JPH03288913A - 位置決め制御方法および装置 - 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、位置決め制御方法および装置に係り。

特に光や磁気ディスク装置などのヘッドの位置決め制御
に利用するのに適した位置決め制御方法および装置に関
する。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置においては、記録媒体たる磁気ディス
クの記録面の所定の位置に情報を記録するため、あるい
はすでに記録された情報を読出すために磁気ヘッドを所
定トラックに移動させ位置決めさせる位置決め制御が行
なわれている。この位置決め制御において、制御対象と
してのヘッドの現在位置と目標位置（目標トラック）と
の差に応じて複数の制御系を切換えて行うのが一般的で
ある。すなわち、現在位置と目標位置との差が大のとき
には、その差に対応した目標速度に基づく速度制御系に
より制御し、ヘッドが目標位置に近づくと、今度は現在
位置と目標位置との差に基づく位置制御系により最終的
位置決め制御がなされる。これは、高速にかつ高精度に
目標位置への位置決めを行なわせるために有効な方法で
ある。

さて、上述の如く、速度制御系から位置制御系への切換
えを行う場合、特に切換えられた位置制御系における初
期設定が適当でないと、過渡特性により振動的となった
り、遅れが生じたりして、所定の位置への位置決めに要
する時間が大きくなる。

従来、このような問題を解決するために、いくつかの方
法が知られている。例えば、特開昭５６−１１４１７６
号公報には、速度制御系から位置制御系への切換え後の
時間応答特性を改善するために、切換え直前のモータ速
度に比例する電圧を位置制御系に含まれる積分器に蓄え
ておくという思想が開示されている。また、特開平１−
１３８６６６号公報には、速度制御系による制御を行っ
ている期間において位置制御系に含まれる積分器回路の
コンデンサに位置モード切換直後の過渡応答を小さくす
るための各トラックの過渡応答補正値を充電しておき、
それを位置制御系切換直後の積分器の初期値として使う
という思想が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、いずれも位置制御系内に積分手段を有
し、切換え時の応答を滑らかに高速に行うための積分器
への初期値を設定するものであった。

ところで、上記従来技術は、制御対象であるヘッドを含
む可動部の特性が既知であり、しかもどのような移動す
なわちどの位置への移動であってもその特性が変化しな
いという条件において最適な初期値設定を実現するもの
である。

しかしながら、実際にはヘッド動作のアクチュエータで
あるモータの力定数やパワーアンプのゲインなどは一定
でない。例えば、磁気ディスク装置のヘッド移動用のア
クチュエータとしてよく使用されるボイスコイルモータ
においては、その力定数が端部における磁気回路の漏れ
の影響により低下する。また、ディスク面にセクタ状に
サーボデータを記録し、このデータを読取ることによっ
てヘッドの位置決めを行う、いわゆるセクタサーボ方式
の磁気ディスク装置の場合、サーボトラックライトの方
法によっては、ディスクの内周側と外周側とでポジショ
ン感度が異なる。このように、一般には、制御対象の特
性は変化しており、制御系のループゲインが変化する。

したがって、従来の方法による積分器の初期値設定では
、その初期値演算に用いる演算式の係数が実際値からず
れることになり、求められた初期値は、最適な値とはな
らない場合がある。この結果、速度制御系から位置制御
系への円滑な切換えを行うことが難しい。

また、制御対象は、機構系の共振モードを複数有してお
り、理論計算結果をそのまま適用すると十分な応答特性
が得られない場合もある。

そこで、本発明の目的は、このような制御対象の特性の
変化などによっても、切換え時の応答を円滑に行えるよ
うな位置制御系の初期値設定を行うことのできる位置決
め制御方法および装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、制御対象を目標位
置へ移動させるためのアクチュエータと、該制御対象の
現在位置と該目標位置との位置偏差を得るための手段と
、該制御対象が該目標位置の近傍に達するまでは該位置
偏差に対応した基準速度により該アクチュエータを駆動
して該制御対象の速度制御を行う速度制御手段と、該制
御対象が該目標位置の近傍に達した段階で、該位置偏差
に基づき該アクチュエータを駆動して該制御対象の位置
制御を行う位置制御手段と、前記制御対象の状態量に相
当する信号を検出する手段と、該状態量と前記制御対象
の特性に関する係数とから前記位置制御手段への切換直
後の初期値を演算し前記位置制御手段に設定する演算手
段と、該初期値演算に先立ち前記係数を該目標位置に対
応した適切な値に調整する手段とを有することを特徴と
する特また、上記手段において、位置制御手段への初期
値設定のかわりに、前記演算手段は、前記位置制御系に
切換えの際に適切な制御信号が得られるように、目標位
置に対応して求められる補正量を演算し、この補正量に
より該制御信号を補正する補正手段を設けても達成でき
る。

