) used as an actuator for driving a head changes on the inner and outer circumferences of the disk; (2) Transient response at the time of head positioning is disturbed due to various factors such as the elastic force of the flexible cable for wiring (FPC) and (3) individual differences at the time of manufacturing the magnetic disk drive, and all tracks have the same characteristics. High-speed positioning cannot be performed. In recent years, digitization of a positioning control device has been advanced, and such a phenomenon has become a problem particularly in a system having a long sampling time.

【0003】従来、このような問題を解決するためにい
くつかの装置が知られている。例えば、特開平2−24
4467号公報に示すように、速度制御系の終端におい
て位置制御系のディジタルフィルタの計算の一部を並列
処理することにより、制御系切り替え時のディジタルフ
ィルタ内部変数の不連続性を減少させる装置、または、
特開平3−288913号公報および特開平4−335
272号公報に示すように、速度制御系から位置制御系
に切り替えるときに位置決め制御系の初期値を再設定す
る装置などがある。
Conventionally, several devices have been known to solve such a problem. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-24
As disclosed in Japanese Patent No. 4467, a device for reducing the discontinuity of a digital filter internal variable at the time of control system switching by performing a part of the calculation of the position control system digital filter in parallel at the end of the speed control system. Or
JP-A-3-288913 and JP-A-4-335
As disclosed in Japanese Patent No. 272, there is an apparatus for resetting an initial value of a positioning control system when switching from a speed control system to a position control system.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記の従来の装置は、
ディジタルフィルタの不連続性をなくすことまたは制御
対象の状態量の2乗積分値を最小化することにより過渡
特性を改善しようとするものであった。しかし、従来の
装置では、ヘッド位置決め制御系の過渡応答を設計しよ
うとするものでなかったり、切換点から先の一定目標と
制御対象の状態量の偏差の面積積分値を最小化するため
オーバーシュートやアンダーシュートを生じる解が得ら
れることがあり、必ずしもヘッド位置決めに要する整定
時間を短縮するものではない。
The above-mentioned conventional device is
An attempt was made to improve the transient characteristics by eliminating the discontinuity of the digital filter or minimizing the square integral of the state quantity of the controlled object. However, in the conventional apparatus, the transient response of the head positioning control system is not designed, or overshoot is performed in order to minimize the area integral value of the deviation of the state quantity between the fixed target and the control target from the switching point. In some cases, a solution that causes an overshoot or an undershoot may be obtained, and does not necessarily shorten the settling time required for head positioning.

【0005】本発明の目的は、磁気ヘッドのヘッド位置
決めに要する時間を短縮することができる磁気ディスク
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a magnetic disk drive capable of reducing the time required for positioning the magnetic head.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、回転スピンドル上に固定された1枚また
は複数枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスク上のデー
タ面に対して読み書きを行う磁気ヘッドと、この磁気ヘ
ッドを駆動するアクチュエータと、このアクチュエータ
を駆動する駆動アンプと、前記磁気ヘッドの前記データ
面に対する位置を検出するヘッド位置検出手段と、前記
磁気ヘッドの速度を検出するヘッド速度検出手段と、前
記磁気ヘッドの位置が目標位置に追従するように前記駆
動アンプを制御するサーボ補償手段とを備え、前記磁気
ヘッドのヘッド位置決めサーボ系の全体の固有値および
固有ベクトルを求め、その中から一個の固有ベクトルま
たは前記固有ベクトルの線形結合ベクトルを前記サーボ
系全体の初期値状態ベクトルとする自由応答を規範軌道
としたときに、制御対象の任意の状態量から、前記規範
軌道と前記サーボ系の出力信号との差を離散時間領域で
積分した面積誤差が最小となるように、前記サーボ補償
手段の内部状態の一部または全部を初期化する初期値設
定手段を設けたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides one or more magnetic disks fixed on a rotating spindle, and reads and writes data from and to a data surface on the magnetic disks. Magnetic head, actuator for driving the magnetic head, drive amplifier for driving the actuator, head position detecting means for detecting the position of the magnetic head with respect to the data surface, and head for detecting the speed of the magnetic head Speed detecting means, and servo compensating means for controlling the drive amplifier so that the position of the magnetic head follows a target position, and obtains an eigenvalue and an eigenvector of the entire head positioning servo system of the magnetic head. From one eigenvector or a linear combination vector of the eigenvectors to the initial value state of the entire servo system. When a free response as a vector is used as a reference trajectory, an area error obtained by integrating the difference between the reference trajectory and the output signal of the servo system in a discrete time domain from an arbitrary state quantity of the control target is minimized. And an initial value setting means for initializing a part or all of the internal state of the servo compensation means.

