JPH04112205A - Positioning controller - Google Patents

Positioning controller

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JPH04112205A
JPH04112205A JP23204590A JP23204590A JPH04112205A JP H04112205 A JPH04112205 A JP H04112205A JP 23204590 A JP23204590 A JP 23204590A JP 23204590 A JP23204590 A JP 23204590A JP H04112205 A JPH04112205 A JP H04112205A
Authority
JP
Japan
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temperature
control
model
vibration
correction means
Prior art date
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Pending
Application number
JP23204590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Takaishi
和彦 高石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP23204590A priority Critical patent/JPH04112205A/en
Publication of JPH04112205A publication Critical patent/JPH04112205A/en
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to control positioning of a part to be controlled with a high precision without an influence of external oscillation regardless of application of oscillation dependent upon temperature to a system by a control part by constituting a controller of the part to be controlled, a driving part, a position detecting part, the control part, first to third correcting means, and a model. CONSTITUTION:When oscillation is applied to the system, a first correcting means 5 estimates the position of a control part 1 to be controlled by a model 8, where this oscillation is taken into consideration, to correct the control of a control part 4. When the temperature of the system is changed, a second correcting means 6 corrects the model 8 and the correcting means 5 corrects the control of the control part 4. At the time of controlling the control part 4 at intervals of a prescribed time, a third correcting means 7 uses the difference between the position of the part 1 measured by a position measuring part 3 and the estimated position of the part 1 estimated by the correcting means 5 to successively correct the model 8. Thus, the model 8 corrected by the correcting means 7 approximates the actual system, and the correcting means accurately estimates the position of the part 1 to be controlled in a short time, and the control of the control part 4 is corrected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ディスク装置におけるヘッドの位置決め制御装置に関し
、 防振部材の温度特性に基づく筐体の振動を推定して高精
度な位置決め制御を図ることを目的とし、被制御部と、
該被制御部を移動させて、位置決めを行う駆動部と、前
記被制御部の位置を測定する位置測定部と、前記駆動部
を制御する制御部を有し、少なくとも前記被制御部及び
前記駆動部を含む系の振動をモデル化し、該モデルによ
り前記被制御部の位置を推定し、前記制御部の制御を補
正する第1の補正手段と、前記系の温度が変化した場合
に前記モデルを修正する第2の補正手段と、該第2の補
正手段により修正された前記モデルにより前記第1の補
正手段が推定した前記被制御部の推定位置と前記位置測
定部が測定した前記被制御部の位置との差を用いて前記
モデルを逐次修正する第3の補正手段とより構成した。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a head positioning control device in a disk drive, and aims to estimate the vibration of a casing based on the temperature characteristics of a vibration isolating member to achieve highly accurate positioning control. Department and
The control unit includes a drive unit that moves and positions the controlled unit, a position measurement unit that measures the position of the controlled unit, and a control unit that controls the drive unit, and includes at least the controlled unit and the drive unit. a first correction means for modeling the vibration of a system including a part, estimating the position of the controlled part using the model, and correcting control of the control part; a second correction means for correcting, the estimated position of the controlled part estimated by the first correction means based on the model corrected by the second correction means, and the controlled part measured by the position measuring section; and a third correction means for sequentially correcting the model using the difference between the position of the model and the position of the model.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、ディスク装置におけるヘッドの位置決め制御
装置に関する。
The present invention relates to a head positioning control device in a disk device.

近年の磁気ディスク、光ディスクの高密度化、ヘッドを
搭載したアクチュエータの高速化の要請に伴い、高精度
のヘッドの位置決めか要求される。
With the recent demands for higher density magnetic disks and optical disks and higher speed actuators equipped with heads, highly accurate head positioning is required.

而して、ヘッド、ディスクが筐体内に収納されるディス
ク装置では、外部振動により筐体が振動するとオフ位置
決めの原因となる。そこで、筐体か振動しても高精度な
位置決め制御か可能な位置決め制御装置が要求される。
In a disk device in which a head and a disk are housed in a housing, if the housing vibrates due to external vibrations, this may cause off-positioning. Therefore, there is a need for a positioning control device that can perform highly accurate positioning control even if the housing vibrates.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ヘッド及びディスクが筐体内に密閉されているディスク
装置においては、筐体内の温度変化はヘッドのオフトラ
ックの主要因となりうる。そのため、従来より温度変化
によるディスクの伸縮、熱偏心に起因するオフトラック
を補償するヘッドの位置決め制御装置が提案されていた
。また、筐体の振動を防止すべく、筐体は防振部材を介
して密閉されている。そして、本出願人は、外部振動に
よる防振部材の筐体に及ぼす共振の影響を防止する位置
決め制御装置を発明した(特願平2−28198)。
In a disk device in which a head and a disk are sealed within a housing, temperature changes within the housing can be a major cause of head off-track. For this reason, head positioning control devices have been proposed that compensate for disk expansion and contraction due to temperature changes and off-track caused by thermal eccentricity. Further, in order to prevent vibration of the housing, the housing is sealed with a vibration isolating member interposed therebetween. The applicant has also invented a positioning control device that prevents the influence of resonance on the casing of a vibration isolating member due to external vibrations (Japanese Patent Application No. 2-28198).