〔作用〕

上記いずれの解決手段においても、目標位置が指令され
ると、この目標位置に対応した位置制御系における適切
な係数あるいは補正量が演算され、速度制御系から位置
制御系への切換えに際し、演算された係数に基づき求め
られた位置制御系への初期値の設定あるいは位置制御系
の制御信号の直接的補正がなされる。したがって、速度
制御系から位置制御系への切換えを円滑に行うことがで
きる。この結果、高速位置決めを実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的な実施例により詳細に説明する。

（１）本発明の第１の実施例 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

（構成機器の説明） 第１図において、磁気ディスク機構部１は、スピンドル
モータ１６によって駆動される軸に取付けられた複数枚
の磁気ディスク１１と、このディスク１１の外周から内
周方向あるいはその逆方向への移動によりディスク１１
に記録された情報を読取ったり書込んだりするためのヘ
ッド１２゜１３と、これらヘッドを支持するヘッド支持
系１４と、ヘッドを取付けたヘット支持系１４を駆動し
てヘッドの移動を行うアクチュエータエ５とを有してい
る。この例では、サーボ情報を記憶したディスクを有し
、そのディスクのサーボ情報をサーボヘッド１２で読取
り、この読取られた情報からヘッドの現在位置を認識し
て位置制御を行う、いわゆるサーボ面サーボ方式を示し
ている。

位置偏差検出手段２１は、サーボ情報を入力してトラッ
ク中心からの位置偏差信号４２を出力する。

残トラック数検出手段３１は、位置偏差信号４２を入力
し、目標位置（目標トラック）と現在位置との差、すな
わち残トラック数を検出する。

現在位置は、ヘッドが１トラック通過する毎に周期的に
変動する位置偏差信号の周期数すなわち、トラック通過
パルス数に対応する。目標位置は、図示しないコントロ
ーラから与えられ、この値と現在位置との差として残ト
ラック数信号４３を出力する。

目標速度発生手段３２は、残トラック数信号４３を入力
し、残トラック数に応じて定められた目標速度信号４４
を出力する。

ヘッド速度検出手段３３は、ヘッドの移動速度を検出す
るためのものである。ここでは、位置偏差信号４２とパ
ワーアンプ２５の出力４６とを入力し、これらの信号か
ら速度を演算により求めるものを用いた。すなわち、こ
の手段３３は１位置偏差信号を入力しこれを微分する微
分回路と、電流信号を入力しこれを積分する積分回路と
、微分回路の出力と積分回路の出力を入力しこれらを合
成する回路とで構成される。このような速度検出手段は
、例えば、１９８０年２月に発行されたアイ・ビー・エ
ム・ディスク・ストレージ・テクノロジ（Ｉ　Ｂ　Ｍ　
　Ｄｉｓｋ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）
の８９−９６頁に開示されている。

加算器３４は、検出した速度信号４５と目標速度信号４
４との差、すなわち速度偏差を出力する。

速度偏差アンプ３５は、速度偏差を増幅し、速度制御信
号を出力する。

低域補償器２２は、−次進み要素を積分器とからなり、
低い周波数域でのゲインを高くして、この周波数域で外
乱の影響を抑制する働きをする。

この−次進み要素の時定数は、位相進み補償器２３に含
まれる一次進み要素の時定数と同程度が、それ以下とす
るのがよい。

位相進み補償器２３は、−次遅れ要素と、それより時定
数の長い時定数をもつ一次進み要素とからなり、位相を
進めることにより制御系の安定性を高める働きをする。

−次進み要素の時定数は、−次遅れ要素の２０倍程度に
設定するのがよい。

そして、最大位相進み角となる周波数を位置制御系のゼ
ロクロス周波数と一致させる。

制御モードスイッチ２５は、速度制御モードと位置制御
モードとを切換えるためのもので、残トラック数検出手
段３１の出力が所定値（所定の残トラック数）になった
時点で速度制御から位置制御に切換えられる。比較器２
６は、この切換えのために設けられたものである。