【0007】[0007]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0008】図1は、本発明の1実施例を示すブロック
図である。図1に示すように、本発明の磁気ディスク装
置においては、回転スピンドル101に固定された薄膜
の磁気ディスク102のデータ面103に記録された信
号を磁気ヘッドである複合ヘッド106が読み取り、デ
ータヘッド位置誤差信号109を生成する。複合ヘッド
106は、磁気ディスク102上のデータ面に対して読
み書きを行うための薄膜インダクティブヘッドとMR
(磁気抵抗効果)ヘッドとを有している。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in a magnetic disk drive of the present invention, a composite head 106 as a magnetic head reads a signal recorded on a data surface 103 of a thin-film magnetic disk 102 fixed to a rotating spindle 101, A position error signal 109 is generated. The composite head 106 includes a thin-film inductive head for reading / writing data from / on the data surface on the magnetic disk 102 and an MR head.
(Magnetoresistive effect).

【0009】前記回転スピンドル101に固定された磁
気ディスク102のサーボ面104に記録された信号を
サーボヘッド105が読み取り、サーボヘッド位置誤差
信号110を生成する。ヘッド位置検出装置111は、
データヘッド位置誤差信号109とサーボヘッド位置誤
差信号110とに基いて、サーボヘッド105がトラッ
クを横切った回数をその向きを含めて計数し、複合ヘッ
ド106のデータ面103に対する位置を、複合型ヘッ
ド106の進行方向に関わらず磁気ディスク102の最
内周から最外周まで連続して検出してヘッド位置信号1
12を生成する。ヘッド速度検出装置113は、ヘッド
位置信号112と駆動アンプ108への入力信号123
より複合ヘッド106のデータ面103に対する速度を
検出してヘッド速度信号114を生成する。
A servo head 105 reads a signal recorded on a servo surface 104 of a magnetic disk 102 fixed to the rotating spindle 101, and generates a servo head position error signal 110. The head position detecting device 111 includes:
Based on the data head position error signal 109 and the servo head position error signal 110, the number of times the servo head 105 has traversed the track including its direction is counted, and the position of the composite head 106 with respect to the data surface 103 is determined. The head position signal 1 is continuously detected from the innermost circumference to the outermost circumference of the magnetic disk 102 regardless of the traveling direction of the magnetic disk 102.
12 is generated. The head speed detection device 113 includes a head position signal 112 and an input signal 123 to the drive amplifier 108.
The head speed signal 114 is generated by detecting the speed of the composite head 106 with respect to the data surface 103.

【0010】目標軌道生成装置115は、ローパスフィ
ルタまたはバンドエリミテッドフィルタのいずれか1つ
とVCMからなるアクチュエータ107の数学的近似モ
デルから構成されている。アクチュエータ107の逆起
電力の影響を考慮し、アクチュエータ107の数学的近
似モデルの出力を複合ヘッド106の目標位置の目標軌
道信号116と目標速度の目標軌道信号117と目標加
速度の目標軌道信号118として生成する。
[0010] The target trajectory generator 115 comprises a mathematical approximation model of the actuator 107 composed of one of a low-pass filter and a band-eliminated filter and a VCM. In consideration of the effect of the back electromotive force of the actuator 107, the output of the mathematical approximation model of the actuator 107 is used as the target trajectory signal 116 of the target position of the composite head 106, the target trajectory signal 117 of the target speed, and the target trajectory signal 118 of the target acceleration. Generate.

【0011】フィードフォワード補償装置119は、目
標加速度の目標軌道信号118を使用してアクチュエー
タ107を予め目標軌道通りに駆動するための入力信号
120を生成して駆動アンプ108に与える。フィード
フォワード補償装置119は、アクチュエータ107の
ループ利得を推定する装置を有し、ディスク装置の個体
差に合わせて内部ゲインを調整する。
The feedforward compensator 119 generates an input signal 120 for driving the actuator 107 according to the target trajectory in advance using the target trajectory signal 118 of the target acceleration, and supplies the input signal 120 to the drive amplifier 108. The feedforward compensator 119 has a device for estimating the loop gain of the actuator 107, and adjusts the internal gain according to the individual difference of the disk device.

