JP2860602B2 - 磁気デイスク装置のヘツド位置制御方法 - Google Patents
磁気デイスク装置のヘツド位置制御方法Info
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- JP2860602B2 JP2860602B2 JP26956090A JP26956090A JP2860602B2 JP 2860602 B2 JP2860602 B2 JP 2860602B2 JP 26956090 A JP26956090 A JP 26956090A JP 26956090 A JP26956090 A JP 26956090A JP 2860602 B2 JP2860602 B2 JP 2860602B2
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フロッピディスク装置、固定ディスク装
置、光ディスク装置などのディスク装置のヘッド位置制
御方法に関するものである。
置、光ディスク装置などのディスク装置のヘッド位置制
御方法に関するものである。
ディスク装置において、ディスクの偏心によって生じ
るトラック位置の変動に対して、ヘッドの位置をトラッ
クの中心に追従させる制御（以後トラックサーボとい
う）が行なわれている。
るトラック位置の変動に対して、ヘッドの位置をトラッ
クの中心に追従させる制御（以後トラックサーボとい
う）が行なわれている。
従来から一般に行なわれているトラックサーボの方法
の１つとしてフィードバック制御がある。
の１つとしてフィードバック制御がある。
また、その他の方法として学習制御がある。
この学習制御方式は、ディスク装置ではトラック位置
の変化がディスクの回転周期と同期して繰り返し発生す
るので、これを学習してフィードフォワードの制御入力
を加えることにより高精度の追従性が得られることが知
られており、１周期前のサンプリング時刻における制御
偏差を利用し、今回のサンプリング時における制御入力
を修正するという方法である。
の変化がディスクの回転周期と同期して繰り返し発生す
るので、これを学習してフィードフォワードの制御入力
を加えることにより高精度の追従性が得られることが知
られており、１周期前のサンプリング時刻における制御
偏差を利用し、今回のサンプリング時における制御入力
を修正するという方法である。
従来から行なわれてきているフィードバック制御だけ
でトラックサーボを行なう場合、位置誤差を十分小さく
するためには、目標値の変化の速さに対応して考慮され
る周波数において十分なループゲインをもつ必要があ
る。
でトラックサーボを行なう場合、位置誤差を十分小さく
するためには、目標値の変化の速さに対応して考慮され
る周波数において十分なループゲインをもつ必要があ
る。
ところが制御対象の応答遅れ等によりゲインを大きく
とろうとすると、制御系が不安定となり、必ずしも必要
なゲインがとれなかった。
とろうとすると、制御系が不安定となり、必ずしも必要
なゲインがとれなかった。
また、従来から行なわれてきている学習制御では、１
周期前の偏差を利用しているだけであるので、制御対象
の動特性による動作遅れや、無駄時間は考慮されておら
ず、動作の収束性、安定性に問題があった。
周期前の偏差を利用しているだけであるので、制御対象
の動特性による動作遅れや、無駄時間は考慮されておら
ず、動作の収束性、安定性に問題があった。
そこで本発明は、制御入力の決定に対して制御対象の
動特性を考慮し、収束性、安定性に優れた学習制御方法
を提案しようとするものである。
動特性を考慮し、収束性、安定性に優れた学習制御方法
を提案しようとするものである。
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので
あって、ほぼ同心円上に記録された複数のトラックとト
ラックの半径方向の位置情報が記録されたディスクの前
記位置情報からあるサンプリング時刻で位置誤差をヘッ
ドで検出し、前記位置誤差に基づいてアクチュエータの
制御入力を生成し、前記制御入力信号でアクチュエータ
を動かすことによりヘッド位置を修正するサンプリング
制御方式のトラックサーボ装置を具備した磁気ディスク
装置において、あるサンプリング時刻t1において得られ
た位置誤差信号、または、前記サンプリング時刻と連続
する数サンプリング前の時刻において得られた位置誤差