パワーアンプ２５は、入力される制御信号を増してアク
チュエータ１５への電流を出力する。

アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器５２と５３は、
入力されるアナログ量をディジタル量に変換する。

ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器５４と５６は、
ディジタル量をアナログ量に変換する。

初期値算、出用マイクロコンピュータ５は、位置制御系
における各補償器２２．２３の初期値を演算し、Ｄ／Ａ
変換器５．４．５６を介して補償器２２．２３に出力す
る。このコンピュータ５は、この初期値演算のため、ヘ
ッド速度信号４５をＡ／Ｄ変換器５３を介して、また位
置偏差信号４２をＡ／Ｄ変換器５２を介して夫々入力す
る。メモリ５１は、コンピュータ５の動作を行なわせる
ためのプログラムおよび演算に必要な各定数等を記憶し
ている。このコンピュータ５の演算処理手順については
、後述する。

第工図に示す構成において、速度制御系は１位置偏差検
出手段２１．残トラック数検出手段３１゜目標速度発生
手段３２．ヘッド速度検出手段３３゜加算器３４．速度
偏差アンプ３５．パワーアンプ２５、アクチュエータ１
５で構成される。

また、位置制御系は、位置偏差検出手段２１゜低域補償
器２２９位相進み補償器２３．パワーアンプ２５．アク
チュエータエ５で構成される。

そして、速度制御系と位置制御系とを切換えているのが
スイッチ２４である。コンピュータ５は、位置制御系へ
の切換えの際の位置制御系の初期値を演算し設定する。

さて、次に位置制御系について少し詳細に説明する。前
述のように、位置制御系には位相進み補償器２３と低域
補償器２２の２つの補償器が前向きに接続されているが
、これらは各々第３図、第４図に示される構造となって
いる。第３図は低域補償器のブロック線図を表わし、第
４図は位相進み補償器のブロック線図を表わす。図にお
いてＳはラプラス演算子を表わし、１／Ｓは積分器であ
る。又、ωｐｒは低域補償器の折点周波数を示し、τ工
、τ２は位置進み補償器の折点周波数の逆数を示す。図
のように両補償器とも積分器を含み、位置制御系全体と
しては補償回路に２つの積分器を有している。この積分
器の切替時における初期値の設定をどのような値にすべ
きかが重要である。

この設定に関しては後述する。

（初期値設定の原理） 上記実施例の具体的動作を説明する前に、第１図におけ
る２つの補償器への初期値設定について、その原理を説
明する。

初期値設定方法については、第２図を用いて説明する。

第２図は、２つの補償器及び初期値設定に関する回路図
を示したものである。図において、積分器の初期値は、
回路上はコンデンサにチャージされる電圧として実現さ
れる。従って、位置制御系の開始までは、スイッチＡＳ
Ｉ、ＡＳ２を閉じておき、コンデンサのチャージ電圧を
ゼロとしておく。位置制御系への切換えの際に、スイッ
チＡＳＩ、ＡＳ２は開き、同時にＤ／Ａ変換器５４゜５
６より初期値が加算される。この動作により、初期値設
定が行われたこととなる。

次に、コンピュータＳ内での初期値演算の方法を説明す
る。位置制御系において、ヘッド位置をｘ（ｔ）、ヘッ
ドの位置、速度、補償器の積分器の内部変数の１＝０に
おける初期値をｘ（ｏ）、ｖ（０）、ζ、（０）、　　
ζ２（０）とすると、ｘ（ｘ）は次式で表わされる。こ
こで１＝０は、速度制御系からの切換え時点を示す。

ｘ（ｔ）＝ΣＫｎ（ｘ（ｏ）、　ｖ（ｏ）、ζｔ（ｏ）
、ζｚ（ｏ））ｅ−”ｔ−（１）ここでＫｎは係数、λ
。は位置制御系の固有値を示す。この式は、ヘッド位置
は、ヘッド位置。

速度、内部変数の初期値の関数となっていることを示す
。

ｘ（ｔ）は１＝０からのヘッドの整数の様子を示すので
あるから、ｘ（ｔ）の軌跡が最も速くかつなめらかに目
標値に収束するればよい。そこで次の評価関数工を導入
する。