〔発明か解決しようとする課題〕[Invention or problem to be solved]

しかし、従来は防振部材の温度変化による防振特性の劣
化及び防振部材と筐体により構成される共振系の温度変
化による防振特性の変化に対しては、具体的対策は殆と
採られていなかった。即ち、防振部材に強い防振部材を
用いて温度変化による筐体の振動を防いだり、防振構造
に特徴をもたせたりしていた(特開平1−286192
)。そのため、温度変化により防振部材の特性が劣化す
ると、筐体が振動してヘッドの位置決め制御に悪影響を
与えるという課題を生じていた。
However, in the past, few concrete measures have been taken to prevent the deterioration of the vibration-isolating properties due to temperature changes in the vibration-isolating member and the changes in the vibration-isolating properties due to temperature changes in the resonant system composed of the vibration-isolating member and the casing. It wasn't. In other words, strong anti-vibration members were used to prevent vibrations of the casing due to temperature changes, and features were added to the anti-vibration structure (Japanese Patent Laid-Open No. 1-286192
). Therefore, when the characteristics of the vibration isolating member deteriorate due to temperature changes, the casing vibrates, which adversely affects head positioning control.

一方、前述した特願平2−28198で対処しようとす
るとアクセス時間がかかりすぎるという課題があった。
On the other hand, when attempting to solve this problem using the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2-28198, there was a problem in that access time was too long.

そこで、防振部材の温度特性に基づく筐体の振動を推定
して高精度な位置決め制御を図ることを目的として以下
の手段を設けた。
Therefore, the following means was provided for the purpose of estimating the vibration of the casing based on the temperature characteristics of the vibration isolating member and achieving highly accurate positioning control.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題に鑑み、本発明の位置決め装置を、被制御部l
と、該被制御部lを移動させて、位置決めを行う駆動部
2と、前記被制御部lの位置を測定する位置測定部3と
、前記駆動部2を制御する制御部4を有し、少なくとも
前記被制御部1及び前記駆動部2を含む系の振動をモデ
ル化し、該モデル8により前記被制御部lの位置を推定
し、前記制御部4の制御を補正する第1の補正手段5と
、前記系の温度が変化した場合に前記モデル8を修正す
る第2の補正手段6と、該第2の補正手段6により修正
された前記モデル8により前記第1の補正手段5が推定
した前記被制御部lの推定位置と前記位置測定部3が測
定した前記被制御部1の位置との差を用いて前記モデル
8を逐次修正する第3の補正手段7とより構成とした。
In view of the above problems, the positioning device of the present invention is
and a driving section 2 that moves and positions the controlled section l, a position measuring section 3 that measures the position of the controlled section l, and a control section 4 that controls the driving section 2, A first correction means 5 that models the vibration of a system including at least the controlled section 1 and the drive section 2, estimates the position of the controlled section 1 using the model 8, and corrects the control of the control section 4. and a second correction means 6 that corrects the model 8 when the temperature of the system changes, and the first correction means 5 estimated by the model 8 corrected by the second correction means 6. The third correction means 7 sequentially corrects the model 8 using the difference between the estimated position of the controlled part 1 and the position of the controlled part 1 measured by the position measuring part 3.

〔作用〕[Effect]

系に振動が加われば、第1の補正手段5がかかる振動を
加味したモデル8により、被制御部lの位置を推定し、
制御部4の制御を補正する。一方、かかる振動が温度依
存性で、系の温度が変化すれば、第2の補正手段が前記
モデル8を修正して、第1の補正手段5が制御部4の制
御を補正する。
When vibration is applied to the system, the first correction means 5 estimates the position of the controlled part l using a model 8 that takes into account the vibration,
The control of the control unit 4 is corrected. On the other hand, if such vibration is temperature dependent and the temperature of the system changes, the second correction means corrects the model 8, and the first correction means 5 corrects the control of the control section 4.

また、制御部4を所定の時間間隔で制御する場合は、そ
の間内で変化する系の温度等を測定できず、モデル8に
よる被制御部lの推定位置にも誤差か生じる。これに対
しては、第3の補正手段か、位置測定部3により測定し
た被制御部lの位置と、第1の補正手段5により推定し
た被制御部lの推定位置との差を用いて、モデル8を逐
次修正する。
Furthermore, when controlling the control section 4 at predetermined time intervals, it is not possible to measure the temperature of the system that changes within that period, and an error occurs in the estimated position of the controlled section l by the model 8. To deal with this, the third correction means or the difference between the position of the controlled part l measured by the position measuring section 3 and the estimated position of the controlled part l estimated by the first correction means 5 can be used. , model 8 is successively modified.

これにより、第3の補正手段により修正されたモデル8
は実際の系に近づき、第1の補正手段5は、被制御部l
の位置を短時間に、かつ正確に推定でき、制御部4の制
御を補正する。
As a result, the model 8 corrected by the third correction means
approaches the actual system, and the first correction means 5
The position of can be estimated accurately in a short time, and the control of the control unit 4 can be corrected.

〔実施例〕〔Example〕

以下第2図を用いて本発明による位置決め制御装置の原
理を説明する。
The principle of the positioning control device according to the present invention will be explained below with reference to FIG.

