JPH0192802A - ヘッド位置決め装置のサーボゲイン自動調整方式 - 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】 〔概　要〕 本発明は磁気ディスク装置に係り、特にヘッド位置決め
制御系のサーボゲインの自動調整方式に関し、 サーボゲインの調整を人間が関与することなく、すべて
閉ループサーボ制御系自身で自動的に調整が可能なサー
ボゲイン自動調整方式の提供を目的とし、 可変利得増幅器を具備してなる閉ループサーボ制御系に
おいて、該閉ループサーボ制御系のゲインクロスオーバ
周波数と同等でかつ所要の振幅にて構成されるソース信
号を、前記閉ループサーボ制御系の一点に加え、その点
の直前点と直後点の所要周期期間内毎の各最大振幅値を
それぞれ記憶し、該所要周期毎の前記直前、直後の各記
憶値が等しくなるように前記可変利得増幅器の利得を自
動的に調整する方式を採用し、具体的には前記自動調整
はマイクロプロセッサを用いて前記所要周期における各
最大振幅値の記憶、比較および前記利得の変更を行い、
該利得のデジタル収斂値を書き換え可能の記憶素子に記
憶させ、前記利得のデジタル収斂値を利得制御に用いる
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気ディスク装置に係り、特にヘッド位置決め
制御系のサーボゲインの自動調整方式に関する。

近年、マイクロプロセッサの発達に伴い、制御回路自体
をマイクロプロセッサを用いたデジタル制御系で構成し
、正確なサーボ制御が行えるような自動調整方式の開発
が望まれている。

〔従来の技術〕

第４図は従来の閉ループサーボ制御系のブロック図を示
す。図において、１は制御装置（例えば磁気ディスク装
置におけるヘッド位置決め制御系に利用される装置）で
アクチュエータ６を所要の位置まで移動させるに必要な
目標位置あるいは目標速度（以下目標位置の場合につい
て説明する）をデジタル値で出力する機能を有する。

２は減算器で入力端子の一方には前記制御装置ｌの出力
する目標値が入力され、他方の入力端子には後述する現
在位置のデジタル値が入力され、その差は両者の誤差値
となって出力される。３はＤ／Ａ変換器で前記誤差値を
アナログ値に変換し、固定利得増幅器４とアクチュエー
タ駆動回路５とを介してアクチュエータ６を移動させる
。ここでＫは閉ループサーボ制御系全体のサーボゲイン
をあられすものとする。

７はアクチュエータ６の移動現在位置を検出してその検
出量をアナログ値で出力する位置信号検出器、８はＡ／
Ｄ変換器を示す。Ａ／Ｄ変換器８の出力を減算器２にフ
ィードバックし、減算器２が出力する誤差信号を零に近
づけるようにして目標位置に制御する閉ループサーボ制
御系を構成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

サーボゲインにの値はサーボ帯域の設計値に基づき、予
め設定されるがアクチュエータ駆動回路５およびアクチ
ュエータ６　（例えばボイスコイルモータ）の物理特性
のばらつきにより、精度良く調整するためには各磁気デ
ィスク装置毎に閉ループサーボ制御系の制御特性を周波
数解析器等を用いて外部より測定し、正しいサーボゲイ
ンＫをそれぞれ人間が設定しなければならない煩わしさ
が欠点であった。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、サー
ボゲインの調整を人間が関与することなく、すべて閉ル
ープサーボ制御系自身で自動的に調整が可能なヘッド位
置決め装置のサーボゲイン自動調整方式の提供を目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のサーボゲイン自動調整方式は第１図の原理説明
図に示すように、可変利得増幅器９を具備してなる閉ル
ープサーボ制御系において、該閉ループサーボ制御系の
ゲインクロスオーバ周波数と同等でかつ所要の振幅を有
するソース信号を、前記閉ループサーボ制御系の一点に
加え、その点の直前点と直後点の所要周期期間内毎の各
最大振幅値をそれぞれ記憶し、該所要周期毎の前記直前
、直後の各記憶値が等しくなるように前記可変利得増幅
器９の利得を自動的に調整する方式を採用し、具体的に
は前記自動調整はマイクロプロセッサ１２を用いて前記
所要周期における各最大振幅値の記憶、比較および前記
利得の変更を行い、該利得のデジタル収斂値を書き換え
可能の記憶素子１５に記憶させ、前記利得のデジタル収
斂値を利得制御に用いる方式で構成している。