ここでＸは、状態変数行列で位置、速度、２つの内部変
数を含む４Ｘ１行列である。Ｑは４×４正方行列で各変
数の重み付けを行う係数である。

ＸｌはＸの転置行列を示す。この評価関数■は、制御モ
ード切換後から時間Ｔまでのヘッド位置の二乗積分を示
している。さて、この評価関数を最小にする内部変数ζ
１．ζ２の初期値は、を連立方程式として解いた次式で
表わされる。

ここで、α、βは、ポジション感度Ｋｐ及びアクチュエ
ータの力定数ＫＦを含む定係数値である。

このように内部変数ζ１．ζ２の初期値は、制御モード
切換え時点での位置ｘ（ｏ）と速度ｖ（ｏ）の線形結合
関数として求められる。以上が初期値設定の基本動作で
ある。

ところで、（４）式に含まれる係数値は、機構系の各部
の定数より求められたものであるが、前述したように、
機構系の定数はトラック位置によって変化するものがあ
る。例えばアクチュエータの力定数は、ヘッドが内周側
又は外周側の端にいく程磁束のもれにより減少の傾向に
ある。又、トラックの書込み方法によっては内周と外周
のトラック間隔が異なり、従って位置偏差検出手段２１
のゲイン（ポジション感度）が異なる。このようにトラ
ンク位置によって定数が異なる場合は、（４）式の係数
の元となる機構系定数と差違が生じるため、ヘッド位置
の応答が最適とならなくなる場合がある。又、かえって
大きなオーバシュートを生じる場合も起こりうる。

そこで、このような予めわかっているトラック位置によ
るゲイン変動に対しては、第１図のメモリ５１内部に（
４）式の係数を位置に対応して表として記憶しておき、
トラック位置に応じて、対応した係数をメモリから読出
しく４）式をコンピュータ５内で計算するようにする。

このようにすれば、トラック位置に依存したゲイン変動
に拘らず、最適な位置決め特性を達成できるという利点
がある。

（第１図に示す実施例の動作説明） さて、次に、第１図の構成の動作を説明する。

まず、図示しないコントローラから目標位置が指定され
ると、残トラック数検出手段３１は、ヘッドの位置偏差
信号４２に基づいて求められる現在位置と目標位置との
差である残トラック数４３を出力する。この時点におい
ては、通常比較器２６は、残トラック数〉所定値となっ
ている。このため、スイッチ２４は、速度制御モード側
になっている。目標速度発生手段３２は、残トラック数
信号に対応して目標速度信号４４を発生する。

速度制御系は、この目標速度信号に基づき、アクチュエ
ータ１５を駆動してヘッド１２．１３の移動を開始する
。ヘッドの移動速度（ヘッド速度）は、位置偏差信号４
２とパワーアンプ２５の出力４６から前述の関係により
ヘッド速度検出手段３３により検出される。加算器３４
は、目標速度信号とヘッド速度との差、すなわち速度偏
差を演算する。アンプ３５は、この偏差をゼロにするよ
うな制御信号をパワーアンプ２５に供給する。パワーア
ンプ２５は、これによりヘッド速度を目標速度に合致す
るような電力量をアクチュエータ１５に供給する。アク
チュエータ１５は、この電力に見合った駆動力を発生し
１．ヘッド支持系１４を移動させる。

この期間中において、初期値算出用マイクロコンピュー
タ５は、速度制御から位置制御系に切換わった際に、位
置制御系の補償器２２．２３に設定すべき初期値を演算
するための準備を行う。

マイクロコンピュータ５内の動作フローを示すのが第５
図である。第５図において、ステップＦｌからステップ
Ｆ６までの動作が初期値演算のための準備動作に該当す
る。すなわち、コンピュータ５は、メモリ５１に記憶さ
れている動作プロダラムに従い、ステップＦｌからステ
ップＦ６までの動作をこの期間中すなわちシーク動作中
に行う。まず、ヘッドの位置を移動する指令があったか
どうかをチエツクする。この処理がステップＦ１の動作
である。動作する指令の有無は、直接コントローラから
の指令によって判断しても良いが、ここではコントロー
ラから移動のための目標位置が設定されたことにより判
断している。したがって、この目標位置の入力により、
第５図におけるステップのＦ２までの処理が行なわれる
こととなる。続いて、コンピュータ５は、予め記憶して
いる目標トラックにおけるル−プゲインデータをメモリ
５１から読込む。この処理が第５＠におけるステップＦ
３の処理である。この読込みデータに基づき、（４）式
における初期値計算式の係数αｌ、β工、α２．β２を
演算する。この処理が第５図におけるステップＦ４の処
理である。これらの係数は、その目標トラック位置に適
用するに適切な値となっている。係数の演算は、（６）
式により導出された式によってなされる。

