JPH01138661A - ディスク装置の位置決め制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディスク状の媒体に情報を記録または再生、あ
るいはその両方を可能にする磁気、光などのディスク装
置の位置決め制御装置に関するものである。さらに詳し
く述べると、データトランスジューサとディスク媒体の
選択された情報トラックとの相対的な位置を制御するデ
ィスク装置の位置決め制御装置に関する。

従来の技術 ディスク装置の高密度大容量化にともなって、情報トラ
ックの間隔（ピッチ）が狭（なり、相対的に偏心や、ト
ラックのうねりが無視できない程に太き（なってきてい
る。そのためＦＤＤやＨＤＤなどの磁気ディスク装置で
はセクタサーボ方式と言って、ディスクの各セクタの始
めまたは終わりにセクターサーボ信号を埋め込んでおき
、データトランスジューサによりこれを読み取ることに
より、情報トラックとの相対的位置誤差をサンプリング
的に検出認識してトラッキングサーボ制御を行うように
している。ＯＤＤ　（光デイスク装置）ではサンプリン
グサーボ方式と言って情報トラックの所々に類似のサー
ボ信号を埋め込んでおき、はやり同様な制御が行われて
いる。

しかし、検出した位置誤差をそのままフィードハックし
ただけでは充分なトラッキング性能を得ることができな
いことから、近年より優れた方法が使われるようになっ
た。それは情報トラックの偏心とか、うねりがディスク
の回転にたいして繰り返し的（周期的）であることを利
用した方法であって、繰り返し制御とか学習制御とか呼
ばれる方法に属するものである。

第１３図は上記の従来の繰り返し制御を実現するための
従来例におけるディスク装置の位置決め制御装置の離散
的繰り返しフィルタである。図中、１０１はシフトレジ
スタなどの遅延器で、データをＴ時間だけ時間シフトす
るものである。遅延器はｐヶ直列接続され、最終段から
初段にフィードバックされている。１０２はデータ入力
点である。ｐはセクタ数（ディスク１回転のサンプル数
）で、ｐＸ’７’はディスク１回転周ＭＬに等しい。こ
のような離散的繰り返しフィルタを制御系の偏差補償器
のなかに含むと情報トラックの偏心を第１周波数成分（
基本周波数）とする各高調波成分を抑制することができ
る。これは内部モデル原理にもとづくものである。これ
によると、いま目標とする情報トラックの偏心を含むう
ねりの量ｒ　（１）が第１４図に示す図のように繰り返
し周期的に変化するものとしたら、目標値ｒ　（ｉ）の
２変換は以下のように示される。

Ｒ（ｚ）＝　　（ｒｏ　　＋ｒ、ｚ−’＋−＋ｒｐ−、
ｚ−”’）＋　　（ｒｏ　　＋　　ｒ、　　　ｚ−’＋
−−−＋　　ｒ　ｐ−、ｚ−’會＋　）　　　ｚ　　−
ｐ＋　　（ｒ　Ｏ＋１　　Ｉ　　Ｚ−’＋　・−＋ｒ　
ｐ−１２−”’）　　　Ｚ−”＝　Ｒｏ　　（２１／　
　（１ｚ　−’）−Ｒ６（ｚ）（ｚ’　　／　　（ｚ’
　　−１））但し、Ｒ，＝　Ｉ”ｏ　＋　ｒ、ｚ−’＋
・−＋　ｒｐ−、ｚ−”’従って、内部モデル原理によ
れば偏差補償器中に、１／　（ｚ’−１）という内部モ
デルのフィルタを含めば目標値ｒ　（１）の変動の基本
周波数成分およびその高調波成分を抑制することができ
る。

第１５図は第１３図に示す従来例の離散的繰り返しフィ
ルタの周波数特性を示すボード線図である。

基本周波数成分およびその高調波成分のゲインが高くな
っていることがわかる。

第１６図はこのフィルタをもちいて離散的繰り返し制御
系を構成した従来例におけるディスク装置の位置決め制
御装置のブロック図である。図中、ｒ（１）は情報トラ
ックの位置（偏心やうねり量を持った目標値）、ｙ（１
１はデータトランスジューサの位置（いわゆるヘッドの
位置）　、ｅｔｌ）はサンプリングタイム毎に得られる
位置誤差量（信号）、ｘ（１１はデータトランスジュー
サを駆動するアクチュエータを含む制御対象１３２の内
部状ｃ、（次数ｎ）、ｕ　（ｉ）は制御対象１３２への
操作量、１３３は第１３図に示した離散的繰り返しフィ
ルタ、１３１はシフトレジスタなどの遅延器、１３４の
ｆと、１３５のに１、Ｒ２、・・・・・・、ｋｐは安定
化のための状態フィードバックの係数である。連続系と
異なり、離散系では内部モデルを含む偏差補償器が２に
関し、有限次元となるから、このようにｆ　　（ＩＸｎ
）とｋ。

