JPH0362371A - Track tracing controller for disk device - Google Patents

Track tracing controller for disk device

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JPH0362371A
JPH0362371A JP19774289A JP19774289A JPH0362371A JP H0362371 A JPH0362371 A JP H0362371A JP 19774289 A JP19774289 A JP 19774289A JP 19774289 A JP19774289 A JP 19774289A JP H0362371 A JPH0362371 A JP H0362371A
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signal
track
disk
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runout
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Shuichi Yoshida
修一 吉田
Noriaki Wakabayashi
若林 則章
Toshio Inaji
利夫 稲治
Tsukasa Yoshiura
司 吉浦
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To avoid a time consuming calculation by estimating a track deflection based on a signal being the sum of a tracking error signal and a current position signal obtained from a position encoder so as deflection estimate. CONSTITUTION:A tracking error detection section 7 detects a relative tracking error signal e1 between an information track 13 and a data transducer 2 and the relation of e2=r-ys is obtained, where ys is the absolute position of the data transducer 2 and (r) is the position of the information track (track deflection). A position encoder 3 detects the position of the actuator 1 and outputs a current position signal ya. The tracking error signal e1 and the current position signal ya are added by a track deflection (r) is considered to be a feedforward signal and the feedforward control is implemented based thereupon.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディスク記憶装置の情報記録トラックへのデ
ータトランスデユーサのトラック追従制御装置に関わり
、特にこのデータトランスデユーサを、選択された情報
記録トラックに高速に移動し、また情報記録トラックと
の相対的な位置を制御する機能を持つディスク装置のト
ラック追従制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a track-following control device for a data transducer to an information recording track of a disk storage device, and more particularly, the present invention relates to a track following control device for a data transducer to an information recording track of a disk storage device. The present invention relates to a track following control device for a disk device, which has the function of moving to a track at high speed and controlling its position relative to an information recording track.

従来の技術 近年、情報記録再生装置の性能の向上はめざましく、そ
れに伴い磁気ディスク装置や光デイスク装置などの記録
または再生データトランスデユーサの目標情報トラック
へのトラッキングを行なう位置決め駆動装置として、よ
り小型かつ高精度なトラック追従制御装置が要求されて
いる。小型化の要求は同一サイズでより大きな記録容量
を得ようとするところからくるものであり、高精度化の
要求はトラック密度を高めて記録容量を高めようとする
ところからくるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, the performance of information recording and reproducing devices has improved dramatically, and as a result, smaller and smaller positioning drive devices are being used to track recording or reproducing data transducers such as magnetic disk devices and optical disk devices to target information tracks. A highly accurate track following control device is also required. The demand for miniaturization comes from the desire to obtain a larger recording capacity with the same size, and the demand for higher precision comes from the desire to increase the recording capacity by increasing the track density.

まず、トラッキングの際に発生する情報トラックのトラ
ック振れの大きさについて説明する。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振
れ等の要因によるトラック振れの振幅は数十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。磁気ディスク装
置のうちフロッピーディスク装置7(FDD)では、光
デイスク装置と同様のトラック振れに加えて、熱の影響
でディスク媒体のベースフィルムが膨張または縮小して
歪むことに起因する別種のトラック振れが発生する。こ
れらのトラック振れ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、高トラツク密度化を実現する場合、即ちトラッ
ク幅を小さくした場合に、相対的に無視できない大きさ
となる。
First, the magnitude of track deviation of the information track that occurs during tracking will be explained. In optical disk drives, the amplitude of track runout due to factors such as a shift in the center of rotation when replacing a disk medium and runout of the rotating shaft of the spindle motor that rotates the disk can range from several tens of micrometers to more than 100 micrometers. Yes, the width of the track to follow (
(approximately 1.6 μm). Among magnetic disk devices, floppy disk drives (FDDs) suffer from a different kind of track runout, which is caused by the expansion or contraction of the base film of the disk medium due to the influence of heat and distortion, in addition to the same track runout as in optical disk drives. occurs. The amplitude of these track runouts is small compared to the case of optical disk devices, each on the order of tens to tens of micrometers at most, but when achieving high track density, that is, when reducing the track width, the relative It becomes so large that it cannot be ignored.

このようなトラック振れに対してトラッキング誤差をで
きるだけ小さくするために、従来のディスク−装置のト
ラック追従制御装置では、以下に示すような方法が用い
られてきた。
In order to minimize the tracking error due to such track wobbling, the following method has been used in conventional track following control devices for disk devices.

第1の例では、次のような方法を用いている。In the first example, the following method is used.

即ち、データトランスデユーサを自在に移動させる駆動
部の入力信号を2回積分した信号とトラッキング誤差信
号とを加えて得られた信号を、さらに2回微分すること
によってトラック振れを推定する。ディスク1回転に相
当する推定信号をメモリにストアする。これをトラッキ
ングモード時に読みだして駆動部の入力信号に加える。
That is, the track runout is estimated by further differentiating the signal obtained by adding the tracking error signal and the signal obtained by integrating twice the input signal of the drive unit that freely moves the data transducer. An estimated signal corresponding to one rotation of the disk is stored in memory. This is read out during tracking mode and added to the input signal of the drive section.

これによって、トラック振れに対するデータトランスデ
ユーサの追従性能を改善しようとするもので、例えば、
米国特許第4,594,622号明細書に記載されてい
る。しかし、この方法は、トラック振れ推定において、
積分演算の際に発生する偏差の抑制や微分演算の際に発
生する雑音の抑制が課題であり、実用化が容易ではない
This aims to improve the tracking performance of the data transducer against track runout, for example:
It is described in US Pat. No. 4,594,622. However, in estimating track runout, this method
The challenge is to suppress the deviation that occurs during integral calculations and the noise that occurs during differential calculations, and it is not easy to put it into practical use.

第2の例では、次のような方法を用いている。In the second example, the following method is used.

即ち、データトランスデユーサと目標情報トラックとの
ずれを表わすトランキング誤差信号に含まれる繰り返し
信号成分をフーリエ解析法を用いて抽出して、繰り返し
周波数に対するフーリエ係数を求め、これに基づいて繰
り返し誤差補正信号を演算する。そしてこの繰り返し誤
差補正信号をデータトランスデユーサの駆動入力信号に
加える。
That is, the repetitive signal component included in the trunking error signal representing the deviation between the data transducer and the target information track is extracted using the Fourier analysis method, the Fourier coefficient for the repetitive frequency is determined, and the repetitive error is calculated based on this. Calculate the correction signal. This repetitive error correction signal is then added to the drive input signal of the data transducer.

これによって、トラック振れに含まれるディスク回転周
波数戊分に対するデータトランスデユーサの追従性能を
改善しようとするもので、例えば、米国特許筒4,61
6.276号明細書に記載されている。しかし、この方
法は、フーリエ解析の演算処理に手間がかかることや、
回転非同期成分の抑制が不十分であることなどの欠点が
あった。
This is intended to improve the tracking performance of the data transducer for the disc rotational frequency component included in track runout.
6.276. However, this method requires a lot of time and effort to perform Fourier analysis, and
There were drawbacks such as insufficient suppression of rotational asynchronous components.

発明が解決しようとする課題 上記のように従来の方法を用いたディスク装置のトラッ
ク追従制御装置は、トラック振れ推定の際に、偏差や雑
音の抑制が課題であり、実用化が容易でないとか繰り返
し誤差補正信号の演算に手間がかかるという課題を有し
ていた。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, the track following control device for disk drives using the conventional method has the problem of suppressing deviation and noise when estimating track runout, and it has been repeatedly reported that it is not easy to put it into practical use. The problem has been that it takes time and effort to calculate the error correction signal.

本発明の目的は、データトランスデユーサと情報トラ・
2りとのトラッキング誤差をより小さくして、−より高
いトラッキング性能を実現するトラック追従制御装置を
提供することにあり、さらに交換性媒体に顕著な情報ト
ラックのトラック振れを抑制することのできるトラック
追従制御装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to provide a data transducer and an information transducer.
It is an object of the present invention to provide a track following control device which achieves higher tracking performance by reducing the tracking error between two tracks, and which can further suppress the track deviation of an information track that is noticeable in interchangeable media. The object of the present invention is to provide a follow-up control device.

本発明の別な目的は、トラック振れ推定の際に、偏差や
雑音の抑制が問題とならず、演算に手間がかからないと
いった実用化の面で優れているディスク装置のトラック
追従制御装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a track following control device for a disk device that is excellent in terms of practical application, such that suppression of deviation and noise is not a problem when estimating track runout, and calculations do not require much time and effort. There is a particular thing.

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ディスク装置のトラ
ック追従制御装置は、複数の情報トラックをその表面に
備えた情報記録ディスクの情報トラック上の情報を記録
/再生することが可能なデータトランスデユーサと、前
記データトランスデユーサを目標位置指令信号に従って
自在に移動させることのできる駆動手段と、前記データ
トランスデユーサの動作変位量を検出してその現在位置
を示す現在位置信号を出力する位置エンコーダ手段と、
前記データトランスデユーサの位置と前記情報トラック
との位置誤差を検出し、トラッキング誤差信号を出力す
るトラッキング誤差検出手段と、前記情報トラックの偏
心あるいはうねりによるトラック振れを推定して、この
推定に基づいてフィードフォワード信号を生成するトラ
ック振れ推定手段と、前記トラッキング誤差信号に基づ
いて前記駆動部を制御する離散時間制御ループとを含み
、前記M数時間制御ループは、前記トラ・7キング誤差
信号に基づいて補償位置指令信号を演算するための補償
位置演算手段と、前記フィードフォワード信号と前記補
償位置指令信号に基づいて補間演算を行なって前記駆動
手段に加えられる補間信号を生成する補間演算手段とを
含んでm戒される。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a track following control device for a disk device according to the present invention records/reproduces information on an information track of an information recording disk having a plurality of information tracks on its surface. a data transducer capable of moving the data transducer; a driving means capable of freely moving the data transducer according to a target position command signal; and a drive means capable of freely moving the data transducer in accordance with a target position command signal, and detecting the amount of operational displacement of the data transducer to indicate its current position. position encoder means for outputting a current position signal;
tracking error detection means for detecting a positional error between the position of the data transducer and the information track and outputting a tracking error signal; and tracking error detection means for detecting a positional error between the position of the data transducer and the information track, and estimating track runout due to eccentricity or waviness of the information track, and based on this estimation. track runout estimating means for generating a feedforward signal based on the tracking error signal; and a discrete time control loop for controlling the drive unit based on the tracking error signal, and the M number time control loop is configured to generate a feedforward signal based on the tracking error signal. a compensation position calculation means for calculating a compensation position command signal based on the feedforward signal and the compensation position command signal; and an interpolation calculation means for performing an interpolation calculation based on the feedforward signal and the compensation position command signal to generate an interpolation signal to be applied to the drive means. The precepts include:

さらに前記トラック振れ推定手段は、トラッキング誤差
信号と位置エンコーダ手段から得られる現在位置信号と
を加算する第1の加算手段と、ディスクの回転に応じた
前記第1の加算手段の出力に基づくトラック振れ推定信
号を予め保持する有限個の単位メモリ手段で構成される
メモリ手段と、各単位メモリ手段の出力に基づく信号な
らびに前記第1の加算手段の出力に基づく信号を入力と
する有限個の補償手段と、各補償手段の出力に基づく信
号を加算する第2の加算手段とを含んで構成され、この
第2の加算手段の出力に基づく信号をフィードフォワー
ド信号として出力するように構成される。
Further, the track runout estimating means includes a first addition means for adding a tracking error signal and a current position signal obtained from the position encoder means, and a track runout based on the output of the first addition means according to the rotation of the disk. A memory means constituted by a finite number of unit memory means for holding an estimated signal in advance, and a finite number of compensation means which receives as input a signal based on the output of each unit memory means and a signal based on the output of the first addition means. and a second addition means for adding signals based on the outputs of the respective compensation means, and is configured to output a signal based on the output of the second addition means as a feedforward signal.