但し、ＰはＰＡ＋ＡＴＰ＝−Ｑを満たす。

（５）式を解くと、Ｐは各要素をＰｉｊとおけば次式と
なる。

なお、（６）式の演算の時間が無視できない場合は、ル
ープゲインに対するαｌ、β１．α２．β２の関係を予
め求めておき、Ｆ４ではこの関係を参照して係数を決定
してもよい。

ステップＦ４までの処理が終了すると、コンピュータ５
は１時々刻々変化する位置偏差（検出手段２１の出力）
およびヘッド速度（検出手段３３の出力）を一定時間毎
に取込み、速度制御系から位置制御系への切換えのタイ
ミングを待つ。これらの処理ガスステップＦ５．Ｆ６の
処理である。

切換えのタイミングは、比較器２６からの切換信号を入
力することで認識できる。

次に、切換えの際の動作について説明する。速度制御系
から位置制御系への切換えは、切換信号によって、制御
モードスイッチ２４が切換えられることで実現する。こ
の際、マイクロコンピュータ５は、切換信号を入力し、
位置制御の開始を知る。これにより、マイクロコンピュ
ータ５は、各補償器２２．２３に設定する初期値を上述
した（４）式を用いて演算する。この処理が、第５図の
ステップＦ７の処理である。（４）式に含まれる係数α
、βはステップＦ４で求められておいたものを用いる。

したがって、ヘッドが移動すべき目標位置に見合った係
数値を用いて、（４）式による各初期値ζ工（ｏ）、ζ
２（ｏ）が求められる。この演算結果は、Ｄ／Ａ変換器
５４．５６を介して出力され、夫々補償器２２．２３に
設定される。この処理が第５図のステップＦ８の処理で
ある。

初期値が設定された位置制御系は、位置偏差信号４２を
なくすようにアクチュエータ１５を駆動し、ヘッドを目
標トラックの中心に合致させる動作を行う。すなわち１
位置偏差信号４２は、各補償器２２．２３を経て位置制
御信号となり、これをパワーアンプ２５で増幅してアク
チュエータ１５に必要な電流を供給澄る。これにより、
アクチュエータ１５は、この電流に見合ってヘッド支持
系に支持されたヘッドを移動させ、位置を制御する。こ
の実施例では、位置制御系への切換え時において、各補
償器にはその目的位置に対応した適切な初期値が設定さ
れており、切換えが円滑に行なわれることになる。

ヘッドが目標位置に到達した後、図示しないコントロー
ラによって、ディスクの目標トラック上に記録されたデ
ータをヘッドを介して読取ったり、反対に記録すべきデ
ータをヘッドを介して目標トラック上に記録する動作が
行なわれる。このヘッドによる読取りあるいは記録期間
中において、位置制御系は、ヘッドが目標トラック中心
に位置するように位置制御を継続する。

当該トラックにおける読取りあるいは記録が終了すると
、次のトランクへのアクセスを待つ状態となる。このと
きのコンピュータ５の動作がステップＦ９．ＦＩＯの処
理である。次の目標トラックへのヘッドの移動指令がな
されると、上述した動作を繰り返す。この一連の動作は
、ディスク装置の停止指令があるまで続く。

以上説明したように、第１図に示す本発明の実施例の場
合、速度制御系から位置制御系への切換えが円滑に行な
われる。第７図は、位置制御系への切換えの際の初期値
設定を適切なものとした場合と、不適切にした場合の目
標トラックへ位置決めされるまでの過渡的な状況を示し
ている。初期値を適切に設定した場合には、非常に短時
間で目標トラックへの位置決めがなされており、高速位
置決めを行うには、初期値の設定が重要であることが判
る。

