JP3303363B2 - Head control method and head control device - Google Patents

Head control method and head control device

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JP3303363B2
JP3303363B2 JP29043892A JP29043892A JP3303363B2 JP 3303363 B2 JP3303363 B2 JP 3303363B2 JP 29043892 A JP29043892 A JP 29043892A JP 29043892 A JP29043892 A JP 29043892A JP 3303363 B2 JP3303363 B2 JP 3303363B2
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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、ヘッド制御方法及びヘ
ッド制御装置に関し、特に磁気ディスク装置、光ディス
ク装置等のディスク装置において、ヘッドの現在位置
と、ヘッドの駆動制御量から推定したヘッド移動速度と
を用いて速度追従制御を行うヘッド制御方法及びヘッド
制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head control method and a head control apparatus, and more particularly, to a disk drive such as a magnetic disk drive or an optical disk drive, and a head moving speed estimated from a current head position and a head drive control amount. The present invention relates to a head control method and a head control device for performing speed following control using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置
等のディスク装置(以下ディスドライブという)におい
て、トラック移動を伴うヘッドの位置決め(シーク動
作)は、図6に示すように、通常目標トラックの近傍
(時刻t2 )までは目標移動速度曲線(以下速度プロフ
ァイルという)に追従させる速度制御を行い、その後
(時刻t2 以降)、位置制御に切り換えて目標トラック
に位置決めするという手順で実行される。
2. Description of the Related Art In a disk drive such as a magnetic disk drive or a magneto-optical disk drive (hereinafter referred to as a disk drive), positioning of a head accompanying a track movement (seek operation) is usually performed in the vicinity of a target track as shown in FIG. Until (time t 2 ), speed control for following a target moving speed curve (hereinafter, referred to as a speed profile) is performed, and thereafter (after time t 2 ), switching to position control is performed to perform positioning on the target track.

【0003】上述の速度制御においてはヘッドの移動速
度検出が必要となり、このヘッド移動速度の検出は、例
えばプロセッサ等を用いたディジタル回路によりヘッド
制御装置を構成する場合においては、ディスク上に記録
されたサーボ情報より得られる位置信号の現サンプル時
刻と前サンプル時刻における各値の差分に基づいて行わ
れている。しかし、このようなヘッド移動速度の検出で
は、検出された速度に略1/2サンプル分の時間遅れが
生じ、また、検出速度のS/Nが位置信号のS/Nによ
り決定されてしまうという問題があった。
In the above-described speed control, it is necessary to detect the moving speed of the head. In the case where the head control device is constituted by a digital circuit using a processor or the like, the head moving speed is recorded on a disk. This is performed based on the difference between each value at the current sample time and the previous sample time of the position signal obtained from the servo information. However, in such detection of the head moving speed, the detected speed has a time delay of about 1/2 sample, and the S / N of the detected speed is determined by the S / N of the position signal. There was a problem.

【0004】そこで、近年、ディスク上に記録されたサ
ーボ情報より得られる位置信号と、ヘッドの制御量、す
なわちヘッドをディスクの径方向に移動するためのアク
チュエータの駆動電流とに基づいて、ヘッド移動速度を
推定し(以下この推定されたヘッド移動速度を速度推定
オブザーバという)、この速度推定オブザーバを用いて
速度制御を行うようになっている。
Therefore, in recent years, a head movement is performed based on a position signal obtained from servo information recorded on the disk and a control amount of the head, that is, a drive current of an actuator for moving the head in the radial direction of the disk. The speed is estimated (hereinafter, the estimated head moving speed is referred to as a speed estimation observer), and speed control is performed using the speed estimation observer.

【0005】すなわち、時刻kにおける上述の速度推定
オブザーバv(k)は、位置信号の時刻kにおける値を
y(k)とし、オブザーバの設計パラメータをLとする
と、下記式1に示す演算により得られる。
That is, the speed estimation observer v (k) at time k is obtained by the calculation shown in the following equation 1, where y (k) is the value of the position signal at time k, and L is the design parameter of the observer. Can be

【0006】 v(k)=w(k)+L×y(k) ・・・式1V (k) = w (k) + L × y (k) Equation 1

【0007】なお、式1におけるw(k)は、オブザー
バ状態変数であり、位置検出タイミングと制御量出力タ
イミングにずれがないときは下記式2により求められ、
ずれがあるときは下記式3により求められる。また、式
2及び式3において、実施例で述べるように、u(k)
は速度推定オブザーバv(k)より計算されたアクチュ
エータ駆動電流に相当する制御量であり、A、K、B、
B1、B2は、それぞれ制御対象の伝達関数、サンプリ
ング周期(B1、B2については制御量出力ディレイ時
間も含む)及びオブザーバ設計パラメータLにより決定
される係数である。
Note that w (k) in Equation 1 is an observer state variable, and is obtained by the following Equation 2 when there is no deviation between the position detection timing and the control amount output timing.
When there is a deviation, it is obtained by the following equation 3. Further, in Expressions 2 and 3, as described in Examples, u (k)
Is a control amount corresponding to the actuator drive current calculated from the speed estimation observer v (k), and A, K, B,
B1 and B2 are coefficients determined by the transfer function of the control object, the sampling period (B1 and B2 also include the control amount output delay time), and the observer design parameter L.

【0008】 w(k)=A×w(k−1)+K×y(k−1) +B×u(k−1) ・・・式2W (k) = A × w (k−1) + K × y (k−1) + B × u (k−1) Equation 2

【0009】 w(k)=A×w(k−1)+K×y(k−1) +B1×u(k−1)+B2×u(k−2) ・・・式3W (k) = A × w (k−1) + K × y (k−1) + B1 × u (k−1) + B2 × u (k−2) Equation 3

【0010】そして、このようにして得られる速度推定
オブザーバv(k)をヘッド移動速度として用いて速度
制御を行うことにより、上述の位置信号の差分に基づい
たヘッド移動速度を用いる場合に比して、加速度に相当
する制御量u(k)(アクチュエータ駆動電流)の情報
も使用していることから検出速度に時間遅れが生じな
い、また、係数Aはオブザーバ設計パラメータLにより
0≦A<1の範囲で自由に設定可能であり、これは位置
信号に対してLPFとして作用するため、検出速度のS
/Nを向上させることができるという利点がある。
The speed control is performed by using the speed estimation observer v (k) obtained as described above as the head moving speed, so that the head moving speed based on the difference between the position signals is used. Since the information of the control amount u (k) (actuator drive current) corresponding to the acceleration is also used, there is no time delay in the detection speed, and the coefficient A is 0 ≦ A <1 according to the observer design parameter L. Can be freely set in the range of the detection speed, which acts as an LPF on the position signal.
/ N can be improved.

【0011】なお、制御量u(k)は、アクチュエータ
駆動電流そのものであるが、電流検出のためにはアナロ
グ回路を設けることが必要となり、装置が複雑となるた
め、通常はプロセッサ内で計算したデータで置き換えて
いる。
The control amount u (k) is the actuator drive current itself. However, it is necessary to provide an analog circuit for current detection, and the device becomes complicated. Replaced with data.