信号に基づいて生成された第１の制御入力と、前記サン
プリング時刻t1からディスク１回転周期Ｔ前のサンプリ
ング時刻t1−Ｔより、あるサンプリング時刻Δｔだけ遅
れたサンプリング時刻t1−Ｔ＋Δｔにおける位置誤差信
号、または前後複数のサンプリング時刻において得られ
た位置誤差信号に重み付けを行ない加え合せた信号を前
記サンプリング時刻t1から１回転周期前のサンプリング
t1−Ｔにおいて同様な方法で得られた信号に積算して生
成された第２の制御入力信号とを加え合せた第３の制御
入力信号により、前記アクチュエータを制御してトラッ
クサーボを行うことを特徴とする磁気ディスク装置のヘ
ッド位置制御方法である。
あって、ほぼ同心円上に記録された複数のトラックとト
ラックの半径方向の位置情報が記録されたディスクの前
記位置情報からあるサンプリング時刻で位置誤差をヘッ
ドで検出し、前記位置誤差に基づいてアクチュエータの
制御入力を生成し、前記制御入力信号でアクチュエータ
を動かすことによりヘッド位置を修正するサンプリング
制御方式のトラックサーボ装置を具備した磁気ディスク
装置において、あるサンプリング時刻t1において得られ
た位置誤差信号、または、前記サンプリング時刻と連続
する数サンプリング前の時刻において得られた位置誤差
信号に基づいて生成された第１の制御入力と、前記サン
プリング時刻t1からディスク１回転周期Ｔ前のサンプリ
ング時刻t1−Ｔより、あるサンプリング時刻Δｔだけ遅
れたサンプリング時刻t1−Ｔ＋Δｔにおける位置誤差信
号、または前後複数のサンプリング時刻において得られ
た位置誤差信号に重み付けを行ない加え合せた信号を前
記サンプリング時刻t1から１回転周期前のサンプリング
t1−Ｔにおいて同様な方法で得られた信号に積算して生
成された第２の制御入力信号とを加え合せた第３の制御
入力信号により、前記アクチュエータを制御してトラッ
クサーボを行うことを特徴とする磁気ディスク装置のヘ
ッド位置制御方法である。
なお、前記本発明にかかる磁気ディスク装置のヘッド
位置制御方法において、位置誤差がある値以下になった
ことを検出した場合、前記第２の制御入力生成における
積算を停止し、この時点で生成された第２の制御入力
と、その時点で生成されている前記第１の制御入力とを
加え合せたものをアクチュエータへの制御入力としてト
ラックサーボを行うこともできる。
位置制御方法において、位置誤差がある値以下になった
ことを検出した場合、前記第２の制御入力生成における
積算を停止し、この時点で生成された第２の制御入力
と、その時点で生成されている前記第１の制御入力とを
加え合せたものをアクチュエータへの制御入力としてト
ラックサーボを行うこともできる。
実施例１ 第１図は本発明を用いたトラック追従装置の実施例に
おける全体の構成を示すブロック図で、１はディスク
で、同心円上に複数のトラックを有するとともに各トラ
ック上にほぼ等間隔にトラックの半径方向の基準位置を
示すサーボデータが記録してある。
おける全体の構成を示すブロック図で、１はディスク
で、同心円上に複数のトラックを有するとともに各トラ
ック上にほぼ等間隔にトラックの半径方向の基準位置を
示すサーボデータが記録してある。
サーボデータをヘッド２で検出し、位置誤差検出回路
３で位置誤差信号を出力する。この位置誤差信号は、第
１の制御入力信号生成回路４および第２の制御入力生成
回路５へ入力され、両回路でつくられた信号が加算器６
で加え合わされてアクチュエータ９への入力信号とな
る。
３で位置誤差信号を出力する。この位置誤差信号は、第
１の制御入力信号生成回路４および第２の制御入力生成
回路５へ入力され、両回路でつくられた信号が加算器６
で加え合わされてアクチュエータ９への入力信号とな
る。
本実施例ではアクチュエータ９として２相のハイブリ
ッド型のステッピングモータを使用している。
ッド型のステッピングモータを使用している。
アクチュエータ９への入力信号は、２相化信号変換器
７を通して２相信号に変換し、電流ドライバ８を通して
２相のステッピングモータ９に電流を供給する。
７を通して２相信号に変換し、電流ドライバ８を通して
２相のステッピングモータ９に電流を供給する。
ヘッドキャリッジ10は、スチールベルト11を介して２
相のステッピングモータ９に結合されており、トラック
の半径方向にアクチュエータ入力信号に比例した移動を
行なうことにより、ヘッド位置の修正を行なう。