作用 本発明は上記した構成により、以下のような作用を持つ
Effects The present invention has the following effects due to the above-described configuration.

まず、トラック振れ推定手段によって情報トラックの偏
心やうねりを推定し、推定されたトラック振れの情報に
基づいてフィードフォワード制御を行なうことによって
安定で、−層高いトラッキング性能を得ることができる
First, the eccentricity and waviness of the information track are estimated by the track runout estimating means, and feedforward control is performed based on the estimated track runout information, thereby making it possible to obtain stable and even higher tracking performance.

また、トラック振れ推定は、トラッキング誤差信号と位
置エンコーダから得られる現在位置信号とを加算した信
号に基づいて行なうため、推定の際に偏差や雑音の抑制
が問題とならず、演算に手間がかからない。
In addition, since track runout estimation is performed based on a signal that is the sum of the tracking error signal and the current position signal obtained from the position encoder, there is no problem with suppressing deviation or noise during estimation, and calculations are not time-consuming. .

また、トラック振れ推定手段を上記のように構成するこ
とにより、信号位相の改善されたフィードフォワード信
号を駆動部に付与するためにさらに一層高いトラッキン
グ性能を得ることができる。
Further, by configuring the track shake estimating means as described above, even higher tracking performance can be obtained since a feedforward signal with an improved signal phase is applied to the drive section.

さらに、位置エンコーダ手段によって、駆動手段の現在
位置を精度良く、かつ分解能高く認識できるので、微妙
な位置決め調整ができると同時にスティフネスを高くで
き振動衝撃力を抑制できるから、情報トラックを高密度
化できる。
Furthermore, the position encoder means allows the current position of the drive means to be recognized with high precision and high resolution, making it possible to make delicate positioning adjustments and at the same time increasing stiffness and suppressing vibration impact forces, making it possible to increase the density of information tracks. .

また、補間演算手段によって、フィードフォワード信号
と補償位置演算手段に基づいて補間演算を行なって補間
信号を生威し、これを目標位置指令の中に加えることに
よって、いっそう高いトラッキング性能を得ることがで
きる。
Furthermore, the interpolation calculation means performs interpolation calculation based on the feedforward signal and the compensation position calculation means to produce an interpolation signal, and by adding this to the target position command, even higher tracking performance can be obtained. can.

実施例 以下本発明の一実施例におけるディスク装置のトラック
追従制御装置について図面を参照しながら説明する。
Embodiment Hereinafter, a track following control device for a disk drive 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ディスク装置のトラ
ック追従制御装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a track following control device for a disk drive in one embodiment of the present invention.

第1図において、12は駆動部で、データトランスデユ
ーサ2をディスク面上で自在に移動可能にさせる機能を
有し、以下のように構成される。■は実際にデータトラ
ンスデユーサ2を移動させるアクチュエータ、3はアク
チュエータ1の位置を常時検出して現在位置信号yaを
出力する位置エンコーダであり、アクチュエータ1の可
動部と機械的に結合されている。4は補償器5の出力に
基づいて前記のアクチュエータ1を駆動するための電力
供給回路、15は位置エンコーダの出力する離散時間信
号yaを連続量に変換するサンプルホルダ、6は目標位
置指令信号rsとサンプルホルダ15の出力との偏差e
2を求める比較器である。
In FIG. 1, reference numeral 12 denotes a drive unit, which has a function of making the data transducer 2 freely movable on the disk surface, and is configured as follows. 3 is an actuator that actually moves the data transducer 2, and 3 is a position encoder that constantly detects the position of the actuator 1 and outputs a current position signal ya, which is mechanically coupled to the movable part of the actuator 1. . 4 is a power supply circuit for driving the actuator 1 based on the output of the compensator 5, 15 is a sample holder that converts the discrete time signal ya output from the position encoder into a continuous quantity, and 6 is a target position command signal rs. and the output of the sample holder 15 e
This is a comparator that calculates 2.

前記の補償器5はこの偏差e2に基づいてアクチュエー
タに対する制′4TJ量を求める。位置エンコーダ3の
出力から、比較器6、補償器5、電力供給回路4を経て
、アクチュエータ1に至る一巡のサーボループは、位置
決め制御ループを構成している。位置エンコーダ3は常
時可動部の動きを検出できるものであり、その出力の現
在位置信号はデータトランスデユーサ2の可動範囲内の
所定の基準点に対する変位量を前記可動範囲の全域にわ
たってリニアに表わすように構成される。また、補償器
5は、目標位置指令信号rsにできるだけ誤差の少ない
誤差で迅速に追従できるよう構成される。
The above-mentioned compensator 5 determines the amount of restriction '4TJ for the actuator based on this deviation e2. A servo loop from the output of the position encoder 3 to the actuator 1 via the comparator 6, the compensator 5, and the power supply circuit 4 constitutes a positioning control loop. The position encoder 3 is capable of constantly detecting the movement of the movable part, and its output current position signal linearly represents the amount of displacement with respect to a predetermined reference point within the movable range of the data transducer 2 over the entire movable range. It is configured as follows. Further, the compensator 5 is configured to be able to quickly follow the target position command signal rs with as few errors as possible.

このサーボループは基本的に絶対位置決め系であるから
、これだけではディスク回転に伴って振れる情報トラッ
クに対して追従することはできない。
Since this servo loop is basically an absolute positioning system, it alone cannot follow the information track that swings as the disk rotates.

次にディスク14の選択された情報トラック13のデー
タトランスデユーサ2の直下での偏心やうねりの大きさ
、即ちトラック振れ量をr、データトランスデユーサ2
の絶対位置をysで表わす。
Next, the magnitude of eccentricity or waviness of the selected information track 13 of the disk 14 directly below the data transducer 2, that is, the track runout amount, is r, and the data transducer 2
The absolute position of is expressed as ys.

7は情報トラック13とデータトランスデユーサ2との
相対的な位置誤差e1を検出するトラッキング誤差検出
部、8はトラッキング誤差e1に基づいて所定の制御演
算を施して、補償位置指令信号rdを出力する補償位置
演算部である。また、9はトラッキング誤差信号e1と
現在位置信号yaを入力として上記トラック振れ量の大
きさを推定し、フィードフォワード信号rcを出力する
トラック振れ推定部である。補償位置指令信号rdとフ
ィードフォワード信号rcは補間演算部10に入力され
、そこで所定の補間演算処理を行なう。
7 is a tracking error detection unit that detects a relative position error e1 between the information track 13 and the data transducer 2; 8 is a tracking error detection unit that performs a predetermined control calculation based on the tracking error e1 and outputs a compensation position command signal rd; This is a compensation position calculation section. Further, reference numeral 9 denotes a track runout estimating unit that receives the tracking error signal e1 and the current position signal ya, estimates the magnitude of the track runout amount, and outputs a feedforward signal rc. The compensation position command signal rd and the feedforward signal rc are input to an interpolation calculation section 10, where predetermined interpolation calculation processing is performed.

その出力が目標位置指令信号rsである。Its output is the target position command signal rs.

以上のように構成された本発明のディスク装置のトラッ
ク追従制御装置について、その動作原理を説明する。
The operating principle of the track following control device for a disk drive according to the present invention configured as described above will be explained.

第1図の実施例はセクタサーボ方式、あるいはサンプリ
ングサーボ方式などと呼ばれるトラッキングサーボ方式
に基づくものである。この方法は、ディスク面上の扇形
に分割されたセクタの境界部にトラッキングに必要なサ
ーボ情報を埋め込んでおいて、これを基にしてデータト
ランスデユーサの目標情報トラックに対する相対位置信
号(トラッキング誤差信号)を離散時間的に検出し、こ
れをフィードバックすることによって閉ループで位置決
めする方法である。第1図に示したように、トラッキン
グ誤差信号e1を極小にしてデータトランスデユーサ2
の情報トラック13への追従制御を行なうための離散時
間制御ループを主体として構成される。この離散時間制
御ループは、データトランスデユーサ2から、トランキ
ング誤差検出部7、Iii償位置演算部8、補間演算部
10を経て、駆動部12に至る一巡のサーボループであ
る。
The embodiment shown in FIG. 1 is based on a tracking servo system called a sector servo system or a sampling servo system. In this method, servo information necessary for tracking is embedded in the boundaries of sectors divided into fan shapes on the disk surface, and based on this information, a relative position signal (tracking error) of the data transducer with respect to the target information track is embedded. This is a method for positioning in a closed loop by detecting signals (signals) in a discrete time manner and feeding them back. As shown in FIG. 1, the tracking error signal e1 is minimized and the data transducer 2
It is mainly composed of a discrete time control loop for performing follow-up control to the information track 13 of . This discrete time control loop is a servo loop that runs from the data transducer 2 to the drive section 12 via the trunking error detection section 7, the compensation position calculation section 8, and the interpolation calculation section 10.

データトランスデユーサ2と選択された情報トラック1
3とのずれは時間的に連続に変化するが、セクタサーボ
方式では情報トラックの位置が間欠的にしか得られない
ので、トラッキング誤差信号e1はトラッキング誤差検
出部7から離散時間信号として出力される。このトラン
キング誤差信号e1は、補償位置演算部8により所定の
制御演算を施して補償位置指令信号rdを生成する。こ
の補償位置演算部8は、偏差補償要素や場合によっては
安定化補償要素などを含んだ離散時間処理系からなり、
その主な役割はオフセット量の抑制である。
Data transducer 2 and selected information track 1
3 changes continuously over time, but in the sector servo method, the position of the information track can only be obtained intermittently, so the tracking error signal e1 is output from the tracking error detection section 7 as a discrete time signal. This trunking error signal e1 is subjected to a predetermined control calculation by the compensation position calculation section 8 to generate a compensation position command signal rd. The compensation position calculation unit 8 is composed of a discrete time processing system including a deviation compensation element and, in some cases, a stabilization compensation element.
Its main role is to suppress the amount of offset.

次に、第1図に示した本発明の一実施例におけるトラッ
ク振れ推定部9の動作について説明する。
Next, the operation of the track runout estimating section 9 in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be explained.