【0012】具体的には、速度推定オブザーバv(k)
を用いたヘッド制御装置の速度制御部は、図7に示すよ
うに、ヘッドの現在位置(以下ヘッド現在位置という)
y(k)に基づいてヘッドの目標移動速度vref (k)
を生成する目標速度発生回路31と、ヘッド現在位置y
(k)と制御量u(k)に基づいて速度推定オブザーバ
v(k)を生成する速度推定オブザーバ32と、上記目
標速度発生回路31からの目標移動速度vref (k)と
上記速度推定オブザーバ32からの速度推定オブザーバ
v(k)の差分である速度誤差verr (k)を算出する
加算器33と、上記目標速度発生回路31からの目標移
動速度vref (k)の加速度に対応した制御量(以下フ
ィードフォワード制御量という)を生成する加速度フィ
ードフォワード回路34と、上記加算器33からの速度
誤差verr (k)に比例した制御量(以下比例制御量と
いう)を生成する比例制御回路35と、上記加算器33
からの速度誤差verr (k)の積分値に比例した制御量
(以下積分制御量という)を生成する積分制御回路36
と、上記加速度フィードフォワード回路34からのフィ
ードフォワード制御量、比例制御回路35からの比例制
御量及び積分制御回路36の積分制御量を加算して、加
算値を制御量u(k)として出力する加算器37と備え
る。
Specifically, the speed estimation observer v (k)
As shown in FIG. 7, the speed control unit of the head control device using the current position (hereinafter referred to as the head current position)
Target moving speed v ref (k) of the head based on y (k)
And the current head position y
(K) and a speed estimation observer 32 that generates a speed estimation observer v (k) based on the control amount u (k), a target moving speed v ref (k) from the target speed generation circuit 31 and the speed estimation observer The adder 33 calculates a speed error v err (k), which is the difference between the speed estimation observer v (k) from the target speed generator 32 and the acceleration of the target moving speed v ref (k) from the target speed generating circuit 31. An acceleration feedforward circuit 34 for generating a control amount (hereinafter referred to as a feedforward control amount) and a proportional control for generating a control amount (hereinafter referred to as a proportional control amount) proportional to the speed error v err (k) from the adder 33. The circuit 35 and the adder 33
Control circuit 36 that generates a control amount (hereinafter, referred to as an integral control amount) proportional to the integral value of the velocity error v err (k) from
And the feedforward control amount from the acceleration feedforward circuit 34, the proportional control amount from the proportional control circuit 35, and the integral control amount from the integral control circuit 36, and output the added value as a control amount u (k). An adder 37 is provided.

【0013】そして、目標速度発生回路31は、ヘッド
現在位置y(k)と目標トラックの位置偏差に基づいて
目標移動速度vref (k)を出力する。例えば、目標速
度発生回路31は、位置偏差の平方根に比例した目標移
動速度vref (k)を予め記憶したメモリからなり、ヘ
ッド現在位置y(k)が入力されると、目標移動速度v
ref (k)を読み出して、この目標移動速度v
ref (k)を加算器33に供給する。
The target speed generating circuit 31 outputs a target moving speed v ref (k) based on the head current position y (k) and the positional deviation between the target track. For example, the target speed generating circuit 31 includes a memory in which a target moving speed v ref (k) proportional to the square root of the position deviation is stored in advance, and when the current head position y (k) is input, the target moving speed v
ref (k) is read out and the target moving speed v
ref (k) is supplied to the adder 33.

【0014】速度推定オブザーバ32は、ヘッド現在位
置y(k)と、加算器37から供給される制御量u
(k)とに基づいて、速度推定オブザーバv(k)を出
力する。具体的には上述の式1により、速度推定オブザ
ーバv(k)を算出し、この速度推定オブザーバv
(k)を加算器33に供給する。
The speed estimation observer 32 calculates the current head position y (k) and the control amount u supplied from the adder 37.
(K), and outputs a speed estimation observer v (k). Specifically, the speed estimation observer v (k) is calculated by the above equation 1, and the speed estimation observer v (k) is calculated.
(K) is supplied to the adder 33.

【0015】加算器33は、目標速度発生回路31、速
度推定オブザーバ32からそれぞれ供給される目標移動
速度vref (k)と速度推定オブザーバv(k)の差分
である速度誤差verr (k)を算出し、この速度誤差v
err (k)を比例制御回路35及び積分制御回路36に
供給する。
The adder 33 has a speed error v err (k) which is a difference between the target moving speed v ref (k) and the speed estimating observer v (k) supplied from the target speed generating circuit 31 and the speed estimating observer 32, respectively. And calculate the speed error v
err (k) is supplied to the proportional control circuit 35 and the integral control circuit 36.

【0016】加速度フィードフォワード回路34は、目
標移動速度vref (k)が時間と共に変化することによ
る定常偏差の発生を防止するためのものであり、目標速
度発生回路31から出力される目標移動速度v
ref (k)の加速度に対応したフィードフォワード制御
量を発生する。例えば、目標移動速度vref (k)が位
置偏差の平方根に比例して与えられる場合は、フィード
フォワード制御量は一定値となる。
The acceleration feedforward circuit 34 is for preventing the occurrence of a steady-state deviation due to the target moving speed v ref (k) changing with time. v
A feedforward control amount corresponding to the acceleration of ref (k) is generated. For example, when the target moving speed v ref (k) is given in proportion to the square root of the position deviation, the feedforward control amount becomes a constant value.

【0017】比例制御回路35及び積分制御回路36
は、加速度フィードフォワード制御のみではオープンル
ープであるために速度追従誤差が発生し、その誤差分を
補償するために設けられたフィードバック制御回路であ
り、比例制御回路35は、加算器33から供給される速
度誤差verr (k)に比例した比例制御量を生成する。
The proportional control circuit 35 and the integral control circuit 36
Is a feedback control circuit provided for compensating for an error due to an open loop caused by only the acceleration feedforward control, and a proportional control circuit 35 is supplied from the adder 33. A proportional control amount proportional to the speed error v err (k) is generated.

【0018】一方、積分制御回路36は、制御対象のパ
ラメータ変動や外力の影響により発生する定常速度誤差
を除去するためのものであり、上述の図7に示すように
積分器36aと乗算器36bからなり、加算器33から
供給される速度誤差verr (k)の積分値に比例した積
分制御量を生成する。
On the other hand, the integral control circuit 36 is for eliminating a steady-state speed error generated by the influence of a parameter variation of a control object or an external force. As shown in FIG. 7, the integrator 36a and the multiplier 36b And an integral control amount proportional to the integral value of the velocity error v err (k) supplied from the adder 33 is generated.

【0019】加算器37は、加速度フィードフォワード
回路34から供給されるフィードフォワード制御量、比
例制御回路35から供給される比例制御量及び積分制御
回路36から供給される積分制御量を加算し、得られる
加算値を制御量u(k)、すなわちアクチュエータ駆動
電流として出力すると共に、この制御量u(k)を速度
推定オブザーバ32に供給する。
The adder 37 adds the feedforward control amount supplied from the acceleration feedforward circuit 34, the proportional control amount supplied from the proportional control circuit 35, and the integral control amount supplied from the integral control circuit 36, and obtains the sum. The added value is output as a control amount u (k), that is, an actuator drive current, and the control amount u (k) is supplied to the speed estimation observer 32.

【0020】かくして、ヘッド移動速度は目標移動速度
ref (k)、すなわち速度プロファイルに追従するよ
うに制御される。
Thus, the head moving speed is controlled to follow the target moving speed v ref (k), that is, the speed profile.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したヘ
ッド制御装置を用いて速度制御を行うと、以下のような
問題点が発生する。
By the way, when the speed control is performed by using the above-described head control device, the following problems occur.

【0022】速度推定オブザーバ32(式1で与えられ
る)においては、アクチュエータ駆動電流である制御量
u(k)が、ヘッドの加速度a(k)に一意に対応づけ
られること、すなわち、下記式4の関係が成り立つこと
を前提としている。
In the velocity estimating observer 32 (given by equation 1), the control amount u (k), which is the actuator drive current, is uniquely associated with the head acceleration a (k). It is assumed that the following relationship holds.

【0023】 a(k)=Kf×u(k) ・・・式4 ただし、Kfは制御対象の加速度定数(設計値)であ
る。
A (k) = Kf × u (k) Equation 4 where Kf is an acceleration constant (design value) of the control target.

【0024】しかし、アクチュエータの発生力の場所に
よる変動や個体差、外力(外力補正回路を別に設ける場
合には、その取り残り分)により発生する加速度分等が
あるため、実際のヘッド加速度a'(k)は、下記式5と
なる。
However, since there is a variation due to the location of the force generated by the actuator, an individual difference, an acceleration generated by an external force (remaining portion if an external force correction circuit is provided separately), etc., the actual head acceleration a ' (k) is given by the following equation 5.