〔作　用〕

前記閉ループサーボ制御系のゲインクロスオーバ周波数
と同等で、かつ磁気ヘッドがトラックから外れない程度
のレベルに設定されたソース信号を前記系の一点に加算
器１１を介して加え、該加算器１１の前記系の入力側と
出力側の各最大振幅値を所要周期にてサンプリング記憶
し、その所要周期毎の各記憶値が等しくなるように可変
利得増幅器の利得を自動調整することにより、最適のサ
ーボゲインＫが自動設定できる。

具体的には前記自動調整は、マイクロプロセッサ１２を
用いて前記所要周期における最大振幅値の記憶、比較お
よび前記利得の変更を行い、ソース信号はマイクロプロ
セッサ１２のメモリに正弦波形のテーブルを記憶してお
く等の手段により達成できる。また、前記所要周期とは
少なくともゲインクロスオーバ周波数の逆数を用い、こ
れにより得られた前記利得のデジタル収斂値を書き換え
可能の記憶素子１５に記憶させ、以後はこの利得に固定
して従来通りの閉ループサーボ制御を行うものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。

第１図は本発明の原理説明図を示す。図において、９は
可変利得増幅器であって外部からの利得制御信号により
利得を制御できる機能を有し、Ｋは閉ループサーボ制御
系全体の最適サーボゲインの値を示す。１０はソース信
号発生器であって、この閉ループサーボ制御系のゲイン
クロスオーバ周波数と同じ正弦波で、その出力レベルは
磁気ヘッドがトラックから外れない程度のレベルに設定
されたデジタル信号を出力する。ソース信号はあらかじ
めメモリに正弦波形のテーブルを記憶しておき所定のタ
イミングで順次読出すように構成されている。

１１は閉ループサーボ制御系の一点に挿入された加算器
であって外部からは前記ソース信号が加えられ、その挿
入点の直前点Ａと直後点Ｂ即ち減算器２の出力値と加算
器１１の出力値の所要周期（ゲインクロスオーバ周波数
を１０とすれば最低１／ｆ０以上の周期）期間内毎の各
最大振幅（それぞれＡＩ）Ｉ）、　Ｂｐｐの符号にて表
す）を記憶する図示しない手段を設け、該期間内毎にＡ
ｐｐ＝Ｂｐｐとなるように可変利得増幅器９の利得制御
を行い、その利得の収斂値をもって最適サーボゲインに
の自動設定とするものである。このようにサーボゲイン
Ｋを調整することにより自動的にこのサーボ系のゲイン
クロス周波数が決定できる。

第２図は本発明実施例の要部構成図を示す。図において
、１２はマイクロプロセッサ（最近高速信号処理用に開
発されたデジタル・シグナル・プロセッサを用いてもよ
い）であって命令コード１３により制御される。１４は
利得制御器であってマイ、クロプロセッサ１２が出力す
るデジタル制御信号をアナログ値に変換して可変利得増
幅器９の利得を可変制御する機能を有する。１５は書き
換え可能のメモリで例えば不揮発性ＲＡＭあるいはＥＥ
ＰＲＯＭ等が用いられる。１６は共通のパスラインを示
し、第１図におけるＤ／Ａ変換器３、Ａ／Ｄ変換器８、
ソース信号発生器１０、減算器２および加算器１１がそ
れぞれ接続されている。Ｄ／Ａ変換器３およびＡ／Ｄ変
換器８より右側は第１図と同じくアナログ系の閉ループ
サーボ制御系を構成している。

第３図は本発明実施例のフローチャートを示し、以下第
２図を参照しながら第３図の動作について説明する。

ステップ■にてスタートする。まずステップ■にてマイ
クロプロセッサ１３の内蔵するメモリにカウント値Ｎを
設定して所要の周期を設定する。これはステップ■〜■
の動作を行った後ステップ■にてカウント値を１だけ減
算し、その減算値がステップ■で零にならなければステ
ップ■に戻る。