相のステッピングモータ９に結合されており、トラック
の半径方向にアクチュエータ入力信号に比例した移動を
行なうことにより、ヘッド位置の修正を行なう。
第２図は本発明の第２の制御入力生成回路５の詳細を
示すもので、１はディスク、12はある１つのトラックを
示す。
示すもので、１はディスク、12はある１つのトラックを
示す。
各トラックには回転の基準位置を示すインデックス位
置から回転方向に順にＲ〔１〕,R〔２〕…Ｒ〔Ｊ〕…Ｒ
〔Ｓ〕のＳ個のサーボデータが記録してある。
置から回転方向に順にＲ〔１〕,R〔２〕…Ｒ〔Ｊ〕…Ｒ
〔Ｓ〕のＳ個のサーボデータが記録してある。
２はヘッド、３は位置誤差検出回路、４は第１の制御
入力生成回路である。
入力生成回路である。
ディスク１のｋ回転周期目において、サーボデータＲ
〔Ｊ〕の信号をヘッド２で検出し、位置誤差検出回路３
から位置誤差信号ek〔Ｊ〕が出力され、第１および第２
の制御入力生成回路４へ供給される。
〔Ｊ〕の信号をヘッド２で検出し、位置誤差検出回路３
から位置誤差信号ek〔Ｊ〕が出力され、第１および第２
の制御入力生成回路４へ供給される。
次に第２の制御入力生成回路５の動作について説明す
ると、第２の制御入力生成回路５はＭ〔１〕,M〔２〕…
…Ｍ〔Ｊ〕，…Ｍ〔Ｓ〕のＳ個のメモリを持ち、トラッ
クの回転方向の基準位置を示すインデックス信号からＪ
番目のサーボデータＲ〔Ｊ〕による位置誤差信号e
k〔Ｊ〕が入力された後、以下に示す方法でメモリ内に
格納されているデータのうち、Ｍ〔Ｊ〕の内容σ
K〔Ｊ〕がＪ＋１番目のサンプリングまでの間出力され
る。
ると、第２の制御入力生成回路５はＭ〔１〕,M〔２〕…
…Ｍ〔Ｊ〕，…Ｍ〔Ｓ〕のＳ個のメモリを持ち、トラッ
クの回転方向の基準位置を示すインデックス信号からＪ
番目のサーボデータＲ〔Ｊ〕による位置誤差信号e
k〔Ｊ〕が入力された後、以下に示す方法でメモリ内に
格納されているデータのうち、Ｍ〔Ｊ〕の内容σ
K〔Ｊ〕がＪ＋１番目のサンプリングまでの間出力され
る。
σK〔Ｊ〕は、前回のｋ−１回転周期目において、イ
ンデックス信号からＪ＋Ｄ番目のサンプリング時におけ
る位置誤差ek-1〔Ｊ＋Ｄ〕により次式 σK〔Ｊ〕＝σK-1〔Ｊ〕＋ｍ・ek-1〔Ｊ＋Ｄ〕 ……（１） で得られた値である。なおｍは更新係数である。
ンデックス信号からＪ＋Ｄ番目のサンプリング時におけ
る位置誤差ek-1〔Ｊ＋Ｄ〕により次式 σK〔Ｊ〕＝σK-1〔Ｊ〕＋ｍ・ek-1〔Ｊ＋Ｄ〕 ……（１） で得られた値である。なおｍは更新係数である。
ek〔Ｊ〕の信号によってメモリデータの更新を行なう
が、上式から推測できるようにＭ〔Ｊ−Ｄ〕のデータσ
K〔Ｊ−Ｄ〕を次式 σK+1〔Ｊ−Ｄ〕＝σK〔Ｊ−Ｄ〕＋ｍ・ek〔Ｊ〕 ……（２） に基づき更新する。
が、上式から推測できるようにＭ〔Ｊ−Ｄ〕のデータσ
K〔Ｊ−Ｄ〕を次式 σK+1〔Ｊ−Ｄ〕＝σK〔Ｊ−Ｄ〕＋ｍ・ek〔Ｊ〕 ……（２） に基づき更新する。
このデータは、（ｋ＋１）回転目において、Ｊ−Ｄ番
目のサンプリング時刻からＪ−Ｄ＋１番目のサンプリン
グまで本回路から出力される信号である。
目のサンプリング時刻からＪ−Ｄ＋１番目のサンプリン
グまで本回路から出力される信号である。
すなわち、インデックス信号からＪ番目のサーボデー
タによる位置誤差信号で、ＪよりＤサンプリング前に出
力されるＭ〔Ｊ−Ｄ〕のデータが更新される。Ｄは制御
対象の動作遅れを考慮し決定したサンプリング数で、制
御対象のインパルス応答において入力指令時刻から応答
が最大となるまでの時間TDを求め、Ｄ≒TD／TSとなる値
が用いられる。ただし、TSはサンプリング周期である。
また、Ｄは制御対象のステップ応答の微分値が最大とな
る時間から同様にして求めることができる。
タによる位置誤差信号で、ＪよりＤサンプリング前に出
力されるＭ〔Ｊ−Ｄ〕のデータが更新される。Ｄは制御
対象の動作遅れを考慮し決定したサンプリング数で、制
御対象のインパルス応答において入力指令時刻から応答
が最大となるまでの時間TDを求め、Ｄ≒TD／TSとなる値
が用いられる。ただし、TSはサンプリング周期である。
また、Ｄは制御対象のステップ応答の微分値が最大とな
る時間から同様にして求めることができる。
実施例２ 前記実施例１においては、第２の制御入力生成回路５
の方式として、あるサンプリング時における位置誤差信