【0025】 a'(k)=(Kf+ΔKf)×u(k)+d ・・・式5A ′ (k) = (Kf + ΔKf) × u (k) + d (5)

【0026】したがって、式4と式5との差が速度推定
オブザーバ32におけるモデル化誤差となるため、速度
推定オブザーバv(k)に誤差が生じるのに対し、比例
制御回路35、積分制御回路36により構成されるフィ
ードバック制御回路は、目標移動速度vref (k)と速
度推定オブザーバv(k)の速度誤差verr (k)が零
となるように作用する。この結果、実際のヘッド移動速
度は、目標移動速度v ref (k)、すなわち速度プロフ
ァイルに対して速度推定オブザーバ32での推定誤差分
だけ速度偏差をもって追従することになり、速度追従性
能に限界を生ずるという問題点がある。
Therefore, the difference between the equations (4) and (5) is
Due to the modeling error in the observer 32, the speed
An error occurs in the estimated observer v (k), but it is proportional
Control circuit 35 and an integration control circuit 36.
The feedback control circuit calculates the target moving speed vref(K) and speed
Velocity error v of degree estimation observer v (k)err(K) is zero
Acts as follows. As a result, the actual head moving speed
The degree is the target moving speed v ref(K), ie the speed profile
Estimated error in speed estimation observer 32 for file
Will follow with speed deviation only,
There is a problem that performance is limited.

【0027】本発明は、上述の問題点に鑑み、アクチュ
エータの発生力の変動や個体差、外力(外力補正回路を
別に設ける場合には、その取り残り分)等がある場合に
おいても、ヘッド移動速度を速度プロファイルに対して
ほとんど誤差無く追従させることのでき、高い速度追従
性能を持ったヘッド制御方法及びヘッド制御装置を提供
することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and therefore, even when there is a variation in the generated force of the actuator, an individual difference, an external force (the remaining amount when an external force correction circuit is provided separately), etc. An object of the present invention is to provide a head control method and a head control device that can make a speed follow a speed profile with almost no error and have high speed following performance.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るヘッド制御方法は、速度制御と位置
制御を切り換えてシーク動作を行うディスク装置のヘッ
ド制御方法において、ヘッドの現在位置に基づいてヘッ
ドの目標移動速度を生成し、ヘッドの現在位置と第1の
制御量に基づいてヘッド移動速度の推定値を生成し、目
標移動速度の加速度に対応した第2の制御量を生成し、
目標移動速度と推定値の差分を検出し、差分に比例した
第3の制御量を生成し、差分の積分値に比例した第4の
制御量を生成し、第2の制御量と第3の制御量を加算し
て、第1の制御量を生成し、第2、第3及び第4の各制
御量を加算し、第2、第3及び第4の各制御量の加算値
によりヘッドをディスクの径方向に駆動して、ヘッドの
速度制御を行う。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a head control method according to the present invention is directed to a head control method for a disk drive for performing a seek operation by switching between speed control and position control. A target moving speed of the head is generated based on the position, an estimated value of the head moving speed is generated based on the current position of the head and the first control amount, and a second control amount corresponding to the acceleration of the target moving speed is generated. Generate
A difference between the target moving speed and the estimated value is detected, a third control amount proportional to the difference is generated, a fourth control amount proportional to the integral value of the difference is generated, and the second control amount and the third control amount are calculated. The control amount is added to generate a first control amount, the second, third, and fourth control amounts are added, and the head is calculated based on the added value of the second, third, and fourth control amounts. The disk is driven in the radial direction to control the speed of the head.

【0029】また、上述の課題を解決するために、本発
明に係るヘッド制御装置は、速度制御と位置制御を切り
換えてシーク動作を行うディスク装置のヘッド制御装置
において、ヘッドの現在位置に基づいてヘッドの目標移
動速度を生成する目標速度発生手段と、ヘッドの現在位
置と第1の制御量に基づいてヘッド移動速度の推定値を
生成する速度推定手段と、目標速度発生手段からの目標
移動速度の加速度に対応した第2の制御量を生成する加
速度フィードフォワード手段と、目標速度発生手段から
の目標移動速度と速度推定手段からの推定値の差分を検
出する速度差分検出手段と、速度差分検出手段からの差
分に比例した第3の制御量を生成する比例制御手段と、
速度差分検出手段からの差分の積分値に比例した第4の
制御量を生成する積分制御手段と、加速度フィードフォ
ワード手段からの第2の制御量と比例制御手段からの第
3の制御量を加算して、第1の制御量を生成する第1の
加算手段と、加速度フィードフォワード手段からの第2
の制御量、比例制御手段からの第3の制御量及び積分制
御手段からの第4の制御量を加算する第2の加算手段と
を備え、第2の加算手段の出力により、ヘッドをディス
クの径方向に駆動して、ヘッドの速度制御を行う。
According to another aspect of the present invention, there is provided a head control device for a disk drive which performs a seek operation by switching between speed control and position control, based on a current position of a head. Target speed generating means for generating a target moving speed of the head, speed estimating means for generating an estimated value of the head moving speed based on the current position of the head and the first control amount, and target moving speed from the target speed generating means Acceleration feedforward means for generating a second control amount corresponding to the acceleration of the vehicle, speed difference detection means for detecting a difference between a target moving speed from the target speed generation means and an estimated value from the speed estimation means, and speed difference detection Proportional control means for generating a third control amount proportional to the difference from the means;
Integral control means for generating a fourth control amount proportional to the integral value of the difference from the speed difference detection means, and adding the second control amount from the acceleration feedforward means and the third control amount from the proportional control means And a second adding means for generating a first control amount, and a second adding means for generating a second control amount from the acceleration feedforward means.
And a second control means for adding the third control value from the proportional control means and the fourth control value from the integral control means. Drive in the radial direction to control the speed of the head.

【0030】[0030]

【作用】本発明では、目標移動速度の加速度に対応した
第2の制御量、目標移動速度とヘッド移動速度の推定値
の差分に比例した第3の制御量及び差分の積分値に比例
した第4の制御量を加算し、この加算値によりヘッドを
ディスクの径方向に駆動して、ヘッドの速度制御を行う
際に、ヘッド移動速度の推定値をヘッドの現在位置と、
第2の制御量と第3の制御量を加算した第1の制御量と
に基づいて生成する。
According to the present invention, the second control amount corresponding to the acceleration of the target moving speed, the third control amount proportional to the difference between the target moving speed and the estimated value of the head moving speed, and the second control amount proportional to the integral value of the difference. 4 is added, and the head is driven in the radial direction of the disk by the added value to control the speed of the head.
It is generated based on a first control amount obtained by adding the second control amount and the third control amount.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明に係るヘッド制御方法及びヘッ
ド制御装置の実施例について図面を参照しながら説明す
る。図1は、本発明を適用したヘッド制御装置の要部の
回路構成を示すブロック図であり、図2は、上記ヘッド
制御装置を採用した磁気ディスク装置の回路構成を示す
ブロック図である。
Embodiments of a head control method and a head control apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a main part of a head control device to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a magnetic disk device employing the head control device.

【0032】まず、磁気ディスク装置全体について説明
する。この磁気ディスク装置は、例えば図2に示すよう
に、磁気ディスク1にデータを記録し、また記録された
データを再生するための磁気ヘッド2と、該磁気ヘッド
2をディスクの径方向に駆動するボイスコイルモータ
(以下VCMという)3と、上記磁気ディスク1を回転
駆動するスピンドルモータ4と、上記磁気ヘッド2で再
生された再生信号等を増幅する再生増幅回路5と、該再
生増幅回路5で増幅された再生信号から位置信号を生成
する位置信号生成回路6と、該位置信号生成回路6から
の位置信号に基づいて、上記磁気ヘッド2のディスク径
方向の移動速度及びその位置を制御するアクチュエータ
駆動電流に対応するデータ(以下単にアクチュエータ駆
動電流という)を生成するヘッド制御装置10と、該ヘ
ッド制御装置10からのアクチュエータ駆動電流をアナ
ログ信号に変換するディジタル/アナログ変換器(以下
D/Aコンバータという)7と、該D/Aコンバータ7
でアナログ信号に変換されたアクチュエータ駆動電流を
増幅して、上記VCM3を駆動する駆動アンプ8とを備
える。
First, the entire magnetic disk drive will be described. As shown in FIG. 2, for example, this magnetic disk device records data on a magnetic disk 1 and drives the magnetic head 2 in a radial direction of the disk to reproduce the recorded data. A voice coil motor (hereinafter referred to as VCM) 3, a spindle motor 4 for rotatingly driving the magnetic disk 1, a reproduction amplifier circuit 5 for amplifying a reproduction signal or the like reproduced by the magnetic head 2, and a reproduction amplification circuit 5 A position signal generating circuit 6 for generating a position signal from the amplified reproduction signal, and an actuator for controlling the moving speed of the magnetic head 2 in the disk radial direction and its position based on the position signal from the position signal generating circuit 6 A head controller 10 for generating data (hereinafter simply referred to as an actuator drive current) corresponding to the drive current, and an address from the head controller 10 A digital / analog converter (hereinafter referred to D / A converter) 7 for converting Chueta drive current to an analog signal, the D / A converter 7
And a drive amplifier 8 for amplifying the actuator drive current converted into an analog signal to drive the VCM 3.

