JPH02183313A - サーボ回路 - 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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第６図、第７図、第８図）発明が解決しよ
うとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ）　　一実施例の構成の説明（第２図、第３図）（
ｂ）　　一実施例の動作の説明（第４図、第５図）（Ｃ
１他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 サーボ対象を速度制御した後、位置制御して、目標位置
に位置決め制御するサーボ回路に関し、作成される速度
信号と実際の速度とのひらきを少なくし、減速終了間際
の追従特性を改善することを目的とし、 サーボ対象からの位置信号から実速度を検出する速度検
出回路と、目標速度と該実速度との誤差を発生する速度
エラー検出回路と、該位置信号から位置誤差信号を発生
する位置エラー検出回路と、該サーボ対象を該速度エラ
ー検出回路又は位置エラー検出回路に切換接続する切換
部と、該切換部を切換制御する主制御部とを有し、目標
位置近傍において、該速度エラー検出回路による速度制
御から該位置エラー検出回路による位置制御に切換える
ようにしたサーボ回路において、該速度検出回路に速度
検出ゲイン可変部を設け、該主制御部が該位置信号の間
隔を測定し、測定値に基づいて該速度検出ゲイン可変部
の検出ゲインを変化する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、サーボ対象を速度制御した後に、位置制御し
て、目標位置に位置決め制御するサーボ回路に関する。

磁気ディスク装置の磁気ヘッドのトラ・ツク位置決め等
のため、サーボ回路が広く利用されている。

このようなサーボ回路では、高速化しても、安定に位置
決めできる技術が求められている。

〔従来の技術〕

第６図及び第７図は従来技術の説明図である。

第６図において、１はサーボ対象であり、ボイスコイル
モータ１ａと、ボイスコイルモータ１ａによって移動さ
れるサーボヘッド１ｂと、サーボヘッド１ｂの読取信号
から位置信号Ｐｓを作成する位置信号作成回路１ｃとを
有している。

２は速度検出回路であり、位置信号Ｐｓと後述する検出
電流ｉｃとから実速度Ｖｒを検出するもの、３は速度エ
ラー検出回路であり、後述する目標速度Ｖｃと実速度Ｖ
ｒとの速度誤差ΔＶを発生し、速度制御するものである
。

４は位置（ポジシジン）エラー検出回路であり、位置信
号Ｐｓと検出電流ｉｃとから位置エラー信号ΔＰを発生
し、位置制御するもの、５はパワーアンプ及び切換部で
あり、切換スイッチとパワーアンプとを有し、コアース
（速度制御）／ファイン（位置制御）切換信号によって
、速度エラー検出回路３又は位置エラー検出回路４をサ
ーボ対象１に切換接続するものである。

６は主制御部であり、マイクロプロセッサで構成され、
移動量に応じた目標速度カーブＶｃを発生するとともに
、後述するトランククロッシングパルスによりサーボ対
象１の位置を監視し、目標位置近傍でコアースからファ
インへの切換信号を発生するものである。

７は制御電流検出回路であり、パワーアンプ５０制御電
流Ｉｓを検出し、検出電流信号ｉｃを発生ずるもの、８
はトランククロッシングパルス発生回路であり、位置信
号Ｐｓからトラッククロッシングパルスを発生し、主制
御部６へ出力するものである。

主制御部６は、移動トラック数（移動量）が与えられる
と、移動トラック数に応じた目標速度カーブＶｃを生成
し、速度制御によって、ボイスコイルモータ１ａを駆動
し、目標位置近傍に到達すると、切換部５を位置制御側
に切換え、ボイスコイルモータ１ａを位置制御して、所
望のトラックに位置決めする。

この速度検出回路２は、第７図に示すように、検出電流
ｉｃを増幅するアンプ２０と、位置信号Ｐｃを微分して
速度成分を生成する微分回路２１と、オフセント調整用
回路２３と、これらの出力を加算して増幅するアンプ２
４を有しており、可変抵抗ｒ１、ｒＳを操作してゲイン
の初期調整ができるようになっていた。

このように速度制御は、トラッククロ・ノシングパルス
により減算されるカウンタにより制御される目標速度と
、第８図（Ａ）のように位置信号ＰＳの微分信号及び電
流検出信号により作成される速度信号Ｖｒとの差を速度
誤差信号へＶとしてボイスコイルモータ１ａに供給する
ごとによって行っている。