トラッキング誤差検出部7は、情報トラック13とデー
タトランスデユーサ2との相対的なトラッキング誤差信
号e1を検出することができ、データトランスデユーサ
2の絶対位置をysとし、情報トラックの位置(トラッ
ク振れ)をrとすれば式(1)が成り立つ。
The tracking error detection unit 7 can detect a relative tracking error signal e1 between the information track 13 and the data transducer 2, and the absolute position of the data transducer 2 is ys, and the position of the information track (track If r is the runout), then equation (1) holds true.

e2=r−ys           ・・・・・・(
1)次に位置エンコーダ3は、アクチュエータ1の位置
を検出して現在位置信号yaを出力する。現在位置信号
yaは、データトランスデユーサ2の絶対値fysを間
接的に表わしているので、式(2)が成立する。
e2=r-ys ・・・・・・(
1) Next, the position encoder 3 detects the position of the actuator 1 and outputs the current position signal ya. Since the current position signal ya indirectly represents the absolute value fys of the data transducer 2, equation (2) holds true.

ysたya            ・・・・・・(2
)従って、式(1)と式(2)まり式(3)が得られる
ystaya ......(2
) Therefore, formula (1) and formula (2) are combined to yield formula (3).

r鵡e、+ya          ・・・・・・(3
)この式(3)はトラッキング誤差信号e1と現在位置
信号yaから情報記録トラック振れをおよそ推定できる
ことを示している。トラック振れ推定部9は、トラッキ
ング誤差信号e、と現在位置信号yaを加算する加算器
を含めて構成され、式(3)に基づいてトラック振れの
推定を行なう。このようにして求められた情報トラック
のトラック振れrの推定値rcは、フィードフォワード
信号と考えられる。フィードフォワード制御と言うのは
、サーボループの外からの信号をサーボループの中に印
加する制御方式である。サーボループの外から信号を印
加しても、サーボループ自体の安定性を損なわずに制御
性能を向上させることができる方法である。本発明のデ
ィスク装置のトラック追従制御装置において、トラック
振れrの推定値rcはサーボループ、即ち離散時間制御
ループの外の信号と考えることができる。これを補間演
算部10に入力することはサーボループの中に印加して
いることを示す。しかし、上記の理由から、この場合に
ループの安定性が損なわれることはない。
r 鵡e, +ya ・・・・・・(3
) This equation (3) shows that the information recording track deflection can be approximately estimated from the tracking error signal e1 and the current position signal ya. The track shake estimation section 9 includes an adder that adds the tracking error signal e and the current position signal ya, and estimates the track shake based on equation (3). The estimated value rc of the track runout r of the information track obtained in this way is considered to be a feedforward signal. Feedforward control is a control method that applies a signal from outside the servo loop into the servo loop. This is a method that can improve control performance without impairing the stability of the servo loop itself even if a signal is applied from outside the servo loop. In the track following control device for a disk drive according to the present invention, the estimated value rc of the track runout r can be considered as a signal outside the servo loop, that is, the discrete time control loop. Inputting this to the interpolation calculation unit 10 indicates that it is being applied to the servo loop. However, for the reasons mentioned above, the stability of the loop is not compromised in this case.

フィードフォワード信号rcをサーボループに印加する
ことによって、トラッキング性能が改善されるのは以下
の理由による。可動部12を構成している位置決め制御
ループは、目標位置指令信号rsに追従する閉ループサ
ーボ系であるから近似的に式(4)が成立する。
The tracking performance is improved by applying the feedforward signal rc to the servo loop for the following reason. Since the positioning control loop constituting the movable part 12 is a closed loop servo system that follows the target position command signal rs, equation (4) approximately holds true.

rs絽ya            −・・・・・(4
)一方、式(2)より式(4)は以下の式のように変形
される。
rs絽ya -・・・・・・(4
) On the other hand, from equation (2), equation (4) is transformed as shown below.

ysヌrs                 φ・・
・・・(5)式(5)はデータトランスデユーサ2の位
ffysはおよそ目標位置指令信号rsに従うことを意
味している。従って、目標位置指令信号rsにトラック
振れrに基づく信号を加えればデータトランスデユーサ
2はそれにフォローするはずである。特にこの場合、r
szrであれば式(6)が成立する。
ysnursφ・・
(5) Equation (5) means that the position ffys of the data transducer 2 approximately follows the target position command signal rs. Therefore, if a signal based on the track runout r is added to the target position command signal rs, the data transducer 2 should follow it. Especially in this case, r
szr, equation (6) holds true.

ysりrs七r         ・・・・・・(6)
式(6)はデータトランスデユーサ2が情報トラック1
3のトラック振れrにほぼ正確に追従することを意味し
ている。この時には、トラッキング誤差信号e1は極め
て微小な値となる。
ysrirs7r・・・・・・(6)
Equation (6) shows that data transducer 2 is information track 1.
This means that the track runout r of No. 3 is followed almost exactly. At this time, the tracking error signal e1 has an extremely small value.

ところが現実には、目標位置指令信号rsを入力しても
、駆動部12はただちに応答せず、ある時間の遅れを生
じる。言い替えると、情報トラックのトラック振れrに
主体的に含まれるディスク回転周波数の基本波及び高調
波の同波数領域において、駆動部12の伝達特性は、あ
る位相遅れを有している。さらに離散時間制御ループの
サンプルホールド処理に伴う位相遅れがこれに加わる。
However, in reality, even if the target position command signal rs is input, the drive unit 12 does not respond immediately, but there is a certain time delay. In other words, the transmission characteristic of the drive unit 12 has a certain phase lag in the same wave number region of the fundamental wave and harmonics of the disk rotation frequency that are mainly included in the track runout r of the information track. Furthermore, a phase delay associated with the sample-and-hold processing of the discrete-time control loop is added to this.

そのためデータトランスデユーサ2が、ある程度以上は
情報トラックに追従しないことがある。そこで本発明の
ディスク装置のトラック追従制御装置では、トラック振
れ推定部9を以下に示すように構成している。
Therefore, the data transducer 2 may not follow the information track beyond a certain level. Therefore, in the track following control device for a disk drive according to the present invention, the track runout estimating section 9 is configured as shown below.

第2図は本発明の一実施例におけるトラック振れ推定部
のブロック図である。第2図において、トラック振れ推
定部は、メモリ部21と、ディジタル補償器に、、に2
.・・・・・・、Kn−)、Knおよび加算器22で構
成される。ただし、Z・1は、離散時間制御ループのサ
ンプリング周期と同し時間Tの間だけトラック振れの推
定信号raを保持する単位メモリであり、この単位メモ
リをディスクのセクタ数n個分(nは正の整数)直列に
接続することによって、ディスク1回転に相当するトラ
ック振れ推定信号raを保持するように、メモリ部21
を構成している。このメモリ部21の最總段の出力は入
力側へ接続され、内部に保持されたトラック振れ推定信
号raはディスクの回転に同期して巡回的に各単位メモ
リの中を移動する。メモリ部21はさらに具体的には、
シフトレジスタ等で構成してもよい。
FIG. 2 is a block diagram of a track runout estimator in one embodiment of the present invention. In FIG. 2, the track runout estimating section includes a memory section 21, a digital compensator, and 2.
.. ..., Kn-), Kn, and an adder 22. However, Z・1 is a unit memory that holds the estimated track runout signal ra only for a time T that is the same as the sampling period of the discrete-time control loop, and this unit memory is used for the number of sectors of the disk (n is The memory unit 21 is connected in series (a positive integer) to hold the track runout estimation signal ra corresponding to one rotation of the disk.
It consists of The output of the highest stage of the memory section 21 is connected to the input side, and the internally held track runout estimation signal ra is cyclically moved in each unit memory in synchronization with the rotation of the disk. More specifically, the memory unit 21 includes:
It may also be configured with a shift register or the like.

ディジタル補償器J +  K2、−、 Kyl−1、
K nは、それぞれ加算器1乗算器などで構成され、メ
モリ部21の各単位メモリの出力信号を増幅したり、デ
ィジタルフィルタリングしたりする。22は各ディジタ
ル補償器の出力の総和をとって、フィードフォワード信
号rcを出力する加算器である。
Digital compensator J + K2, -, Kyl-1,
K n is each composed of an adder, a multiplier, etc., and amplifies or digitally filters the output signal of each unit memory of the memory section 21 . 22 is an adder that sums up the outputs of each digital compensator and outputs a feedforward signal rc.

次に第2図に示したトラック振れ推定部の動作原理につ
いて説明する。第2図において、トラック振れ推定信号
raをあらかじめディスク1回転に相当する分だけn個
の単位メモリに保持しておき、トラッキング動作時にデ
ィスクの回転に同期して、これらの保持した信号を各単
位メモリ毎に取り出し、さらに各ディジタル補償器に入
力した上で加算器22で総和をとることにより、本来の
トラック振れrと同程度の位相もしくはそれよりもやや
位相を進めたトラック振れ推定信号rcを得る。これを
第1図で示した補償位置演算部8の出力信号rdととも
に補間演算部10に入力して、その出力を駆動部12に
入力しアクチュエータ1を駆動することにより、データ
トランスデユーサ2の追従遅れを解消することが可能に
なる。なお、トラック振れ推定部は、以上のようにハー
ドウェアを用いて構成してもよいし、等価な処理をソフ
トウェアで実行するように、マイクロプロセッサなどで
構成してもよい。
Next, the operating principle of the track runout estimation section shown in FIG. 2 will be explained. In Fig. 2, the track runout estimation signal ra is stored in advance in n unit memories for an amount corresponding to one rotation of the disk, and these held signals are transferred to each unit in synchronization with the rotation of the disk during tracking operation. By extracting the signals from each memory, inputting them to each digital compensator, and summing them in the adder 22, a track runout estimation signal rc having a phase similar to that of the original track runout r or slightly ahead of it is obtained. obtain. This is input to the interpolation calculation unit 10 together with the output signal rd of the compensation position calculation unit 8 shown in FIG. It becomes possible to eliminate follow-up delay. Note that the track runout estimating section may be configured using hardware as described above, or may be configured using a microprocessor or the like so that equivalent processing is executed by software.

第3図は、第2図で示したトラック振れ推定部における
トラック振れ推定信号ra、ディジタル補償器Ki(i
=1−n)の出力信号および加算器22の出力信号の信
号波形図である。ここで、ディジタル補償器Kiは、本
実施例では信号を0.1倍する乗算器で構成する。また
、iは第2図に示した単位メモリの先頭から数えてi番
目であることを意味し、i=n・3/4とする。また、
Ki塩以外ディジタル補償器については、K、に2.・
・・・・・Kn−1は除去し、Knはゲイン1の増幅器
とする。
FIG. 3 shows the track runout estimation signal ra in the track runout estimator shown in FIG. 2, and the digital compensator Ki(i
1-n) and the output signal of the adder 22. FIG. Here, in this embodiment, the digital compensator Ki is constituted by a multiplier that multiplies the signal by 0.1. Further, i means the i-th unit memory counted from the beginning of the unit memory shown in FIG. 2, and i=n·3/4. Also,
For digital compensators other than Ki salt, K, 2.・
...Kn-1 is removed, and Kn is made into an amplifier with a gain of 1.