【0033】そして、スピンドルモータ4により回転駆
動される磁気ディスク1には予めサーボパターンが記録
されており、磁気ヘッド2がこのサーボパターンを再生
した信号に基づいて、磁気ヘッド2のトラックに対する
相対変位である位置信号を再生し、この位置信号に基づ
いて、D/Aコンバータ7及び駆動アンプ8を介してV
CM3を駆動することにより、磁気ヘッド2を目標トラ
ックに位置決めするようになっている。
A servo pattern is recorded in advance on the magnetic disk 1 rotated and driven by the spindle motor 4, and the relative displacement of the magnetic head 2 with respect to the track is determined by the magnetic head 2 based on a signal obtained by reproducing the servo pattern. Is reproduced, and based on this position signal, V / A
By driving the CM 3, the magnetic head 2 is positioned at the target track.

【0034】具体的には、再生増幅回路5は、上述の図
1に示すように、記録アンプと再生アンプ等からなるR
/Wアンプ5a、該R/Wアンプ5aで増幅された再生
信号を等化する等化器5b、該等化器5bで等化された
再生信号の包絡線を検出する包絡線検出器5c、該包絡
線検出器5cで検出された再生信号の包絡線を積分する
積分器5d等を備え、R/Wアンプ5aは磁気ヘッド2
によって再生された再生信号を増幅し、等化器5bは増
幅された再生信号の波形等化を行う。包絡線検出器5c
は波形等化された再生信号の包絡線を検出し、積分器5
dはこの再生信号の包絡線を積分する。
Specifically, as shown in FIG. 1 described above, the reproduction amplifier circuit 5 includes a recording amplifier, a reproduction amplifier, and the like.
/ W amplifier 5a, an equalizer 5b for equalizing the reproduced signal amplified by the R / W amplifier 5a, an envelope detector 5c for detecting an envelope of the reproduced signal equalized by the equalizer 5b, The R / W amplifier 5a includes an integrator 5d for integrating the envelope of the reproduction signal detected by the envelope detector 5c.
, And the equalizer 5b equalizes the waveform of the amplified reproduction signal. Envelope detector 5c
Detects the envelope of the reproduced signal whose waveform has been equalized,
d integrates the envelope of this reproduced signal.

【0035】位置信号生成回路6は、上述の図1に示す
ように、上記等化器5bで波形等化された再生信号から
トラック番号を再生するトラックアドレスデコーダ6a
と、上記積分器5dの出力をディジタル信号に変換する
A/Dコンバータ6bと、上記トラックアドレスデコー
ダ6aからのトラック番号と上記A/Dコンバータ6b
の出力に基づいて、位置信号を生成するポジション発生
器6cとを備え、この位置信号生成回路6は、磁気ディ
スク1に記録されているサーボパターンを再生した再生
信号からトラック番号を再生すると共に、このトラック
番号と再生信号の包絡線を積分した積分値に基づいて、
磁気ヘッド2の位置を表す位置信号を生成する。
As shown in FIG. 1, the position signal generating circuit 6 is a track address decoder 6a for reproducing a track number from the reproduction signal waveform-equalized by the equalizer 5b.
An A / D converter 6b for converting the output of the integrator 5d into a digital signal, a track number from the track address decoder 6a and the A / D converter 6b
And a position generator 6c for generating a position signal based on the output of the magnetic disk 1. The position signal generation circuit 6 reproduces a track number from a reproduction signal obtained by reproducing a servo pattern recorded on the magnetic disk 1, Based on the integrated value obtained by integrating the track number and the envelope of the reproduction signal,
A position signal indicating the position of the magnetic head 2 is generated.

【0036】ヘッド制御装置10は、上述の図1に示す
ように、上記磁気ヘッド2を目標トラックの近傍まで目
標移動速度曲線(以下速度プロファイルという)に追従
させる速度制御を行う速度制御部11と、上記磁気ヘッ
ド2を目標トラックに位置決めする制御を行う位置制御
部12と、上記速度制御部11の出力と上記位置制御部
12の出力を切り換え選択し、アクチュエータ駆動電流
を出力する切換スイッチ13とを備える。
As shown in FIG. 1 described above, the head control device 10 includes a speed control unit 11 for performing speed control for causing the magnetic head 2 to follow a target moving speed curve (hereinafter referred to as a speed profile) to a position near a target track. A position control unit 12 for controlling the positioning of the magnetic head 2 on a target track, a changeover switch 13 for switching and selecting an output of the speed control unit 11 and an output of the position control unit 12, and outputting an actuator drive current. Is provided.

【0037】そして、このヘッド制御装置10は、トラ
ック移動を伴うヘッドの位置決め(シーク動作)を行う
際に、従来の技術で述べたように(図6参照)、目標ト
ラックの近傍(時刻t2 )までは速度プロファイルに磁
気ヘッド2を追従させる速度制御を行い、その後(時刻
2 以降)、位置制御に切り換えて目標トラックに磁気
ヘッド2を位置決めする制御を行う。
When the head control device 10 performs head positioning (seek operation) involving track movement, as described in the related art (see FIG. 6), the head control device 10 is located near the target track (time t 2). ) until performs speed control to follow the magnetic head 2 to the velocity profile, then (at time t 2 later), performs control for positioning the magnetic head 2 to a target track by switching to the position control.

【0038】すなわち、速度制御部11は、速度制御期
間において後述するように、ヘッド移動速度の推定値に
基づいてアクチュエータ駆動電流を出力し、位置制御部
12は、所謂PID補償回路、位相進み補償回路等から
構成され、位置制御期間においてアクチュエータ駆動電
流を出力し、切換スイッチ13は、磁気ヘッド2の目標
トラックまで距離に応じて制御され、速度制御部11の
出力と速度制御部12の出力の一方を選択する。
That is, the speed control unit 11 outputs an actuator drive current based on the estimated value of the head moving speed during the speed control period, as described later. The position control unit 12 includes a so-called PID compensation circuit, The magnetic head 2 outputs an actuator drive current during a position control period. The changeover switch 13 is controlled according to the distance to a target track of the magnetic head 2, and outputs the output of the speed control unit 11 and the output of the speed control unit 12. Select one.

【0039】また、ヘッド制御装置10は、上述の図1
に示すように、上記位置信号生成回路6からのトラック
番号に基づいて、外力を補償するためのデータ(以下単
に外力補正量という)を生成する外力補正部14と、上
記切換スイッチ13で選択されたアクチュエータ駆動電
流に上記外力補正部14からの外力補正量を加算する加
算器15とを備え、外力補正部14は、フレキシブルケ
ーブル等から受ける外力を補償するためのものであり、
例えばトラック番号に対する外力補正量が予め記憶され
ており、位置信号生成回路6から供給されるトラック番
号により外力補正量が読み出される。加算器15は、こ
の外部補正量を、切換スイッチ13によって選択された
アクチュエータ駆動電流に加算し、外部補正量が加算さ
れたアクチュエータ駆動電流をD/Aコンバータ7に供
給する。なお、これらの外力補正部14と加算器15
は、必要に応じて設けられるものであり、必ずしも必要
とはされない。また、ポジション発生器6c〜加算器1
5は、例えば1個のプロセッサで構成するようにしても
よい。
Further, the head control device 10 is provided in the above-described FIG.
As shown in the figure, the external force compensator 14 generates data for compensating the external force (hereinafter simply referred to as an external force correction amount) based on the track number from the position signal generating circuit 6, and is selected by the changeover switch 13. And an adder 15 for adding the external force correction amount from the external force correction unit 14 to the actuator drive current. The external force correction unit 14 is for compensating external force received from a flexible cable or the like.
For example, the external force correction amount corresponding to the track number is stored in advance, and the external force correction amount is read based on the track number supplied from the position signal generation circuit 6. The adder 15 adds the external correction amount to the actuator drive current selected by the changeover switch 13 and supplies the D / A converter 7 with the actuator drive current to which the external correction amount has been added. The external force correction unit 14 and the adder 15
Are provided as needed and are not necessarily required. Further, the position generator 6c to the adder 1
5 may be composed of, for example, one processor.