制御手段である制御手段信号発生器31は、制御対象3
2及び計算手段である制御対象モデル33に制御信号i
を送信する。ここで、制御手段信号発生器31は制御対
象32の位置決めを制御する。
The control means signal generator 31, which is a control means, controls the control object 3.
2 and a control object model 33 which is a calculation means.
Send. Here, the control means signal generator 31 controls the positioning of the controlled object 32.

また、制御対象モデル33は制御対象32と同一装置を
モデル化したものである。本発明の特徴は、制御対象モ
デル33により制御対象32の位置を推定して正確な位
置決めを行うことである。外部振動がない場合は、制御
対象モデル33は、制御手段信号発生器31による制御
信号iにより、制御対象32と全く同様に位置決めされ
るため、制御対象32の正確な位置を推定できる。従っ
て、制御信号iは制御対象32の高精度の位置決めがで
きる。
Furthermore, the controlled object model 33 is a model of the same device as the controlled object 32. A feature of the present invention is that the position of the controlled object 32 is estimated using the controlled object model 33 to perform accurate positioning. When there is no external vibration, the controlled object model 33 is positioned in exactly the same way as the controlled object 32 by the control signal i from the control means signal generator 31, so that the accurate position of the controlled object 32 can be estimated. Therefore, the control signal i allows highly accurate positioning of the controlled object 32.

ところが、外部振動が制御対象32に及ぶと制御手段信
号発生器31による制御信号iでは、正確な制御対象3
2の位置決めは困難となる。そこで、制御対象モデル3
3は、定常振動下における制御対象32の運動を解析し
、該振動下であっても制御対象32の位置を正確に推定
できるようにした。そして、制御対象モデル33は、推
定位置X、を制御対象32の実際の位置x1と比較・差
分され、Xt(=X+  Xt )が0になるように更
に補正される。このようにして得られた制御対象モデル
33の位置情報Xは制御手段信号発生器31に帰還され
、適性な制御信号iを再度制御対象32及び制御対象の
モデル33に送信する。よって、定常振動下においても
制御信号iは制御対象32の高精度の位置決めかできる
。なお、直接制御対象32の位置情報X、で制御信号i
を補正すると、位置決めのアクセス時間かかかり過ぎる
ため、かかる方法は採用していない。
However, when the external vibration reaches the controlled object 32, the control signal i from the control means signal generator 31 does not accurately match the controlled object 3.
Positioning 2 becomes difficult. Therefore, the controlled object model 3
No. 3 analyzes the motion of the controlled object 32 under steady vibration, and makes it possible to accurately estimate the position of the controlled object 32 even under the vibration. Then, the controlled object model 33 compares and subtracts the estimated position X from the actual position x1 of the controlled object 32, and further corrects it so that Xt (=X+Xt) becomes 0. The position information X of the controlled object model 33 obtained in this way is fed back to the control means signal generator 31, and an appropriate control signal i is transmitted again to the controlled object 32 and the controlled object model 33. Therefore, even under steady vibration, the control signal i can position the controlled object 32 with high precision. Note that the control signal i is determined by the position information X of the directly controlled object 32.
Since correcting this would require too much access time for positioning, such a method is not adopted.

しかし、例えば磁気ディスク装置では、ディスク、ヘッ
ド等が筐体内に密閉され、該筐体がゴム等で構成された
防振部材を介して支持されているものが多い。そして、
ゴムの防振特性は温度によって変化するため、温度変化
により防振制御か有効に働かない場合がある。かかる場
合、外部振動は温度に依存する非定常振動となるため、
上記の方法では制御信号iで制御対象3またるヘッドの
高精度の位置決めが困難となる。そこで、制御対象モデ
ル33には、補正手段である特性補正器34を接続し、
温度変化による制御対象モデル33の特性補正を行うこ
ととした。これにより、温度補正された制御対象モデル
33の推定位a X 2は制御対象32の実際の位置X
1により近つくことかできる。そして、特性補正器34
により補正された制御対象のモデル33は、上述したよ
うにx3(=x+  X2)か0になるように更に補正
され、制御手段信号発生器31の制御信号iを補正する
However, in many magnetic disk devices, for example, the disk, head, etc. are sealed inside a housing, and the housing is supported via a vibration isolating member made of rubber or the like. and,
Since the anti-vibration properties of rubber change depending on the temperature, anti-vibration control may not work effectively due to temperature changes. In such a case, the external vibration becomes an unsteady vibration that depends on the temperature.
In the above method, it is difficult to accurately position the head across the three control objects using the control signal i. Therefore, a characteristic corrector 34, which is a correction means, is connected to the controlled object model 33,
It was decided to correct the characteristics of the controlled object model 33 due to temperature changes. As a result, the temperature-corrected estimated position a X 2 of the controlled object model 33 is changed from the actual position
It is possible to get closer to 1. And characteristic corrector 34
The model 33 of the controlled object corrected by is further corrected to x3 (=x+X2) or 0 as described above, and the control signal i of the control means signal generator 31 is corrected.

