JPH0244411A - Positioning controller - Google Patents

Positioning controller

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JPH0244411A
JPH0244411A JP19653188A JP19653188A JPH0244411A JP H0244411 A JPH0244411 A JP H0244411A JP 19653188 A JP19653188 A JP 19653188A JP 19653188 A JP19653188 A JP 19653188A JP H0244411 A JPH0244411 A JP H0244411A
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signal
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compensation
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修一 吉田
Toshio Inaji
利夫 稲治
Noriaki Wakabayashi
若林 則章
Hiromi Onodera
博美 小野寺
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain track follow-up performance with accuracy higher than ever by moving a moving member by adding a quantity of eccentricity stored in a memory in advance on an estimated quantity of eccentricity after advancing a phase a head of the estimated quantity of eccentricity. CONSTITUTION:A position detector 5 outputs the estimated quantity ya of the absolute position (y) of a data transducer 3. Next, a position error signal (e) and the estimated quantity ya are inputted to a first addition means 11, and ra=e+ya i.e. the estimated quantity (estimated quantity of eccentricity) of displacement underneath the data transducer 3 on an information track 2 is outputted. The estimated quantity of eccentricity rc with almost the same phase as that of an original quantity of eccentricity (r) or with the phase advanced a little a head of that can be obtained by adding on the signal ra by a second addition means 12, and after it is added on the output signal of a compensation means 6 by a third addition means 13, it is inputted to a driving circuit 7, and an actuator 8 is driven, thereby, the delay of the follow-up of the data transducer 3 can be dissolved. In such a way, the track follow-up performance with high accuracy can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は部材を一定の周期をもって位置変動を繰り返す
目標位置に位置決めする位置決め制御装置に関する。さ
らに具体的には、ディスク状の媒体面上に設けられた同
心円状あるいはスパイラル状の情報トラックに沿って磁
気的、光学的あるいは物理的な手段を用いて情報を記録
または再生、あるいはその両方を可能にする磁気ディス
ク装置、光デイスク装置などの位置決め制御装置に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a positioning control device for positioning a member at a target position by repeating positional changes at regular intervals. More specifically, information is recorded and/or reproduced using magnetic, optical, or physical means along concentric or spiral information tracks provided on the surface of a disk-shaped medium. The present invention relates to a positioning control device for a magnetic disk device, an optical disk device, etc. that enables the positioning of magnetic disk devices, optical disk devices, etc.

従来の技術 ディスク面上の情報トラックに沿って情報を記録・再生
するためには、データを読み取り・書き込みするデータ
トランスデユーサをディスクの回転に応じて目標の情報
トラック上に常に保持、即ちトラックを追従するように
位置決め制御しなければならない。
Conventional Technology In order to record and reproduce information along the information track on the disk surface, a data transducer for reading and writing data must be constantly held on the target information track as the disk rotates. positioning control must be performed to follow the

次にトランク追従をするためのデータトランスデユーサ
のディスク面上での位置検出方式について述べる。フロ
ッピーディスク装置(FDD)やハードディスク装置(
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、ディスクを扇形のセクタと呼ばれる領域に
等分割し、各セクタ毎に分割された情報トラックの一部
にセクタサーボ信号と呼ばれる識別データを磁気的に記
録しておき、ディスクの回転に応じてデータトランスデ
ユーサによりこの信号をセクタ毎に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ク追従を行うものがある。また、光
デイスク装置では、サンプリングサーボ方式と言って、
ディスク面上の情報トラックに一定間隔でトラック追従
用のピットを設けておき、これを光学的に検出して上記
と同じく識別データとして利用する場合と、連続サーボ
方式と言って、ディスク面上にスパイラル状あるいは同
心円状に刻まれた案内溝を設けておき、この溝を光学的
に検出してトラック追従を行なう場合がある。
Next, a method for detecting the position of the data transducer on the disk surface for trunk tracking will be described. Floppy disk device (FDD) and hard disk device (
In magnetic disk drives such as HDDs, the sector servo method divides the disk into equal areas called fan-shaped sectors, and magnetically sends identification data called sector servo signals to part of the information track divided for each sector. There are some systems that perform track tracking by detecting and recognizing relative positional errors with the information track in a sampling manner by reading this signal sector by sector with a data transducer as the disk rotates. . Also, in optical disk devices, there is a sampling servo method.
There is a method called the continuous servo method, in which pits for track following are provided at regular intervals on the information track on the disk surface, and these are optically detected and used as identification data as described above. In some cases, a spiral or concentric guide groove is provided and the track is followed by optically detecting this groove.