（ｉ＝１〜ｐ）とを使って原理的には常に安定化できる
。ここで述べた安定化の方法は田川の方法に基づいてい
る。〔例えば、小榔他＝「システム制御理論入門」、実
教出版、ｐｐ、　１５０〜１５２〕なお、図示はしない
が、安定化補償の方法として田川の補償限界型制御器〔
例えば、田川；「補償限界型制御器によるディジタル制
御系の設計」、計測と制御、Ｖｏｌ、２２、隘７、ｐｐ
、３４〜４０．　　（１９８３゜７）〕を利用した方法
も開示されている〔特開昭６２−１８９６８２号公報〕
が、これは基本的には第１６図に示すもの〔例えば、美
多：「ニューメカ講座」、日経メカニカル、１９８５．
５．６、ｐｐ、１９４〜１９５などを参照〕と全く等価
である。

発明が解決しようとする問題点 ところが、上述の従来例はいくつかの問題点を持ってい
る。連続系と異なり、離散系では偏差補償器の次数が２
に関し、有限次元だから、第１６図や、特開昭６２−１
８９６８２号公報などの従来例において、原理的には安
定化可能であるが、ｐの数が大きくなると（セクタ数が
増えたりすることと対応する）、第１６図について具体
的に説明すると、離散的繰り返しフィルタ１３３の各遅
延巷１３１の出力数が増大し、ｋｉとの乗算回数（ｐ回
）が増えるので、１ステツプの計算時間が非常にかかる
ようになる。つまり、ｐの数はある程度以上大きくでき
ない。しかしｐの数が少ないと充分なトラッキング性能
を得ることが困難になる。ソフトウェアによらなければ
（ハードウェア化すれば）速くすることもできるが、コ
ストが高くなり、柔軟性もなくなる。

もう１つの従来例の問題点は、安定度（スタビリテイ）
に対する頑強さくロバストネス）の欠如である。例えば
、ディスク媒体やデータトランスジューサのばらつきや
温度変化や経年変化で位置誤差の検出感度が変動したり
、おなし理由で制御対象の例えばアクチュエータの定数
が変動したとき、上述の従来例は第１５図からも理解さ
れるように高い周波数領域でもゲイン（や位相）の変化
が大きいので不安定になり易いという問題がある。

つまり原理的には安定化可能なのだが、実用的には使い
にくい。ｐの数が大きくなるほどこの傾向は強くなると
考えられる。

更にもう１つの従来例の問題点は、偏差（位置誤差）抑
制に対する即応性の欠如である。従来例における離散的
繰り返しフィルタは、内部モデルとして実時間の繰り返
し的学習によって、特定の周波数成分を持った目標４ｆ
ｉ　（情報トラックの位置）に偏差少なく　（データト
ランスジューサを）追従させることを可能にするもので
あって、そのために第１３図に示すような巡回的な構造
を持っている。

従って比較的低い周波数領域の外乱などにより過渡的な
偏差（位置誤差）が発生した時や、未学習の初期状態（
この時は一種の過渡状態と考えられる）の時は、すぐに
はそれを抑制することはできず、一定の学習期間が必要
であって、即応性に欠けるという問題がある。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のディスク装置の位
置決め制御装置はディスクの選択された情報トラックに
追従すべきデータトランスジューサと、この情報トラッ
クとデータトランスジューサとの位置の偏差を上記情報
トラックに予め記録された１周あたりｐ個（ｐは整数）
のサーボ信号に基づいて離散的に検出認識する位置誤差
認識手段と、伝達関数が１　／　ｚで（２は２変換の２
）記述されるｍ個（ｍは整数）の時間遅延手段と、伝達
関数が１／ｚに関してｑ次（ｑは、ｍ　＋　ｑ≦ｐを満
足する整数）の分子多項式を含む高域減衰特性を持った
ディジタルフィルタ手段と、このｍ個の時間遅延手段と
この高域減衰特性を持ったディジタルフィルタ手段とを
直列に接続し最終段から初段にフィードバックをかけて
構成される偏差補償手段と、この偏差補償手段と直列に
接続され前記位置誤差の低域偏差を抑制する低域高ゲイ
ン特性を持ったディジタルフィルタ手段よりなる低域補
償手段と、前記データトランスジューサを自在に移動可
能にさせるアクチュエータ手段と、このアクチュエータ
手段に電流を付与する駆動回路とを含んで構成される。