（２）本発明の第２の実施例 第６図は、本発明の他の実施例を示すブロック図である
。

（構成機器の説明） 第６図において、第１図と同じ符号９番号が付された機
器は、第１図と全く同様の機器である。

第６図において、Ｄ／Ａ変換器５９は、第１図における
Ｄ／Ａ変換器５４や５６と同様にディジタル信号をアナ
ログ信号に変換して出力する。加算器６０は、補償器２
３の出力とマイクロコンピュータ５の出力をアナログ信
号に変換した値とを加算する。他のすべての構成は、第
１図の場合と全く同様である。

したがって、第１図と第６図の実施例の違いは、前者が
各補償器に設定すべき初期値を求めてその初期値を補償
器に設定することにより、切換の際の安定制制を実現し
たのに対し、後者は、各補償器への初期値を演算設定を
行うかわりに、切換の際に最適となるように制御信号を
直接補正する形式を採っている点のみが異なる。すなわ
ち、第６図の場合には、補償器２３から出力される制御
信号に対し、マイクロコンピュータ５が切換時に最適な
応答となるように補正量を求め、これをＤ／Ａ変換器５
９を介して加算器６０に供給することで、制御信号を補
正する。

（第６図に示す実施例の動作説明） まず、目標位置がコントローラから指定され、速度制御
系が機能しているときの速度制御系の動作は、第６図の
場合も第１図の場合と同様である。

この期間中において、コンピュータ５は、その目標位置
におけるループゲイン等のデータをメモリ５１から取込
み、第１図の場合と同様に補正信号を演算するための係
数を演算する。ここで、係数の求め方の原理について第
１の実施例の内容を援用して説明する。

本実施例においては、コンピュータ５からの補正信号が
位置制御系に加わるため、この補正信号をＷとすれば、
ｘ（ｔ）は（１）式に代わって次式で表わされる。

ｘ（ｔ）＝ΣＫｎ（ｘ（ｏ）、　ｕ（ｏ）、ζ５（ｏ）
、ζｚ（ｏ）ｔ　ｗ（ｏ））ｅ−”ｔ・・・（７） （７）式に対して、（２）式で表わされる評価関数を定
義し、これを最小とするｗ（０）を求めればよい。ここ
で補償器２２．２３の内部変数ζ１．ζ２の初期値は、
切換え時点では第１の実施例と同様にゼロであるから、
（７）式において、ｘ（ｔ）は、ヘッド初期値ＩＥｘ’
（ｏ）、初期速度ｖ（０）及び補償信号ｗ（ｏ）の関数
になる。そこで、評価関数を最小にする補正信号Ｗの初
期値は ８ｗ（ｏ） で与えられる。これを解くと、 ｗ　（ｏ　）　＝γＸＣ０）＋δｖ（０）　　　　　・
・・（９）となる。ここでγ、δはポジション感度Ｋｐ
、及びアクチュエータの力定数ＫＦを含む定係数値であ
る。

さて、以上のように速度制御期間中に係数値を決定して
おき、速度制御系から位置制御系へ、第１の実施例と同
様な方法で切り換えられたとき、コンピュータ５は（７
）式を演算し、Ｄ／Ａ変換器５９を介して加算器６０に
供給する。以後の位置制御系の動作は第１の実施例と同
様である。

以上説明したように、第６図に示す本発明の実施例の場
合、速度制御系から位置制御系への切換えは、補償器２
３よりの出力信号に前述した補正信号を適切に加えるこ
とにより円滑に行われ、その後の過渡的な状態時間を短
縮できる。

以上の実施例における係数の演算は、メモリに予め表と
して与えられている値に基づいて行っているが、この他
にコンピュータ５にループゲインの適応同定アルゴリズ
ムを設けておくことにより、経時的なゲイン変動に対し
ても対応した（４）式の係数を求めておくこともできる
。

更に又言えば、装置の個体差に基づくゲインのちがいに
対しても、ハープゲインの適応同定アルゴリズムを起動
時に働かせてゲインを測定することにより、（４）式の
係数を埋定しなおすことも可能である。

これら適応同定アルゴリズムは、現代制御理論で公知と
なっている最小二乗法等各種のアルゴリズムのいずれを
用いてもかまわない。

更に、上記二つの実施例では、位置制御系の補償要素は
アナログ回路で実現し、初期値設定のアルゴリズムの計
算はマイコンで処理する構成であるが、位置制御系の補
償要素も全てマイコン内で演算処理するディジタル制御
系に対しても本方式は同様に実現することができる。デ
ィジタル制御系の場合は演算処理によって初期値が与え
られるため第２図におけるアナログスイッチやＤ／Ａ変
換器、加算のためオペアンプ等は不要であり、しかも制
御モード切換えはサンプリング時間内で全ての処理を行
うことができるため、アナログ回路系にみられる微妙な
タイミングのずれを考慮する必要はない。