今、第2図のメモリ部21には、予めディスク1回転分
のトラック振れ推定信号が蓄えられているものと仮定す
る。その信号は、ディスクの回転周波数に比例した周波
数成分を含む周期性信号である。従って、i番目の単位
メモリの出力信号は、ディスク1回転の周波数において
、m番目の単位メモリの出力よりも360’  ・ (
1−3/4)=90°だけ位相が進んでいる。第3図に
おいて、(a)はトラック振れ推定信号ra、(b)は
i番目の単位メモリの出力信号に乗算器で係数0.1を
掛けた信号、(C)はこれらの信号を加算器22で加算
した出力信号rcである。ここでディスクの回転角周波
数をωとし、トラック振れには基本波成分のみ含まれて
いる場合を考えている。第3図に示した信号波形は、近
似的にそれぞれ次のような式で記述することができる。
Now, it is assumed that the memory unit 21 shown in FIG. 2 stores in advance a track runout estimation signal for one rotation of the disk. The signal is a periodic signal containing a frequency component proportional to the rotational frequency of the disk. Therefore, the output signal of the i-th unit memory is 360' · (
The phase is advanced by 1-3/4) = 90°. In Fig. 3, (a) is a track runout estimation signal ra, (b) is a signal obtained by multiplying the output signal of the i-th unit memory by a coefficient of 0.1 in a multiplier, and (C) is a signal obtained by multiplying these signals by an adder. This is the output signal rc added in step 22. Here, let us consider the case where the rotational angular frequency of the disk is ω, and the track runout includes only the fundamental wave component. The signal waveforms shown in FIG. 3 can be approximately described by the following equations.

(a):A−s in (ωt) (b):B−cos(ωt) (c):C−s in (ωt+φ) これらの式の間には式(7)の様な関係がある。(a): A-s in (ωt) (b): B-cos(ωt) (c): C-s in (ωt+φ) There is a relationship between these equations as shown in equation (7).

C・5in(ωt+φ)= A−sin(ωt)+B−cos(ω1)・・・・・・
(7) この式を整理して係数を比較すると式(8)9式(9)
を得る。
C・5in(ωt+φ)=A-sin(ωt)+B-cos(ω1)・・・・・・
(7) If we rearrange this equation and compare the coefficients, we get equations (8), 9, and (9).
get.

A=C−cos(φ)・・・・・・(8)B=C−si
n(φ)       ・・・・・・(9)さらにこれ
らより式(10)を得る。
A=C-cos(φ)...(8)B=C-si
n(φ) (9) Furthermore, formula (10) is obtained from these.

tan (φ) = B /A       ・−・−
・・O■今、B=0.1・Aであるので、式(10)よ
りφ=5.7゜C=1.(105・Aとなる。即ち、加
算器22の出力信号rcは、信号raに比べて振幅はほ
ぼ同して位相が5.7°進んでいる。
tan (φ) = B /A ・−・−
・・O■ Now, B=0.1・A, so from equation (10), φ=5.7°C=1. (105·A. That is, the output signal rc of the adder 22 has almost the same amplitude as the signal ra, and is 5.7° ahead of the signal ra in phase.

第3図において(b)の信号は(a)の信号に対して9
0゜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。さらに、第3図において各波形はnの値が非常
に大きい場合を想定してあたかも連続的であるかのよう
に描いたが、実際にはnの値が小さい場合には、階段状
の波形になる。
In Fig. 3, the signal in (b) is 9 compared to the signal in (a).
Although the case where the phase is advanced by 0° is shown, this is not necessarily the case. Furthermore, in Figure 3, each waveform is drawn as if it were continuous, assuming the case where the value of n is very large, but in reality, when the value of n is small, it becomes a step-like waveform. become.

第4図は本発明の一実施例のトラック振れ推定部におけ
るトラック振れ推定方式を示すブロック図である。第4
図において、加算器41は式(11)に基づいてトラッ
ク振れ推定信号raを出力する。
FIG. 4 is a block diagram showing a track runout estimation method in a track runout estimator according to an embodiment of the present invention. Fourth
In the figure, an adder 41 outputs a track runout estimation signal ra based on equation (11).

r a = e 、  + y a         
   ・・・・・1ll)42はこのトラック振れ推定
信号raをα倍(α≦1、αは実数)する乗n器、43
はメモリ部21の最後段の出力信号rbを(1−α)倍
する乗算器、44は乗算器42の出力と乗算′A43の
出力とを加算する加算器である。
r a = e, + y a
...1ll) 42 is a multiplier n that multiplies this track runout estimation signal ra by α (α≦1, α is a real number), 43
44 is a multiplier that multiplies the output signal rb of the last stage of the memory section 21 by (1-.alpha.), and 44 is an adder that adds the output of the multiplier 42 and the output of the multiplication 'A43.

次に第4図に示したトラック振れ推定方式の動作原理に
ついて説明する。第4図において、まず最初のディスク
1回転目はαの値を1とし、ディスクの回転に同期して
メモリ部21にトラック振れ推定信号の初期値を設定す
る。ディスク2回転目以降、αの値を例えば0.5とす
る。このとき、トラック振れ推定信号raは乗算器42
で0.5倍され、メモリ部21から出力されるトラック
振れ推定信号rbは乗算器43で0.5倍される。それ
ぞれの出力を加算器44で加算した後に再度メモリ部2
1に保持する。以後、ディスクの回転にともなってこの
動作を繰り返すことによってトラック振れ推定信号を逐
次累算することができる。ただし、乗算器43の係数は
乗算器42の係数αに対して(1−α)としているので
、メモリ部21に蓄えられる信号の振幅は常に一定に規
格化されている。
Next, the operating principle of the track runout estimation method shown in FIG. 4 will be explained. In FIG. 4, the value of α is set to 1 during the first rotation of the disk, and the initial value of the track runout estimation signal is set in the memory section 21 in synchronization with the rotation of the disk. After the second rotation of the disk, the value of α is set to, for example, 0.5. At this time, the track runout estimation signal ra is transmitted to the multiplier 42.
The track runout estimation signal rb output from the memory section 21 is multiplied by 0.5 by the multiplier 43. After adding the respective outputs in the adder 44, the memory unit 2
Hold at 1. Thereafter, by repeating this operation as the disk rotates, track runout estimation signals can be accumulated one by one. However, since the coefficient of the multiplier 43 is set to (1-α) with respect to the coefficient α of the multiplier 42, the amplitude of the signal stored in the memory section 21 is always standardized to a constant value.

このトラック振れ推定方法の特徴は、ある時点でメモリ
部21に蓄えられたトラック振れ推定信号raは、2回
転目で0.25倍、3回転目で0、125倍というよう
に、時間の経過とともに全体に対する割合を減少する点
にある。従って、αΦ値が零に近いほど、メモリ部21
に過去の推定信号が残留している率が高くなる。この方
法は、上記の動作を繰り返すことによってトラック振れ
推定信号の振幅変動や信号に含まれるランダムな雑音成
分を平滑化することが目的である。なお、トラック振れ
推定部は、以上のようにハードウェアを用いて構成して
もよいし、等価な処理をソフトウェアで実行するように
、マイクロプロセッサなどで構成してもよい。
The feature of this track runout estimation method is that the track runout estimation signal ra stored in the memory unit 21 at a certain point in time is multiplied by 0.25 times in the second rotation, 0.125 times in the third rotation, etc. As a result, its proportion to the whole decreases. Therefore, the closer the αΦ value is to zero, the more the memory unit 21
The probability that past estimated signals remain remains increases. The purpose of this method is to smooth out amplitude fluctuations in the track runout estimation signal and random noise components contained in the signal by repeating the above operations. Note that the track runout estimating section may be configured using hardware as described above, or may be configured using a microprocessor or the like so that equivalent processing is executed by software.

トラック振れ推定の方法について、いくつかの例をあげ
て、さらに具体的に説明する。
The method of estimating track runout will be explained in more detail using some examples.

その第1は、あるトラックにデータトランスデユーサを
追従させた状態で行なう方法である。つまり、第1図に
おいて離散時間制御ループ11を動作させた状態で、第
4図で示した方法に基づいてトラック振れ推定を行なう
The first method is to follow a certain track with a data transducer. That is, with the discrete time control loop 11 operating in FIG. 1, track runout is estimated based on the method shown in FIG. 4.

その第2は、第1図において1li11敗時間制御ルー
プ11を動作させず、駆動部12に一定指令値を与えて
データトランスデユーサ2の絶対位置を固定した状態で
行なう場合である。この場合、トランキング誤差検出部
7はトラック振れに相当する信号を出力し、位置エンコ
ーダ3の出力はある直流値である。
The second case is the case in which the 1li11 failure time control loop 11 in FIG. 1 is not operated and the absolute position of the data transducer 2 is fixed by giving a constant command value to the drive section 12. In this case, the trunking error detection section 7 outputs a signal corresponding to track shake, and the output of the position encoder 3 is a certain DC value.

次に、トラック振れ推定を行なうディスク面上の好まし
い場所について説明する。
Next, preferred locations on the disk surface for estimating track runout will be explained.

その第1は5.上記の例にしたがって、ある特定しない
トラック上にデータトランスデユーサを追従またはその
近傍に固定した状態で行なう場合である。
The first is 5. In accordance with the above example, the data transducer follows an unspecified track or is fixed near the track.

その第2は、トラックシークとトラックシークとの合間
にトラック振れ推定を行なう場合である。
The second case is a case where track runout is estimated between track seeks.

つまり、ある特定しないトラック上にデータトランスデ
ューサを追従またはその近傍に固定した状態である時間
推定処理を行なった後、別のトラックに移動して同し処
理を行なうという動作を繰り返す。
That is, the data transducer follows an unspecified track or performs a time estimation process with the data transducer fixed near the track, and then moves to another track and performs the same process repeatedly.

以上の処理は、その前後に、ディスクにデータを書き込
んだり、あるいはディスクからデータを読み取るといっ
た別種の処理が間に入ることもある。
Before or after the above processing, other types of processing such as writing data to the disk or reading data from the disk may occur.

次にトラック振れ推定を行なう時期について説明する。Next, the timing for estimating track runout will be explained.

例えばフロッピーディスク装置の場合、ホストコンピュ
ータからのアクセスが一定時間なくなると、スピンドル
モータを停止するので、トラック振れ推定はトラックア
クセスの合間をぬって行なわなければならない。しかし
、トラック振れ推定には、少なくともディスク−回転骨
の時間を必要とし、雑音等の影響の少ない良好な推定を
行なうためには、同一のトラックについて更に2〜3回
転を要して平滑化する時間を必要とする。
For example, in the case of a floppy disk drive, the spindle motor is stopped when there is no access from the host computer for a certain period of time, so track runout estimation must be performed between track accesses. However, track runout estimation requires at least disk-rotation time, and in order to perform good estimation with less influence of noise, the same track needs to be rotated two to three more times for smoothing. It takes time.

そこでフロッピーディスク装置にディスクを投入して、
スピンドルモータの回転が開始した直後あるいはスピン
ドルモータの回転を停止する前に、トラック振れ推定を
行なうことが望ましい。また、スピンドルが長時間停止
し、その間にトラック振れが変化するような場合には、
スピンドルモータが回転を停止してから次に回転を開始
するまでの時間を計測して、これがある一定時間を越え
たときにトラック振れ推定を行なえばよい。
So I put the disk into the floppy disk drive and
It is desirable to estimate track runout immediately after the spindle motor starts rotating or before stopping the spindle motor. Also, if the spindle stops for a long time and the track runout changes during that time,
Track runout may be estimated by measuring the time from when the spindle motor stops rotating until it starts rotating again, and when this time exceeds a certain period of time.