【0040】D/Aコンバータ7は、加算器15から供
給されるアクチュエータ駆動電流(データ)をアナログ
信号に変換し、駆動アンプ8を介してVCM3に供給す
る。かくして、磁気ヘッド2がディスクの径方向に駆動
制御される。
The D / A converter 7 converts the actuator drive current (data) supplied from the adder 15 into an analog signal, and supplies the analog signal to the VCM 3 via the drive amplifier 8. Thus, the drive of the magnetic head 2 is controlled in the radial direction of the disk.

【0041】つぎに、位置信号生成回路6から供給され
る位置信号の時刻kにおける値をy(k)として、速度
制御部11の詳細について説明する。速度制御部11
は、例えば図1に示すように、上記位置信号生成回路6
からの磁気ヘッド2の現在位置(以下ヘッド現在位置と
いう)y(k)に基づいて磁気ヘッド2の目標移動速度
ref (k)を生成する目標速度発生回路21と、上記
位置信号生成回路6からのヘッド現在位置y(k)と、
後述する制御量u'(k)とに基づいて、ヘッド移動速度
の推定値(以下速度推定オブザーバという)v(k)を
生成する速度推定オブザーバ22と、上記目標速度発生
回路21からの目標移動速度vref (k)と上記速度推
定オブザーバ22からの速度推定オブザーバv(k)の
差分である速度誤差verr (k)を算出する加算器23
と、上記目標速度発生回路21からの目標移動速度v
ref (k)の加速度に対応した制御量(以下フィードフ
ォワード制御量という)を生成する加速度フィードフォ
ワード回路24と、上記加算器23からの速度誤差v
err (k)に比例した制御量(以下比例制御量という)
を生成する比例制御回路25と、上記加算器23からの
速度誤差verr (k)の積分値に比例した制御量(以下
積分制御量)を生成する積分制御回路26と、上記加速
度フィードフォワード回路24からのフィードフォワー
ド制御量と比例制御回路25からの比例制御量を加算し
て制御量u'(k)を生成し、この制御量u'(k)を上記
速度推定オブザーバ22等に供給する加算器27と、該
加算器27からの制御量u'(k)と上記積分制御回路2
6からの積分制御量を加算して、アクチュエータ駆動電
流に相当する制御量u(k)を出力する加算器28と備
える。
Next, the speed controller 11 will be described in detail with the value at time k of the position signal supplied from the position signal generation circuit 6 as y (k). Speed control unit 11
Is, for example, as shown in FIG.
A target speed generating circuit 21 for generating a target moving speed v ref (k) of the magnetic head 2 based on the current position (hereinafter referred to as the head current position) y (k) of the magnetic head 2, and the position signal generating circuit 6 Head current position y (k) from
A speed estimation observer 22 for generating an estimated value (hereinafter referred to as a speed estimation observer) v (k) of the head moving speed based on a control amount u ′ (k) described later, and a target movement from the target speed generation circuit 21. An adder 23 for calculating a speed error v err (k) which is a difference between the speed v ref (k) and the speed estimation observer v (k) from the speed estimation observer 22.
And the target moving speed v from the target speed generating circuit 21
An acceleration feedforward circuit 24 that generates a control amount (hereinafter referred to as a feedforward control amount) corresponding to the acceleration of ref (k), and a speed error v from the adder 23.
Control amount proportional to err (k) (hereinafter referred to as proportional control amount)
, An integral control circuit 26 for generating a control amount (hereinafter, integral control amount) proportional to the integral value of the velocity error v err (k) from the adder 23, and the acceleration feedforward circuit. The control amount u ′ (k) is generated by adding the feedforward control amount from the control signal 24 and the proportional control amount from the proportional control circuit 25, and the control amount u ′ (k) is supplied to the speed estimation observer 22 and the like. An adder 27; a control amount u '(k) from the adder 27;
And an adder 28 that adds the integral control amount from step 6 and outputs a control amount u (k) corresponding to the actuator drive current.

【0042】そして、目標速度発生回路21は、ヘッド
現在位置y(k)と目標トラックの位置偏差に基づいて
目標移動速度vref (k)を出力する。例えば従来技術
で述べたように、目標速度発生回路21は、位置偏差の
平方根に比例した目標移動速度vref (k)を予め記憶
したメモリからなり、ヘッド現在位置y(k)が入力さ
れると、目標移動速度vref (k)を読み出して、この
目標移動速度vref (k)を加算器23に供給する。
Then, the target speed generating circuit 21 outputs a target moving speed v ref (k) based on the head current position y (k) and the positional deviation between the target track. For example, as described in the related art, the target speed generating circuit 21 is formed of a memory in which a target moving speed v ref (k) proportional to the square root of the position deviation is stored in advance, and the current head position y (k) is input. And the target moving speed v ref (k) is read, and the target moving speed v ref (k) is supplied to the adder 23.

【0043】速度推定オブザーバ22は、ヘッド現在位
置y(k)と、加算器27から供給される制御量u'
(k)とに基づいて、速度誤差verr (k)を出力す
る。具体的には、従来の技術で述べたように式1によ
り、速度推定オブザーバv(k)を算出し、この速度推
定オブザーバv(k)を加算器23に供給する。なお、
速度制御時のように制御対象が比較的高速に移動し、純
慣性系とみなせる場合においては、従来の技術で述べた
式2、式3における係数A、K、B、B1、B2は、位
置検出タイミングと制御量出力タイミングにずれがない
ときはそれぞれ下記式6〜式8により求められ、ずれが
あるときはそれぞれ下記式9〜式12により求められ
る。
The speed estimation observer 22 calculates the current head position y (k) and the control amount u ′ supplied from the adder 27.
(k), and outputs a speed error v err (k). Specifically, the speed estimation observer v (k) is calculated by Expression 1 as described in the related art, and the speed estimation observer v (k) is supplied to the adder 23. In addition,
When the controlled object moves at a relatively high speed as in the case of speed control and can be regarded as a pure inertial system, the coefficients A, K, B, B1, and B2 in Equations 2 and 3 described in the related art are expressed by the position. When there is no difference between the detection timing and the control amount output timing, they are obtained by the following equations 6 to 8, respectively. When there is a difference, they are obtained by the following equations 9 to 12, respectively.

【0044】 A=1−LT ・・・式6A = 1−LT Equation 6

【0045】 K=−L2 ×T ・・・式7K = −L 2 × T Equation 7

【0046】 B=Kf×T−L×Kf×T2 /2 ・・・式8[0046] B = Kf × T-L × Kf × T 2/2 ··· formula 8

【0047】 A=1−LT ・・・式9A = 1−LT Equation 9

【0048】 K=−L2 ×T ・・・式10K = −L 2 × T Equation 10

【0049】 B1=Kf×T2−L×Kf×T22 /2 ・・・式11[0049] B1 = Kf × T2-L × Kf × T2 2/2 ··· formula 11

【0050】 B2=Kf×T1−L×Kf×(T12 /2+T1×T2) ・・・式12[0050] B2 = Kf × T1-L × Kf × (T1 2/2 + T1 × T2) ··· formula 12

【0051】なお、上述の式6〜式12において、Kf
は制御対象の加速度定数(設計値)、Tはサンプリング
周期、T1は制御量出力ディレイ時間、T2は(T−T
1)であり、オブザーバ設計パラメータLは、位置信号
のS/Nを考慮して0≦A<1、すなわち0<L≦1/
Tの範囲内で選択される。
In the above equations 6 to 12, Kf
Is the acceleration constant (design value) of the control target, T is the sampling period, T1 is the control amount output delay time, and T2 is (T-T
1), and the observer design parameter L is 0 ≦ A <1 in consideration of the S / N of the position signal, that is, 0 <L ≦ 1 /
It is selected within the range of T.