さらにトラック追従の際に発生する情報トラックの位置
変動について述べる。光デイスク装置では、ディスク媒
体を交換した際の回転中心のずれおよびディスクを回転
させるスピンドルモータの回転軸のふれ等の要因によっ
て、情報トラックがディスクの回転にともなって一定の
周期で位置変動、即ち偏心する。この偏心の振幅は数十
μmから百数十μmになることがあり、追従すべきトラ
ックの幅(約1.6μm)に対して極めて大きいため、
トランク追従を実現する際の妨げとなる。磁気ディスク
装置のうちFDDでは、光デイスク装置と同様の偏心に
加えて、熱の影響でディスク媒体のヘースフィルムが膨
張または伸縮して歪むことに起因する別種の偏心が発生
する。各偏心の振幅は光デイスク装置の場合と比較する
と小さく、それぞれ高々十数から数十μm程度であるが
、これは高トランク密度化“によって大記録容量化を計
る際の障害となる。
Furthermore, we will discuss the positional fluctuations of the information track that occur during track following. In an optical disk device, the position of the information track changes at a constant cycle as the disk rotates due to factors such as a shift in the center of rotation when the disk medium is replaced and a wobbling of the rotation axis of the spindle motor that rotates the disk. Be eccentric. The amplitude of this eccentricity can range from several tens of μm to over 100 μm, which is extremely large compared to the width of the track to be followed (approximately 1.6 μm).
This becomes an obstacle when realizing trunk tracking. Among magnetic disk devices, FDDs experience eccentricity similar to that in optical disk devices, as well as a different kind of eccentricity caused by distortion of the disk medium's heath film due to expansion, expansion and contraction under the influence of heat. The amplitude of each eccentricity is small compared to the case of an optical disk device, each on the order of tens to tens of micrometers at most, but this becomes an obstacle in increasing the recording capacity by increasing the trunk density.

このような偏心による情報トラックの位置変動を抑制し
て十分な精度でトラック追従を実現するために、位置決
め制御系に従来様々な工夫が凝らされてきた。以下に、
その従来の位置決め制御装置の1つについて図面を参照
しながら説明する。
In order to suppress such fluctuations in the position of the information track due to eccentricity and realize track following with sufficient accuracy, various improvements have been made to the positioning control system. less than,
One of the conventional positioning control devices will be explained with reference to the drawings.

第6図は従来の位置決め制御装置のブロック図であり、
一般にトラック追従サーボ系と呼ばれる。
FIG. 6 is a block diagram of a conventional positioning control device,
Generally called a track following servo system.

図中、108はアクチュエータで、103のデータトラ
ンスデユーサを101のディスクの上で自在に移動可能
にさせる。ディスク101の選択された情報トラック 
102のデータトランスデユーサ103の直下での変位
即ち情報トラックの偏心量をr、データトランスデユー
サ103の変位をyで表わす。104は、情報トランク
102とデータトランスデユーサ103との相対的な位
置誤差e=r−yを検出する位置誤差検出器、105は
データトランスデユーサ103の絶対位置を検出する位
置検出器であり、アクチュエータ108の可動部と伝達
部材110で機械的に結合されている。 106はアナ
ログフィルタからなる位置制御ループの安定化補償ある
いは偏差補償のうち少なくともいずれかを行なうための
補償手段、111は位置誤差検出器104の出力信号と
位置検出器105の出力信号を加算する加算手段、11
7は加算手段111の出力信号を増幅する増幅手段、1
12は補償回路106の出力信号と増幅手段117の出
力信号を加算する加算手段、107は加算手段112の
出力信号を受けてアクチュエータ108に電流を付与す
る駆動回路である。データトランスデユーサ103はア
クチュエータ108と点線で示した支持部材109で結
合される。
In the figure, 108 is an actuator that allows the data transducer 103 to be freely moved on the disk 101. Selected information track of disc 101
The displacement directly below the data transducer 103 of 102, that is, the amount of eccentricity of the information track, is represented by r, and the displacement of the data transducer 103 is represented by y. A position error detector 104 detects a relative position error e=ry between the information trunk 102 and the data transducer 103, and a position detector 105 detects the absolute position of the data transducer 103. , are mechanically coupled to the movable portion of the actuator 108 by a transmission member 110. 106 is a compensation means for performing at least either stabilization compensation or deviation compensation for the position control loop consisting of an analog filter; 111 is an addition unit that adds the output signal of the position error detector 104 and the output signal of the position detector 105; means, 11
7 is an amplifying means for amplifying the output signal of the adding means 111;
12 is an adding means for adding the output signal of the compensation circuit 106 and the output signal of the amplifying means 117, and 107 is a driving circuit for receiving the output signal of the adding means 112 and applying a current to the actuator 108. The data transducer 103 is coupled to the actuator 108 by a support member 109 shown in dotted lines.

以上のように構成された従来の位置決め制御装置につい
て、その動作原理を説明する。
The operating principle of the conventional positioning control device configured as described above will be explained.

第6図の位置決め制御装置は、ディスク101の回転に
ともなって生じる情報トラック102の偏心量rに、デ
ータトランスデユーサ103をある誤差範囲内で追従さ
せるべく、位置誤差信号e=r−yをできるだけ小さく
するように動作せねばならない。
The positioning control device shown in FIG. 6 generates a position error signal e=ry in order to cause the data transducer 103 to follow the eccentricity r of the information track 102 that occurs as the disk 101 rotates within a certain error range. We must work to make it as small as possible.