【0012】サーボ補償装置121は、軌道追従型であ
って、ヘッド位置信号112およびヘッド速度信号11
4を、目標位置の目標軌道信号116および目標速度の
目標軌道信号117に追従させるための入力信号122
を生成して駆動アンプ108に与えて複合型ヘッド10
6の位置決めを行う。サーボ補償装置121は、アクチ
ュエータ107のループ利得を推定する装置を有し、デ
ィスク装置の個体差に合わせて内部ゲインを調整する。
The servo compensator 121 is of a trajectory following type, and has a head position signal 112 and a head speed signal 11.
4 is an input signal 122 for following the target trajectory signal 116 of the target position and the target trajectory signal 117 of the target speed.
Is generated and given to the drive amplifier 108 to output the composite head 10
6 is performed. The servo compensator 121 has a device for estimating the loop gain of the actuator 107, and adjusts the internal gain according to the individual difference of the disk device.

【0013】演算遅れはヘッド位置信号112取り込み
時から駆動アンプ108への入力信号123の生成まで
に要する時間である。初期値設定装置124は、サーボ
補償装置121の初期値を設定する。
The calculation delay is the time required from when the head position signal 112 is captured to when the input signal 123 to the drive amplifier 108 is generated. The initial value setting device 124 sets an initial value of the servo compensation device 121.

【0014】次に、前記初期値設定装置124について
次に説明する。
Next, the initial value setting device 124 will be described.

【0015】この実施例では、1サンプルの演算遅れを
有する制御系の全体の閉ループ系がヘッド位置信号11
2とヘッド速度信号114と演算遅れの状態量である入
力信号123を内部状態の一部として含むn次のディジ
タル系となる場合について説明する。初期値設定後、目
標位置の目標軌道信号116と目標速度の目標軌道信号
117と目標加速度の目標軌道信号118を0とする
と、ヘッド位置信号112とヘッド速度信号114とサ
ーボ補償装置121を含む制御系の全体の閉ループ状態
方程式は次の数1で表わされ、出力方程式は次の数2で
表わされる。
In this embodiment, the entire closed loop system of the control system having an operation delay of one sample is the head position signal 11
A case will be described in which an nth-order digital system is included as part of the internal state, including an input signal 123, which is 2, a head speed signal 114, and an operation delay state quantity. After setting the initial values, if the target trajectory signal 116 of the target position, the target trajectory signal 117 of the target speed, and the target trajectory signal 118 of the target acceleration are set to 0, the control including the head position signal 112, the head speed signal 114, and the servo compensator 121 is performed. The whole closed-loop state equation of the system is expressed by the following equation (1), and the output equation is expressed by the following equation (2).

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】[0017]

【数2】 ただし、閉ループの内部状態量Xは次の数3で示され
る。
(Equation 2) However, the internal state quantity X of the closed loop is expressed by the following equation (3).

【0018】[0018]

【数3】 このときの添え字cはサーボ補償装置121の状態量で
あり、添え字dは演算遅れの状態量であり、添え字pは
ヘッド位置信号112およびヘッド速度信号114の状
態量である。状態変数として、ヘッド位置信号112は
1 に割り当て、ヘッド速度信号114はx2 に割り当
てる。また、演算遅れをモデル化した状態量はx3 に割
り当てる。さらに、サーボ補償装置121は、たとえば
PID制御器等であり可変設定でき、この状態変数はx
4 ,x5 ,…,xn に割り当てる。また、以下において
は、n個の内部状態の最終的な平衡点を例として説明を
行うが、平衡点が例でない場合も、その零でない平衡点
と内部状態の差を考えることで同様の結果が得られる。
(Equation 3) At this time, the suffix c is the state quantity of the servo compensator 121, the suffix d is the state quantity of the operation delay, and the suffix p is the state quantity of the head position signal 112 and the head speed signal 114. As a state variable, the head position signal 112 is assigned to x 1, a head speed signal 114 is assigned to x 2. The state quantity that models the operation delay assigned to x 3. Further, the servo compensator 121 is, for example, a PID controller or the like, and can be variably set.
4, x 5, ..., assigned to x n. Also, in the following, a description will be given by taking the final equilibrium point of the n internal states as an example. However, even when the equilibrium point is not an example, a similar result is obtained by considering the difference between the non-zero equilibrium point and the internal state. Is obtained.