そして、作成される速度信号Ｖｒは、可変抵抗ｒ１、ｒ
２によって正確な値を示すように初期設定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような速度作成においては、高速シーク（移動）で
は、第８図（Ａ）のように単位時間当たりの位置信号Ｐ
ｓが多く、それに伴い微分信号も多く発生するため、回
路で作成される速度信号Ｖｒと実際の速度とのひらきは
さほど大きくない。

しかしながら、第８図（Ｂ）のように、低速になればな
る程、単位時間当たりの微分信号が少なくなり、実際の
速度とのひらきが大きくなってしまう。

これを補うために、電流検出信号ｉｃを加味しているが
、これによる大きな改善は、望めなくなっている。

即ち、最高速度が、高速シークを行うため、近年だんだ
ん高くなっているが、電流検出信号ｉｃを加味する量は
、速度に伴って多くすることができないためである。な
ぜなら、高速シーク中は、電流検出信号ｉｃを必要とし
ないため、高速シーク中に影響を与える程大きな量を加
えることができないからである。

このような、低速時における実際の速度との開きは、特
に減速過程で問題となり、減速終了間際での追従性能が
低下するという問題が生じていた。

このため、ボイスコイルモータのＢ　（ｍ束）のブレや
、シータ方向による自重の影響、磁気ディスクの回転に
よる風等の外乱によってオーバーシュートやアンダーシ
ュート等が発生する可能性が生じてきた。

従って、本発明は、作成される速度信号と実際の速度と
のひらきを少なくし、減速終了間際の追従特性を改善す
ることのできるサーボ回路を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理図である。

本発明は、サーボ対象１からの位置信号から実速度を検
出する速度検出回路２と、目標、速度と該実速度との誤
差を発生する速度エラー検出回路３と、該位置信号から
位置誤差信号を発生する位置エラー検出回路４と、該サ
ーボ対象１を該速度エラー検出回路３又は位置エラー検
出回路４に切換接続する切換部５と、該切換部５を切換
制御する主制御部６とを有し、目標位置近傍において、
該速度エラー検出回路３による速度制御から該位置エラ
ー検出回路４による位置制御に切換えるようにしたサー
ボ回路において、該速度検出回路２に速度検出ゲイン可
変部２ａを設け、該主制御部６が該位置信号の間隔を測
定し、測定値に基づいて該速度検出ゲイン可変部２ａの
検出ゲインを変化するものである。

〔作用〕

位置信号の間隔は、実際の速度を示し、実際の速度が予
定速度より早ければ、作成した速度信号が実際の速度よ
り遅すぎたごとになり、逆に実際の速度が予定速度より
遅ければ、作成した速度信号が実際の速度より早すぎた
ことになる。

従って、位置信号の間隔、即ち実際の速度に応じて、速
度検出ゲインを変化し、作成する速度信号を補正するよ
うにした。

〔実施例〕

（ａ）一実施例の構成の説明 第２図は本発明の一実施例構成図、第３図は第２図構成
における速度検出回路の構成図である。

図中、第１図、第６図及び第７図で示したものと同一の
ものは、同一の記号で示しである。

６ａはゲインテーブルであり、各時間差（速度差）八Ｔ
に応じた微分ゲインＧを格納しておくものである。

微分ゲインＧは、トラックパルスの間隔の測定値をＴｎ
、予定速度の所定値をＴｄとし、ΔＴ−Ｔｎ−Ｔｄとす
ると、八Ｔが正であれば、実際の速度が予定速度より遅
いため、作成する速度信号を遅く　（小さく）するため
、ゲインを小（Ｇ。

β）とし、八Ｔが負ならゲインを大（Ｇｏ＋β）とする
よう、ΔＴに比例して定められている。

６ｂはディファレンスカウンタであり、ディファレンス
（ａｄがセットされ、トランククロッシングパルスの検
出毎に、減算され、残りディファレンスを示すためのも
のである。

６Ｃはタイマであり、トラッククロッシングパルスの間
隔を計測するものである。

第３図において、２４．２５は乗算型デジタル／アナロ
グコンバータ（Ｄ／Ａコンバータという）であり、各々
アンプ２０からの検出電流ｉｃに主制御部６の電流ゲイ
ンＧ１を、微分回路２１の速度信号に主制御部６の微分
ゲインＧを乗算して出力するものであり、速度検出ゲイ
ン可変部２ａを構成するものである。