なお、推定位置X2は、制御対象32の実際の位置X、
と比較されるため、特性補正器34を除去しても制御手
段信号発生器31に帰還される信号は同じである。しか
し、かかる方法では、位置決めのアクセス時間がかかり
過ぎるため、採用していない。
Note that the estimated position X2 is the actual position X of the controlled object 32,
Therefore, even if the characteristic corrector 34 is removed, the signal fed back to the control means signal generator 31 is the same. However, this method has not been adopted because it takes too much time for positioning access.

以下、第3図のディスク装置の具体的構成を参照して詳
述する。第3図は本発明のディスク装置の制御系統図で
ある。ディスク装置27はディスク11とヘッド13.
14を図示しない筐体内に有し、該筐体は防振ゴム等の
図示しない防振部材により支持されている。なお、本実
施例では、ヘッドの位置決めサーボにサーボ面サーボ方
法を用いて、13をサーボヘッド、14をデータヘッド
としているが、本発明はサーボ面サーボ方法のみに限定
されない。コントローラ25は、サーボ系の制御回路2
2と、ディスク11に記録又は再生処理を施すデータヘ
ッドを制御するリード・ライト制御回路23と、ディス
ク11を回転させるスピンドルモータ12の回転数を制
御するモータ制御回路20を総括する。インターフェイ
ス26はホストコンピュータ等との間でデータの送受信
を行う。
Hereinafter, a detailed description will be given with reference to the specific configuration of the disk device shown in FIG. FIG. 3 is a control system diagram of the disk device of the present invention. The disk device 27 has a disk 11 and a head 13 .
14 in a housing (not shown), and the housing is supported by a vibration isolating member (not shown) such as vibration isolating rubber. In this embodiment, a servo surface servo method is used for head positioning servo, and 13 is a servo head and 14 is a data head, but the present invention is not limited to only the servo surface servo method. The controller 25 is a servo system control circuit 2
2, a read/write control circuit 23 that controls a data head that performs recording or reproduction processing on the disk 11, and a motor control circuit 20 that controls the rotation speed of the spindle motor 12 that rotates the disk 11. The interface 26 sends and receives data to and from a host computer and the like.

本発明の特徴である位置決め制御は、本実施例中、サー
ボ系の制御回路22のマイクロプロセッサ(MPU)、
21で行われる。即ち、第1図における制御信号発振器
31はMPU21である。MPU21はD/A変換器2
0及び増幅器17を介して、アクチュエータ15内の駆
動コイルにかかる駆動電流を流す。アクチュエータ15
はかかる駆動電流により、ヘッド13及び14をディス
ク11の半径方向に回動させ、所定のトラックに位置決
めをする。従って、本実施例では、第1図における制御
対象32はアクチュエータ先端部のヘッド13及び14
である。一方、サーボヘッド13の位置情報は増幅器1
6で増幅後、サーボ復調器18て復調され、A/D変換
器19を介して、MPU21に伝達される。これにより
、MPU21はヘッド13及び14の現在位置を認識で
きる。
Positioning control, which is a feature of the present invention, is performed by the microprocessor (MPU) of the servo system control circuit 22 in this embodiment.
It will be held on the 21st. That is, the control signal oscillator 31 in FIG. 1 is the MPU 21. MPU21 is D/A converter 2
A drive current applied to the drive coil in the actuator 15 is applied to the drive coil in the actuator 15 through the amplifier 17 and the amplifier 17. Actuator 15
This drive current causes the heads 13 and 14 to rotate in the radial direction of the disk 11 and position them on a predetermined track. Therefore, in this embodiment, the controlled object 32 in FIG. 1 is the head 13 and 14 at the tip of the actuator.
It is. On the other hand, the position information of the servo head 13 is transmitted to the amplifier 1.
After amplification in step 6, the signal is demodulated in servo demodulator 18, and transmitted to MPU 21 via A/D converter 19. This allows the MPU 21 to recognize the current positions of the heads 13 and 14.

筐体と防振部材により構成される系は、所定の共振周波
数を有する。本発明の特徴の1っである制御対象モデル
33は、かかる筐体の共振系を含み、アクチュエータ1
5の位置・速度、筐体の移動量・移動速度等を推定する
。そして、かかる制御対象モデル33はMPU21にプ
ログラムとして作成されている。但し、本実施例のよう
に制御対象モデル33はプログラム化されている必要は
ない。このモデルを用いた場合の定常振動下における位
置決め制御について説明する。
The system constituted by the casing and the vibration isolating member has a predetermined resonant frequency. The controlled object model 33, which is one of the features of the present invention, includes the resonance system of the casing and the actuator 1
The position and speed of 5, the amount of movement and speed of the housing, etc. are estimated. The controlled object model 33 is created as a program in the MPU 21. However, the controlled object model 33 does not need to be programmed as in this embodiment. Positioning control under steady vibration using this model will be explained.