【0052】加算器23は、目標速度発生回路21、速
度推定オブザーバ22からそれぞれ供給される目標移動
速度vref (k)と速度推定オブザーバv(k)の差分
である速度誤差verr (k)を算出し、この速度誤差v
err (k)を比例制御回路25及び積分制御回路26に
供給する。
The adder 23 has a speed error v err (k) which is a difference between the target moving speed v ref (k) and the speed estimating observer v (k) supplied from the target speed generating circuit 21 and the speed estimating observer 22, respectively. And calculate the speed error v
err (k) is supplied to the proportional control circuit 25 and the integral control circuit 26.

【0053】加速度フィードフォワード回路24は、目
標移動速度vref (k)が時間と共に変化することによ
る定常偏差の発生を防止するためのものであり、目標速
度発生回路21から出力される目標移動速度v
ref (k)の加速度に対応したフィードフォワード制御
量を発生する。例えば、目標移動速度vref (k)が位
置偏差の平方根に比例して与えられる場合は、フィード
フォワード制御量は一定値となる。
The acceleration feedforward circuit 24 is for preventing the occurrence of a steady-state deviation due to the target moving speed v ref (k) changing with time. v
A feedforward control amount corresponding to the acceleration of ref (k) is generated. For example, when the target moving speed v ref (k) is given in proportion to the square root of the position deviation, the feedforward control amount becomes a constant value.

【0054】比例制御回路25及び積分制御回路26
は、加速度フィードフォワード制御のみではオープンル
ープであるために速度追従誤差が発生し、その誤差分を
補償するために設けられたフィードバック制御回路であ
り、比例制御回路25は、加算器23から供給される速
度誤差verr (k)に比例した比例制御量を生成する。
Proportional control circuit 25 and integral control circuit 26
Is a feedback control circuit provided to compensate for the error due to an open loop due to the open loop only by the acceleration feedforward control. The proportional control circuit 25 is supplied from the adder 23. A proportional control amount proportional to the speed error v err (k) is generated.

【0055】一方、積分制御回路26は、制御対象のパ
ラメータ変動や外力の影響により発生する定常速度誤差
を除去するためのものであり、上述の図1に示すように
積分器26aと乗算器26bからなり、加算器23から
供給される速度誤差verr (k)の積分値に比例した積
分制御量を生成する。
On the other hand, the integral control circuit 26 is for eliminating a steady-state speed error generated by the influence of a parameter variation of a control target or an external force. As shown in FIG. 1, the integrator 26a and the multiplier 26b And an integral control amount proportional to the integral value of the speed error v err (k) supplied from the adder 23 is generated.

【0056】加算器27は、加速度フィードフォワード
回路24から供給されるフィードフォワード制御量と比
例制御回路25から供給される比例制御量を加算し、得
られる加算値を制御量u'(k)として速度推定オブザー
バ22及び加算器28に供給する。
The adder 27 adds the feedforward control amount supplied from the acceleration feedforward circuit 24 and the proportional control amount supplied from the proportional control circuit 25, and obtains an added value as a control amount u '(k). It is supplied to the speed estimation observer 22 and the adder 28.

【0057】加算器28は、加算器27から供給される
制御量u'(k)と積分制御回路26から供給される積分
制御量を加算し、得られる加算値を制御量u(k)、す
なわちアクチュエータ駆動電流として出力する。
The adder 28 adds the control amount u '(k) supplied from the adder 27 and the integral control amount supplied from the integration control circuit 26, and obtains the added value as the control amount u (k), That is, it is output as an actuator drive current.

【0058】かくして、ヘッド移動速度は目標移動速度
ref (k)、すなわち速度プロファイルに追従するよ
うに制御される。
Thus, the head moving speed is controlled so as to follow the target moving speed v ref (k), that is, the speed profile.

【0059】ところで、従来の装置の速度制御部(図7
参照)においては、加速度フィードフォワード回路34
からのフィードフォワード制御量、比例制御回路35か
らの比例制御量及び積分制御回路36からの積分制御量
を加算して得られる制御量u(k)を速度制御部の出力
とすると共に、この制御量u(k)を速度推定オブザー
バ32における速度推定オブザーバv(k)の計算に使
用している。これに対して、本実施例では、加速度フィ
ードフォワード回路24からのフィードフォワード制御
量と比例制御回路25からの比例制御量和を加算して制
御量u'(k)をまず求め、その後、この制御量u'(k)
と積分制御回路26からの積分制御量を加算して制御量
u(k)求め、この制御量u(k)を速度制御部11の
出力とすると共に、制御量u'(k)を速度推定オブザー
バ22における速度推定オブザーバv(k)の計算に使
用している。
By the way, the speed controller of the conventional device (FIG. 7)
), The acceleration feedforward circuit 34
The control amount u (k) obtained by adding the feedforward control amount from the control unit, the proportional control amount from the proportional control circuit 35, and the integral control amount from the integration control circuit 36 is used as the output of the speed control unit, and this control is performed. The quantity u (k) is used in the calculation of the speed estimation observer v (k) in the speed estimation observer 32. On the other hand, in the present embodiment, the control amount u '(k) is first obtained by adding the feedforward control amount from the acceleration feedforward circuit 24 and the proportional control amount sum from the proportional control circuit 25. Control amount u '(k)
And the integral control amount from the integral control circuit 26 are added to obtain a control amount u (k). The control amount u (k) is used as an output of the speed control unit 11 and the control amount u ′ (k) is estimated for speed. It is used for calculating the speed estimation observer v (k) in the observer 22.

【0060】ここで、シーク動作を行うときの速度制御
部11の具体的な動作について説明する。速度制御部1
1は、従来の技術で述べた図6に示すように、シーク動
作を行う際にヘッドが目標トラックの近傍に到達するま
で動作するが、この速度制御期間は、さらにヘッド移動
速度が速度プロファイルの速度に到達するまでの加速制
御期間と、その後の目標速度追従制御期間とに分けられ
る。
Here, a specific operation of the speed control unit 11 when performing a seek operation will be described. Speed control unit 1
6, the head operates until the head reaches the vicinity of the target track when performing a seek operation, as shown in FIG. 6 described in the background art. It is divided into an acceleration control period until the vehicle reaches the speed and a target speed follow-up control period thereafter.

【0061】加速制御期間において、比例制御回路25
及び積分制御回路26は動作せず、この速度制御部11
は、加速度フィードフォワード回路24から供給される
フィードフォワード制御量のみによって制御を行うオー
プンループの定常電流駆動として動作し、加速度フィー
ドフォワード回路24は、例えば図3のように、時刻t
までは最大加速度umax を発生する。なお、速度
制御部11を、比例制御回路25から供給される比例制
御量のみを用いた閉ループ制御で動作させるときは、加
速度フィードフォワード回路24は、例えば図4に示す
ように、時刻t までは加速度0を発生する。
In the acceleration control period, the proportional control circuit 25
And the integration control circuit 26 does not operate.
Operates as an open-loop steady-state current drive that performs control only by the feedforward control amount supplied from the acceleration feedforward circuit 24. The acceleration feedforward circuit 24 operates at time t as shown in FIG.
Up to 1 , a maximum acceleration u max is generated. Incidentally, the speed controller 11, when operating in a closed loop control using only the proportional control amount supplied from the proportional control circuit 25, the acceleration feedforward circuit 24, for example as shown in FIG. 4, to time t 1 Generates zero acceleration.