号で１つのメモリのデータを更新する方法を示したが、
複数のメモリのデータを更新することにより、より安定
な制御系を構成することができる。
の方式として、あるサンプリング時における位置誤差信
号で１つのメモリのデータを更新する方法を示したが、
複数のメモリのデータを更新することにより、より安定
な制御系を構成することができる。
第３図に第２の制御入力生成回路の動作説明図を示
す。
す。
位置誤差検出信号ek〔Ｊ〕によって更新するメモリは
Ｍ〔Ｊ−Ｄ〕を中心に連続する複数のメモリを選定す
る。例えば３つのメモリを選定した場合、Ｍ〔Ｊ−（Ｄ
＋１）〕,M〔Ｊ−Ｄ〕,M〔Ｊ−（Ｄ−１）〕のそれぞれ
のデータがそれぞれm3，m2，m1の係数を掛けて更新され
る。
Ｍ〔Ｊ−Ｄ〕を中心に連続する複数のメモリを選定す
る。例えば３つのメモリを選定した場合、Ｍ〔Ｊ−（Ｄ
＋１）〕,M〔Ｊ−Ｄ〕,M〔Ｊ−（Ｄ−１）〕のそれぞれ
のデータがそれぞれm3，m2，m1の係数を掛けて更新され
る。
この更新動作を各サンプリング時に次々に行なうこと
により、例えば（ｋ＋１）周期目のＪサンプリング時に
第２の制御入力生成回路５から出力される信号 σk+1〔Ｊ〕は σk+1〔Ｊ〕＝σk-1〔Ｊ〕＋m1・ek〔Ｊ＋（Ｄ−１）〕
＋ｍ・ek〔Ｊ＋Ｄ〕＋m3・ek〔Ｊ＋（Ｄ＋１）〕 ……（３） となる。
により、例えば（ｋ＋１）周期目のＪサンプリング時に
第２の制御入力生成回路５から出力される信号 σk+1〔Ｊ〕は σk+1〔Ｊ〕＝σk-1〔Ｊ〕＋m1・ek〔Ｊ＋（Ｄ−１）〕
＋ｍ・ek〔Ｊ＋Ｄ〕＋m3・ek〔Ｊ＋（Ｄ＋１）〕 ……（３） となる。
（３）式中m1，m2，m3は更新時の重み付け係数であ
る。
る。
重み付けは、制御対象のインパルス応答において、第
４図に示すようにインパルス入力時刻から（Ｄ−１）,
D,（Ｄ＋１）サンプリング時間に相当する応答の大きさ
に比例した重み量m1，m2，m3を使う。また、単にm1＝m2
＝m3としても実施例１より良好な制御特性が期待でき
る。
４図に示すようにインパルス入力時刻から（Ｄ−１）,
D,（Ｄ＋１）サンプリング時間に相当する応答の大きさ
に比例した重み量m1，m2，m3を使う。また、単にm1＝m2
＝m3としても実施例１より良好な制御特性が期待でき
る。
以上説明したように、第２の制御入力生成回路５から
出力されるアクチュエータへの制御入力信号を格納する
メモリのデータが、未来のサンプリング時での位置誤差
信号によって更新される。
出力されるアクチュエータへの制御入力信号を格納する
メモリのデータが、未来のサンプリング時での位置誤差
信号によって更新される。
制御対象への入力への影響は、制御対象の応答時間だ
け遅れて発生するので、更新の動作が制御対象の遅れを
考慮した形になり、収束性、安定性に優れたトラックサ
ーボ装置構成することができる。
け遅れて発生するので、更新の動作が制御対象の遅れを
考慮した形になり、収束性、安定性に優れたトラックサ
ーボ装置構成することができる。
また、更新動作が十分行なわれ、位置誤差が希望する
値以下に収束した後は、更新動作を停止し更新動作を省
略することもできる。
値以下に収束した後は、更新動作を停止し更新動作を省
略することもできる。
また、前記本発明にかかる磁気ディスク装置のヘッド
位置制御方法において、位置誤差がある値以下になった
ことを検出した場合、前記第２の制御入力生成における
積算を停止し、この時点で生成された第２の制御入力
と、その時点で生成されている前記第１の制御入力とを
加え合せたものをアクチュエータへの制御入力としてト
ラックサーボを行うこともできる。
位置制御方法において、位置誤差がある値以下になった
ことを検出した場合、前記第２の制御入力生成における
積算を停止し、この時点で生成された第２の制御入力
と、その時点で生成されている前記第１の制御入力とを
加え合せたものをアクチュエータへの制御入力としてト
ラックサーボを行うこともできる。
第１図は、本発明の全体の構成を示すブロック図、第２
図は第１図のブロック図における第２の制御入力生成回
路の詳細図、第３図は、第２の制御入力生成回路の動作
説明図、第４図は重み付け係数の説明図である。 １……ディスク ２……ヘッド ３……位置誤差検出器 ４……第１の制御入力生成回路 ５……第２の制御入力生成回路 ６……加算器 ７……２相信号変換器 ８……電流ドライバ ９……アクチュエータ（２相ステッピングモータ） 10……ヘッドキャリッジ 11……スチールベルト 12……トラック 13……メモリ 14……更新係数 ａ……ヘッド出力 ｂ……位置誤差信号 ｃ……第１の制御入力信号 ｄ……第２の制御入力信号 ｅ……制御入力信号