アクチュエータ15の移動によるヘッド13及び14の
位置をX、ヘッド13及び14の速度をv1アクチュエ
ータ15の質量をm1アクチユエータを電流Uで駆動し
た時、ラプラス演算子をS、力定数をBI!とすると、 S X=V             〜 (1)s 
v =       u       −(2)となる
。ここに、筐体はアクチュエータ15の移動による反力
を受ける。防振部材と筐体の系の共振角周波数をω。と
じた時、筐体の振動を2次の共振系として考えると、減
衰定数ζより、なる応答を示す。なお、Mはアクチュエ
ータ15の質量mを含む筐体全体の質量である。この時
の筐体の移動量をXo、運動速度をVD!、筐体に作用
する外力の大きさをfとすると、 S Xow=Vnt       −−(4)SVot
=  (Lull 2Xot  2ζω6VDg−とな
る。これより、オフトラック量yは、y = x + 
x ot       −(6)となる。
The position of the heads 13 and 14 due to the movement of the actuator 15 is X, the speed of the heads 13 and 14 is v1, the mass of the actuator 15 is m1, when the actuator is driven with a current U, the Laplace operator is S, and the force constant is BI! Then, S X=V ~ (1)s
v = u - (2). Here, the housing receives a reaction force due to the movement of the actuator 15. The resonant angular frequency of the system of the vibration isolation member and the casing is ω. When the vibration of the housing is considered as a second-order resonance system, the damping constant ζ gives the following response. Note that M is the mass of the entire casing including the mass m of the actuator 15. The amount of movement of the housing at this time is Xo, and the speed of movement is VD! , if the magnitude of the external force acting on the casing is f, then S Xow=Vnt --(4) SVot
= (Lull 2Xot 2ζω6VDg-. From this, the off-track amount y is y = x +
x ot −(6).

筐体に作用する外力の大きさfは時間に関して一定とす
ると、次式を満たす。
Assuming that the magnitude f of the external force acting on the casing is constant over time, the following equation is satisfied.

s f = 0        − (7)外乱fは時
間的に一定であるとしているか、サーボ信号を取得する
サンプリング時間に対して十分に長い周期を持つ外乱振
動ならば、数サンプリング時間内では外乱の大きさはほ
ぼ一定と見なせるので、低周波の外乱振動に対しても推
定できる。
s f = 0 - (7) If the disturbance f is assumed to be constant over time, or if the disturbance vibration has a sufficiently long period for the sampling time to acquire the servo signal, the magnitude of the disturbance will change within a few sampling times. can be considered to be almost constant, so it can be estimated even for low-frequency disturbance vibrations.

以上の式を用いてMPU21で各変数の数値を推定する
。推定する際には、実際に測定される位置と上記式で計
算される推定位置との差を取り、位置・速度・外力等の
推定値を測定位置と推定位置の差の大きさに応じて補正
することにより各変数値を修正する。
The MPU 21 estimates the numerical value of each variable using the above formula. When estimating, take the difference between the actually measured position and the estimated position calculated using the above formula, and calculate the estimated values of position, velocity, external force, etc. according to the size of the difference between the measured position and the estimated position. Each variable value is corrected by correction.

それぞれのサンプリング時間毎のアクチュエータと筐体
の移動距離と速度を求めて筐体の加速度α、を次のよう
にして計算する。
The moving distance and speed of the actuator and the housing for each sampling time are determined, and the acceleration α of the housing is calculated as follows.

この加速度に適当な係数を乗して通常のアクチュエータ
への電流出力に加算することにより、筐体の振動に追従
させるようにヘッドを動作することかできる。
By multiplying this acceleration by an appropriate coefficient and adding it to the current output to the normal actuator, the head can be operated to follow the vibration of the housing.

第4図は、第2図の制御対象モデル33を、アクチュエ
ータ15を2次の積分系、筐体の振動を2次の共振系と
したときの例である。同図において、アクチュエータエ
5は駆動電流iより、加速度αは(Bf−i)/m、速
度Vはα/S、位置XはV/Sとなる。また、筐体は加
速度α、は(8)式の通り、速度V、は(I DE/ 
S s位置XotはVD!/sとなる。そして、オフト
ラック量yが(6)式より求まるので、yが0となるよ
うにMPU25はアクチュエータ15に駆動信号を送信
する。
FIG. 4 is an example of the controlled object model 33 of FIG. 2 in which the actuator 15 is a second-order integral system and the vibration of the casing is a second-order resonance system. In the figure, the actuator 5 has an acceleration α of (Bf-i)/m, a velocity V of α/S, and a position X of V/S based on the drive current i. In addition, the acceleration α of the housing is as shown in equation (8), and the velocity V is (IDE/
S s position Xot is VD! /s. Then, since the off-track amount y is determined from equation (6), the MPU 25 sends a drive signal to the actuator 15 so that y becomes 0.

次に、本発明の特徴である制御対象モデル33を温度補
正する機構について説明する。制御対象モデル33の温
度補正は、第2図における特性補正器34が行うか、本
実施例ではかかる特性補正器34も第3図のMPU21
である。第3図中ヘッド13及び14の温度はディスク
装置の内部又は外部に設けられた温度センサ28と、該
温度センサ28が検出した値からヘッド13及び14の
温度を算出する温度測定回路29より求められる。
Next, a mechanism for temperature-correcting the controlled object model 33, which is a feature of the present invention, will be explained. Temperature correction of the controlled object model 33 is performed by the characteristic corrector 34 in FIG. 2, or in this embodiment, the characteristic corrector 34 is also performed by the MPU 21 in FIG.
It is. In FIG. 3, the temperatures of the heads 13 and 14 are determined by a temperature sensor 28 provided inside or outside the disk device, and a temperature measurement circuit 29 that calculates the temperatures of the heads 13 and 14 from the values detected by the temperature sensor 28. It will be done.