作用 本発明は上記のような構成をとることにより、まず始め
に、乗算回数が非常に少なくなるので従来例のように安
定化のために計算時間が長くかかると言うようなことが
ない。従ってセクタの数が多くなってｐの数が多くなっ
ても、１ステツプにかかる計算時間を大幅に短縮できる
という優れた作用がある。

その結果、ソフトウェアによって優れた制御性を得るこ
とができ、柔軟性が確保でき、ローコスト化にもつなが
る。

また、本発明のディスク装置の位置決め制御装置の偏差
補償手段の離散的繰り返しフィルタは繰り返し学習性を
所定の周波数までに限定し、それ以上の周波数は安定化
のために繰り返し学習性を低くしており、その結果、高
い周波数成分のゲイン特性と位相特性のあばれが少なく
なり（激しい変化が少なくなり）安定化しやすくなる。

従って例えば、ディスク媒体やデータトランスジューサ
のばらつきや温度変化や経年変化で位置誤差検出感度が
変動したり、おなし理由で制御対象の例えばアクチュエ
ータの定数が変動したときでも、上述の従来例のように
不安定になり易くなるということはなく、安定度に対す
る頑強さが確保し易いという作用がある。

さらにまた一般にディスク装置の情報トラックに含まれ
る偏心やうねりの周波数成分を調べると、高い周波数の
調波成分はどだんだん少なくなるという特質があり、木
偏差補償手段の離散的繰り返しフィルタの特性はディス
ク装置に最も適するという作用がある。

さらに加えて、偏差補償手段と低域補償手段とを直列に
接続、組み合わせる構成を用いることにより、比較的低
い周波数領域の外乱などで過渡的な偏差（位置誤差）が
発生した場合も、未学習の初期状態（この時は一種の過
渡状態と考えられる）の場合も、データトランスジュー
サを情報トラックに速やかに追従させることができると
言う作用がある。

実施例 以下本発明の一実施例のディスク装置の位置決め制御装
置について図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるディスク装置の位置
決め制御装置の構成を示すブロック図である。図中で、
ｒ　ｆｉｌは選択された情報トラックの位置（偏心やう
ねりを持った情報トラック位置の目標値）を示し、ｙ（
１）はデータトランスジューサ２の位置（いわゆるヘッ
ドの位置）を示す。ｅ（１）はサンプリングタイムＴ毎
に得られる上記両者の位置誤差量（信号）を示し、ｘ（
１）は、アクチュエータ１と、これによって移動自在な
前記データトランスジューサ２と、アクチュエータ１に
電流を印加する駆動回路３を含んで構成される制御対象
４に於ける各状態変数（次数はｎ次元）を示す。

なお駆動回路３は離散データを連続化するためのホルダ
を含む、ｕ（１）はその制御対象４への入力となる操作
量（信号）を示す。５は位置誤差認識手段であり、サン
プリングタイムのＴ毎に上記位置誤差量ｅ　（１）を求
めるための主に電子回路によって構成される手段である
が、同時にサンプリングタイムＴ毎の計算を始めるため
のトリガ信号を生成する電子回路を含む。６は本発明に
特に係わりの深いもので、ディスクの情報トラックの偏
心やうねりに対するデータトランスジューサのトラッキ
ング性能を向上させる目的の、離散的繰り返しフィルタ
を含む偏差補償手段である。７は、やはり６と同様に本
発明に特に係わりの深いもので、ディスクの情報トラッ
クの偏心やうねりに対するデータトランスジューサのト
ラッキング性能を向上させる目的の、低域（周波数）偏
差を抑制する低域高ゲイン特性を持ったディジタルフィ
ルタ手段を含む低域補償手段である。偏差補償手段６の
離散的繰り返しフィルタは、伝達関数が１／ｚで記述さ
れるようなデータシフトレジスタなどの時間遅延手段（
以降簡単に、遅延器と言う）９をｍ段（ｍは整数）だけ
直列に接続したものと、同じく伝達関数が１／ｚに関し
てｑ次の分子多項式を含んだ高域減衰特性を持ったディ
ジタルフィルタ手段（以降簡単に、高域減衰器Ｑ（ｚ−
’）と言う）１０とを直列接続し、最終段から初段にフ
ィードバックをかけた構成を持つ。ここで２は２変換の
２である。また、ここでｙｎ　＋　ｑ≦ｐである。この
ｐはディスク１回転中の情報トラックに予め埋め込まれ
たサーボデータの（サンプル）数であり、セクタサーボ
方式の場合は通常セクタ数に等しい正整数である。また
遅延器９の遅延時間はサンプリングタイムＴに等しく、
従ってｐ×Ｔは通常ディスク１回転周期しに等しい。１
２のｆと、１３のｋｌｂｋ２、ｋ、は全閉ループを安定
に保つためのゲイン定数であり、ｆは、制御対象４の各
状態変数Ｘ［１）の次数をｎ次元とすると（ＩＸｎ）の
状態フィードバックベクトルである。各状態変数ｘ　（
１１のうち測定できないものはオブザーバによってもよ
い。