次に本発明の一実施例におけるトラック振れ推定部のト
ラックシーク時の動作について説明する。
Next, an explanation will be given of the operation of the track shake estimating section during track seek in one embodiment of the present invention.

第5図は本発明の一実施例におけるディスク装置のトラ
ック追従制御装置のトラックシーク時のブロンク図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram of the track following control device of the disk device in one embodiment of the present invention during track seeking.

第5図において、トラックシーク時には駆動部12を主
体として構成され、加算器51にはトラックシーク指令
rkとトラック振れ推定部9の出力rCとが入力され、
さらに加算器51の出力が駆動部12に入力される。ト
ラック振れ推定部9の構成要件のうち、メモリ部21(
図示せず)は、第2図と同様に巡回的に構成され、その
最後段の出力をディジタル補償器を介さずに直接出力す
る。
In FIG. 5, during track seeking, the drive section 12 is the main component, and the adder 51 receives the track seek command rk and the output rC of the track runout estimating section 9.
Furthermore, the output of the adder 51 is input to the drive section 12. Among the structural requirements of the track runout estimation section 9, the memory section 21 (
(not shown) is configured cyclically as in FIG. 2, and outputs the output of its last stage directly without going through a digital compensator.

駆動部12は加算器51の出力信号に応して駆動される
。トラック振れ推定部の出力を加算器51に加えない場
合を考えると、トラックシーク指令rkを位置指令とし
て入力すると、データトランスデユーサはその指令に応
して、あるトラック上から別のトラック上に自在に移動
させることができる。しかるに、トラックシーク時にも
ディスクの回転にともなってトラック振れは生している
から、データトランスデユーサの移動先のトラックはシ
ーク直後には、トラック振れの分だけずれた位置に移動
している。第5図において、加算器51にトラックシー
ク指令rkとともにトラック振れ推定部9の出力rcを
入力しているのは、このシーク直後の目標トラックのず
れを補正するためである。
The driving section 12 is driven according to the output signal of the adder 51. Considering the case where the output of the track runout estimator is not added to the adder 51, when the track seek command rk is input as a position command, the data transducer moves from one track to another according to the command. Can be moved freely. However, since track runout occurs as the disk rotates even during track seek, the track to which the data transducer moves immediately after the seek is shifted to a position corresponding to the track runout. In FIG. 5, the output rc of the track shake estimating section 9 is input to the adder 51 together with the track seek command rk in order to correct the deviation of the target track immediately after this seek.

次に第1図に示した本発明の一実施例における補間演算
部IOの構成及び動作について説明する。
Next, the configuration and operation of the interpolation calculation unit IO in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be explained.

第1図に示した本発明の一実施例では、セクタサーボ方
式を用いている。このセクタサーボ方式では、セクタ数
に関して以下のような設計上のトレードオフがある。
In one embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a sector servo system is used. This sector servo method has the following design trade-off regarding the number of sectors.

セクタ数を大きく・すると離散時間制御系のサンプリン
グ周波数が高くなって、制御系の帯域を広くとれる。そ
の反面、ディスクの全記録面積に占めるサーボエリアの
面積が大きくなる。ため、ディスクをフォーマットした
時の記憶容量が小さくなる。この様な理由からディスク
記録面積の利用効率を高めるためには、セクタ数を小さ
くする必要がある。セクタ数を小さくした場合、制御系
のサンプリング周波数が低くなって制御帯域を広くとる
ことができない。そのため高いトラック追従性能を得る
ことが困難になる。通常、制御帯域はトラック振れの基
本波の周波数の数倍から十倍程度に設定するので、トラ
ック振れを抑制するための離数時間補償器の抑制ゲイン
を十分に大きくすることができるが、上記の理由で制?
i 4tF域を広くとれない場合には抑制ゲインを大き
くすることが困難である。また、セクタ数が小さい場合
にはサンプリング間隔が長くなり、データトランスデユ
ーサを駆動するアクチュエータにはその間一定の指全信
号しか入力されない。その間にトラックはトラック振れ
によって連続的に変動しているので、トラック振れが大
きい場合には、抑制ゲインを高くした場合でもオフトラ
、りすることがある。この様なセクタ数の小さい場合に
高いトラック追従性能を得る方法として、離散時間的に
駆動部12に入力される目標位置指令信号を時間的に前
後の信号から補間する方法がある。この方法は、目標位
置指令信号を補間することによって、セクタ数を増やし
たのと同等の効果が得られる。
When the number of sectors is increased, the sampling frequency of the discrete time control system becomes higher, and the band of the control system can be wider. On the other hand, the servo area occupies a larger area in the total recording area of the disk. Therefore, the storage capacity becomes smaller when the disk is formatted. For these reasons, it is necessary to reduce the number of sectors in order to improve the utilization efficiency of the disk recording area. If the number of sectors is made small, the sampling frequency of the control system becomes low, making it impossible to widen the control band. Therefore, it becomes difficult to obtain high track following performance. Normally, the control band is set to several times to ten times the frequency of the fundamental wave of track runout, so the suppression gain of the separation time compensator for suppressing track runout can be made sufficiently large. Is it restricted for this reason?
If the i4tF region cannot be widened, it is difficult to increase the suppression gain. Furthermore, when the number of sectors is small, the sampling interval becomes long, and only a constant total finger signal is input to the actuator that drives the data transducer during that time. During this time, the track is continuously fluctuating due to track runout, so if the track runout is large, off-tracking may occur even if the suppression gain is set high. As a method of obtaining high track following performance when the number of sectors is small, there is a method of interpolating the target position command signal input to the drive unit 12 in a discrete time manner from temporally preceding and succeeding signals. This method provides the same effect as increasing the number of sectors by interpolating the target position command signal.

第6図は本発明の一実施例における補間演算部のブロッ
ク図である。第6図において、61は補償位置指令信号
rdとフィードフォワード信号rcとを加算する加算器
、62はその加算器61の出力Wを受けて補間演算を行
なう補間器、63は補間器62の出力する離散時間信号
Vを連続量に変換するサンプルホルダである。ただし、
補間器では、離散時間制御ループのサンプリング周期T
をさらに細かく補間するので、サンプルホルダ63のホ
ールド時間Thは式(+21のような関係となる。
FIG. 6 is a block diagram of an interpolation calculation section in one embodiment of the present invention. In FIG. 6, 61 is an adder that adds the compensation position command signal rd and the feedforward signal rc, 62 is an interpolator that receives the output W of the adder 61 and performs an interpolation operation, and 63 is the output of the interpolator 62. It is a sample holder that converts a discrete time signal V into a continuous quantity. however,
In the interpolator, the sampling period T of the discrete-time control loop
is interpolated more finely, so the hold time Th of the sample holder 63 has a relationship as shown in equation (+21).

Th<T                 ・・・・
・・(13)なお、補間演算部は、第6図に示したよう
な構成法に限らず、例えば補償位置指令信号rdに補間
演算処理した信号にフィードフォワード信号rcを加算
するような構成、あるいはその逆の構成などが考えられ
る。
Th<T...
(13) Note that the interpolation calculation unit is not limited to the configuration shown in FIG. 6, but may be configured, for example, to add the feedforward signal rc to a signal obtained by interpolating the compensation position command signal rd, Alternatively, the opposite configuration may be considered.

一般に、補間とは関数f (x)のm個の点X1゜X2
.・・・、Xmにおけるf(X)の値が既知の時に、こ
れらの点以外の点Xにおけるr (x)の値を既知のf
xの値を基にして求めることである。厳密にはXの値が
上記のm個の値の最小値と最大値との間に入っている場
合を特に補間、その外にある場合を補外という。補間の
方法としては、Lagrangeの補間法など公知の手
法がある。以下では、点Xの数mが2の場合、即ち2個
のデータを用いて補間または補外するという最も単純な
場合を例として取り上げて、補間器62の具体的な機能
、動作について説明する。また、以下では簡単のために
、上記した補外と補間の違いを明確に区別せず、補間と
いう言葉で表記するものとする。
In general, interpolation is m points X1°X2 of a function f (x)
.. ..., when the value of f(X) at Xm is known, the value of r(x) at points X other than these points is expressed as the known f
It is determined based on the value of x. Strictly speaking, when the value of X falls between the minimum and maximum values of the above m values, it is called interpolation, and when it falls outside of that range, it is called extrapolation. As the interpolation method, there are known methods such as Lagrange's interpolation method. In the following, the specific functions and operations of the interpolator 62 will be explained by taking as an example the simplest case where the number m of points X is 2, that is, interpolation or extrapolation is performed using two pieces of data. . Further, in the following, for the sake of simplicity, the difference between the above-mentioned extrapolation and interpolation will not be clearly distinguished, and the term "interpolation" will be used instead.

第7図は、第1図及び第6図に示した本発明のディスク
装置のトラック追従制御装置において、補間演算を施さ
ない場合のトラック振れr、加算器61の出力W、目標
位置指令信号rs、データトランスデユーサの絶対位置
ys、実トラッキング誤差esの信号波形図である。こ
こで、実トラッキング誤差esとは、データトランスデ
ユーサと目標情報トラックとの実際のトランキング誤差
を意味し、次式で与えられる。
FIG. 7 shows the track runout r, the output W of the adder 61, and the target position command signal rs when no interpolation calculation is performed in the track following control device for the disk drive of the present invention shown in FIGS. 1 and 6. , the absolute position ys of the data transducer, and the actual tracking error es. Here, the actual tracking error es means the actual trunking error between the data transducer and the target information track, and is given by the following equation.

es=r−ys           −−03)同図
(b)は、離散時間信号であり、サンプリグ間隔をTと
して、横軸をkT (kは正の整数)で示した。
es=rys --03) Figure (b) shows a discrete time signal, where the sampling interval is T and the horizontal axis is kT (k is a positive integer).

第7図において、加算器61の出力Wをサンプルホール
ドして得られる目標位置指令信号rsの波形は大きな階
段状になっている。この信号rsに対する駆動部12の
応答、即ちデータトランスデユーサの位置ysの波形も
同様に大きな階段状となる。その結果、実トラッキング
誤差esは振幅の大きい振動性の波形になる。
In FIG. 7, the waveform of the target position command signal rs obtained by sampling and holding the output W of the adder 61 has a large step-like shape. The response of the drive unit 12 to the signal rs, ie, the waveform of the data transducer position ys, similarly has a large step-like shape. As a result, the actual tracking error es becomes an oscillatory waveform with a large amplitude.

第8図は、以下に述べる第1の補間方法を実現するため
の補間器の具体的な構成を示すブロック図である0図中
、81は周期Tでサンプリグされた入力信号Wを周期T
/mでさらに細かくサンプリングするためのサンプラ、
82はディスクフィルタHzであり、いずれも周期T 
/ mの補間パルスに基づいて動作する。ディジタルフ
ィルタ82は、入力信号を平清化する積分フィルタで構
成する。
FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of an interpolator for realizing the first interpolation method described below. In FIG.
/m sampler for more detailed sampling,
82 is a disk filter Hz, both of which have a period T
/ m interpolation pulses. The digital filter 82 is composed of an integral filter that smoothes the input signal.