第6図において、位置検出器105は、データトランス
デユーサ103の変位yの推定量yaを出力する。ya
を推定量と呼ぶのは、位置検出器105はデータトラン
スデユーサ103の変位を直接測定するのではなく、伝
達部材110を介してアクチュエータ108の可動部の
変位を測定することによりデータトランスデユーサ10
3の変位を推定することによる。一方位置誤差信号eと
位置検出器105の出力yaは加算手段111に入力さ
れ、ra=e+ya、即ち情報トラック102のデータ
トランスデユーサ103の直下での変位の推定量(偏心
推定量)を出力する。これを増幅手段117で増幅した
信号と補償回路106の出力信号とを加算手段112で
加算した後に駆動回路107に入力し、アクチュエータ
108を駆動することによって、データトランスデユー
サ103の追従動作が可能になる。〔例えば時開 昭6
3−124346号公報〕発明が解決しようとする課題 心ころが、上記のような構成では、以下に述べるような
課題を持っていた。
In FIG. 6, the position detector 105 outputs an estimated amount ya of the displacement y of the data transducer 103. ya
is called an estimated amount because the position detector 105 does not directly measure the displacement of the data transducer 103, but measures the displacement of the movable part of the actuator 108 via the transmission member 110. 10
By estimating the displacement of 3. On the other hand, the position error signal e and the output ya of the position detector 105 are input to an adding means 111, which outputs ra=e+ya, that is, the estimated amount of displacement (eccentricity estimated amount) of the information track 102 directly below the data transducer 103. do. The signal amplified by the amplifying means 117 and the output signal of the compensation circuit 106 are added together by the adding means 112 and then inputted to the driving circuit 107 to drive the actuator 108, thereby enabling the data transducer 103 to follow the signal. become. [For example, Tokikai Sho 6
Publication No. 3-124346] Problems to be Solved by the Invention The above-described configuration had the following problems.

第6図において、サーボ信号は駆動回路107、アクチ
ュエータ108を通る過程で位相遅れを生じる。つまり
、情報トラック102の偏心量rが変動する比較的低い
周波数領域において、駆動回路107からアクチュエー
タ108に至る合成の伝達特性は、なにがしかの位相遅
れを有している。さらにサーボ系を離散時間系で構成し
た場合には、サンプルホルダーによる位相遅れがこれに
加わる。そのためのデータトランスデユーサ103の中
心位置がある程度以上は情報トランク102の中心位置
に追従せず、位置誤差信号eの振幅がある大きさ以下に
はならないことがある。
In FIG. 6, the servo signal undergoes a phase delay while passing through the drive circuit 107 and actuator 108. In other words, in a relatively low frequency region where the eccentricity r of the information track 102 varies, the combined transfer characteristic from the drive circuit 107 to the actuator 108 has some kind of phase lag. Furthermore, when the servo system is configured as a discrete time system, a phase delay due to the sample holder is added to this. For this purpose, the center position of the data transducer 103 may not follow the center position of the information trunk 102 beyond a certain level, and the amplitude of the position error signal e may not fall below a certain level.

本発明は上記の課題に鑑み、より高精度なトラック追従
性能が得られることが可能な位置決め制御装置を提供す
るものである。
In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a positioning control device that can provide more accurate track following performance.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の位置決め制御装置は
、一定の周期をもって位置変動を繰り返す目標部材即ち
ディスクの追従すべきトラックと移動部材即ちデータト
ランスデユーサとの相対位置誤差を検出する位置誤差検
出器と、移動部材の絶対位置を検出する位置検出器と、
前記位置誤差検出器の出力する位置誤差信号に基づいて
位置制御ループの安定化補償あるいは偏差補償のうち少
なくともいずれかを行なうような補償手段と、前記位置
誤差検出器の出力する位置誤差信号と、前記位置検出器
の出力する位置信号とを加算する第1の加算手段と、前
記目標部材の位置変動を保持するメモリ手段と、前記第
1の加算手段の出力に基づいた信号と前記目標部材の移
動に同期して出力される前記メモリ手段の出力に基づい
た信号とを加算する第2の加算手段と、前記補償手段の
出力に基づいた信号と前記第2の加算手段の出力に基づ
いた信号とを加算する第3の加算手段と、この第3の加
算手段の出力に基づいた信号によって前記移動部材を自
在に移動可能にさU・る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。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the positioning control device of the present invention provides a positioning control device that controls the relative position of the track to be followed by the target member, that is, the disk, whose position changes at regular intervals, and the moving member, that is, the data transducer. a position error detector that detects a position error; a position detector that detects the absolute position of the moving member;
a compensation means for performing at least either stabilization compensation or deviation compensation of the position control loop based on the position error signal output from the position error detector; and a position error signal output from the position error detector; a first addition means for adding the position signal output from the position detector; a memory means for retaining the positional fluctuation of the target member; and a signal based on the output of the first addition means and the position change of the target member a second addition means for adding a signal based on the output of the memory means outputted in synchronization with the movement; a signal based on the output of the compensation means and a signal based on the output of the second addition means; and a drive circuit that applies current to actuator means that allows the movable member to be freely moved by a signal based on the output of the third addition means. configured.