第２図は第１図に示す本発明のディスク装置の位置決め
制御装置の偏差補償手段の高域減衰器Ｑ（ｚ−’）１０
の具体的な一実施例のブロック図である。第２図中、２
１はデータシフトレジスタなどによる遅延器。２２はデ
ータの入力点、２３はデータの出力点、２４．２５はそ
れぞれｌ−ａ、ａのゲイン定数を示す。ａはＱ＜ａ＜　
ｌである。第２図に示すブロック図の入出力関係の伝達
関数（１／ｚに関する分子・分母多項式）は以下の式（
１１で表される。

これは１次のローパスフィルタ（ＬＰＦ）であって、ｑ
＝１の高域減衰器のうちで最も簡単な実現例のひとつで
ある。第２図に示すブロック図ではデータの入力点２２
と、データの出力点２３の間のフォワードループに遅延
器１　／　ｚが１殺人るので、その入出力の伝達関数の
１　／　ｚに関する分子・分母多項式のうち、分子多項
式が（１’　−ａ　）　　・ｚ−１であり、１　／　ｚ
に関して１次（ｑ＝１）であることがわかる。ここでフ
ォワードループとはフィードバックループを除いた入力
がら出力への直接ループをさす。

さて以上のように構成された一実施例をもとにして本発
明のディスク装置の位置決め制御装置の動作並びに原理
について更に詳しく説明をする。

第１図に示す本発明に係わる偏差補償手段６の離散的繰
り返しフィルタは、基本的にシフトレジスタのような時
間遅延器９を複数個直列接続し、これに更に第２図に示
すような高域減衰器Ｑ（ｚ−’）１０とを直列接続し、
最終段から初段にフィードバックをかけた構造を持って
いる。遅延器９の段数をｍ段として、高域減衰器１０の
入出力間のフォワードループにある遅延器の段数をｑ段
とした場合、通常、ｍ　＋　ｑ≦ｐとする。上記実施例
ではｑ＝１であるから、これに従えば遅延器９の段数は
ｍ≦ｐ−１である。このように構成した本発明に係わる
離散的繰り返しフィルタの入出力関係（伝達関数）の一
般式は以下の弐（２）で表される。

但し、ここでＱ　（ｚ−’）は高域減衰器１ｏの１　／
　ｚに関する伝達関数（分子・分母多項式）であり、分
子次数がｑ次である。

第５図はこの第１図、第２図に示す本発明の一実施例に
おける偏差補償手段６の離散的繰り返しフィルタの伝達
関数の周波数特性例を示すボード線図である。第５図で
は特に、式（１１，（２１において、ｐ＝４０、ｍ＝３
９、ｑ＝１、ａ＝０．５の場合を示した。従って、ｍ＋
ｑ＝ｐである。図中のｆｏは偏心やうねりを持った情報
トラックの位置の目標値ｒ　（１）の第１周波数成分（
基本周波数成分）である。

これは例えばディスク中心孔の偏心などによって起こる
ものである。本離散的繰り返しフィルタの伝達関数の特
長は第１５図に示した従来例と異なって、基本周波数成
分を含む比較的低い調波成分のピークのゲインは高いが
、高い周波数になるほどピークのゲインは低くなってい
る。これは繰り返し学習性を所定の周波数までにとどめ
、それ以上の周波数についてはシステムの安定度を確保
するために学習性を低くすることを狙いとした高域減衰
器Ｑ　（ｚ−’）のためである。その結果として、ｒ　
ｆｉｌの高い高調波成分に対する制御系の追従性能は劣
ってくるが、その分、第５図の周波数特性かられかるよ
うに、高い周波数成分のゲイン特性のあばれが少なくな
り安定化しやすくなる。一般にｒ　（１）に含まれる偏
心やうねりの周波数成分をよく調べてみると、高い周波
数の調波成分はどだんだん少なくなっているのが普通で
あるから、本離散的繰り返しフィルタはディスク装置の
位置決め制御装置の偏差補償手段として最適の特性を持
っているということがいえる。

以上の結果として、第１図の１３のゲイン定数に、、に
２などだけによって全閉ループを節単に、かつ充分に余
裕を持って安定化することが可能となり、従来例と比べ
構成が簡単になると共に、ｐの数が増えたとしても大幅
に計算時間が短縮される。