（ｂ）一実施例の動作の説明 第４図は本発明の一実施例シーク処理フロー図、第５図
は本発明の一実施例動作説明図である。

■　主制御部（以下ＭＰＵという）６は、上位からの指
定トラック位置と現在トラック位置に応じて、ディファ
レンス量ｄを算出し、ディファレンスカウンタ６ｂにセ
ットする。

次に、ＭＰＵ６は、ディファレンスｄが第１のディファ
レンスｄ１の２倍より大かを判定する。

ディファレンスｄが第１のディファレンスｄ。

の２倍より大なら、第１のディファレンスｄ、は減速期
間であり、減速期間中にトランククロッシングパルスの
計測による制御ができるため、ステップ■へ進み、そう
でなければ、減速期間が短く、上述の制御に意味がない
から、ステップ■へ進む。

■　次に、ＭＰＵ６は、速度制御をスタートする。

即ち、ディファレンス量に応じて目標速度カーブを発生
する。

この時、ＭＰＵ６は、コアース（速度制御）を指示する
ので、ボイスコイルモータ１ａは、速度エラー検出回路
３の速度エラー信号ΔＶによって速度制御される。

又、速度検出回路２では、初期セットされたゲイン（Ｇ
　ｏ　）に応じた実速度Ｖｒが生成される。

Ｍ　Ｐ　Ｕ　＆　ハ、トランククロンシングパルス発生
回路８のトランククロッシングパルスを監視し、トラン
ククロッシングパルスを検出すると、ディファレンスカ
ウンタ６ｂを（ｄ−１）に更新する。

又、ディファレンスカンウタ６ｂの内容に応じて目標速
度カーブを変更する。

そして、ＭＰＵ６は、ディファレンスカウンタ６ｂの内
容が計測開始の予定の第１のディファレンスｒｄｓＪか
を判定し、ｒｄ　ＩＪでなければ、トランククロッシン
グパルスの検出に戻る。

■　ディファレンスカウンタ６ｂの内容が「ｄｌ」であ
ると、ＭＰＵ６はタイマ６ｃをスタートさせる。

（−Ｌ７、ＭＰＵ６はトランククロッシングパルスを監
視し、トランククロッシングパルスを検出すると、ディ
ファレンスカウンタ６ｂを（ｄ−１）に更新し、タイマ
６ｃをストップする。

■　ＭＰＵ６は、タイマ６ｃの計測値Ｔｎを読み取り、
その都度タイマ６Ｃをリセツトする。

そして、ＭＰＵ６は、それぞれのディファレンスでの予
定速度の所定値Ｔｄとの間で時間差ΔＴを（Ｔ　ｎ　−
Ｔ　ｄ　）より算出する。

更に、ＭＰＵ６はΔＴをキーにゲインテーブル６ａを参
照し、微分ゲインＧを求める。

ΔＴが正なら、Ｔｎ＞Ｔｄであり、実際の速度が遅いた
め、作成する速度信号Ｖｒを小とすべく、小（Ｇｅｌ−
β）の微分ゲインが、逆なら、作成する速度信号Ｖｒを
大とすべく、大（Ｇｏ＋β）の微分ゲインが得られる。

この得られた微分ゲインＧは、ＭＰＵ６により、速度検
出回路２のＤ／Ａコンバータ２５にセットされる。

■　次に、ＭＰＵ６は、ディファレンスカウンタ６ｂの
内容が、計測終了の第２のディファレンス「ｄ２」かを
調べ、「ｄ２Ｊでなければ、計測を続けるべく、ステッ
プ■に戻り、「ｄ２」であれば、計測終了のため、ステ
ップ■に進む。

■　一方、ステップ■で、ディファレンスｄが第１のデ
ィファレンスｄ１の２倍より大でなりｊれば、ステップ
■と同様速度制御をスタートさせる。

■　Ｍ　Ｐ　Ｕ　６　Ｌｌ：、トラッククロッシングパ
ルスを監視し、トランククロッシングパルスを検出する
と、ディファレンスカウンタ６ｂのディファレンスｄを
（ｄ−１）に更新する。