作用 本発明は上記のような構成をとることにより、より高精
度なトラック追従性能を得ることが可能な位置決め制御
装置を提供することができる。
Function: By adopting the above-described configuration, the present invention can provide a positioning control device that can obtain more accurate track following performance.

実施例 以下本発明の一実施例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。
Embodiment Hereinafter, a positioning control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例における位置決めit、II
御装置のブロック図である0図中、8はアクチュエータ
で、3のデータトランスデユーサを■のディスクの上で
自在に移動可能にさせるものである。
FIG. 1 shows positioning it, II in one embodiment of the present invention.
In Figure 0, which is a block diagram of the control device, 8 is an actuator that allows the data transducer 3 to be freely moved on the disk 2.

ディスクlの選択された情報トランク2のデータトラン
スデユーサ3の直下での変位即ち情報トラックの偏心1
を「、データトランスデユーサ3の変位をyで表わす、
 11は情報トランク2とデータトランスデユーサ3と
の相対的な1αELQ差e−r−yを検出する位置誤差
検出器、5はデータトランスデユーサ3の絶対位置を検
出する位置検出器であり、アクチュエータ8の可動部と
伝達部材10で機械的に結合されている。6はアナログ
フィルタからなる位置制御ループの安定化補償あるいは
偏差補償のうち少なくともいずれかを行なうための補償
手段、11は位置誤差検出器4の出力信号と位置検出器
5の出力信号を加算する第1の加算手段、14はディス
クlの回転に伴って一定の周期で変動を繰り返す情報ト
ラック2の位置変化を保持するメモリ手段、12は第1
の加算手段11の出力信号とディスクlの回転に同期し
て出力されるメモリ手段14の出ノj信号とを加算する
第2の加算手段、13は補償手段6の出力信号と第2の
加算手段12の出力信号を加算する第3の加算手段、7
は第3の加算手段13の出力信号を受けてアクチュエー
タ8に電流を付与する駆動回路である。データトランス
デユーサ3はアクチュエータ8と点線で示した支持部材
9で結合される。
Displacement of the selected information trunk 2 of the disk l directly below the data transducer 3, i.e. the eccentricity 1 of the information track
``, the displacement of the data transducer 3 is expressed by y,
11 is a position error detector that detects a relative 1αELQ difference er-y between the information trunk 2 and the data transducer 3; 5 is a position detector that detects the absolute position of the data transducer 3; The movable portion of the actuator 8 and the transmission member 10 are mechanically coupled. Reference numeral 6 denotes a compensation means for performing at least either stabilization compensation or deviation compensation for the position control loop consisting of an analog filter, and 11 a compensation means for adding the output signal of the position error detector 4 and the output signal of the position detector 5. 1 is an addition means; 14 is a memory means for retaining the positional changes of the information track 2 which repeats fluctuations at a constant period as the disk l rotates; 12 is a first addition means;
a second addition means for adding the output signal of the addition means 11 and the output j signal of the memory means 14 output in synchronization with the rotation of the disk l; 13 is the output signal of the compensation means 6 and the second addition; third summing means 7 for summing the output signals of the means 12;
is a drive circuit that receives the output signal of the third adding means 13 and applies a current to the actuator 8. The data transducer 3 is coupled to the actuator 8 by a support member 9 shown in dotted lines.

以上のように構成された本発明の位置決め制御装置につ
いて、その動作原理を説明する。
The operating principle of the positioning control device of the present invention configured as described above will be explained.

第1図の位置決め制御装置は、ディスク1の回転にとも
なって生しる情報トランク2の絶対位置の変動即ち偏心
量rに、データトランスデユーサ3をある誤差範囲内で
追従させるべく、位置誤差信号e=r−yをできるだけ
小さくするように動作せねばならない。しかるに、サー
ボ信号は駆動回路7、アクチュエータ8を通る過程で位
相遅れを生じる。つまり、情報トラック2の偏心i1r
が変動する比較的低い周波数領域において、駆動回路7
からアクチュエータ8に至る合成の伝達特性は、なにが
しかの位相遅れを有している。さらにサーボ系を離散時
間系で構成した場合には、サンプルホルダーによる位相
遅れがこれに加わる。そのためデータトランスデユーサ
3の中心位置がある程度以上は情報トラック2の中心位
置に追従せず、位置誤差信号eの振幅がある大きさ以下
にはならないことがある。
The positioning control device shown in FIG. 1 uses a position error in order to cause the data transducer 3 to follow within a certain error range the fluctuation in the absolute position of the information trunk 2, that is, the amount of eccentricity r, which occurs as the disk 1 rotates. It must operate to make the signal e=ry as small as possible. However, a phase delay occurs in the servo signal as it passes through the drive circuit 7 and actuator 8. In other words, the eccentricity i1r of information track 2
In a relatively low frequency region where the
The resultant transfer characteristic from the actuator 8 to the actuator 8 has some kind of phase lag. Furthermore, when the servo system is configured as a discrete time system, a phase delay due to the sample holder is added to this. Therefore, the center position of the data transducer 3 may not follow the center position of the information track 2 beyond a certain level, and the amplitude of the position error signal e may not fall below a certain level.