第３図は第１図に示す本発明に係わる偏差補償手段６の
高域減衰器Ｑ（ｚ−’）の他の具体的な実施例である。

第３図（ａｌは高域減衰特性を示す１次のくかつｑ＝ｌ
の）ラグリードフィルタの構成のブロック図である。図
中、３１はデータシフトレジスタなどの遅延器、３２は
データの入力点、３３はデータの出力点、３４．３５．
３６はそれぞれ（１−ｂ）／（１−ｃ）、ｂ、−Ｃのゲ
イン定数を示す。ここです、　　ｃの関係はＱ＜Ｃ＜ｂ
＜１である。この図に示すブロック図の入出力関係の伝
達関数（１／ｚに関する分子・分母多項式）は、以下の
弐（３）であられされる。

１−ｃｌ−ｂｚ−’ これは１次のラグリードフィルタであり、やはり高い周
波数成分を減衰させる働きがある。式（３）によれば、
１　／　ｚに関する分子多項式の次数は１次であるので
ｑ＝ｌである。

第３図（ｂ）は２次の（かつ（１＝２の）ローパスフィ
ルタの構成のブロック図である。図中、やはり３１はデ
ータシフトレジスタなどの遅延器、３２はデータの入力
点、３３はデータの出力点、３７．３８．３９はそれぞ
れｌ−ｄ＋ｅ、ｄ、−ｅのゲイン定数を示す。ここで、
ｄ、ｅ＞０である。この図に示すブロック図の入出力関
係の伝達関数（１／ｚに関する分子・分母多項式）は以
下のように式（４）で表される。

・・・・・・（４） これは２次のローパスフィルタであり、やはり高域を減
衰させるディジタルフィルタである。式（４）によれば
、Ｉ　／　ｚに関する分子多項式の次数は２次であるの
でｑ＝２である。

第３図（Ｃ）は２次の（かつｑ＝１の）ローパスフィル
タの構成のブロック図である。図中、やはり３１はデー
タシフトレジスタなどの遅延器、３２はデータの入力点
、３３はデータの出力点、３７．３８．３９はそれぞれ
ｌ−ｄ＋ｅ、ｄ、−ｅのゲイン定数を示す。ここで、ｄ
、ｅ＞Ｏである。（第３図（ｂｌと同じものには同一の
番号を付けた。）この図に示すブロック図の入出力関係
の伝達関数（１／ｚに関する分子・分母多項式）は以下
のように式（５）で表される。

２−　＋ （１−ｄ＋６）　　・ １　　　ｄｚ−’−ｅｚ−” ・・・・・・（５） これは２次のローパスフィルタであり、やはり高域を減
衰させるディジタルフィルタである。式（５）によれば
、１／ｚに関する分子多項式の次数は１次であるのでｑ
＝１である。

このように高域減衰器Ｑ（ｚ−’）は低い周波数成分は
通し、高い周波数成分は減衰させるものであることが必
要である。

本発明に係わる偏差補償手段６はその主旨とするところ
を変えない範囲で構造の変更は可能である。例えば、ｋ
２＝に０　・ｋ、とすると、安定化のための１３のゲイ
ン定数に、、に、はひとまとめにしてに、で表すことが
でき、新しいゲイン定数に０のループは離散的繰り返し
フィルタと並列に配置される。このループは上記フィル
タとは異なり、時間的な遅延要素を持たないから、安定
化に寄与する。普通、０〈ｋ０≦１だが、上記フィルタ
との比較においてゲインが大きい方が安定であり、とく
にに０＝１が望ましい。このとき、本発明に係わる偏差
補償手段６と安定化のためのゲイン定数に１とをまとめ
て以下の式（６）のように表せる。

第４図は式（６）に従って本発明に係わる偏差補償手段
及び、安定化のためのゲイン定数の部分の、書き改めて
変更されたブロック図である。

第６図はこの式（６）（第４図に示すブロック図）の伝
達関数の周波数特性の一例のボード線図である。ここで
は第５図と同様の定数を用いた。即ち、高域減衰器は第
２図に示した１次のローパスフィルタで、ｐ＝４０、ｍ
＝３９、ｑ＝１、ａ　＝０．５とした。ただし、ｋ＋＝
１としている。このボード線図から高域でゲイン、位相
両特性ともあばれが少な（なっていることがよくわかる
。