83は信号をa倍(aは正の実数、a〈1)する乗算器
、84は信号を(1−a)倍する乗算器である。また、
Zlはサンプル期間T / mの間データを保持するレ
ジスタである。補間器は、以上のように、ハードウェア
を用いて構成してもよいし、等価な処理をソフトウェア
で実行するように、マイクロプロセッサなどで構成して
もよい。
83 is a multiplier that multiplies the signal by a (a is a positive real number, a<1), and 84 is a multiplier that multiplies the signal by (1-a). Also,
Zl is a register that holds data during the sample period T/m. The interpolator may be configured using hardware as described above, or may be configured using a microprocessor or the like so that equivalent processing is executed by software.

第9図は、第1の補間方法を用いて補間演算を施した場
合の各部の信号波形図である(ただし、m=2とする)
。第9図0))において、黒丸で示したサンプル信号が
補間前の入力w (KT)である。
FIG. 9 is a signal waveform diagram of each part when interpolation calculation is performed using the first interpolation method (m=2)
. In FIG. 90)), the sample signal indicated by a black circle is the input w (KT) before interpolation.

白丸で示したサンプル量が補間された信号である。The sample amount indicated by the white circle is the interpolated signal.

この信号w(K−T/m)が周期T / mの補間パル
スを基準にして動作するディジタルフィルタ82に入力
する。ディジタルフィルタで平滑化された信号Vを、第
6図のサンプルホルダ63でホールドして信号rsを得
る。第7図(C)の信号rsと比較すると、階段の落差
が小さくなっている。
This signal w(K-T/m) is input to a digital filter 82 that operates based on an interpolation pulse with a period of T/m. The signal V smoothed by the digital filter is held by the sample holder 63 in FIG. 6 to obtain the signal rs. Compared with the signal rs in FIG. 7(C), the height of the stairs is smaller.

その結果、実トラッキング誤差esの振幅は小さく、波
形は滑らかになっている。さらに補間点数mを増すこと
によってesの応答をより滑らかにかつ振幅を小さくす
ることができる。以上のように、離散時間補償器の出力
Wをより細かくサンプリングした後、さらにディジタル
積分フィルタリングすることによって、トラック追従性
が改善されることになる。この方法は、−Sにオーバー
サンプリングと呼ばれる。この方法と、単に入力信号を
補間(内挿)する場合とを比較すると、サーボ系のノイ
ズをディジタルフィルタで除去できるという点で、この
方法は優れている。
As a result, the amplitude of the actual tracking error es is small and the waveform is smooth. Furthermore, by increasing the number of interpolation points m, the response of es can be made smoother and the amplitude smaller. As described above, track followability is improved by sampling the output W of the discrete time compensator more finely and then further performing digital integral filtering. This method is called -S oversampling. When this method is compared with simply interpolating the input signal, this method is superior in that servo system noise can be removed using a digital filter.

第10図は、以下に述べる第2の補間方法を実現するた
めの補間器の具体的な構成を示すブロック図である。図
中、1(11は入力信号Wを期間Tの間保持するための
レジスタであり、セクタの検出パルスに同期して動作す
る。102は現在入力w (KT)とレジスタ出力w(
(K−1)T)との差を求める加算器、103は加算器
102の出力を1/m倍(m=2)する乗算器、1(1
4)は乗算器103の出力と現在入力w (KT)とを
加える加算器であり補間パルスに基づいて動作する。
FIG. 10 is a block diagram showing a specific configuration of an interpolator for implementing the second interpolation method described below. In the figure, 1 (11 is a register for holding the input signal W for a period T, and operates in synchronization with the sector detection pulse. 102 is a register that holds the input signal W for a period T. 102 is a register that holds the input signal W for a period T.
(K-1)T); 103 is a multiplier that multiplies the output of adder 102 by 1/m (m=2);
4) is an adder that adds the output of the multiplier 103 and the current input w (KT), and operates based on interpolation pulses.

補間器は、以上のようにハードウェアを用いて構成して
もよいし、等価な処理をソフトウェアで実行するように
、マイクロプロセンサなどで構成してもよい。
The interpolator may be configured using hardware as described above, or may be configured using a microprocessor or the like so that equivalent processing is executed by software.

第11図は、第2の補間方法を用いて補間演算を施した
場合の各部の信号波形図である。同図(b)において、
黒丸で示したサンプル信号が補間前の入力w (KT)
である。この場合の補間処理は、現在のサンプル信号w
 (KT)の頂点と、1つ前のサンプル信号w((K−
1)T)の頂点とを結んだ線(破線で示す)の延長線を
、その次のサンプル期間においてm等分した信号値(白
丸で示す)を採る。
FIG. 11 is a signal waveform diagram of each part when interpolation calculation is performed using the second interpolation method. In the same figure (b),
The sample signal indicated by the black circle is the input before interpolation w (KT)
It is. The interpolation process in this case is based on the current sample signal w
(KT) and the previous sample signal w((K−
1) Take the signal value (indicated by white circles) obtained by dividing the extension line of the line (indicated by a broken line) connecting the apex of T) into m equal parts in the next sample period.

次に、第9図(C)に示すように補間された出力Vを、
第6図のサンプルホルダ63でホールドして信号rsを
得る。ここでは補間処理をしない場合との違いを斜線部
で示している。即ち、信号rsの波形は第7図(C)よ
りも段差の小さい波形になる。
Next, the interpolated output V as shown in FIG. 9(C) is
It is held in a sample holder 63 in FIG. 6 to obtain a signal rs. Here, the difference from the case without interpolation processing is shown by diagonal lines. That is, the waveform of the signal rs has smaller steps than that shown in FIG. 7(C).

そのため駆動部6の応答ysも第7図(d)よりも滑ら
かになる。この結果、実トラッキング誤差esの振幅は
小さく、波形は滑らかになる。さらに補間点数mを増す
ことによってesの応答をより滑らかにかつ振幅を小さ
くすることができる。以上のように、信号Wを補間する
ことによって、トラック追従性が改善されることになる
Therefore, the response ys of the drive section 6 is also smoother than in FIG. 7(d). As a result, the amplitude of the actual tracking error es is small and the waveform becomes smooth. Furthermore, by increasing the number of interpolation points m, the response of es can be made smoother and the amplitude smaller. As described above, by interpolating the signal W, track followability is improved.

次に、補間器のさらに別の構成方法について説明する。Next, another method of configuring the interpolator will be described.

即ち、上記した第1および第2の補間方法では、現在ま
たは数サンプル時間前の離散時間出力Wに基づいて補間
演算していたが、以下では離散時間信号Wを学習的また
は繰返し周期的に予め保持させておいて、これに基づい
て補間演算する方法について説明する。
That is, in the first and second interpolation methods described above, interpolation calculations are performed based on the current or several sample time previous discrete time output W, but in the following, the discrete time signal W is preliminarily or repeatedly periodically calculated. A method of holding the data and performing interpolation calculations based on this will be explained.

第12図は、以下に述べる第3の補間方法を実現するた
めの補間器の具体的な構成を示すブロック図である。図
中、121は予めディスク1周分の信号Wを保持するメ
モリ部であり、セクタの検出パルスに同期して巡回的に
動作する。122はx(KT)と時間的にその一つ後の
出力x ((k+1)T)との差を求める加算器である
。123は加算器122の出力を1 / m倍(m=2
)する乗算器、124は乗算器123の出力と現在入力
w(KT)とを加える加算器であり補間パルスに基づい
て動作する。補間器は、以上のようにハードウェアを用
いて構成してもよいし、等価な処理をソフトウェアで実
行するように、マイクロプロセッサなどで構成してもよ
い。
FIG. 12 is a block diagram showing a specific configuration of an interpolator for implementing the third interpolation method described below. In the figure, reference numeral 121 denotes a memory section that holds in advance the signal W for one revolution of the disk, and operates cyclically in synchronization with the sector detection pulse. Reference numeral 122 denotes an adder that calculates the difference between x(KT) and the output x ((k+1)T) immediately after it in time. 123 multiplies the output of the adder 122 by 1/m (m=2
), the multiplier 124 is an adder that adds the output of the multiplier 123 and the current input w(KT), and operates based on the interpolation pulse. The interpolator may be configured using hardware as described above, or may be configured using a microprocessor or the like so that equivalent processing is executed by software.

第13図は、第3図の補間方法を用いて補間演算を施し
た場合の補間器の各部の信号波形図である。第13図(
a)は、メモリ部121に学習的または繰返し周期的に
予め記憶された#数時間信号を示す、同図(b)で、黒
丸で示したサンプル信号は、補間器に実時間で入力され
る離散時間信号w (KT)を示す。このサンプル信号
をメモリ部121番こ保持されたサンプル信号に基づい
て以下のようにして補間する。即ち、メモリ部121に
保持されたサンプル信号から、現在のサンプル時間と次
のサンプル時間との間の傾き(破線で示す)を求め、こ
の傾きに基づいて次のサンプル期間を補間(白丸で示す
)する。この手順を各サンプル入力について行なうこと
によりディスク1周分の補間ができる。上記の方法で補
間処理を行なった信号Vを第6図のサンプルホルダ63
でホールドして、信号rsを得、これを駆動部12に入
力することによって、前記の第1.第2の補間方法と同
様にトラック追従性を改善させることができる。
FIG. 13 is a signal waveform diagram of each part of the interpolator when interpolation calculation is performed using the interpolation method shown in FIG. Figure 13 (
Figure a) shows a # several-hour signal that has been stored in advance in the memory unit 121 in a learning or repeated periodic manner. In Figure (b), the sample signal indicated by a black circle is input to the interpolator in real time. A discrete time signal w (KT) is shown. This sample signal is interpolated as follows based on the sample signal held in the memory section 121. That is, the slope (indicated by a broken line) between the current sample time and the next sample time is determined from the sample signal held in the memory unit 121, and the next sample period is interpolated (indicated by a white circle) based on this slope. )do. By performing this procedure for each sample input, interpolation for one rotation of the disk can be performed. The signal V that has been interpolated using the above method is transferred to the sample holder 63 in FIG.
By holding the signal rs and inputting it to the drive unit 12, the first signal rs is held. Similarly to the second interpolation method, track followability can be improved.

第13図に示した補間の方法は、前記した補外(外挿)
に相当する。この方法を補間(内挿)と比較すると、−
iに補間した方が信号の位相が進むという点で、サーボ
系に用いる場合には補外の方が優れている。なお、第1
2図におむ)て、メモリ部121は第2図のメモリ部2
1と異なる。ただし、補間演算部を第6図に示したよう
に構成せず、例えばフィードフォワード信号rcを補間
処理した後に補償位置指令信号rdと加算するように構
成する場合には、第12図のメモリ部121として第2
図のメモリ部21を用いることができる。
The interpolation method shown in Figure 13 is the extrapolation method described above.
corresponds to Comparing this method with interpolation, −
Extrapolation is better when used in a servo system in that the phase of the signal advances when interpolated to i. In addition, the first
2), the memory section 121 is the same as the memory section 2 in FIG.
Different from 1. However, if the interpolation calculation section is not configured as shown in FIG. 6, but is configured to perform interpolation processing on the feedforward signal rc and then add it to the compensation position command signal rd, then the memory section shown in FIG. 2nd as 121
The memory section 21 shown in the figure can be used.