図は第１図のブロック図における第２の制御入力生成回
路の詳細図、第３図は、第２の制御入力生成回路の動作
説明図、第４図は重み付け係数の説明図である。 １……ディスク ２……ヘッド ３……位置誤差検出器 ４……第１の制御入力生成回路 ５……第２の制御入力生成回路 ６……加算器 ７……２相信号変換器 ８……電流ドライバ ９……アクチュエータ（２相ステッピングモータ） 10……ヘッドキャリッジ 11……スチールベルト 12……トラック 13……メモリ 14……更新係数 ａ……ヘッド出力 ｂ……位置誤差信号 ｃ……第１の制御入力信号 ｄ……第２の制御入力信号 ｅ……制御入力信号
Claims (1)
- 【請求項１】ほぼ同心円上に記録された複数のトラック
とトラックの半径方向の位置情報が記録されたディスク
の前記位置情報からあるサンプリング時刻で位置誤差を
ヘッドで検出し、前記位置誤差に基づいてアクチュエー
タへの制御入力を生成し、前記制御入力信号でアクチュ
エータを動かすことによりヘッド位置を修正するサンプ
リング制御方式のトラックサーボ装置を具備した磁気デ
ィスク装置において、あるサンプリング時刻t1において
得られた位置誤差信号、または、前記サンプリング時刻
と連続する数サンプリング前の時刻において得られた位
置誤差信号に基づいて生成された第１の制御入力と、前
記サンプリング時刻t1からディスク１回転周期Ｔ前のサ
ンプリング時刻t1−Ｔよりあるサンプリング時刻Δｔだ
け遅れたサンプリング時刻t1−Ｔ＋Δｔにおける位置誤
差信号、または前後複数のサンプリング時刻において得
られた位置誤差信号に重み付けを行い加え合せた信号を
前記サンプリング時刻t1から１回転周期前のサンプリン
グt1−Ｔにおいて同様な方法で得られた信号に積算して
生成された第２の制御入力信号とを加え合せた第３の制
御入力信号により、前記アクチュエータを制御してトラ
ックサーボを行うことを特徴とする磁気ディスク装置の
ヘッド位置制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26956090A JP2860602B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 磁気デイスク装置のヘツド位置制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26956090A JP2860602B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 磁気デイスク装置のヘツド位置制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04147475A JPH04147475A (ja) | 1992-05-20 |
| JP2860602B2 true JP2860602B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=17474080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26956090A Expired - Fee Related JP2860602B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 磁気デイスク装置のヘツド位置制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2860602B2 (ja) |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP26956090A patent/JP2860602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04147475A (ja) | 1992-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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