第７図は第６図と同じく、式（６）（第４図に示すブロ
ック図）の伝達関数の周波数特性の別な一例のボード線
図である。ここではやはり、高域減衰器として第２図に
示した１次のローパスフィルタを用い、ｐ＝１２、ｍ＝
１１、Ｑ＝１、ａ　＝０．６とした。ただし、ｋ、＝１
としている。この−例では、ｍ＋ｑ＝ｐであるが、ｐの
数が少なくなっていることと、ａが大きくなって、高域
減衰器の遮断周波数が相対的に低くなっていることに特
徴があり、その結果、第７図かられかるように、基本周
波数成分とその高調波のピークがいくらかの同調ずれ（
チューニングずれ）を起こしている。この現象はｐの数
が少ない時、あるいはａの数が大きく（１に近く）高域
減衰器の遮断周波数が低いときに起きやすい。これは高
域減衰器でのデータ遅延時間が、それに含まれる入出力
間のフォワードループに存在するｑ段の遅延器単独（ｑ
ＸＴ時間）よりも少し大きいからである。なぜなら、高
域減衰特性を持ったディジタルフィルタは位相遅れフィ
ルタだからである。この結果、このような場合の離散的
繰り返しフィルタの一巡の遅延時間はｐＸＴ＝Ｌより少
し長くなる。そのために第７図の例では基本周波数成分
とその高調波成分のピーク周波数がやや低い方にずれて
しまう。ずれが太き（なると学習性が損なわれるので注
意が必要である。

第８図はやはり第６図と同じく、式（６）（第４図に示
すブロック図）の伝達関数の周波数特性の更に別な一例
のボード線図である。ここでも高域減衰器は第２図に示
した１次のローパスフィルタを用いたが、ｐ＝１２、ｍ
＝１０、ｑ＝１、ａ＝０．６とした。ただし、ｋ＋−１
としている。この例ではｍが一つ小さく、ｍ＋ｑ＜ｐで
ある点が第７図の例と異なる。このようにすることによ
って、離散的繰り返しフィルタの一巡の遅延時間をＬに
近づけることが可能になる。第８図のボード線図によれ
ば、明らかに基本周波数成分とその高調波のピークの同
調ずれ（チューニングずれ）が少なくなり、改善されて
いることがわかる。但し、高い高調波でのずれはかえっ
て拡大されているが、もともとこの辺では学習性を期待
していないし、ピークのゲインも元々低いので問題にな
らない。このように、ｐが比較的小さな場合、あるいは
高域減衰器の遮断周波数が比較的低いような時は、ｍ＋
ｑ＜ｐとするのが実用的である。

第９図ｆａｌ、　（ｂ）はそれぞれ第１図に示す本発明
のディスク装置の位置決め制御装置の低域補償手段７の
低域高ゲイン特性を持ったディジタルフィルタ手段の具
体的な一実施例のブロック図である。

第９図（ａ）中、４１はデータシフトレジスタなどの遅
延器、４２はデータの入力点、４３はデータの出力点、
４４はゲイン定数ｇを示す。また、第９図（ｂ）におい
ては、４５はデータシフトレジスタなどの遅延器、４６
はデータの入力点、４７はデータの出力点、４８はゲイ
ン定数りを示す。この２つの実施例は、ゲイン定数が、
Ｑ＜ｇ、ｈ≦１であり、いずれも１次の低域補償フィル
タもしくは積分フィルタである。

ここで例えば、第９図（ａ）において、ｇ＝１とすると
、その入出力関係（伝達関数）は弐（７）に示すような
積分器となる。これによって全システムの型数を上げる
ことができる。

ｌ　　　ｚ　−＋ 第１１図はこの式（７）（第９図（ａｌに示すブロック
図）の伝達関数の周波数特性の一例を示すボード線図で
ある。図から理解できるように低域の周波数のゲインが
高（なっており、これを用いることによって、上記で説
明した偏差補償手段の離散的繰り返しフィルタのみでは
不足しがちな比較的低い周波数領域の偏差（位置誤差）
の抑制、あるいはその即応性の改善が可能となり、比較
的低い周波数領域の外乱などで過渡的な偏差（位置誤差
）が発生した場合も、未学習の初期状態（この時は一種
の過渡状態と考えられる）の場合も、データトランスジ
ューサを情報トラックに速やかに追従させることができ
ると言う効果がある。

第１０図は第１図に示す本発明のディスク装置の位置決
め制御装置の一実施例の偏差補償手段、低域補償手段、
安定化のためのゲイン定数の部分の、書き改めて変更さ
れた構成例を示すブロック図であって、第４図に示す偏
差補償手段の例と、第９図（ｂｌに示す低域補償手段の
例とを直列接続して構成したブロック図である。但し、
安定化のためのゲイン定数に、＝０としたものである。