【0019】予めシステム行列Aの固有値を求め、この
固有値のうち、アクチュエータ107の追従特性を越え
ない範囲内で最も速い実根の固有値を選択し、選択した
固有値に対する固有ベクトルを求める。具体的には、サ
ーボ系の制御帯域付近の固有値を選択し、この固有値に
対応する固有ベクトルを閉ループ系の状態の初期値ベク
トルとする。そして、固有ベクトルをヘッド位置信号1
12に対応する係数が1となるように規格化して、n個
の内部状態と同じ順番に[1,c2 ,…,cn]という
n個の係数を求める。また、適当な固有値が存在しない
場合にはn個の固有ベクトル[v1 ,v2 ,…,vn
の線形結合である次の数4により、オーバーシュートや
アンダーシュートのない応答を生成するベクトルを求
め、閉ループ系の状態の初期値ベクトルとする。
The eigenvalues of the system matrix A are obtained in advance, and among the eigenvalues, the eigenvalue of the fastest real root within a range that does not exceed the following characteristic of the actuator 107 is selected, and the eigenvector for the selected eigenvalue is obtained. Specifically, an eigenvalue near the control band of the servo system is selected, and an eigenvector corresponding to this eigenvalue is set as an initial value vector of the state of the closed loop system. Then, the eigenvector is converted to the head position signal 1
The coefficient corresponding to 12 is normalized so as to be 1, and n coefficients [1, c 2 ,..., C n ] are obtained in the same order as the n internal states. If there is no proper eigenvalue, n eigenvectors [v 1 , v 2 ,..., V n ]
A vector that generates a response without overshoot or undershoot is obtained from the following equation (4), which is a linear combination of, and is set as an initial value vector of the state of the closed loop system.

【0020】[0020]

【数4】 さらに、ベクトルvをヘッド位置信号112に対応する
係数が1となるように規格化して、n個の内部状態と同
じ順番に[1,c2 ,…,cn ]というn個の係数とす
る。
(Equation 4) Further, the vector v is normalized such that the coefficient corresponding to the head position signal 112 is 1, and is set to n coefficients [1, c 2 ,..., C n ] in the same order as the n internal states. .

【0021】次に、切換位置xr において、n個の内部
状態をx(0)=xr ・[1,c2,…,cn T とし
たとき次の数5を規範軌道とする。
Next, at the switching position x r, n x (0) the internal state of the number = x r · [1, c 2, ..., c n] and norms track number 5 of the following when the T .

【0022】[0022]

【数5】 この数5を規範軌道として、切換点での位置、速度、演
算遅れの状態量[xr2 (0) x3 (0)]T から
の応答波形を規範軌道w(k)に追従するように再設定
可能なサーボ補償装置121の内部状態を設定する。以
下にサーボ補償装置121の内部状態を設定する方法を
示す。
(Equation 5) Using this equation 5 as a reference trajectory, the response waveform from the position, speed, and operation delay state quantity [ xr x 2 (0) x 3 (0)] T at the switching point follows the reference trajectory w (k). Thus, the internal state of the servo compensator 121 which can be reset is set. A method for setting the internal state of the servo compensator 121 will be described below.

【0023】状態量と規範軌道の差をη(k)=x
(k)−w(k)とし、数5の評価関数を最小化するサ
ーボ補償装置121の内部状態Jが次の数6で求められ
る。
The difference between the state quantity and the reference trajectory is given by η (k) = x
(K) −w (k), and the internal state J of the servo compensator 121 that minimizes the evaluation function of Expression 5 is obtained by Expression 6 below.

【0024】[0024]

【数6】 まず、可変設定できるサーボ補償装置121の内部状態
の関数であるηc と、初期設定を行うために測定するヘ
ッド位置信号112およびヘッド速度信号114の状態
量、1サンプルの演算遅れの状態量である駆動アンプ1
08への入力信号123の関数であるηpd=[ηp T
ηd T に分け、また、Qを全ての要素が非負の重み行
列として、数5を記述し直すと次の数7になる。
(Equation 6) First, η c , which is a function of the internal state of the servo compensator 121 that can be variably set, and the state amount of the head position signal 112 and the head speed signal 114 measured for performing the initial setting, the state amount of one sample operation delay A certain drive amplifier 1
08 is a function of the input signal 123 to η pd = [η p T
η d ] T , and when Q is rewritten as a weight matrix in which all elements are non-negative, the following equation 7 is obtained.