■　そして、ＭＰＵ６は、ディファレンスカウンタ６ｂ
の内容が１０」かを判定し、ｒＯＪでなければ、ステッ
プ■に戻る。

ディファレンスカウンタ６ｂの内容がｒＯＪならば、目
標位置近傍に到達したことになり、ＭＰＵ６は速度検出
回路２の実速度Ｖｒを調べ、実速度Ｖｒが一定スライス
の零近傍であるかを判定する。

■　実速度Ｖｒが一定スライス以下の零近傍であれば、
ＭＰＵ６は一定時間Ｔ待ち、コアー入／ファイン切換信
号をファインに切換える。

これによって、切換部５がファイン（位置制御）側に切
換わり、ボイスコイルモータ１ａは、位置エラー検出回
路４の位置エラー信号ΔＰによって位置制御される。

このようにして、第５図に示すように、減速時に、予定
の計測開始ディファレンス値ｄ１から計測終了ディファ
レンス値ｄ２までの間、トラッククロッシングパルスの
間隔（時間）Ｔｎを測定し、予じめ設定されたそれぞれ
のディファレンスでの４ｆｉＴｄとの差へＴをとり、微
分ゲインＧを定める。

ΔＴが正であれば、計測値Ｔｎが、設定値Ｔｄより大と
いうことになり、実際の速度が遅いということになるた
め、微分項ゲインＧをその差分だけ低下させ、逆にＴｄ
より小なら、実際の速度が早いということになり、微分
項ゲインＧをその差分だけ上げるように制御する。

この制御を、第１のディファレンスｄ１から第２のディ
ファレンスｄ２まで０回（図では５回）行うのは、試行
を複数回し、平均化した適切なゲインを設定するためで
ある。

又、ディファレンスｄ１、ｄ２は減速終了間近の方が好
ましい。

（Ｃ）他の実施例の説明 上述の実施例では、ディファレンスｄ１、ｄ２の間６回
計測とゲイン設定を行っているが、１回でもよく、又ｎ
回分の計測値を加算したものと、予定の設定値を比較し
て、差をとるようにしてもよい。

又、微分ゲインＧの他に、電流検出ゲインＧ１も計測値
により変化するようにしてもよく、ゲインテーブル６ａ
を用いずに、演算によってゲインを求めるようにしても
よい。

更に、サーボ対象として磁気ディスク装置を例に説明し
たが、他の装置であってもよい。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、位置信号の間隔を
測定し、測定値に基づいて速度検出ゲインを変化してい
るので、減速時でも作成される速度信号と実際の速度と
のひらきが少なく、減速終了間際の追従特性を改善でき
るという効果を奏し、特に、ボイスコイルモータの磁束
のダレやシータ方向による重力の違い、磁気ディスクの
回転により発生する風のシータ方向による影響等の外乱
によって発生ずるオーバーシュート／アンダーシュート
を少なくし、最高速度を早くし、高速動作しても問題の
ない減速を実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は第２図構成の速度検出回路の構成図、第４図は
本発明の一実施例シーク処理フロー図、第５図は本発明
の一実施例動作説明図、第６図、第７図及び第８図は従
来技術の説明図である。 図中、■−サーボ対象、 ２−速度検出回路、 ２ａ−ゲイン可変部、 ３−速度エラー検出回路、 位置エラー検出回路、 一切換部、 主制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　サーボ対象（１）からの位置信号から実速度を検出す
   る速度検出回路（２）と、 目標速度と該実速度との誤差を発生する速度エラー検出
   回路（３）と、 該位置信号から位置誤差信号を発生する位置エラー検出
   回路（４）と、 該サーボ対象（１）を該速度エラー検出回路（３）又は
   位置エラー検出回路（４）に切換接続する切換部（５）
   と、 該切換部（５）を切換制御する主制御部（６）とを有し
   、 目標位置近傍において、該速度エラー検出回路（３）に
   よる速度制御から該位置エラー検出回路（４）による位
   置制御に切換えるようにしたサーボ回路において、 該速度検出回路（２）に速度検出ゲイン可変部（２ａ）
   を設け、 該主制御部（６）が該位置信号の間隔を測定し、測定値
   に基づいて該速度検出ゲイン可変部（２ａ）の検出ゲイ
   ンを変化することを 特徴とするサーボ回路。