第1図において、位置検出器5はデータトランスデユー
サ3の絶対位置yの推定ff1yaを出力する。次に位
置誤差信号eと推定量yaは第1の加算手段11に入力
され、ra=e+ya、即ち情報トランク2のデータト
ランスデユーサ3の直下での変位の推定量(偏心推定量
)を出力する。しかし、上記した理由で変位yは情報ト
ラック2の位置の変動(偏心N)「に対して位相が遅れ
ており、これを推定したyaは、位置検出器5による推
定の際の電気的な遅れによって、さらにそれよりも位相
が遅れる。従って、偏心推定iraにもこれらに起因す
る位相遅れが含まれている。
In FIG. 1, the position detector 5 outputs an estimate ff1ya of the absolute position y of the data transducer 3. Next, the position error signal e and the estimated amount ya are input to the first addition means 11, which outputs ra=e+ya, that is, the estimated amount of displacement (eccentricity estimated amount) of the information trunk 2 directly below the data transducer 3. do. However, for the above-mentioned reason, the phase of the displacement y lags behind the fluctuation in the position of the information track 2 (eccentricity N), and the ya estimated from this is due to the electrical delay in estimation by the position detector 5. Therefore, the eccentricity estimation ira also includes the phase delay caused by these factors.

この位相遅れを取り戻すために、偏心推定量「aをあら
かじめディスク1回転に相当する分だけメモリ手段14
に保持しておき、トラック追従動作時に、ディスク1の
回転に同期して、しかもそのときの偏心推定量raの位
相よりも位相を進めたタイミングで、この保持した信号
を取り出し、さらに図示しない増幅器または減衰器で信
号振幅の調節を行なった上でその時の信号raに第2の
加算手段12で加算することにより、本来の偏心量rと
同程度の位相もしくはそれよりもむしろやや位相を進め
た偏心推定量rCを得る。これを補償手段6の出力信号
に第3の加算手段13で加えた後に駆動回路7に入力し
、アクチュエータ8を駆動することにより、データトラ
ンスデユーサ3の追従遅れを解消することが可能になる
In order to recover this phase delay, the eccentricity estimation amount ``a'' is stored in the memory means 14 in advance by an amount corresponding to one rotation of the disk.
During the track following operation, this held signal is taken out in synchronization with the rotation of the disk 1 and at a timing that is ahead of the phase of the eccentricity estimation amount ra at that time, and is then sent to an amplifier (not shown). Alternatively, by adjusting the signal amplitude with an attenuator and then adding it to the signal ra at that time using the second addition means 12, the phase can be advanced to the same degree as the original eccentricity r, or rather slightly advanced. Obtain the eccentricity estimate rC. By adding this to the output signal of the compensation means 6 by the third addition means 13 and inputting it to the drive circuit 7 to drive the actuator 8, it becomes possible to eliminate the follow-up delay of the data transducer 3. .

第2図は、上記の方法で偏心推定量raの位相を進めた
場合の各部の信号波形図である。図中、(a)は偏心推
定lra、([))はメモリ手段14から、raよりも
90°位相を進めて取り出した偏心推定量にある大きさ
の係数を掛けた信号、(C)はこれらの2つの信号を加
算した信号であり、それぞれ次のような式で記述するこ
とが出来る。
FIG. 2 is a signal waveform diagram of each part when the phase of the eccentricity estimation amount ra is advanced by the above method. In the figure, (a) is the eccentricity estimate lra, ([)] is the signal obtained by multiplying the eccentricity estimate extracted from the memory means 14 by 90° phase ahead of ra, and (C) is the signal obtained by multiplying the eccentricity estimate by a coefficient of a certain size. This is a signal obtained by adding these two signals, and each can be described by the following formulas.

(a):  A−s in (ωt) (b):  B−cos(ωt) (c):  C−5in(ωt+φ) これらの式の間には C−3in(ωを十φ)=A−s in (ωt)+B
−cos (ωL)なる関係があるから、この式を整理
して係数を比較すると A=C−cos(φ) B=C−sin(φ) を得て、さらにこれらより jan  (φ)=B/A を得る。
(a): A-s in (ωt) (b): B-cos (ωt) (c): C-5in (ωt+φ) Between these equations, C-3in (ω is 10φ) = A- s in (ωt)+B
-cos (ωL), so by rearranging this equation and comparing the coefficients, we get A=C-cos(φ) B=C-sin(φ), and from these, jan(φ)=B /A obtained.

今、B=0.1・Aの場合を考えると、上式よりφ=5
.7°、 C= 1.005・Aを得る、即ち、元の信
号raよりも位相が5.7゜進み、振幅がほとんど同じ
信号が得られることになる。なお、第2図において(b
)の信号は(a)の信号に対して90°位相を進めた場
合を示したが、必ずしもこの限りではない。
Now, considering the case of B=0.1・A, from the above formula, φ=5
.. 7°, C=1.005·A is obtained, that is, a signal whose phase is 5.7° ahead of the original signal ra and whose amplitude is almost the same is obtained. In addition, in Figure 2 (b
Although the signal in ) shows a case where the phase is advanced by 90 degrees with respect to the signal in (a), this is not necessarily the case.