このステップ■から■までのサンプリング周期をＴｓと
する。

零になればステップ［相］に進みＮ個のカウントを行う
期間が所要の周期となるものである。磁気ディスク装置
ではゲインクロスオーバ周波数ｆ０は一般に３００　Ｈ
ｚ程度であり、従ってカウントサイクルＮの値はＮ　＝
　１　／ｆ、・Ｔｓの関係式により決定される。

ステップ■ではソース信号発生器１０を駆動してその出
力を加算器２に加える。ステップ■ではその時のＡ点即
ち減算器２の出力の最大値Ａイをマイクロプロセッサ１
２が内蔵するメモリに更新記憶する。同じくステップ■
では減算器２の出力の最小値Ａ、を更新記憶する。同様
にしてステップ■ではＢ点即ち加算器１１の出力の最大
値Ｂ、を更新記憶し、ステップ■では加算器１１の出力
の最小値Ｂ、を更新記憶する。

以上の更新記憶をカウント値が零になるまで繰り返し、
所要の周期が経過した時点でステップ［相］でＡ点の最
大振幅値Ａｐｐを、Ａｐｐ＝７６、．４　Ａ、の式で求
め、ステップ■ではＢ点の最大振幅値Ｂｐｐを、ＢｐＰ
　＝　Ｂ　、４Ｂ　ｍの式で求めステップ［相］にてＡ
ｐｐ−１３ｐｐの減算を行い、その結果が零より大なら
ばステップ＠で可変利得増幅器９の利得ｋ　（ｋの値は
閉ループサーボ制御系全体のサーボゲインＫに比例する
）を利得制御器１４を介して予め定めた比率で減少せし
めたのちステップ■に移り、その結果が零より小か、等
しければステップ■で可変利得増幅器９の利得ｋを利得
制御器１４を介して予め定めた比率で増加せしめたのち
ステップ［相］に移る。

このあらかじめ定めた比率とは最初は粗く、順次細かく
増減する方法が好ましい。ステップ■では記憶したＡ。

、Ａ、、ＢイＩＢＩＩのメモリ内容を零にクリヤし、ス
テップ［相］ではＡｐｐ＝Ｂｐｐを判定する。等しくな
い時はサーボゲインにの値が収斂していない状態を示し
ているからステップ■に戻り、等しければ収斂している
状態を示し、ステップ■にてその時の利得制御器１４に
入力された利得にのデジタル値を例えばＥＥＰＲＯＭ１
５に記憶させる。

このようにして決定された利得制御器１４の利得にの値
（すなわちサーボゲインにの値）は製品の出荷調整時に
記憶されたＥＥＰＲＯＭ１５の値を利得制御器１４に固
定供給するようにし、従来同様の通常の閉ループサーボ
制御を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、サーボ
ゲインの調整を制御回路自身で行うことが可能となり、
製品の生産効率を大幅に上昇させるという著しい工業的
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明実施例の要部構成図、 第３図は本発明実施例のフローチャート、第４図は従来
の閉ループサーボ制御系のブロック図を示す。 第１図と第２図において、９は可変利得増幅器、１２は
マイクロプロセッサ、１５は書き換え可能の記憶簀子（
ＥＥＦＲＯＭ）をそれぞれ示す。 −１〇− 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変利得増幅器（９）を具備してなるヘッド位置
   決め用の閉ループサーボ制御系において、該閉ループサ
   ーボ制御系のゲインクロスオーバ周波数と同等で、かつ
   所要の振幅を有するソース信号を、前記閉ループサーボ
   制御系の一点に加え、その点の直前点と直後点の所要周
   期期間内毎の各最大振幅値をそれぞれ記憶し、 該所要周期毎の前記直前、直後の各記憶値が等しくなる
   ように前記可変利得増幅器（９）の利得を自動的に調整
   することを特徴とするヘッド位置決め装置のサーボゲイ
   ン自動調整方式。
2. （２）前記自動調整はマイクロプロセッサ（１２）を用
   いて前記所要周期における各最大振幅値の記憶、比較お
   よび前記利得の変更を行い、該利得のデジタル収斂値を
   書き換え可能の記憶素子（１５）に記憶させ、前記利得
   のデジタル収斂値を利得制御に用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載のヘッド位置決め装置の
   サーボゲイン自動調整方式。