【0025】[0025]

【数7】 次に、評価関数である前記数7は離散時間リアプノフ方
程式である次の数8を用いて次の数9となる。
(Equation 7) Next, Expression 7 as an evaluation function becomes Expression 9 using Expression 8 which is a discrete-time Lyapunov equation.

【0026】[0026]

【数8】 (Equation 8)

【0027】[0027]

【数9】 さらに、評価関数である数9はサーボ補償装置121の
内部状態の2次関数であるから、数9は極小値が存在
し、かつ、最小となる。数9が最小となるηc (0)は
数10で表わされる。
(Equation 9) Further, Equation 9 which is an evaluation function is a quadratic function of the internal state of the servo compensator 121, and therefore Equation 9 has a minimum value and is minimum. Η c (0) at which Equation 9 is minimized is expressed by Equation 10.

【0028】[0028]

【数10】 それゆえ、規範軌道w(k)に追従するサーボ補償装置
121の初期値は次の数11となる。
(Equation 10) Therefore, the initial value of the servo compensator 121 that follows the reference trajectory w (k) is represented by the following equation (11).

【0029】[0029]

【数11】 初期値設定装置124は、−p22 -1・p12および[1,
2 ,…,cn ]を係数マトリクスとして予め記憶して
おく。
[Equation 11] The initial value setting device 124 calculates −p 22 −1 · p 12 and [1,
c 2 ,..., c n ] are stored in advance as a coefficient matrix.

【0030】次に、図2のフロチャートを用いて前記初
期値設定装置124の初期値設定動作を説明する。
Next, the initial value setting operation of the initial value setting device 124 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0031】初期値設定装置124は、ヘッド位置決め
動作中に、まず位置信号112を取り込む(ステップ2
01)。続いて、ヘッド位置信号112が任意の値εよ
り小さくなったかどうか計算する(ステップ202)。
ステップ202の条件が満たされたら、ヘッド速度信号
114と駆動アンプ108への入力信号123を取り込
み(ステップ203)、それを用いて1回だけサーボ補
償装置121の内部状態量を数11に従って求め(ステ
ップ204)、その初期値をサーボ補償装置121へ出
力する(ステップ205)。
The initial value setting device 124 first takes in the position signal 112 during the head positioning operation (step 2).
01). Subsequently, it is calculated whether the head position signal 112 has become smaller than an arbitrary value ε (step 202).
When the condition of step 202 is satisfied, the head speed signal 114 and the input signal 123 to the drive amplifier 108 are fetched (step 203), and the internal state quantity of the servo compensator 121 is obtained only once according to equation 11 (step 203). (Step 204), and output the initial value to the servo compensator 121 (Step 205).

【0032】この初期値設定を行うことにより、その後
の制御系の過渡応答を閉ループ系の固有ベクトルから得
られる規範軌道に追従させることができ、この結果オー
バーシュートやアンダーシュートがない高速なヘッド位
置決めが実現できる。
By setting the initial value, the subsequent transient response of the control system can follow the reference trajectory obtained from the eigenvectors of the closed loop system. As a result, high-speed head positioning without overshoot or undershoot can be achieved. realizable.

【0033】図3は、本発明による初期値設定を行う際
に参照する位置の規範軌道を示す図である。図4におい
て、曲線A1は本発明による規範軌道に追従する初期値
設定を行った場合のヘッド位置決め時の過渡応答特性を
示し、曲線B1は初期値補償を行わなかった場合のヘッ
ド位置決め時の過渡応答特性を示している。
FIG. 3 is a diagram showing a reference trajectory of a position referred to when setting an initial value according to the present invention. In FIG. 4, a curve A1 shows a transient response characteristic at the time of head positioning when an initial value is set to follow the reference trajectory according to the present invention, and a curve B1 shows a transient response at the time of head positioning without initial value compensation. The response characteristics are shown.