【0062】一方、目標速度追従制御期間においては、
加速度フィードフォワード回路24、比例制御回路2
5、積分制御回路26の全てが動作し、速度制御部11
は、速度推定オブザーバ22における計算で使用する制
御量として、加速度フィードフォワード回路24から供
給されるフィードフォワード制御量と比例制御回路26
から供給される比例制御量の和である制御量u'(k)を
使用する。このとき、加速度フィードフォワード回路2
4は、上述の図3あるいは図4に示すように、時刻t1
〜時刻t2 において加速度−uprofを発生する。
On the other hand, during the target speed follow-up control period,
Acceleration feed forward circuit 24, proportional control circuit 2
5. All of the integration control circuit 26 operates and the speed control unit 11
Are the feedforward control amount supplied from the acceleration feedforward circuit 24 and the proportional control circuit 26 as the control amount used in the calculation by the speed estimation observer 22.
Is used as the control amount u ′ (k), which is the sum of the proportional control amounts supplied from. At this time, the acceleration feedforward circuit 2
4 is a time t 1 as shown in FIG. 3 or FIG.
To generate the acceleration -u prof in to time t 2.

【0063】ところで、加速度フィードフォワード回路
24からのフィードフォワード制御量をuff(k)と
し、比例制御回路25からの比例制御量をuP (k)と
し、積分制御回路26からの積分制御量をuI (k)と
すると、上述の制御量u'(k)はフィードフォワード制
御量と比例制御量の和(=uff(k)+uP (k))と
なり、上述の制御量u(k)はフィードフォワード制御
量、比例制御量及び積分制御量の和(=uff(k)+u
P (k)+uI (k))となる。また、目標速度追従制
御に切り換わって一定時間経過した後の積分制御量uI
(k)は、アクチュエータの加速度定数の設計値からの
ずれ(ΔKf)や外力(外力補正回路を別に設ける場合
には、その取り残り分)dの影響による速度プロファイ
ルの加速度aprof(k)からのフィードフォワード制御
量uff(k)のみによる実際の発生加速度aff(k)の
ずれ分を補償する成分とほぼみなすことができる。
Incidentally, the feedforward control amount from the acceleration feedforward circuit 24 is represented by u ff (k), the proportional control amount from the proportional control circuit 25 is represented by u P (k), and the integral control amount from the integral control circuit 26 is represented by u p (k). the When u I (k), the aforementioned control amount u '(k) the sum of the feedforward control amount and the proportional control amount (= u ff (k) + u P (k)) , and the above control amount u ( k) is the sum of the feedforward control amount, the proportional control amount, and the integral control amount (= u ff (k) + u
The P (k) + u I ( k)). In addition, the integral control amount u I after a certain period of time has elapsed after switching to the target speed following control.
(K) is derived from the acceleration a prof (k) of the velocity profile due to the influence of the deviation (ΔKf) of the acceleration constant of the actuator from the design value and the external force (remaining portion if an external force correction circuit is provided separately) d. Can be substantially regarded as a component for compensating the deviation of the actual generated acceleration a ff (k) due to only the feedforward control amount u ff (k).

【0064】そして、加速度aprof(k)と加速度aff
(k)はそれぞれ下記式13、式14と表されることか
ら、
Then, the acceleration a prof (k) and the acceleration a ff
(K) is represented by the following Expressions 13 and 14, respectively.

【0065】 aprof(k)=Kf×uff(k) ・・・式13A prof (k) = Kf × u ff (k) Expression 13

【0066】 aff(k)=(Kf+ΔKf)×uff(k)+d ・・・式14A ff (k) = (Kf + ΔKf) × u ff (k) + d (14)

【0067】目標速度追従制御に切り換わって一定時間
経過した後の積分制御量uI (k)は下記式15により
求められる。
The integral control amount u I (k) after a lapse of a predetermined time after switching to the target speed following control is obtained by the following equation (15).

【0068】 uI (k)≒−(ΔKf×uff(k)+d)/(Kf+ΔKf) ・・・式15[0068] u I (k) ≒ - ( ΔKf × u ff (k) + d) / (Kf + ΔKf) ··· formula 15

【0069】したがって、アクチュエータ駆動電流であ
る制御量u(k)による実際のヘッド加速度a'(k)は
下記式16により求められる。
Therefore, the actual head acceleration a '(k) based on the control amount u (k) which is the actuator drive current is obtained by the following equation (16).

【0070】 a'(k)=(Kf+ΔKf)×u(k)+d =(Kf+ΔKf)×(u'(k)+uI (k))+d ≒(Kf+ΔKf)×u'(k)+d −(ΔKf×uff(k)+d) =Kf×u'(k)+ΔKf×uP (k) ・・・式16A ′ (k) = (Kf + ΔKf) × u (k) + d = (Kf + ΔKf) × (u ′ (k) + u I (k)) + d (Kf + ΔKf) × u ′ (k) + d− (ΔKf × u ff (k) + d) = Kf × u ′ (k) + ΔKf × u P (k) Equation 16

【0071】ところで、ヘッド移動速度が速度プロファ
イルに対してほぼ追従している状態では、速度偏差≒0
であるので、比例制御量uP (k)はフィードフォワー
ド制御量uff(k)に比べて十分小さく、下記式17が
成立することから、上記式16における第2項は無視す
ることができ、実際のヘッド加速度a'(k)は下記式1
8により求められる。
By the way, when the head moving speed substantially follows the speed profile, the speed deviation ≒ 0
Therefore, the proportional control amount u P (k) is sufficiently smaller than the feedforward control amount u ff (k), and the following expression 17 holds. Therefore, the second term in the above expression 16 can be ignored. The actual head acceleration a '(k) is given by the following equation 1.
8

【0072】 ΔKf×uP (k)<<Kf×u'(k) ・・・式17ΔKf × u P (k) << Kf × u ′ (k) Expression 17

【0073】 a'(k)≒Kf×u'(k) ・・・式18A ′ (k) ≒ Kf × u ′ (k) Expression 18

【0074】すなわち、実際のヘッド加速度a'(k)
は、加速度定数の設計値Kfと、アクチュエータ駆動電
流である制御量u(k)から積分制御回路26の出力で
ある比例制御量u (k)を除いた制御量u'(k)と
の積により得ることができる。
That is, the actual head acceleration a '(k)
Is the control value u ′ (k) of the design value Kf of the acceleration constant and the control amount u (k) obtained by removing the proportional control amount u I (k) output from the integration control circuit 26 from the control amount u (k) that is the actuator drive current. It can be obtained by multiplication.

【0075】かくして、速度推定オブザーバ22におけ
る制御対象の加速度定数として設計値Kfを用い、アク
チュエータ駆動電流である制御量u(k)から積分制御
回路26の出力である積分制御量uI (k)を除いた制
御量u'(k)を速度推定計算に用いるようにすれば、目
標速度追従制御期間において、ほとんど誤差のない推定
速度(速度推定オブザーバv(k))を得ることがで
き、ヘッドの目標移動速度vref (k)、すなわち速度
プロファイルに対する追従精度を向上させることができ
る。換言すると、目標速度追従制御期間において、アク
チュエータの発生力の変動や個体差、外力(外力補正回
路を別に設ける場合には、その取り残り分)等がある場
合においても、ほとんど誤差のない推定速度を得ること
ができ、したがって、ヘッド移動速度の速度プロファイ
ルに対する追従精度を向上させることができる。また、
本発明は、従来の装置に対して簡単な変更のみで実現す
ることができる。
Thus, using the design value Kf as the acceleration constant of the control target in the speed estimation observer 22, the integral control amount u I (k) which is the output of the integral control circuit 26 from the control amount u (k) which is the actuator drive current. Is used in the speed estimation calculation, the estimated speed (speed estimation observer v (k)) having almost no error can be obtained in the target speed following control period. , The accuracy of following the target moving speed v ref (k), that is, the speed profile, can be improved. In other words, during the target speed follow-up control period, even when there is a variation in the generated force of the actuator, individual differences, and external force (the remaining amount if an external force correction circuit is provided separately), the estimated speed with little error Therefore, the following accuracy of the head moving speed with respect to the speed profile can be improved. Also,
The present invention can be realized with only simple modifications to the conventional device.