次に、補償位置演算部の具体的構成について述べる。Next, the specific configuration of the compensation position calculation section will be described.

第14図は、本発明の一実施例における補償位置演算部
のブロンク図である。同図におし)で、Zlはサンプル
時間Tの間離数時間信号を保持する単位メモリ、Ha 
(z)は低域補償ディジタルフィルり、Hb (Z)は
巡回型ディジタルフィルタ、LPFは安定化のために巡
回型ディジタルフィルタの中に挿入されたディジタルロ
ーパスフィルタである。また、Ll、L2.L8.L、
はある係数を入力信号に掛ける乗算器である。
FIG. 14 is a block diagram of the compensation position calculation section in one embodiment of the present invention. (shown in the same figure), Zl is a unit memory that holds the signal for several hours apart from the sampling time T, and Ha
(z) is a low-frequency compensation digital filter, Hb (Z) is a recursive digital filter, and LPF is a digital low-pass filter inserted into the recursive digital filter for stabilization. Also, Ll, L2. L8. L,
is a multiplier that multiplies the input signal by a certain coefficient.

第15図は、第14図のような補償位置演算部を用いた
時のトラッキング誤差e1から補償位置指令信号rdま
での伝達関数の周波数特性の一例であり、同図において
(a)は利得特性図、(b)は位相特性図である。第1
5図において、fOはディスクの回転周波数である。そ
の整数倍の高調波成分に対しても所定の高ゲインが得ら
れていることがわかる。なお、補償位置演算部の構成は
、上記の構成に限定ささることはなく、−Cに、トラン
キング誤差信号に含まれる低域周波数成分のゲインを増
大させるような低域補償器で構成することも可能である
FIG. 15 is an example of the frequency characteristic of the transfer function from the tracking error e1 to the compensation position command signal rd when using the compensation position calculation section as shown in FIG. FIG. 5(b) is a phase characteristic diagram. 1st
In FIG. 5, fO is the rotation frequency of the disk. It can be seen that a predetermined high gain is obtained even for harmonic components that are integral multiples of the harmonic components. Note that the configuration of the compensation position calculation section is not limited to the above configuration, and may include a low-frequency compensator that increases the gain of low-frequency components included in the trunking error signal at -C. It is also possible.

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トラッ
ク追従制御装置は、複数の情報トラックをその表面に備
えた情報記録ディスクの情報トラック上の情報を記録/
再生することが可能なデータトランスデユーサと、前記
データトランスデユーサを目標位置指令信号に従って自
在に移動させる−ことのできる駆動手段と、前記データ
トランスデユーサの動作変位量を検出してその現在位置
を示す現在位置信号を出力する位置エンコーダ手段と、
前記データトランスデユーサの位置と前記情報トラック
との位置誤差を検出し、トラッキング誤差信号を出力す
るトランキング誤差検出手段と、前記情報トラックの偏
心あるいはうねりによるトラック振れを推定して、この
推定に基づいてフィードフォワード信号を1戒するトラ
・ンク振れ推定手段と、前記トラッキング誤差信号に基
づいて前記駆動部を制御する離散時間制御ループとを含
み、前記離散時間制御ループは、前記トラ・ノキング誤
差信号に基づいて補償位置指令信号を演算するための補
償位置演算手段と、前記フィードフォワード信号と前記
補償位置指令信号に基づいて補間演算を行なって前記駆
動手段に加えられる補間信号を1戒する補間演算手段と
を含んで構成され、さらに前記トラック振れ推定手段は
、トラッキング誤差信号と位置エンコーダ手段から得ら
れる現在位置信号とを加算する第1の加算手段と、ディ
スクの回転に応じた前記第1の加算手段の出力に基づく
トラック振れ推定信号を予め保持する有限個の単位メモ
リ手段で構成されるメモリ手段と、各単位メモリ手段の
出力に基づく信号ならびに前記第1の加算手段の出力に
基づく信号を入力とする有限個の補償手段と、各補償手
段の出力に基づく信号を加算する第2の加算手段とを含
んで構成され、この第2の加算手段の出力に基づく信号
をフィードフォワード信号として出力するように構成さ
れているので、以下のような優れた効果を持つ。
As described in detail, the track following control device for a disk drive of the present invention records/records information on the information track of an information recording disk having a plurality of information tracks on its surface.
a data transducer capable of reproducing; a driving means capable of freely moving the data transducer according to a target position command signal; position encoder means for outputting a current position signal indicating the position;
trunking error detection means for detecting a positional error between the position of the data transducer and the information track and outputting a tracking error signal; and a discrete time control loop that controls the drive section based on the tracking error signal, the discrete time control loop is configured to detect the track knocking error. Compensation position calculation means for calculating a compensation position command signal based on the signal; and interpolation for performing an interpolation calculation based on the feedforward signal and the compensation position command signal to obtain an interpolation signal applied to the drive means. The tracking error estimating means includes a first adding means for adding the tracking error signal and the current position signal obtained from the position encoder means, and the first adding means for adding the tracking error signal and the current position signal obtained from the position encoder means; a memory means constituted by a finite number of unit memory means for pre-holding a track runout estimation signal based on the output of the adding means; a signal based on the output of each unit memory means and a signal based on the output of the first adding means; and a second addition means that adds signals based on the output of each compensation means, and a signal based on the output of the second addition means as a feedforward signal. Since it is configured to output, it has the following excellent effects.

まず、トラック振れ推定手段によって情報トラックの偏
心やうねりを推定し、推定されたトラック振れの情報に
基づいてフィードフォワード制御を行なうことによって
安定で、−層高いトラッキング性能を得ることができる
First, the eccentricity and waviness of the information track are estimated by the track runout estimating means, and feedforward control is performed based on the estimated track runout information, thereby making it possible to obtain stable and even higher tracking performance.

またトラック振れ推定は、トラッキング誤差信号と位置
エンコーダから得られる現在位置信号とを加算した信号
に基づいて行なうため、推定の際に偏差や雑音の抑制が
問題とならず、演算に手間がかからない。
Furthermore, since the track runout estimation is performed based on a signal obtained by adding the tracking error signal and the current position signal obtained from the position encoder, suppression of deviation and noise is not a problem during estimation, and calculations do not require much effort.

またトラック振れ推定手段を上記のように構成すること
により、信号位相の改善されたフィードフォワード信号
を駆動部に付与するため、さらに−層高いトラッキング
性能を得ることができる。
Further, by configuring the track shake estimating means as described above, a feedforward signal with an improved signal phase is applied to the drive section, so that even higher tracking performance can be obtained.

また位置エンコーダ手段によって、駆動手段の現在位置
を精度良(かつ分解能高く認識できるので微妙な位置法
め調整ができ、同時にステイフネスを高くでき振動衝撃
力を抑制できるため、情報トラックを高密度化できる。
In addition, the position encoder means can recognize the current position of the drive means with high precision (and high resolution), making it possible to make delicate positional adjustments.At the same time, it is possible to increase stiffness and suppress vibration and impact forces, making it possible to increase the density of information tracks. .

また、補間演算手段によって、フィードフォワード信号
と補償位置演算手段に基づいて補間演算を行なって補間
信号を生威し、これを目標位置指令の中に加えることに
よって、いっそう高いトラッキング性能を得ることがで
きる。
Furthermore, the interpolation calculation means performs interpolation calculation based on the feedforward signal and the compensation position calculation means to produce an interpolation signal, and by adding this to the target position command, even higher tracking performance can be obtained. can.

