JPH04184775A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はディスク装置の位置制御の位置決め精度の向上
に関する。

［従来の技術］ ディスク装置のディスク上には、トラックと呼ばれる同
心円状または渦巻き状の細い領域が数多く存在しており
、トラックピッチは１．５ＬＬｍ〜３０μｍ程度である
。ディスク装置ではトラック上にヘッドを正確に位置決
めすることが要求され、トラックピッチの２０〜３０分
の１以上のトラック位置決め誤差（以下トラックエラー
と略す）が発生すると正しくディスク上に情報を記録再
生することができなくなる。そこでトラック位置決め制
御（以下トラックサーボと略す）を用いて、トラック上
にヘッドを正確に位置決めする技術が開発されてきた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、サーボ回路はその動作原理上開ループ−逆伝達
関数のゲインが１となる周波数において位相余有が必要
であるが、実際のサーボ系経路中には以下に述べるよう
な位相をおくらせる要因が存在し、位相余有を確保でき
なくないために、す−ボ系が不安定になることが多かっ
た。すなわち、サーボ経銘中の駆動用モータなど機械部
分の共振が位相おくれを招いていた。また間欠的な時間
にのみサーボ情報を検出し制御をかける離散時間制御系
においては、サンプリング時間間隔に比例した時間おく
れが発生し、やはり位相おくれが生していた。

そこで本発明はこのような位相おくれによってもサーボ
回路の動作が安定であるディスク装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段１ 本発明のディスク装置は、ディスク装置の位置制御回路
において、第２の位置推定値と第２の速度推定値と、位
置制御用駆動モータの駆動電流から第１の位置推定値と
第１の速度推定値を求め、さらに検出した位置誤差信号
と前記第１の位置推定値と第１の速度推定値から、第２
の位置推定値と第２の速度推定値を求め、前記第２の位
置推定値、または前記第２の位置推定値と前記第２の速
度推定値の両方を位置制御回路の誤差入力値として使用
することを特徴とする。

〔作　用ｊ 本発明は以下のように、前回の位置誤差推定値と位置制
御用駆動モータ電流から第１の速度および位置推定値を
求める。次いて実際に検出した位置誤差信号と第１の位
置推定値の差を修正値として求め、係数を乗じた後筒１
の推定値に加えて修正して、第２の速度および位置推定
値を求める。

第２の推定値を最終的な誤差信号として制御回路で使用
する。駆動モータ電流値は近似的に位置の２５１階分に
比例するので、位置の高周波成分を含んでいる。電流値
を検出した位置誤差信号と加え合わせるので、位置の高
周波成分は電流値から求めることができ、低周波成分は
検出位置誤差信号から求まる。共振による位相おくれや
時間お（れによる位相おくれは高周波領域で問題となる
が、電流値はこれらの悪影響を受けないので、十分な位
相余有を確保することができ、安定な制御が可能になる
。

［実　施　例］ 本発明を実施例によって説明する。

本実施例はトラックサーボの例であるが、その化フォー
カスサーボなどにも利用可能である。また本実施例は離
散時間制御を前提としたデジタルサーボを使用している
が、連続時間制御にも同様に利用することができる。

第１図は本発明の実施例のトラック制御回路の概略構成
を示すブロック図である。

トラックエラー信号はアンプ１を経て増幅されＡ／Ｄコ
ンバータ２によってＡ／Ｄ変換されて、量子化されたデ
ジタル信号となる。デジタル値になったトラックエラー
信号は後述するデジタル処理回路部（１５〜３０）を経
た後、シーケンス制御回路１４の指令のタイミングでＤ
／Ａ変換器ｌＯによってＤ／Ａ変換され、アクログ値電
圧として駆動アンプ１１に入力する。駆動アンプは入力
電圧に比例した電流を駆動モータ１２に加え、駆動モー
タを移動させる。ヘッド１３は駆動モータに固定されて
いるので、最終的に駆動電流によってヘッド位置を制御
することができる。

次に前述のデジタル処理部（１５〜３０）の動作原理、
構成ならびに回路動作について説明する。

駆動モーター２およびヘッド１３から成る可動部は慣性
力と駆動モータの駆動力しが働がない慣性系であるとす
る。このとき、可動部の挙動は以下のように記述される
。Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周期をＴ、駆動モー
タ駆動電流■、可動部に発生する加速度ａとすると。

加速度ａは ａ＝ＫＩ　　　　　　　　　　・・・　（１）また、速
度■および位置Ｓはａを時間ｔで積分することにより、
１秒後には次の値になる。

Ｖ　−Ｖｏ　＋’ａ　Ｔ　　　　　　　・・・（２）５
＝Ｓｏ　＋Ｖｏ　Ｔ＋　−ａＴ”　　・・・　（３）こ
こで、Ｖｏ及びＳｏはそれぞれ初期速度、初期位置であ
る。（２）、（３）式において、ａは電流値工の関数な
ので、速度および位置は前回のサンプリング時の値と電
流値で推定することが可能である。したがって、Ｓｏお
よび■。を前回サンプリング時の推定値となると、今回
のサンプリング時点の位置および速度は、電流値工から
求めることができる。よって、 Ｖ＝ＶＯ＋ＫＩ　　Ｉ　　　　　　・・・　（４）Ｓ＝
Ｓｏ　＋　Ｖｏ　Ｔ　十Ｋａ　Ｉ　　・・・（５）（Ｋ
、、に、は適当な係数） から速度と位置を求めることができる。これらを第１の
推定値と呼ぶことにする。