【0034】図4に示す過渡応答特性を得るために、共
にはじめのヘッド位置は−5μm、ヘッド速度は0.0
25m/s。駆動アンプへの入力信号は0.5Vとし
た。また、数7での重み行列は、ヘッド位置に掛かる値
を1とし、ヘッド速度に掛かる値を10-7とし、駆動ア
ンプ108に掛かる値を10-11 と設定した。初期値設
定を行わずサーボ補償装置121の内部状態を零とした
曲線B1の例ではオーバーシュートが発生しているが、
本発明による曲線A1の例においてはオーバーシュート
および振動がほとんど生じておらず、磁気ヘッドのヘッ
ド位置決めに要する整定時間が約1/2に短縮してい
る。
In order to obtain the transient response characteristics shown in FIG. 4, the initial head position is -5 μm and the head speed is 0.0
25 m / s. The input signal to the drive amplifier was 0.5 V. In the weight matrix in Equation 7, the value applied to the head position is set to 1, the value applied to the head speed is set to 10 -7, and the value applied to the drive amplifier 108 is set to 10 -11 . In the example of the curve B1 in which the initial state is not set and the internal state of the servo compensator 121 is set to zero, overshoot occurs.
In the example of the curve A1 according to the present invention, almost no overshoot or vibration occurs, and the settling time required for the head positioning of the magnetic head is reduced to about 1 /.

【0035】なお、磁気ディスク装置の個体差や経年変
化が存在する場合についても、サーボ補償装置121や
フィードフォワード補償装置119のループ利得推定装
置による内部ゲイン調整を行うことにより、本発明によ
る磁気ディスク装置はオーバーシュートやアンダーシュ
ートがない高速なヘッド位置決めが実現できる。
Even when individual differences or aging of the magnetic disk device exist, the internal gain adjustment by the loop gain estimating device of the servo compensator 121 and the feedforward compensator 119 can be performed to obtain the magnetic disk according to the present invention. The apparatus can realize high-speed head positioning without overshoot or undershoot.

【0036】さらに、演算遅れを無視できる場合には数
3の状態量からXd を除いて、また、ヘッド位置検出装
置111から機械振動成分を除去する機械振動除去装置
を有する場合には数3のXp に機械振動除去装置の内部
状態を加えて、初期値設定装置124によりオーバーシ
ュートやアンダーシュートがない高速なヘッド位置決め
が実現できる。
Further, when the operation delay can be ignored, X d is removed from the state quantity of the equation (3). X p was added with internal state of the mechanical vibration removing device, overshoot or undershoot by the initial value setting unit 124 is not fast head positioning can be realized in.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、従来の磁気ディスク装
置において制御系の閉ループ特性をあらかじめ考慮して
決定されていなかった初期値設定を、任意の切換点で閉
ループ系の固有ベクトルに追従する初期値設定を行うこ
とにより、過渡特性から振動成分を取り除くことができ
るから磁気ヘッドのヘッド位置決めに要する時間を短縮
することができる。
According to the present invention, in the conventional magnetic disk drive, the initial value setting which has not been determined in advance in consideration of the closed loop characteristics of the control system can be changed to an initial value for following the closed loop eigenvector at an arbitrary switching point. By setting the value, the vibration component can be removed from the transient characteristics, so that the time required for head positioning of the magnetic head can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例における初期値設定そうちの動作
を説明するフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of setting an initial value in the embodiment of FIG. 1;

【図3】本発明による初期値設定を行う際に参照する位
置の規範軌道を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a reference trajectory of a position referred to when performing initial value setting according to the present invention.

【図4】本発明の実施例によるヘッド位置決め時の過渡
応答特性を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a transient response characteristic at the time of head positioning according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 回転スピンドル 102 磁気ディスク 103 データ面 104 サーボ面 105 サーボヘッド 106 複合ヘッド 107 アクチュエータ 108 駆動アンプ 109 データヘッド位置誤差信号 110 サーボヘッド位置誤差信号 111 ヘッド位置検出装置 112 ヘッド位置信号 113 ヘッド速度検出装置 114 ヘッド速度信号 115 目標軌道生成装置 116 目標位置の目標軌道信号 117 目標速度の目標軌道信号 118 目標加速度の目標軌道信号 119 フィードフォワード補償装置 120 駆動アンプ108への入力信号 121 サーボ補償装置 122 駆動アンプ108への入力信号 123 駆動アンプ108への入力信号 124 初期値設定装置 125 初期設定値 Reference Signs List 101 rotating spindle 102 magnetic disk 103 data surface 104 servo surface 105 servo head 106 composite head 107 actuator 108 drive amplifier 109 data head position error signal 110 servo head position error signal 111 head position detecting device 112 head position signal 113 head speed detecting device 114 Head speed signal 115 Target trajectory generator 116 Target trajectory signal of target position 117 Target trajectory signal of target speed 118 Target trajectory signal of target acceleration 119 Feedforward compensator 120 Input signal to drive amplifier 108 121 Servo compensator 122 Drive amplifier 108 Input signal 123 to the drive amplifier 108 input signal 124 initial value setting device 125 initial setting value