第１２図は第１０図に示す本発明に係わる偏差補償手段
と低域補償手段とを直列接続して構成したブロック図の
伝達関数の周波数特性の一例を示すボード線図である。

ここでは偏差補償手段の高域減衰器Ｑ　（ｚ−’）　１
０は第２図に示した１次のローパスフィルタで、ａ＝ｏ
、５とし、その他ｐ＝４０、ｍ＝３９、ｑ＝１とした。

また低域補償手段のゲイン定数４８をｈ＝１とし、安定
化のためのゲイン定数に＋＝１とした。このボード線図
から明らかのように、低域の周波数のゲインが第６図に
比べて高くなっており、これを用いることによって、上
記偏差補償手段の離散的繰り返しフィルタのみでは不足
しがちな比較的低い周波数領域の偏差（位置誤差）の抑
制が可能になる。このことは結果的に、比較的低い周波
数領域の（振動、衝撃などの）外乱が加わったり、未学
習の初期状態であっても、速やかに情報トラックにデー
タトランスジューサを追従させるという、システムの即
応性を高めることにつながる。

なおまた本発明に係わる偏差補償手段の離散的繰り返し
フィルタ中のｍ個の遅延器およびに高域減衰器の並べ方
は、第１図、第４図にあげた方法に限らない。直列に配
置されていればその順序は問わない。例えば高域減衰器
が先頭にあっても良いし、中間にあっても良い。さらに
また同じように、偏差補償手段と低域補償手段の並べ方
は、直列であればどちらが前後であってもその本質は失
われることはない。

以上の説明において各伝達関数のブロック図をハードウ
ェア的に説明してきたが、こればあ（まで便宜的なもの
であって、ソフトウェアによって実現するのが最も現実
的である。即ち、例えば第１図に示した本発明に係わる
偏差補償手段６や、低域補償手段７の各遅延器はマイク
ロプロセッサのレジスタあるいはメモリに割り当てるこ
とが可能であり、そしてまたサンプリングタイム毎の一
連の演算もプログラム化しておき、シーケンシャルに実
行して行くことが可能であることは言うまでもないこと
である。

発明の詳細 な説明してきたように、本発明のディスク装置の位置決
め制御装置は、乗算回数の少ない構成になっているから
、従来のように閉ループシステムの安定化のために計算
時間が長くかかると言うようなことが無い。従って例え
ばセクタ数が増え゛て、ディスク１回転におけるサーボ
データのサンプル数ｐが多くなっても、逆に１ステツプ
にかかる計算時間を大幅に短縮できるから全く問題なく
なる。つまり、ｐが多くなっても充分ソフトウェアによ
って対応できるから、コストも高くならないし、柔軟性
を失うこともない。またｐを多くすることによってトラ
ッキング性能を向上させることができるなど優れた効果
がある。

また本発明のディスク装置の位置決め制御装置は、その
偏差補償手段の離散的繰り返しフィルタの特性として繰
り返し学習性を所定の周波数までに限定し、それ以上の
周波数は安定化のために繰り返し学習性を低くしており
、その結果、高い周波数成分のゲイン特性と位相特性の
あばれが少なくなり（激しい変化が少なくなり）安定化
しやすくなる。従って例えばディスク媒体やデータトラ
ンスジューサのばらつきや温度変化や経年変化で位置誤
差の検出感度が変動したり、同じ理由で制御対象の例え
ばアクチュエータの定数が変動したりしたときでも、従
来例のようにすぐ不安定になり易いと言った欠点がなく
、常に安定度が高いという優れた効果を備えている。

さらにまた一般にディスク装置の情報トラックに含まれ
る偏心やうねりの周波数成分を調べると、高い周波数の
調波成分はどだんだん少なくなるという特質があり、本
発明のディスク装置の位置決め制御装置の偏差補償手段
の離散的繰り返しフィルタの特性はディスク装置に最適
という優れた効果を備えている。