なお、本発明は、次のようなヘッド動作に対しても適用
できる。すなわち、第１図において、ヘッド支持系１４
の部材の不均一な熱変形により、サーボヘッド１２は目
標トラック中心に追従していても、データヘッド１３は
トラック中心から外れることがある。このとき、そのず
れ量を、データヘッドに対向したディスクの一部に予め
書き込まれた位置信号を参照して検出する等の手段を付
加すればそのずれ量がわかり、上位のコントローラより
の補正指令をうけて位置ずれ補正動作を行う場合がある
。このときも、上記実施例で述にた方法を用いることに
より、高速な位置決めが可能となる。

更に、セクタサーボ方式と呼ばれる磁気ディスク装置ヘ
ッド位置決め方式においては、全てのディスク面上に位
置信号が予め書き込まれているため、あるディスク面の
ある番号のトランクから別のディスク面の同一番号トラ
ックへデータの読み出し又は記録を行いたいときは、ヘ
ッド切換え動作が生じる。このとき、全てのディスクの
同一番号のトラックが各ディスク中心から同一距離にあ
る場合は問題ないが、実際には熱変形等により各ディス
ク面の同一番号のトラックでも互いに位置ずれが生じ、
このためヘッド切換え動作を行うと、切換えた先のヘッ
ドでは、トラック中心からずれることがある。この場合
にも本実施例で示した初期値設定、又は補正信号の加算
動作を行うことにより、ヘッド切換え後の位置決め動作
を円滑に、かつ短時間で実施することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したことで明らかなように、本発明によれば、
速度制御から位置制御への切換えに際し、制御対象の特
性に対応した補償量を求め、あるいは係数を求めて初期
値を演算して位置制御系の初期設定を行うので１位置決
め動作を安定して行なわせることができる。また、この
結果、位置決めを高速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を磁気ディスク装置のヘッド位置決め
系に適用する第一の実施例の全体の構成図である。 第２図は、本発明を磁気ディスク装置のヘッド位置決め
系に適用したときの２つの補償器及び初期値設定に関す
る回路図である。 第３図は磁気ディスク装置位置制御系の低域補償器のブ
ロック線図である。 第４図は磁気ディスク装置位置制御系の位相進み補償器
のブロック線図である。 第５図は、第一の実施例において、初期値を演算し出力
するためのプログラムのフローチャートである。 第６図は、本発明の第二の実施例の全体の構成図である
。 第７図は、本発明の効果を示すヘッドの位置決め時の応
答波形の例である。 １・・・磁気ディスク機構部、５・・・マイクロコンピ
ュータ、工１・・・ディスク、１２・・・サーボヘッド
、１４・・・ヘッド支持系、１５・・・アクチュエータ
、２１・・・位置偏差検出手段、２２・・・低域補償器
、２３・・・位置進み補償器、２４・・・制御モードス
イッチ、２５・・・パワーアンプ、５１・・・メモリ。 冨 ３ 図 篤 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、目標位置へ制御対象を移動して位置決めをするため
   に、該制御対象を該目標位置へ移動させるためのアクチ
   ュエータと、該制御対象の現在位置と該目標位置との位
   置偏差を得るための手段と、該制御対象が該目標位置の
   近傍に達するまでは該位置偏差に対応した基準速度によ
   り該アクチュエータを駆動して該制御対象の速度制御を
   行う速度制御手段と、該制御対象が該目標位置の近傍に
   達した段階で、該位置偏差に基づき該アクチュエータを
   駆動して該制御対象の位置制御を行う位置制御手段と、
   前記制御対象の状態量に相当する信号を検出する手段と
   、該状態量と前記制御対象の特性に関する係数とから前
   記位置制御手段への切換直後の初期値を演算し前記位置
   制御手段に設定する演算手段と、該初期値演算に先立ち
   前記係数を該目標位置に対応した適切な値に調整する手
   段とを有することを特徴とする位置決め制御装置。 ２、目標位置へ制御対象を移動して位置決めをするため
   の位置決め制御装置であつて、該制御対象を該目標位置
   へ移動するためのアクチュエータと、該制御対象の現在