MPU21は温度測定回路29からヘッド13及び14
の温度情報を受は取るが、かかる温度測定回路29はデ
ィスク装置内に設けられていなくてもよい。また、温度
センサ28、温度測定回路29を用いずに、外部装置よ
りインターフェイス26、コントローラ25を介してM
PU21に温度情報を通知してもよい。温度補正による
制御方法を第5図を参照して説明する。
The MPU 21 connects the heads 13 and 14 from the temperature measurement circuit 29.
However, such a temperature measurement circuit 29 does not need to be provided in the disk device. Also, without using the temperature sensor 28 and temperature measurement circuit 29, M
You may notify temperature information to PU21. A control method using temperature correction will be explained with reference to FIG.

第5図は本発明の制御定数修正方法による位置め制御の
フローチャートである。まず、工程501が温度変化が
あるかどうかを判断する。即ち、温度センサ28及び温
度測定回路29により、ヘッド13及び14の温度が測
定され、MPU21に通知される。温度変化がある場合
には、工程502が制御定数を変更する。ここで、制御
定数とは、具体的にはトラック間隔、力定数、VCMの
抵抗値等を表す。これらは、後述する工程507が行う
駆動電流の出力を決定する指標となる。なお、温度変化
がなければ、制御定数は変更されず、従前の制御定数を
基に補正電流、駆動電流か計算される。
FIG. 5 is a flowchart of positioning control using the control constant correction method of the present invention. First, step 501 determines whether there is a temperature change. That is, the temperatures of the heads 13 and 14 are measured by the temperature sensor 28 and the temperature measurement circuit 29, and the MPU 21 is notified. If there is a temperature change, step 502 changes the control constants. Here, the control constant specifically represents the track interval, force constant, resistance value of VCM, etc. These serve as indicators for determining the drive current output in step 507, which will be described later. Note that if there is no temperature change, the control constant is not changed, and the correction current and drive current are calculated based on the previous control constant.

次に工程503が時刻Tk(サンプリング時1A)での
ヘッド13及び14の位置推定を行う。続いて工程50
4が時刻Tkになったかどうかを判断する。本制御は一
定時間間隔で連続的に制御する帰還制御方法を採用して
いる。そのため、所定の時間間隔となっているかどうか
を判断する。時刻Tkが経過していると判断されれば、
工程505がサーボヘッド13の現在位置を検出する。
Next, in step 503, the positions of the heads 13 and 14 at time Tk (sampling time 1A) are estimated. Next, step 50
4 is determined to be time Tk. This control employs a feedback control method that performs continuous control at fixed time intervals. Therefore, it is determined whether a predetermined time interval has been reached. If it is determined that time Tk has passed,
Step 505 detects the current position of the servo head 13.

目標位置へヘッドを位置決めさせる駆動電流を計算する
ためである。かかるサーボヘッド13の位置情報はMP
U21に通知される。
This is to calculate the drive current for positioning the head to the target position. The position information of the servo head 13 is MP
U21 will be notified.

工程505の結果から工程506、工程507及び工程
508により工程509が゛駆動電流を出力する。工程
506は制御電流を計算する。制御電流とは、振動によ
る影響を考慮せずに現在位置から目標位置までサーボヘ
ッド13を移動させるために駆動コイルに流す電流であ
る。工程507は温度か変化した場合の筐体振動を推定
する。前述のように制御対象たるヘッド13及び14の
現在位置と、制御対象モデルによる推定位置とを比較・
差分して筐体の加速度を求め、次の推定位置を求めるた
めに測定された現在位置によって制御対象モデルによる
推定位置を修正する。そして工程508が振動による影
響を打ち消すような補正電流を計算する。
Based on the result of step 505, step 509 outputs a driving current through steps 506, 507, and 508. Step 506 calculates the control current. The control current is a current that is passed through the drive coil in order to move the servo head 13 from the current position to the target position without considering the influence of vibration. Step 507 estimates the vibration of the housing when the temperature changes. As mentioned above, the current positions of the heads 13 and 14, which are the control targets, are compared with the positions estimated by the control target model.
The acceleration of the casing is determined by the difference, and the estimated position by the controlled object model is corrected by the measured current position in order to obtain the next estimated position. Step 508 then calculates a correction current that cancels out the effects of vibration.

これに対して、工程507は補正電流を計算する。In contrast, step 507 calculates a correction current.

補正電流は工程502の制御定数と密接に関係する。The correction current is closely related to the control constant of step 502.

工程509が制御電流値及び補正電流値とより駆動電流
を出力する。駆動電流とは、ヘッド13及び14を回動
させるアクチュエータ15の駆動コイルに流す電流であ
る。これにより、温度に依存する振動が筐体に加わって
も、MPU21はヘッド13及び14の高精度の位置決
めか可能と−なる。
Step 509 outputs a drive current based on the control current value and the correction current value. The drive current is a current flowing through the drive coil of the actuator 15 that rotates the heads 13 and 14. This allows the MPU 21 to position the heads 13 and 14 with high precision even if temperature-dependent vibrations are applied to the housing.