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

第1図は本発明の一実施例におけるディスク装置のトラ
ック追従制御装置の構成図、第2図は本発明の一実施例
におけるトラック振れ推定部の構成図、第3図はトラッ
ク振れ推定部における各部の信号波形図、第4図は本発
明の一実施例におけるトラック振れ推定部におけるトラ
ック振れ推定方法を示すブロック図、第5図は本発明の
一実施例におけるディスク装置のトラック追従制御装置
のトラックシーク時のブロック図、第6図は本発明の一
実施例における補間演算部のブロック図、第7図は本発
明のディスク装置のトラック追従制御装置において、補
間演算を施さない場合の各信号の波形図、第8図は第1
の補間方法を実現するための補間器の具体的な構成を示
すブロック図、第9図は第1の補間方法を用いて補間演
算を施した場合の各部の信号波形図、第10図は第2の
補間方法を実現するための補間器の具体的な構成を示す
ブロック図、第11図は第2の補間方法を用いて補間演
算を施した場合の各部の信号波形図、第12図は第3の
補間方法を実現するための補間器の具体的な構成を示す
ブロック図、第13図は第3の補間方法を用いて補間演
算を施した場合の補間器の各部の信号波形図、第14図
は本発明の一実施例における補償位置演算部のブロック
図、第15図はトラッキング誤差elから補償位置指令
信号「dまでの伝達関数の一例の周波数特性図である。 1・・・・・・アクチュエータ、2・・・・・・データ
トランスデユーサ、3・・・・・・位置エンコーダ、4
・・・・・・電力供給回路、5・・・・・・補償器、6
・・・・・・比較器、7・・・・・・トラ1.キング誤
差検出手段、8・・・・・・補償位置演算部、9・・・
・・・トラック振れ推定部、10・・・・・・補間演算
部、11・・・・・・ディスク装置のトラック追従制御
装置、12・・・・・・駆動部、13・・・・・・情報
トラック、14・・・・・・ディスク、15・・・・・
・サンプルホルダ、21・・・・・・メモリ部、22・
・・・・・加算器。
FIG. 1 is a block diagram of a track following control device of a disk drive in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a track runout estimating section in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a track deflection estimation section in an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram showing a track runout estimation method in the track runout estimating section in an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram of the track following control device of a disk device in an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram of an interpolation calculation unit in an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a block diagram of the track seeking control device for a disk drive of the present invention, when the interpolation calculation is not performed. The waveform diagram of Fig. 8 is the first waveform diagram.
FIG. 9 is a block diagram showing the specific configuration of an interpolator to implement the first interpolation method, FIG. 9 is a signal waveform diagram of each part when interpolation calculation is performed using the first interpolation method, and FIG. Figure 11 is a block diagram showing the specific configuration of an interpolator for implementing the second interpolation method. Figure 11 is a signal waveform diagram of each part when performing interpolation calculations using the second interpolation method. A block diagram showing a specific configuration of an interpolator for realizing the third interpolation method, FIG. 13 is a signal waveform diagram of each part of the interpolator when interpolation calculation is performed using the third interpolation method, FIG. 14 is a block diagram of the compensation position calculation unit in an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a frequency characteristic diagram of an example of the transfer function from the tracking error el to the compensation position command signal "d." 1... ...Actuator, 2...Data transducer, 3...Position encoder, 4
...Power supply circuit, 5...Compensator, 6
... Comparator, 7 ... Tiger 1. King error detection means, 8... Compensation position calculation section, 9...
. . . Track shake estimating section, 10 . . . Interpolation calculation unit, 11 .・Information track, 14...Disc, 15...
・Sample holder, 21... Memory section, 22.
...Adder.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の情報トラックをその表面に備えた情報記録
ディスクの情報トラック上の情報を記録/再生すること
が可能なデータトランスデューサを含んだディスク装置
のトラック追従制御装置であって、前記データトランス
デューサを目標位置指令信号に従って自在に移動させる
ことのできる駆動手段と、前記データトランスデューサ
の動作変位量を検出してその現在位置を示す現在位置信
号を出力する位置エンコーダ手段と、前記データトラン
スデューサの位置と前記情報トラックとの位置誤差を検
出し、トラッキング誤差信号を出力するトラッキング誤
差検出手段と、前記情報トラックの偏心あるいはうねり
によるトラック振れを推定して、この推定に基づいてフ
ィードフォワード信号を生成するトラック振れ推定手段
と、前記トラッキング誤差信号に基づいて前記駆動手段
を制御する離散時間制御ループとを含み、前記離散時間
制御ループは、前記トラッキング誤差信号に基づいて補
償位置指令信号を演算するための補償位置演算手段と、
前記フィードフォワード信号と前記補償位置指令信号に
基づいて補間演算を行なって前記駆動手段に加えられる
補間信号を生成する補間演算手段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トラック追従制御装置
(1) A track following control device for a disk device including a data transducer capable of recording/reproducing information on an information track of an information recording disk having a plurality of information tracks on its surface, the data transducer drive means capable of freely moving the data transducer in accordance with a target position command signal; a position encoder means for detecting the amount of operational displacement of the data transducer and outputting a current position signal indicating the current position; tracking error detection means for detecting a positional error with the information track and outputting a tracking error signal; and a track for estimating track runout due to eccentricity or waviness of the information track and generating a feedforward signal based on this estimation. and a discrete time control loop for controlling the drive means based on the tracking error signal, the discrete time control loop for calculating a compensated position command signal based on the tracking error signal. position calculation means;
Track following control for a disk device, comprising: interpolation calculation means for performing interpolation calculation based on the feedforward signal and the compensation position command signal to generate an interpolation signal to be applied to the drive means. Device.
(2)トラック振れ推定手段は、トラッキング誤差信号
と位置エンコーダ手段から得られる現在位置信号とを加
算する第1の加算手段と、ディスクの回転に応じた前記
第1の加算手段の出力に基づくトラック振れ推定信号を
予め保持する有限個の単位メモリ手段で構成されるメモ
リ手段と、各単位メモリ手段の出力に基づく信号ならび
に前記第1の加算手段の出力に基づく信号を入力とする
有限個の補償手段と、各補償手段の出力に基づく信号を
加算する第2の加算手段とを含んで構成され、この第2
の加算手段の出力に基づく信号をフィードフォワード信
号として出力するように構成されることを特徴とする請
求項(1)記載のディスク装置のトラック追従制御装置
(2) The track shake estimating means includes a first adding means for adding a tracking error signal and a current position signal obtained from the position encoder means, and a tracking based on the output of the first adding means according to the rotation of the disk. A memory means constituted by a finite number of unit memory means for pre-holding a shake estimation signal, and a finite number of compensation units receiving as input a signal based on the output of each unit memory means and a signal based on the output of the first addition means. and a second addition means for adding signals based on the outputs of the respective compensation means,
2. The track following control device for a disk device according to claim 1, wherein the device is configured to output a signal based on the output of the adding means as a feedforward signal.
(3)トラック振れ推定手段は、第1の加算手段の出力
に基づく信号と既にメモリ手段に保持された信号に基づ
いて、トラック振れ推定信号をディスクの過去の複数回
転にわたって平滑、生成することを特徴とする請求項(
2)記載のディスク装置のトラック追従制御装置。
(3) The track runout estimating means smoothes and generates the track runout estimation signal over multiple past revolutions of the disk based on the signal based on the output of the first addition means and the signal already stored in the memory means. Claims characterized (
2) Track following control device for a disk device as described above.
(4)トラック振れ推定手段は、メモリ手段の出力に基
づく信号を定数倍する乗算手段と、第1の加算手段の出
力に基づく信号と前記乗算手段の出力に基づく信号とを
加算する加算手段を含んで構成され、この加算手段の出
力に基づく信号とを加算する加算手段を含んで構成され
、この加算手段の出力に基づく信号を前記メモリ手段に
入力することを特徴とする請求項(3)記載のディスク
装置のトラック追従制御装置。
(4) The track runout estimation means includes a multiplication means for multiplying a signal based on the output of the memory means by a constant, and an addition means for adding a signal based on the output of the first addition means and a signal based on the output of the multiplication means. Claim (3) characterized in that it is configured to include an adding means for adding a signal based on the output of the adding means and a signal based on the output of the adding means, and inputs a signal based on the output of the adding means to the memory means. A track following control device for the disk device described above.
(5)トラック振れ推定手段は、ディスク上の不特定の
トラックについて、トラック振れ推定信号をディスクの
過去の複数回転にわたって平滑、生成することを特徴と
する請求項(3)記載のディスク装置のトラック追従制
御装置。
(5) Track runout estimating means for a disk device according to claim (3), wherein the track runout estimation means smoothes and generates a track runout estimation signal for an unspecified track on the disk over a plurality of past rotations of the disk. Follow-up control device.
(6)トラック振れ推定手段は、ディスク上の複数のト
ラックについて、トラック振れ推定信号をディスクの過
去の複数回転にわたって平滑、生成することを特徴とす
る請求項(3)記載のディスク装置のトラック追従制御
装置。
(6) Track following of a disk device according to claim (3), wherein the track runout estimation means smoothes and generates track runout estimation signals for a plurality of tracks on the disk over a plurality of past rotations of the disk. Control device.
(7)トラック振れ推定手段は、トラックシーク時にデ
ィスクの回転に応じて有限個の単位メモリ手段に予め保
持されたトラック振れ推定信号を巡回的に各単位メモリ
手段の間で移動させるとともに、メモリ手段の出力信号
を駆動手段に入力することを特徴とする請求項(2)記
載のディスク装置のトラック追従制御装置。
(7) The track runout estimating means cyclically moves the track runout estimation signal stored in advance in a finite number of unit memory means among the unit memory means according to the rotation of the disk during track seek, and the memory means 3. The track following control device for a disk drive according to claim 2, wherein the output signal of the output signal is inputted to the drive means.
(8)トラック振れ推定手段は、ディスクの回転開始直
後あるいは回転停止直前の少なくともいずれかにトラッ
ク振れ推定を行なうことを特徴とする請求項(1)記載
のディスク装置のトラック追従制御装置。
(8) The track following control device for a disk drive according to claim (1), wherein the track runout estimating means performs the track runout estimation at least either immediately after the rotation of the disk starts or immediately before the rotation of the disk is stopped.
(9)トラック振れ推定手段は、ディスクが回転を停止
してから次に回転を開始するまでの時間が一定時間を越
えた場合にトラック振れ推定を行なうことを特徴とする
請求項(1)記載のディスク装置のトラック追従制御装
置。
(9) According to claim (1), the track runout estimating means performs track runout estimation when the time from when the disk stops rotating until when it starts rotating again exceeds a certain period of time. track following control device for disk drives.
(10)補間演算手段は、補償位置指令信号あるいはフ
ィードフォワード信号の少なくともいずれかを離散時間
系列よりも細かい離散時間系列で補間を行なうサンプル
手段を含んで構成されることを特徴とする請求項(1)
記載のディスク装置のトラック追従制御装置。
(10) The interpolation calculation means includes sampling means for interpolating at least either the compensation position command signal or the feedforward signal in a discrete time series finer than the discrete time series. 1)
A track following control device for the disk device described above.
(11)補間演算手段は、過去の補償位置指令信号を記
憶する第1のメモリ手段と、過去のフィードフォワード
信号を記憶する第2のメモリ手段と、前記第1のメモリ
手段あるいは前記第2のメモリ手段の少なくともいずれ
かの出力信号に基づいて予測演算を行なう少なくとも加
算機能を有する演算手段とを含んで構成されることを特
徴とする請求項(1)記載のディスク装置のトラック追
従制御装置。
(11) The interpolation calculation means includes a first memory means for storing past compensated position command signals, a second memory means for storing past feedforward signals, and the first memory means or the second memory means for storing past feedforward signals. 2. The track following control device for a disk drive according to claim 1, further comprising arithmetic means having at least an addition function for performing a predictive calculation based on at least one output signal of the memory means.
(12)補間演算手段は、補償位置指令信号あるいはフ
ィードフォワード信号の少なくともいずれかを学習的ま
たは繰返し周期的に保持するメモリ手段と、前記メモリ
手段の出力信号に基づいて前記演算手段において補間演
算を行なう少なくとも加算機能を有する演算手段とを含
んで構成されることを特徴とする請求項(1)記載のデ
ィスク装置のトラック追従制御装置。
(12) The interpolation calculation means includes a memory means that stores at least one of the compensation position command signal or the feedforward signal learningly or repeatedly, and performs an interpolation calculation in the calculation means based on the output signal of the memory means. 2. The track following control device for a disk device according to claim 1, further comprising arithmetic means having at least an addition function.
(13)補償位置演算手段は、トラッキング誤差信号に
含まれる低域周波数成分のゲインを増大させるような低
域補償手段を含んで構成されることを特徴とする請求項
(1)記載のディスク装置のトラック追従制御装置。
(13) The disk device according to claim (1), wherein the compensation position calculation means includes low-frequency compensation means for increasing the gain of low-frequency components included in the tracking error signal. track following control device.
(14)補償位置演算手段は、トラッキング誤差信号に
含まれるディスクの回転周波数の基本周波数成分と高調
波成分に対して所定の高ゲインを得るための巡回的なデ
ィジタルフィルタを含んで構成されることを特徴とする
請求項(1)記載のディスク装置のトラック追従制御装
置。
(14) The compensation position calculation means is configured to include a cyclic digital filter for obtaining a predetermined high gain for the fundamental frequency component and harmonic component of the rotational frequency of the disk included in the tracking error signal. A track following control device for a disk device according to claim 1, characterized in that:
(15)位置エンコーダ手段は、データトランスデュー
サの可動範囲内の所定の基準点に対する変位量を前記可
動範囲の全域にわたってリニアに表わす現在位置信号を
出力するように構成されることを特徴とする請求項(1
)記載のディスク装置のトラック追従制御装置。
(15) The position encoder means is configured to output a current position signal that linearly represents the amount of displacement of the data transducer relative to a predetermined reference point within the movable range over the entire movable range. (1
) track following control device for a disk device.
(16)駆動手段は、データトランスデューサを自在に
移動させることのできるアクチュエータ手段と、目標位
置指令信号と位置エンコーダ手段の出力する現在位置信
号との偏差に応じた偏差量を出力する比較手段と、この
比較手段の出力信号に基づいて前記アクチュエータ手段
に電流を供給する電力供給手段とを含んで構成されるこ
とを特徴とする請求項(1)記載のディスク装置のトラ
ック追従制御装置。
(16) The drive means includes an actuator means that can freely move the data transducer, and a comparison means that outputs a deviation amount according to the deviation between the target position command signal and the current position signal output by the position encoder means; 2. The track following control device for a disk drive according to claim 1, further comprising power supply means for supplying current to said actuator means based on the output signal of said comparison means.
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