本発明の位置決め制御装置の動作原理について、別の角
度からさらに詳しく説明する。
The operating principle of the positioning control device of the present invention will be explained in more detail from another angle.

第1図において、偏心推定量rcを第3の加算手段13
に加える偏心推定ループを取り除いた残りのサーボルー
プは、通常のトラック追従サーボ系である。この通常の
サーボ系で、データトランスデユーサ3の情報トラック
2への追従誤差e=ryを零にするには、補償手段6の
ゲインを無限大にする必要がある。しかし現実にはゲイ
ンを無限大にするのは不可能であるために、わずかな誤
差が残る。本発明では、情報トラック2の偏心を推定し
て偏心推定lraを得、これを通常ループの操作計に足
し合ね−けて駆動回路7に付与することで、追従誤差を
さらに少な(しようとしている。
In FIG. 1, the estimated eccentricity rc is added to the third adding means 13.
The remaining servo loop after removing the eccentricity estimation loop added to the servo loop is a normal track following servo system. In this normal servo system, in order to make the tracking error e=ry of the data transducer 3 to the information track 2 zero, it is necessary to make the gain of the compensation means 6 infinite. However, in reality, it is impossible to make the gain infinite, so a slight error remains. In the present invention, the eccentricity of the information track 2 is estimated to obtain the eccentricity estimate lra, and this is added to the operating gauge of the normal loop and applied to the drive circuit 7, thereby further reducing the tracking error. There is.

しかし、情報トラック2の偏心irが変動する比較的低
い周波数領域において、駆動回路7からアクチュエータ
8に至る合成の伝達特性の位相遅れがほぼ零でゲインが
ほぼlであるならば、偏心推定量raを第3の加算手段
13に加えることにより、y=raとなるように設定で
きる。さらにこのとき、偏心推定11raの推定精度が
極めて高く、ra=yなるときには、y=rとなり、こ
れはe−r−y=0に他ならず、即ち追従誤差を零にす
ることができる。(ちなみに、このときの補償手段6の
出力は零となるが、補償手段6は、第1図において、ル
ープ安定性の確保、外乱抑制およびデータトランスデユ
ーサ3の中心位置と情報トラック2の中心位置との直流
的なずれの除去等の働きをもつ。)しかしながら、前記
したように、サーボ信号は駆動回路7、アクチュエータ
8を通る過程で位相遅れを生し、さらにサーボ系を離散
時間系で構成した場合には、サンプルホルダーによる位
相遅れがこれに加わるため、データトランスデユーサ3
の中心位置がある程度以上は情報トラック2の中心位置
に追従せず、位置誤差信号eの振幅がある大きさ以上に
はならないことがある。従って、第1図に示したように
、メモリ手段14にあらかじめ蓄えられた偏心量をその
ときの偏心推定ff1raよりも進相したうえでこのr
aに加えることにより、raの位相を進めるという構成
が必要になる。
However, in a relatively low frequency range where the eccentricity ir of the information track 2 varies, if the phase delay of the composite transfer characteristic from the drive circuit 7 to the actuator 8 is approximately zero and the gain is approximately l, then the eccentricity estimate ra By adding y to the third addition means 13, it is possible to set y=ra. Furthermore, at this time, the estimation accuracy of the eccentricity estimation 11ra is extremely high, and when ra=y, y=r, which is nothing but e-r-y=0, that is, the tracking error can be made zero. (Incidentally, the output of the compensation means 6 at this time is zero, but the compensation means 6 is used to ensure loop stability, suppress disturbances, and adjust the center position of the data transducer 3 and the center of the information track 2 in FIG. However, as mentioned above, the servo signal causes a phase delay in the process of passing through the drive circuit 7 and actuator 8, and furthermore, the servo system is operated in a discrete time system. If configured, the phase delay due to the sample holder is added to this, so the data transducer 3
The center position of the information track 2 may not follow the center position of the information track 2 beyond a certain level, and the amplitude of the position error signal e may not exceed a certain level. Therefore, as shown in FIG.
A configuration is required in which the phase of ra is advanced by adding it to a.

次に、本発明の位置決め制御装置の各部の信号波形を具
体例を基にして示す。
Next, signal waveforms of each part of the positioning control device of the present invention will be shown based on a specific example.

第3図は本発明の一実施例における位置決め制御装置の
具体的なトラック追従サーボ系のブロック図である。こ
の場合、FDDのセクタサーボ系を想定しており、離散
時間サーボ系の構成になっている。ZはZ変換のZを意
味し、Z−1は1サンプル時間の遅れを意味する。15
.16はサンプラー17はサンプルホルダーである。補
償手段6は、この場合サーボ系の偏差補償を行なうため
の積分器、18はメモリ手段14の出力の大きさを調節
するための乗算器である。駆動回路7、アクチュエータ
8の合成伝達関数は2次遅れ系で、定数p、qはカット
オフ周波数が400 Hzとなるような値である。
FIG. 3 is a block diagram of a specific track following servo system of the positioning control device in one embodiment of the present invention. In this case, an FDD sector servo system is assumed, and the configuration is a discrete time servo system. Z means Z of Z transformation, and Z-1 means a delay of one sample time. 15
.. 16 is a sampler, and 17 is a sample holder. In this case, the compensation means 6 is an integrator for compensating the deviation of the servo system, and the reference numeral 18 is a multiplier for adjusting the magnitude of the output of the memory means 14. The combined transfer function of the drive circuit 7 and actuator 8 is a second-order lag system, and constants p and q have values such that the cutoff frequency is 400 Hz.