なお、本制御は帰還制御なので、工程508かカウント
する。
Note that since this control is feedback control, the process 508 is counted.

ヘッド13及び14の位置決めか終了すると、リード・
ライト回路23によりディスク11に記録又は再生処理
が施される。ライト・モードの場合は、上位装置からイ
ンターフェイス26を介してコントローラ25に加えら
れたデータがリード・ライト回路23よりデータヘッド
l 4’に加えられて、ディスク11の所定トラックに
記録される。
After completing the positioning of heads 13 and 14, the lead
The write circuit 23 performs recording or reproduction processing on the disc 11 . In the write mode, data applied from the host device to the controller 25 via the interface 26 is applied to the data head l4' by the read/write circuit 23 and recorded on a predetermined track of the disk 11.

また、リードモードの場合は、データヘッド14により
読出されたデータがリード・ライト回路23よりコント
ローラ25、インターフェイス26を介して上位装置に
転送される。
In the read mode, data read by the data head 14 is transferred from the read/write circuit 23 to the host device via the controller 25 and interface 26.

前述の実施例は、主として磁気ディスク装置について説
明しているが、光デイスク装置等の他のディスク装置に
対しても適用することができる。
Although the above-mentioned embodiment mainly describes a magnetic disk device, it can also be applied to other disk devices such as an optical disk device.

また、プリンタ装置のヘッドの位置決め、半導体集積回
路等の製造装置におけるXYステージの位置決め、数値
制御(NC)工作機械の工具等の位置決め、ロボットの
アーム等の位置決め等の各種の高精度の位置決め制御に
対して適用できる。
We also provide various types of high-precision positioning control, such as positioning the head of printer equipment, positioning of XY stages in manufacturing equipment such as semiconductor integrated circuits, positioning of tools, etc. of numerical control (NC) machine tools, and positioning of robot arms, etc. Applicable to

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、温度に依存する
振動が系に加わっても、制御部4は、被制御部1を外部
振動の影響を受けないように高精度に位置決め制御でき
る。
As described above, according to the present invention, even if temperature-dependent vibrations are applied to the system, the control section 4 can control the positioning of the controlled section 1 with high precision so as not to be affected by external vibrations.