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転スピンドル上に固定された1枚また
は複数枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスク上のデー
タ面に対して読み書きを行う磁気ヘッドと、この磁気ヘ
ッドを駆動するアクチュエータと、このアクチュエータ
を駆動する駆動アンプと、前記磁気ヘッドの前記データ
面に対する位置を検出するヘッド位置検出手段と、前記
磁気ヘッドの速度を検出するヘッド速度検出手段と、前
記磁気ヘッドの位置が目標位置に追従するように前記駆
動アンプを制御するサーボ補償手段とを備え、前記磁気
ヘッドのヘッド位置決めサーボ系の全体の固有値および
固有ベクトルを求め、その中から一個の固有ベクトルま
たは前記固有ベクトルの線形結合ベクトルを前記サーボ
系全体の初期値状態ベクトルとする自由応答を規範軌道
としたときに、制御対象の任意の状態量から、前記規範
軌道と前記サーボ系の出力信号との差を離散時間領域で
積分した面積誤差が最小となるように、前記サーボ補償
手段の内部状態の一部または全部を初期化する初期値設
定手段を設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。
1. A magnetic disk fixed on a rotating spindle, one or more magnetic disks, a magnetic head for reading and writing data from and on a data surface on the magnetic disk, an actuator for driving the magnetic head, and the actuator A drive amplifier for driving the magnetic head, a head position detecting means for detecting a position of the magnetic head with respect to the data surface, a head speed detecting means for detecting a speed of the magnetic head, and a position of the magnetic head following a target position. Servo compensating means for controlling the drive amplifier so as to determine the eigenvalues and eigenvectors of the entire head positioning servo system of the magnetic head. When the free response as the initial state vector of A part or all of the internal state of the servo compensating means is adjusted so that an area error obtained by integrating a difference between the reference trajectory and the output signal of the servo system in a discrete time domain from an arbitrary state quantity of the object is minimized. A magnetic disk drive comprising an initial value setting means for initializing.
【請求項2】 請求項1に記載の磁気ディスク装置にお
いて、前記磁気ヘッドの位置を示すヘッド位置信号と前
記磁気ヘッドの速度を示すヘッド速度信号を内部状態の
一部x1 ,x2 として含むn次の制御系の全体の閉ルー
プ系の固有ベクトルに基づいて、オーバーシュートやア
ンダーシュートのない応答を規範軌道として設定し、こ
のときの初期状態量を前記ヘッド位置信号に対して規格
化しn個の内部状態と同じ順番に[1,c2 ,…,
n ]という係数として記憶しておき、前記初期値設定
手段は、前記磁気ヘッドのヘッド位置決め動作中に初期
値設定を行う位置になったとき、前記ヘッド位置信号と
前記ヘッド速度信号および駆動アンプへの入力信号とを
取り込み、前記サーボ補償手段の内部状態を規範軌道と
の面積誤差が最小になる値に設定することを特徴とする
磁気ディスク装置。
2. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein a head position signal indicating the position of the magnetic head and a head speed signal indicating the speed of the magnetic head are included as part x 1 and x 2 of the internal state. Based on the eigenvectors of the entire closed-loop system of the n-th order control system, a response without overshoot or undershoot is set as a reference trajectory, and the initial state quantity at this time is normalized with respect to the head position signal and n [1, c 2 , ..., in the same order as the internal state
c n ], and the initial value setting means stores the head position signal, the head speed signal, and the drive amplifier when the initial value setting position is reached during the head positioning operation of the magnetic head. A magnetic disk drive, wherein an internal signal of the servo compensating means is set to a value that minimizes an area error from a reference trajectory.
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