ディスクの回転数は600rpr@、セクタ数は30、
サンプリング周波数を30011z、情報トラック2の
変位rは振幅が20μm、周波数が10 Hzの正弦波
で与えられるものとする。なお、メモリ手段14のデー
タは、偏心推定ff1raに対する位相がディスク1周
分のデータ数30に対して8個分進めて取り出し、さら
にこれを乗算器18で、0.2倍したうえで第2の加算
手段に加えるものとする。
The rotation speed of the disk is 600rpr@, the number of sectors is 30,
It is assumed that the sampling frequency is 30011 z, and the displacement r of the information track 2 is given by a sine wave with an amplitude of 20 μm and a frequency of 10 Hz. Note that the data in the memory means 14 is extracted by advancing the phase for the eccentricity estimation ff1ra by 8 times relative to the number of data for one revolution of the disk, 30, and then multiplier 18 multiplies this by 0.2, and then outputs the second data. shall be added to the addition means.

第3図に示したトラック追従サーボ系を計算機上でシミ
ュレーションしたときの情報トラックの変位r、データ
トランスデユーサの変位y、位置誤差検出器の出力C2
それぞれの信号波形を第4図(a)〜(C)に示す。図
中、0.1(sec)がディスク1回転に相当する。
When the track following servo system shown in Fig. 3 is simulated on a computer, the displacement r of the information track, the displacement y of the data transducer, and the output C2 of the position error detector
The respective signal waveforms are shown in FIGS. 4(a) to (C). In the figure, 0.1 (sec) corresponds to one rotation of the disk.

比較のために、メモリ手段14の出力を乗算器18に加
えないという従来構成の場合のシミュレーシボンによる
各部の波形を第5図(a)〜(C)に示す。ただし、第
4図および第5図における位置誤差信号eはサンプラー
15を通った後の信号を示した。
For comparison, FIGS. 5(a) to 5(C) show waveforms of various parts obtained by simulation in a conventional configuration in which the output of the memory means 14 is not applied to the multiplier 18. However, the position error signal e in FIGS. 4 and 5 shows the signal after passing through the sampler 15.

位置誤差信号eを第4図と第5図とで比較すると、第5
図ではその振幅が0.9μmあるのに対し、第4図では
約0.06μmであり、第3図のサーボ系構成を採用す
ることで、従来に比べて位置偏差が約1/15になると
いうすぐれた効果がある。
Comparing the position error signal e in FIG. 4 and FIG.
In the figure, the amplitude is 0.9 μm, while in Figure 4 it is approximately 0.06 μm, and by adopting the servo system configuration shown in Figure 3, the positional deviation is approximately 1/15th of that of the conventional one. It has an excellent effect.

なお、実施例において具体的なトラック追従サーボ系は
離散時間系で構成したが、これは連続時間系で構成して
もよい。
In the embodiment, the specific track following servo system is configured as a discrete time system, but it may also be configured as a continuous time system.

さらに、メモリ手段14にあらかじめ偏心量「を保持さ
せる方法については特に示さなかったが、例えば、第1
図においてメモリ手段14の出力を第2の加算器12に
加えない状態で、サーボ系を動作させた時の偏心推定量
raをメモリ手段14に入力してこれを行なうことが考
えられる。
Further, although the method for making the memory means 14 hold the amount of eccentricity in advance is not particularly shown, for example, the first
In the figure, it is conceivable to do this by inputting the estimated eccentricity ra when the servo system is operated into the memory means 14 without applying the output of the memory means 14 to the second adder 12.