さらに加えて、本発明のディスク装置の位置決め制御装
置は、偏差補償手段と低域補償手段とを直列に接続、組
み合わせる構成を用いることによリ、比較的低い周波数
領域の外乱などで過渡的な偏差（位置誤差）が発生した
場合も、未学習の初期状態（この時は一種の過渡状態と
考えられる）の場合も、データトランスジューサを情報
トラックに速やかに、即応性を持って追従させることが
できると言う優れた効果も併せて備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディスク装置の位置決め制御装置の一
実施例の構成を示すブロック図、第２図は第１図に示す
本発明のディスク装置の位置決め制御装置の一実施例の
偏差補償手段の高域減衰特性を持ったデジタルフィルタ
手段（高域減衰器）の具体的な一実施例のブロック図、
第３図（ａｌ、　（ｂｌ。 （Ｃ）はいずれも上記高域減衰器の具体的な他の実施例
のブロック図、第４図は第１図に示す本発明のディスク
装置の位置決め制御装置の一実施例の偏差補償手段と安
定化のためのゲイン定数の部分の、変更された構成例を
示すブロック図、第５図は第１図と第２図に示す本発明
のディスク装置の位置決め制御装置の一実施例における
偏差補償手段の周波数特性例を示すボード線図、第６図
は本発明に係わる第４図のブロック図の伝達関数の周波
数特性の一例を示すボード線図、第７図は本発明に係わ
る第４図のブロック図の伝達関数の周波数特性の別な一
例を示すボード線図、第８図は本発明に係わる第４図の
ブロック図の伝達関数の周波数特性の更に別な一例を示
すボード線図、第９図（ａ）。 （ｂ）はいずれも第１図に示す本発明のディスク装置の
位置決め制御装置の一実施例の低域補償手段の低域高ゲ
イン特性を持ったディジタルフィルタ手段の具体実施例
のブロック図、第１０図は第１図に示す本発明のディス
ク装置の位置決め制御装置の一実施例の偏差補償手段、
低域補償手段、安定化のためのゲイン定数の部分の、書
き改めて変更された構成例を示すブロック図であって、
第４図に示す偏差補償手段の例と、第９図（ｂ）に示す
低域補償手段の例とを直列接続して構成したブロック図
、第１１図は本発明に係わる第９図（ａ）のブロック図
の伝達関数の周波数特性の一例を示すボード線図、第１
２図は第１０図に示す本発明に係わる偏差補償手段と低
域補償手段とを直列接続して構成したブロック図の伝達
関数の周波数特性の一例を示すボード線図、第１３図は
従来例のディスク装置の位置決め制御装置の繰り返し制
御を実現するための離散的繰り返しフィルタを示すブロ
ック図、第１４図は第１３図の従来例に関して、目標と
する情報トラックの偏心を含むうねりの両ｒ　ｆｌ）の
繰り返し周期的な変化を示す図、第１５図は第１３図に
示す従来例の離散的繰り返しフィルタの周波数特性を示
すボード線図、第１６図は従来例におけるディスク装置
の位置決め制御装置のブロック図である。 １・・・・・・アクチュエータ、２・・・・・・データ
トランスジューサ、３・・・・・・駆動回路、４・・・
・・・制御対象、５・・・・・・位置誤差認識手段、６
・・・・・・偏差補償手段、７・・・・・・低域補償手
段、９・・・・・・時間遅延手段（遅延器）−１０・・
・・・・高域減衰特性を持ったディジタルフィルタ（高
域減衰器）。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図 第３図 第４図 第５図 分 基本周濱斂成分 第６図 ０．　／　ｆＤ　　　　　　　　　　　　ｆＯ１０ｆ　
０第７図 第８図 基本周波数成分 第９図 第１０図 第１１図 ０、Ｉｆｏ　　　　　　　　ｆｏ　　　　　　　　１０
ｆ。 ＠１２図 Ｑ、Ｉｆｏ　　　　　　　　４ｏ　　　　　　　　１０
ｆ。 舎 基第４」）皮殻成分 ｌ０Ｉ−遅延巳 ０Ｉ 第１４図 第１５図 ◇ 墓本周波１処成分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスクの選択された情報トラックに追従すべきデータ
   トラックジューサと、この情報トラックとデータトラン
   スジューサとの位置の偏差を上記情報トラックに予め記
   録された１周あたりｐ個（ｐは整数）のサーボ信号に基
   づいて離散的に検出認識する位置誤差認識手段と、伝達
   関数が１／ｚで（２はｚ変換のｚ）記述されるｍ個（ｍ
   は整数）の時間遅延手段と、伝達関数が１／ｚに関して
   ｑ次（ｑは、ｍ＋ｑ≦ｐを満足する整数）の分子多項式
   を含む高域減衰特性を持ったディジタルフィルタ手段と
   、このｍ個の時間遅延手段とこの高域減衰特性を持った
   ディジタルフィルタ手段とを直列に接続し最終段から初
   段にフィードバックをかけて構成される偏差補償手段と
   、この偏差補償手段と直列に接続され前記位置誤差の低
   域偏差を抑制する低域高ゲイン特性を持ったディジタル
   フィルタ手段よりなる低域補償手段と、前記データトラ
   ンスジューサを自在に移動可能にさせるアクチュエータ
   手段と、このアクチュエータ手段に電流を付与する駆動
   回路とを含んで構成されることを特徴とするディスク装
   置の位置決め制御装置。