【0076】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、例えば図5に示すように、加速度フィー
ドフォワード回路24からのフィードフォワード制御量
ff(k)、比例制御回路25からの比例制御量u
P (k)及び積分制御回路26からの積分制御量u
I (k)を加算して得られる制御量u(k)を速度制御
部11の出力とすると共に、新たに加算器29を設け
て、制御量u(k)から積分制御回路26からの積分制
御量uI (k)を減算して制御量u'(k)を求め、速度
推定オブザーバ22における計算にはこの制御量u'
(k)を使用するようにしてもよい。また、上述の実施
例では、本発明を磁気ディスク装置に適用しているが、
光ディスク装置等に適用しても、同様の効果を得ること
ができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 5, the feedforward control amount u ff (k) from the acceleration feedforward circuit 24 and the proportional control circuit 25 Proportional control amount u
P (k) and the integral control amount u from the integral control circuit 26
The control amount u (k) obtained by adding I (k) is used as the output of the speed control unit 11, and a new adder 29 is provided to integrate the control amount u (k) from the integration control circuit 26. controlled variable u I (k) by subtracting the controlled quantity u '(k) to seek, in the calculation of the speed estimation observer 22 the control amount u'
(k) may be used. In the above embodiment, the present invention is applied to the magnetic disk drive.
The same effect can be obtained even when applied to an optical disk device or the like.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明を
適用したヘッド制御方法及びヘッド制御装置では、目標
移動速度の加速度に対応した第2の制御量、目標移動速
度とヘッド移動速度の推定値の差分に比例した第3の制
御量及び差分の積分値に比例した第4の制御量を加算
し、この加算値によりヘッドをディスクの径方向に駆動
して、ヘッドの速度制御を行う際に、ヘッド移動速度の
推定値をヘッドの現在位置と、第2の制御量と第3の制
御量を加算した第1の制御量とに基づいて生成すること
により、例えばヘッドをディスクの径方向に駆動するア
クチュエータの発生力の変動や個体差、外力(外力補正
回路を別に設ける場合には、その取り残り分)等がある
場合においても、ほとんど誤差のないヘッド移動速度の
推定値を得ることができ、したがって、ヘッド移動速度
の目標移動速度曲線(速度プロファイル)に対する追従
精度を向上させることができる。
As is apparent from the above description, in the head control method and the head control apparatus to which the present invention is applied, the second control amount corresponding to the acceleration of the target moving speed, the target moving speed and the head moving speed. A third control amount proportional to the difference between the estimated values and a fourth control amount proportional to the integral value of the difference are added, and the head is driven in the radial direction of the disk by the added value to control the speed of the head. At this time, by generating an estimated value of the head moving speed based on the current position of the head and the first control amount obtained by adding the second control amount and the third control amount, for example, the head is moved to the disk diameter. Even when there is a variation in the generated force of the actuator that is driven in the direction, individual differences, and external force (the remaining amount if an external force correction circuit is provided separately), an estimated value of the head moving speed with almost no error is obtained. That It can, therefore, can improve the tracking accuracy of the target moving velocity curve of the head moving speed (velocity profile).

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

【図1】本発明を適用したヘッド制御装置の要部の具体
的な回路構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a specific circuit configuration of a main part of a head control device to which the present invention is applied.

【図2】上記ヘッド制御装置を用いた磁気ディスク装置
の要部の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a main part of a magnetic disk drive using the head control device.

【図3】上記ヘッド制御装置を構成する加速度フィード
フォワード回路の出力例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an output example of an acceleration feedforward circuit constituting the head control device.

【図4】上記加速度フィードフォワード回路の他の出力
例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another output example of the acceleration feedforward circuit.

【図5】本発明を適用したヘッド制御装置の要部の他の
具体的な回路構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing another specific circuit configuration of a main part of the head control device to which the present invention is applied.

【図6】シーク動作の動作を説明するための速度プロフ
ァイルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a speed profile for explaining an operation of a seek operation.

【図7】従来のヘッド制御装置を構成する速度制御部の
回路構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a speed control unit included in a conventional head control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・磁気ディスク 2・・・磁気ヘッド 3・・・VCM 6・・・位置信号生成回路 10・・・ヘッド制御装置 11・・・速度制御部 12・・・位置制御部 13・・・切換スイッチ 21・・・目標速度生成回路 22・・・速度推定オブザーバ 23・・・加算器 24・・・加速度フィードフォワード回路 25・・・比例制御回路 26・・・積分制御回路 27、28・・・加算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic disk 2 ... Magnetic head 3 ... VCM 6 ... Position signal generation circuit 10 ... Head control device 11 ... Speed control part 12 ... Position control part 13 ... Changeover switch 21 ... Target speed generation circuit 22 ... Speed estimation observer 23 ... Adder 24 ... Acceleration feed forward circuit 25 ... Proportional control circuit 26 ... Integration control circuit 27, 28 ...・ Adder

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 速度制御と位置制御を切り換えてシーク
動作を行うディスク装置のヘッド制御方法において、 ヘッドの現在位置に基づいてヘッドの目標移動速度を生
成し、 上記ヘッドの現在位置と第1の制御量に基づいてヘッド
移動速度の推定値を生成し、 上記目標移動速度の加速度に対応した第2の制御量を生
成し、 上記目標移動速度と上記推定値の差分を検出し、 上記差分に比例した第3の制御量を生成し、 上記差分の積分値に比例した第4の制御量を生成し、 上記第2の制御量と第3の制御量を加算して、上記第1
の制御量を生成し、 上記第2、第3及び第4の各制御量を加算し、 上記第2、第3及び第4の各制御量の加算値によりヘッ
ドをディスクの径方向に駆動して、ヘッドの速度制御を
行うことを特徴とするヘッド制御方法。
1. A head control method for a disk drive for performing a seek operation by switching between speed control and position control, comprising: generating a target moving speed of a head based on a current position of the head; Generating an estimated value of the head moving speed based on the control amount; generating a second control amount corresponding to the acceleration of the target moving speed; detecting a difference between the target moving speed and the estimated value; Generating a third control amount that is proportional to the first control amount; generating a fourth control amount that is proportional to the integral value of the difference; adding the second control amount and the third control amount;
The second, third, and fourth control amounts are added, and the head is driven in the radial direction of the disk by the added value of the second, third, and fourth control amounts. And controlling the speed of the head.
【請求項2】 速度制御と位置制御を切り換えてシーク
動作を行うディスク装置のヘッド制御装置において、 ヘッドの現在位置に基づいてヘッドの目標移動速度を生
成する目標速度発生手段と、 上記ヘッドの現在位置と第1の制御量に基づいてヘッド
移動速度の推定値を生成する速度推定手段と、 上記目標速度発生手段からの目標移動速度の加速度に対
応した第2の制御量を生成する加速度フィードフォワー
ド手段と、 上記目標速度発生手段からの目標移動速度と上記速度推
定手段からの推定値の差分を検出する速度差分検出手段
と、 上記速度差分検出手段からの差分に比例した第3の制御
量を生成する比例制御手段と、 上記速度差分検出手段からの差分の積分値に比例した第
4の制御量を生成する積分制御手段と、 上記加速度フィードフォワード手段からの第2の制御量
と上記比例制御手段からの第3の制御量を加算して、上
記第1の制御量を生成する第1の加算手段と、 上記加速度フィードフォワード手段からの第2の制御
量、上記比例制御手段からの第3の制御量及び上記積分
制御手段からの第4の制御量を加算する第2の加算手段
とを備え、 上記第2の加算手段の出力により、ヘッドをディスクの
径方向に駆動して、ヘッドの速度制御を行うことを特徴
とするヘッド制御装置。
2. A head control device for a disk drive, which performs a seek operation by switching between speed control and position control, comprising: target speed generating means for generating a target moving speed of the head based on a current position of the head; Speed estimating means for generating an estimated value of the head moving speed based on the position and the first control amount, and acceleration feedforward for generating a second control amount corresponding to the acceleration of the target moving speed from the target speed generating means Means, speed difference detecting means for detecting a difference between a target moving speed from the target speed generating means and an estimated value from the speed estimating means, and a third control amount proportional to the difference from the speed difference detecting means. Proportional control means for generating; an integral control means for generating a fourth control amount proportional to an integral value of a difference from the speed difference detecting means; First adding means for adding the second control amount from the forward means and the third control amount from the proportional control means to generate the first control amount; A second control means, a third control value from the proportional control means, and a second control means for adding the fourth control value from the integral control means. The output of the second addition means A head control device for controlling the speed of a head by driving the head in a radial direction of a disk.
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