発明の詳細 な説明したきたように、本発明の位置決め制御装置は、
一定の周期をもって位置変動を繰り返す目標部材即ちデ
ィスクの追従すべき情報トランクと移動部材即ちデータ
トランスデユーサとの相対位置誤差を検出する位置誤差
検出器と、移動部材の絶対位置を検出する位置検出器と
、前記位置誤差検出器の出力する位置誤差信号に基づい
て位置制御ループの安定化補償あるいは偏差補償のうち
少なくともいずれかを行なうような補償手段と、前記位
置誤差検出器の出力する位置誤差信号と前記位置検出器
の出力する位置信号とを加算する第1の加算手段と、前
記目標部材の位置変動を保持するメモリ手段と、前記第
1の加算手段の出力に基づいた信号と前記目標部材の移
動に同期して出力される前記メモリ手段の出力に基づい
た信号とを加算する第2の加算手段と、前記補償手段の
出力に基づいた信号と前記第2の加算手段の出力に基づ
いた信号とを加算する第3の加算手段と、この第3の加
算手段の出力に基づいた信号によって前記移動部を才を
自在に移動可能にさせる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することによって、より
高精度なトラック追従性能が得られるという効果を持つ
As described in detail, the positioning control device of the present invention has the following features:
A position error detector detects the relative position error between the target member, ie, the information trunk to be followed by the disk, which repeats positional fluctuations at regular intervals, and the moving member, ie, the data transducer; and a position detector, which detects the absolute position of the moving member. a compensation means for performing at least either stabilization compensation or deviation compensation of the position control loop based on the position error signal output from the position error detector; and a position error output from the position error detector. a first addition means for adding a signal and a position signal output from the position detector; a memory means for storing positional fluctuations of the target member; and a signal based on the output of the first addition means and the target member. a second addition means for adding together a signal based on the output of the memory means output in synchronization with the movement of the member; and a signal based on the output of the compensation means and the output of the second addition means. and a drive circuit that applies current to actuator means that allows the movable section to freely move according to a signal based on the output of the third addition means. This configuration has the effect of providing more accurate track following performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における位置決め制御装置の
ブロック図、第2図は偏心推定量raの位相の進め方を
説明するための信号波形図、第3図は本発明の一実施例
における位置決め制御装置の具体的なトラック追従サー
ボ系のブロック図、第4図は第3図の構成における計算
機上でのシミュレーションによる各部の信号波形図、第
5図は第3図の構成において、メモリ手段の出力を乗算
器に加えないという従来構成の場合の計算機上でのシミ
ュレーションによる各部の信号波形図、第6図は従来例
における位置決め制御装置のブロック図である。 1・・・・・・ディスク、2・・・・・・情報トラック
、3・・・・・・データトランスデユーサ、4・・・・
・・位置誤差検出器、5・・・・・・位置検出器、6・
・・・・・補償手段、7・・・・・・駆動回路、8・・
・・・・アクチュエータ、9・・・・・・支持部材、1
0・・・・・・伝達部材、11.12.13・・・・・
・第1.第2.第3の加算手段、14・・・・・・メモ
リ手段。 第 2 図 第 図 プンアラ−
FIG. 1 is a block diagram of a positioning control device in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining how to advance the phase of the estimated eccentricity ra, and FIG. 3 is a block diagram of a positioning control device in an embodiment of the present invention. A block diagram of a specific track following servo system of the positioning control device, FIG. 4 is a signal waveform diagram of each part based on computer simulation in the configuration of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram of the memory means in the configuration of FIG. 3. FIG. 6 is a block diagram of a positioning control device in a conventional example. 1... Disc, 2... Information track, 3... Data transducer, 4...
...Position error detector, 5...Position detector, 6.
... Compensation means, 7 ... Drive circuit, 8 ...
...Actuator, 9...Support member, 1
0...Transmission member, 11.12.13...
・First. Second. Third addition means, 14... Memory means. Figure 2 Figure Punara

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一定の周期をもって位置変動を繰り返す目標部材
に対し移動部材を位置決めする位置決め制御装置におい
て、前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材と
の相対位置誤差を検出する位置誤差検出器と、移動部材
の絶対位置を検出する位置検出器と、前記位置誤差検出
器の出力する位置誤差信号に基づいて位置制御ループの
安定化補償あるいは偏差補償のうち少なくともいずれか
を行なうような補償手段と、前記位置誤差検出器の出力
する位置誤差信号と前記位置検出器の出力する位置信号
とを加算する第1の加算手段と、前記目標部材の位置変
動を保持するメモリ手段と、前記第1の加算手段の出力
に基づいた信号と前記目標部材の移動に同期して出力さ
れる前記メモリ手段の出力に基づいた信号とを加算する
第2の加算手段と、前記補償手段の出力に基づいた信号
と前記第2の加算手段の出力に基づいた信号とを加算す
る第3の加算手段と、この第3の加算手段の出力に基づ
いた信号によって前記移動部材を自在に移動可能にさせ
る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位置決め制御装置。
(1) In a positioning control device that positions a movable member with respect to a target member whose position changes repeatedly at a constant cycle, a position error detector that detects a relative position error between the target positioning position of the target member and the movable member; a position detector that detects the absolute position of the moving member; and compensation means that performs at least one of stabilization compensation and deviation compensation of the position control loop based on the position error signal output from the position error detector; a first addition means for adding a position error signal output from the position error detector and a position signal output from the position detector; a memory means for retaining positional fluctuations of the target member; and the first addition means. a second addition means for adding a signal based on the output of the means and a signal based on the output of the memory means outputted in synchronization with movement of the target member; and a signal based on the output of the compensation means; A current is applied to a third adding means for adding a signal based on the output of the second adding means, and an actuator means for making the movable member freely movable by a signal based on the output of the third adding means. A positioning control device comprising: a drive circuit that provides a drive circuit;
(2)第1の加算手段の出力に基づいた信号を、メモリ
手段に保持させることを特徴とする請求の項(1)記載
の位置決め制御装置。
(2) The positioning control device according to claim (1), wherein the signal based on the output of the first addition means is held in the memory means.
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