   位置と該目標位置との位置偏差を得るための手段と、該
   制御対象が該目標位置の近傍に達するまで該位置偏差に
   対応した基準速度により該アクチュエータを駆動して該
   制御対象の速度制御を行う速度制御手段と、該制御対象
   が該目標位置の近傍に達した段階で、該位置偏差をなく
   すように該アクチュエータを駆動して該制御対象の位置
   制御を行う位置制御手段と、前記制御対象の移動に関す
   る状態量に相当する信号を検出する手段と、該状態量と
   前記制御対象の特性に関する係数とから前記速度制御手
   段から前記位置制御手段への切換後における前記位置制
   御手段の動作を安定させるための補正量を演算する演算
   手段と、前記位置制御手段の制御信号を該補正量によつ
   て補正する補正手段とを有することを特徴とする位置決
   め制御装置。 ３、請求項１記載の位置決め制御装置において、前記位
   置制御手段は位相補償要素を含み、前記初期値を該位相
   補償要素に設定することを特徴とする位置決め制御装置
   。 ４、請求項１または３記載の位置決め制御装置において
   、前記演算手段は、前記係数を目標位置に対応して予め
   記憶しておき、前記目標位置を入力して該位置に対応す
   る係数を前記初期値演算のための係数として使用するこ
   とを特徴とする位置決め制御装置。 ５、目標位置へ制御対象を移動して位置決めする位置決
   め制御方法であつて、該制御対象の現在位置と該目標位
   置との位置偏差を演算するステップと、該制御対象が目
   標位置の近傍に達したか否かを判断し、該近傍に達する
   までは速度制御モードを選択し、該近傍に達した後は位
   置制御モードを選択するステップと、該速度制御モード
   において該位置偏差に対応した基準速度を基準として該
   制御対象の速度を該基準速度に合致せしめる制御を行う
   ステップと、該位置制御モードにおいて該位置偏差をな
   くすように該制御対象の位置制御を行うステップと、該
   速度制御モードから該位置制御モードへの切換に際し、
   前記目標位置に対して予め定められた係数を用いて得ら
   れる初期値を前記位置制御の補正量として設定するステ
   ップとを含むことを特徴とする位置決め制御方法。 ６、目標位置へ制御対象を移動して位置決めする位置制
   御方法であつて、該制御対象の現在位置と該目標位置と
   の位置偏差を得るためのステップと、該位置偏差が所定
   値より大のときは該位置偏差に対応して定められる基準
   速度に合致するように該制御対象を移動せしめる速度制
   御を行うステップと、該目標位置に対応した係数を演算
   するステップと、該位置偏差が該所定値になつた時点で
   の位置偏差と該演算された係数とに基づいて位置制御に
   含まれる各補償処理に必要な初期値を演算するステップ
   と、該演算後該制御対象を該目標位置に移動させるべく
   該位置偏差に基づき該位置制御を行うステップとを含む
   ことを特徴とする位置決め制御方法。 ７、ディスクの半径方向にヘッドを移動させるためのア
   クチュエータと、該ディスクに記載されたサーボ情報を
   該ヘッドを介して読取り、位置偏差を求めるための位置
   偏差検出手段と、目標位置と該位置偏差とから該ヘッド
   の目標位置までの残トラック数を求めるための残トラッ
   ク数検出手段と、該残トラック数に対応して目標速度を
   発生し、該目標速度とヘッド速度との差をなくすように
   該ヘッドの該目標位置方向への移動を行なわせるよう該
   アクチュエータを駆動せしめる速度制御部と、該位置偏
   差に基づき制御信号を出力する補償器を含む位置制御部
   と、該トラック数が所定値になつた時点で該速度制御部
   から該位置制御部に制御を切換える切換手段と、該目標
   位置と該位置偏差と該ヘッド速度とを入力し、該目標位
   置に対応したループゲインから位置制御における初期値
   演算のための係数を求め、該切換手段による切換え時に
   おける該位置偏差と該ヘッド速度と求めておいた該係数
   とから該初期値を演算し、該初期値を該補償器に設定す
   るコンピュータとを備えたことを特徴とする位置決め制
   御装置。