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

第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明による位置決め制御装置の系統図、 第3図はディスク装置の制御系統図、 第4図は本発明の制御対象モデルの例を示す図、第5図
は本発明の制御定数修正方法による位置決め制御のフロ
ーチャートである。 図において、 1は被制御部、 2は駆動部、 3は位置検出部、 4は制御部、 5は第1の補正手段、 6は第2の補正手段、 7は第3の補正手段、 8はモデル、 lはディスク、 2はスピンドルモータ、 3はサーボヘッド、 4はデータヘッド、 5はアクチュエータ、 617は増幅器、 8はサーボ復調器、 9はA/D変換器、 0より/A変換器、 lはMPU。 2はサーボ系の制御回路、 lはリード・ライト制机回路、 4はスピンドルモータの回転数制御回路、5はコントロ
ーラ、 6はインターフェイス 7はディスク装置、 8は温度センサ、 9は温度測定回路 31は制御信号発生器、 32は制御対象、 33は制御対象モデル、 34は特性補正器、 を示す。
Fig. 1 is a principle diagram of the present invention, Fig. 2 is a system diagram of a positioning control device according to the invention, Fig. 3 is a control system diagram of a disk device, and Fig. 4 is a diagram showing an example of a controlled object model of the present invention. , FIG. 5 is a flowchart of positioning control using the control constant correction method of the present invention. In the figure, 1 is a controlled part, 2 is a drive part, 3 is a position detection part, 4 is a control part, 5 is a first correction means, 6 is a second correction means, 7 is a third correction means, 8 is the model, l is the disk, 2 is the spindle motor, 3 is the servo head, 4 is the data head, 5 is the actuator, 617 is the amplifier, 8 is the servo demodulator, 9 is the A/D converter, 0/A converter , l is MPU. 2 is a servo system control circuit, l is a read/write control circuit, 4 is a spindle motor rotation speed control circuit, 5 is a controller, 6 is an interface 7 is a disk device, 8 is a temperature sensor, 9 is a temperature measurement circuit 31 is a control signal generator, 32 is a controlled object, 33 is a controlled object model, and 34 is a characteristic corrector.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被制御部(1)と、該被制御部(1)を移動させ
て、位置決めを行う駆動部(2)と、前記被制御部(1
)の位置を測定する位置測定部(3)と、前記駆動部(
2)を制御する制御部(4)を有し、 少なくとも前記被制御部(1)及び前記駆動部(2)を
含む系の振動をモデル化し、該モデル(8)により前記
被制御部(1)の位置を推定し、前記制御部(4)の制
御を補正する第1の補正手段(5)と、 前記系の温度が変化した場合に前記モデル(8)を修正
する第2の補正手段(6)と、 該第2の補正手段(6)により修正された前記モデル(
8)により前記第1の補正手段(5)が推定した前記被
制御部(1)の推定位置と前記位置測定部(3)が測定
した前記被制御部(1)の位置との差を用いて前記モデ
ル(8)を逐次修正する第3の補正手段(7)とよりな
ることを特徴とする位置決め制御装置。
(1) A controlled part (1), a drive part (2) that moves and positions the controlled part (1), and a drive part (2) that moves and positions the controlled part (1);
), a position measuring unit (3) that measures the position of the drive unit (
2), the vibration of a system including at least the controlled part (1) and the driving part (2) is modeled, and the model (8) is used to model the vibration of the system including at least the controlled part (1) and the driving part (2). ), and corrects the control of the control unit (4); and second correction means that corrects the model (8) when the temperature of the system changes. (6), and the model (
8) using the difference between the estimated position of the controlled part (1) estimated by the first correction means (5) and the position of the controlled part (1) measured by the position measuring part (3). A positioning control device comprising: a third correction means (7) for sequentially correcting the model (8).
(2)少なくともディスク(11)及びヘッド(13、
14)が筐体内に収納され、該筐体が防振部材を介して
支持されるディスク装置の前記ヘッド(13、14)の
移動を制御する制御手段(21)と、前記ヘッド(13
、14)が温度依存性の前記防振部材に基づく外部振動
を受ける場合、前記防振部材の温度が温度T_1の時の
、外部振動による該ヘッド(13、14)の振動特性を
前記ディスク装置と同一でモデル化した装置より推定し
、推定された該ヘッド(13、14)の振動特性により
前記制御手段(21)の制御を補正する第1の補正手段
(21)と、 前記温度T_1が別の温度T_2に変化した場合に前記
温度T_1の場合の外部振動によるモデルを温度T_2
の場合の外部振動によるモデルに修正して第1の補正手
段の補正を修正する第2の補正手段(21)と、 前記第1の補正手段(21)及び前記第2の補正手段(
21)より推定された前記ヘッド(13、14)の推定
位置と、前記ヘッド(13、14)の実際の位置とを比
較・差分して、その差分値が零になるように前記モデル
を更に修正する第3の補正手段(21)と、 第3の補正手段により修正されたモデルを用いて前記制
御手段(21)の制御を帰還的に補正し、前記ディスク
上の目標位置に前記ヘッド(13、14)を位置決めす
ることを特徴とする位置決め制御装置。
(2) At least a disk (11) and a head (13,
a control means (21) for controlling the movement of the heads (13, 14) of a disk device, which is housed in a housing and the housing is supported via a vibration isolating member;
, 14) is subjected to external vibration based on the temperature-dependent vibration isolating member, the vibration characteristics of the head (13, 14) due to external vibration when the temperature of the vibration isolating member is temperature T_1 are determined by the vibration characteristics of the head (13, 14) caused by the external vibration. a first correction means (21) that corrects the control of the control means (21) based on the estimated vibration characteristics of the head (13, 14); When the temperature changes to another temperature T_2, the model due to external vibration in the case of the temperature T_1 is changed to the temperature T_2.
a second correction means (21) that corrects the correction of the first correction means by correcting the model due to external vibration in the case of the first correction means (21) and the second correction means (
21) Compare and differentiate the estimated position of the head (13, 14) and the actual position of the head (13, 14), and further modify the model so that the difference value becomes zero. A third correction means (21) corrects the control of the control means (21) using the model corrected by the third correction means, and adjusts the head (21) to the target position on the disk. 13, 14).
(3)前記制御手段及び、前記モデルをプログラム化し
た前記第1の補正手段を処理コンピュータ(21)に設
けたことを特徴とする請求項2記載の位置決め制御装置
(3) The positioning control device according to claim 2, wherein the control means and the first correction means in which the model is programmed are provided in a processing computer (21).
(4)前記制御手段及び前記第2の補正手段を処理コン
ピュータ(21)に設けたことを特徴とする請求項2又
は3記載の位置決め装置。
(4) The positioning device according to claim 2 or 3, wherein the control means and the second correction means are provided in a processing computer (21).
(5)前記第2の補正手段は、前記防振部材の温度を測
定する温度測定手段(28、29)より温度通知される
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項記
載の位置決め制御装置。
(5) The second correction means is notified of the temperature by temperature measurement means (28, 29) that measures the temperature of the vibration isolating member. positioning control device.
(6)前記温度測定手段(28、29)を、前記防振部
材の温度変化を検出する温度センサ(28)及び該温度
センサ(28)が検出した検出値より前記防振部材の温
度を算出する計算手段(29)より構成し、該計算手段
(29)を前記ディスク装置の外部に設けたことを特徴
とする請求項5記載の位置決め制御装置。
(6) The temperature measuring means (28, 29) is configured to calculate the temperature of the vibration isolating member from a temperature sensor (28) that detects a temperature change of the vibration isolating member and a detection value detected by the temperature sensor (28). 6. The positioning control device according to claim 5, further comprising a calculation means (29) for calculating the position, and the calculation means (29) being provided outside the disk device.
(7)前記温度測定手段(28、29)を、前記ディス
ク装置を使用する外部装置に設けたことを特徴とする請
求項5記載の位置決め制御装置。
(7) The positioning control device according to claim 5, wherein the temperature measuring means (28, 29) is provided in an external device that uses the disk device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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