ところで、可動部には摩擦や振動等外乱が加わり、第１
の推定値は実際には正しい値をとらない、そこで、以下
の方法によって推定値の修正を行なう。すなわち、量子
化されたトラックエラー信号（Ａ／Ｄコンバーク出力）
から（５）式による第１の位置推定値を差し引いた差は
、推定値の誤差として（５）式に修正値として加える。

これにより、推定値は推定誤差が少ない確度の高いもの
になる。今述べた修正によって推定値は、Ｖ”Ｖｏ　＋
に＋　　Ｉ　＋ｒｒｌ＋　　（ｅ　　ｍｚ　Ｓｏ　）Ｓ
＝　Ｓｏ＋Ｖｏ　Ｔ＋Ｋｘ　Ｉ＋Ｋｚ（ｅ　−に４　Ｓ
ｏｌ・　・　・　（６） （ｅは実際に検出したトラックエラー信号、Ｋ３．に、
は適当な係数） と書くことができ、これを以下第２の推定値と呼ぶこと
にする。〔６）式は以下のように書き換えることができ
る。

■＝ａ２Ｓｏ＋■。＋ａ３　工＋ｍＩｅＳ＝ａ＋　Ｓｏ
　＋ＶＱ　Ｔ＋に２１＋に３　ｅ・　・　（７） （ａｌ、ａ２．＆ｚは適当な定数） （７）式によれば、前回のサンプリング時点の変位およ
び速度の第２の推定値と、今回の実測したトラックエラ
ー信号値と、制御電流値から、今回のサンプリング時点
の位置と速度の第２の推定値が求められる。また制御電
流値Ｉは今回の新しい第２の位置推定値から、あるいは
第２の位置推定値および速度推定値の両方から算出する
ことができる。

以上の動作原理に基づき、実施例のデジタル処理部の動
作を説明する。

Ａ／Ｄ変換器２でＡ／Ｄ変換されたトラックエラー信号
はデジタル乗算器１５によって係数に３と乗ぜられ、積
は加算器２９に対して出力される。ラッチ回路１６に保
持されている前回サンプリング時点の位置推定値は乗算
器１７において係数ａ、を乗ぜられ、積は加算器２９に
出力される。ラッチ回路１８に保持されている前回サン
プリング時点の速度推定値は、乗算器１９において係数
Ｔを乗ぜられ、積は加算器２９に出力される。ラッチ回
路９に保持されている制御電流のデジタル値は乗算器２
０によって係数に２を乗ぜられ、積は加算器２９に出力
される。加算器２９では以上４種類のデジタル値をデジ
タル加算し、和をラッチ回路９に出力する。この和は前
述の（７）式で示される、今回のサンプリング時点の第
２の位置推定値である。シーケンス制御回路１４は和が
加算器２９から出力された後ラッチ命令をラッチ回路９
に送り、和をラッチ回路９に保持する。この後シーケン
ス制御回路１４はラッチ回路１６Ｊよび１８に対し、ラ
ッチ命令を送り、新しく計算された今回サンプリング時
点の位置および速度推定値をラッチ回路に保持する。こ
れによって、次回のサンプリング時点において、（７）
式の計算をするための５０および■。が保持される。速
度の推定値も２１〜３０まての回路によって、全く同様
にデジタル計算される。ラッチ回路９に保持された今回
の位置推定値はＤ／Ａ変換器１０によってアナログ電圧
に変換され、駆動モータが制御される。

［発明の効果１ 以上述べたように、本発明によれば、位相おくれが発生
している可能性がある実測したトラックエラー信号をそ
のまま使わずに、駆動モータの駆動電流値を考慮して推
定値を計算しているので、位相おくれの影響が全くない
電流値に基づき高周波領域の位置および速度信号を求め
ることができる。したがって、位相おくれがなく、位相
余有を十分確保することができ、安定な制御が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置制御回路の構成を示すブロック図
である。 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク装置の位置制御回路において、第２の位置推定
   値と第２の速度推定値と、位置制御用駆動モータの駆動
   電流から第１の位置推定値と第１の速度推定値を求め、
   さらに検出した位置誤差信号と前記第１の位置推定値と
   第１の速度推定値から、第２の位置推定値と第２の速度
   推定値を求め、前記第２の位置推定値、または前記第２
   の位置推定値と前記第２の速度推定値の両方を位置制御
   回路の誤差入力値として使用することを特徴とするディ
   スク装置。